Первый вопрос. Лекции № 6, 7 Взрывы. Оценка воздействия поражающих факторов взрывов на людей и различные объекты

Лекции № 6, 7 Взрывы. Оценка воздействия поражающих факторов взрывов на людей и различные объекты.

I. Взрывы. Общие понятия. Ядерные взрывы.

II. Взрывчатые вещества. Виды взрывов. Взрывоопасные объекты.

III. Поражающие факторы взрывов. Основные параметры поражающих факторов. Характеристика и расчёт.

IV. Оценка воздействия взрывов на людей и различные объекты.

Взрыв – быстро протекающий (практически мгновенный) процесс химического или физического* превращения веществ, сопровождающийся высвобождением большого (громадного) количества энергии в ограниченном объеме.

Для взрывчатых веществ (ВВ) взрыв является самораспространяющимся химическим превращением (распадом, разложением), подобно горению, с выделением громадного количества тепла и образованием газообразных продуктов. При обычном горении используется кислород атмосферы. При взрывах же используется связанный кислород, который содержится в большинстве ВВ. При этом кислород вступает во внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции распада или взаимодействия между составными частями ВВ, продуктами их разложения или газификации в результате чего выделяется тепло и газообразные продукты.

Химическое превращение ВВ может происходить в виде:

а) термического разложения; б) горения; в) детонации.

Термическое разложение является медленным процессом распада ВВ (например, «горение» мокрой травы, перегнивание навоза). Оно сопровождается выделением тепла.

Горение ВВ – экзотермическая реакция, протекающая в поверхностном слое вещества – в зоне пламени. Реакция поддерживается за счёт теплопроводности и (или) диффузионного теплообмена газообразных продуктов реакции с общей массой ВВ. Различают два вида горения – стационарное (послойное горение) и возмущенное (объемное горение). Характерно резкое нарастание давления.

Детонация – особый вид экзотермической реакции. Скорость горения достигает 8,5 км/с. Подобная скорость горения способствует мгновенному нарастанию давления на фронте детонационной волны. Реакция протекает так быстро, что вся энергия, заключенная в ВВ, высвобождается до того, как наступает расширение продуктов распада. По сути вся освободившаяся энергия сосредоточена в объеме исходного ВВ. Давление может достигать до 10¹⁰ Па. Происходит взрыв.

Т. о., различие в химическом превращении ВВ состоит в скорости горения. Различают при: М<0,2 (М – число Маха) – чисто дефлаграционное горение (Т»1500¸3000^оС, давление нарастает постепенно, в закрытых помещениях до 0,6¸0,9 МПа); М>1 – детонационное горение (давление нарастает скачком).

Наиболее сильные взрывы – ядерные (атомные), при которых выделяется огромная энергия, мощь которой превосходит на несколько порядков взрывы обычных ВВ. Атомная энергия может выделиться при:

а) делении ядер тяжелых элементов (урана U₂₃₃, ₂₃₅; плутония Pu₂₃₉) – ядерный (атомный) вид реакции на принципе «деления»;

б) реакции синтеза легких элементов (дейтерия и трития) в более тяжелые элементы – термоядерный (водородный) вид реакции на принципе «деление + синтез»;

в) комбинации первых двух видов реакции – реакции на принципе «деление + синтез + деление» (в последнем случае начинает деление природный уран U₂₃₈).

Ядерное оружие (ЯО) основано на использовании указанных видов реакции. Простая атомная (ядерная) бомба основана на принципе деления ядер тяжелых элементов. Термоядерная (водородная) бомба – это двойная бомба – основанная на втором принципе реакции. Атомный взрыв по сути является катализатором (условием), при котором начинает протекать реакция синтеза. На третьем виде реакции устроена «тройная» бомба, мощь которой превосходит мощь атомной и водородной бомб.

Реакции деления тяжелых ядер и синтеза легких ядер протекают практически мгновенно (за миллионные доли секунды). В зоне протекания ядерных реакций температура повышается до нескольких миллионов градусов, а максимальное давление достигает миллиардов атмосфер (» 10¹⁰ Па).

Мощь ядерных взрывов (ЯВ) принято характеризовать тротиловым эквивалентом – килотоннами. Десять килотонн – 10 Кт – означают выделение энергии эквивалентной при взрыве 10 тонн тротила.