Unterwasserexplosionen. Unterwasserexplosion. Nukleare Explosion an der Oberfläche

Der amerikanische Physiker Robert Oppenheimer, auch bekannt als „Vater der Atombombe“, wurde 1904 in New York in eine Familie wohlhabender und gebildeter Juden geboren. Während des Zweiten Weltkriegs leitete er die Entwicklung amerikanischer Nuklearwissenschaftler zur Entwicklung der ersten Atombombe der Menschheitsgeschichte.

Name der Herausforderung: Trinity
Datum: 16. Juli 1945
Standort: Mülldeponie in Alamogordo, New Mexico.

Dies war der Test der ersten Atombombe der Welt. In einer Fläche von 1,6 Kilometern Durchmesser schoss ein riesiger lila-grün-orangefarbener Feuerball in den Himmel. Die Erde bebte durch die Explosion, eine weiße Rauchsäule stieg in den Himmel und begann sich allmählich auszudehnen und nahm in einer Höhe von etwa 11 Kilometern eine schreckliche Pilzform an

Name der Herausforderung: Bäcker
Datum: 24. Juli 1946
Ort: Lagune des Bikini-Atolls
Art der Explosion: Unterwasser, Tiefe 27,5 Meter
Ertrag: 23 Kilotonnen

Ziel der Tests war es, die Auswirkungen von Atomwaffen auf Marineschiffe und deren Personal zu untersuchen. 71 Schiffe wurden zu schwimmenden Zielen gemacht. Dies war der fünfte Atomwaffentest. Durch die Explosion wurden mehrere Millionen Tonnen Wasser in die Luft geschleudert.

Name der Herausforderung: Able (im Rahmen der Operation Ranger)
Datum: 27. Januar 1951
Standort: Testgelände in Nevada

Name der Herausforderung: George
Datum: 1951

Name der Herausforderung: Hund
Datum: 1951
Standort: Atomtestgelände in Nevada

Name der Herausforderung: Mike
Datum: 31. Oktober 1952
Standort: Elugelab Island („Flora“), Enewate Atoll
Leistung: 10,4 Megatonnen

Das Gerät, das während Mikes Test explodierte und „Wurst“ genannt wurde, war die erste echte „Wasserstoff“-Bombe der Megatonnenklasse. Die Pilzwolke erreichte eine Höhe von 41 km bei einem Durchmesser von 96 km.

Testname: Annie (im Rahmen der Operation Upshot Knothole)
Datum: 17. März 1953
Standort: Atomtestgelände in Nevada
Ertrag: 16 Kilotonnen

Name der Herausforderung: Grable (im Rahmen der Operation Upshot Knothole)
Datum: 25. Mai 1953
Standort: Atomtestgelände in Nevada
Leistung: 15 Kilotonnen

Name der Herausforderung: Castle Bravo
Datum: 1. März 1954
Standort: Bikini-Atoll
Explosionsart: Oberfläche
Leistung: 15 Megatonnen

Die Wasserstoffbombe von Castle Bravo war die stärkste Explosion, die jemals von den Vereinigten Staaten getestet wurde. Es stellte sich heraus, dass die Kraft der Explosion viel größer war als ursprünglich prognostiziert, nämlich 4 bis 6 Megatonnen.

Name der Herausforderung: Schloss Romeo
Datum: 26. März 1954
Standort: auf einem Lastkahn im Bravo-Krater, Bikini-Atoll
Explosionsart: Oberfläche
Leistung: 11 Megatonnen

Es stellte sich heraus, dass die Kraft der Explosion dreimal größer war als ursprünglich prognostiziert. Romeo war der erste Test, der auf einem Lastkahn durchgeführt wurde.

Name der Herausforderung: Seminole
Datum: 6. Juni 1956

Leistung: 13,7 Kilotonnen

Name der Challenge: Priscilla (als Teil der „Plumbbob“-Challenge-Serie)
Datum: 1957
Standort: Atomtestgelände in Nevada
Ausbeute: 37 Kilotonnen

Name der Herausforderung: Regenschirm
Datum: 8. Juni 1958
Standort: Enewetak-Lagune im Pazifischen Ozean
Leistung: 8 Kilotonnen

Während der Operation Hardtack kam es zu einer nuklearen Unterwasserexplosion. Als Ziele dienten ausgemusterte Schiffe.

Name der Herausforderung: Eiche
Datum: 28. Juni 1958
Standort: Enewetak-Lagune im Pazifischen Ozean
Ausbeute: 8,9 Megatonnen

Testname: AN602 (auch bekannt als „Tsar Bomba“ und „Kuzkas Mutter“)
Datum: 30. Oktober 1961
Ort: Novaya Zemlya Trainingsgelände
Leistung: über 50 Megatonnen

Testname: AZTEC (als Teil des Projekts Dominic)
Datum: 27. April 1962
Ort: Weihnachtsinsel
Ausbeute: 410 Kilotonnen

Name der Herausforderung: Chama (als Teil des Projekts Dominic)
Datum: 18. Oktober 1962
Standort: Johnston Island
Leistung: 1,59 Megatonnen

Name der Herausforderung: Truckee (als Teil des Projekts Dominic)
Datum: 9. Juni 1962
Ort: Weihnachtsinsel
Leistung: mehr als 210 Kilotonnen

Name der Herausforderung: JA
Datum: 10. Juni 1962
Ort: Weihnachtsinsel
Leistung: 3 Megatonnen

Name der Herausforderung: „Einhorn“ (französisch: Licorne)
Datum: 3. Juli 1970
Standort: Atoll in Französisch-Polynesien
Ausbeute: 914 Kilotonnen

Name der Herausforderung: Rhea
Datum: 14. Juni 1971
Ort: Französisch-Polynesien
Leistung: 1 Megatonne

Während des Atombombenabwurfs auf Hiroshima (Atombombe „Baby“, 6. August 1945) lag die Gesamtzahl der Todesopfer zwischen 90 und 166.000 Menschen

Während des Atombombenabwurfs auf Nagasaki (Atombombe „Fat Man“, 9. August 1945) lag die Gesamtzahl der Todesopfer zwischen 60 und 80.000 Menschen. Diese beiden Bombenanschläge waren das einzige Beispiel in der Geschichte der Menschheit für den Kampfeinsatz von Atomwaffen.

Die Ergebnisse der Atomtests im Bikini-Atoll wurden übertrieben, um die Umgebung von Atomwaffen als alles vernichtendes Mittel zu schützen. Tatsächlich stellte sich heraus, dass die neueste Superwaffe ein „Papiertiger“ war. Nur 5 der 77 Schiffe, die das Ziel des Angriffs waren, wurden Opfer der ersten Able-Explosion – nur diejenigen, die sich in unmittelbarer Nähe des Epizentrums befanden (weniger als 500 Meter).

Es ist zu beachten, dass die Tests in einer flachen Lagune durchgeführt wurden. Auf offener See wäre die Höhe der Grundwelle geringer und die zerstörerische Wirkung der Explosion noch schwächer (analog zu Tsunamiwellen, die weit entfernt von der Küste praktisch nicht wahrnehmbar sind).

Auch die überfüllte Anordnung der Schiffe am Ankerplatz spielte eine Rolle. Unter realen Bedingungen, wenn man in einer Anti-Atom-Ordnung unterwegs ist (wenn der Abstand zwischen den Schiffen mindestens 1000 Meter beträgt), könnte selbst ein direkter Treffer einer Bombe oder Rakete mit einem Atomsprengkopf auf eines der Schiffe dies nicht stoppen Geschwader. Schließlich lohnt es sich, den fehlenden Kampf um die Überlebensfähigkeit der Schiffe zu berücksichtigen, der sie zu leichten Opfern von Bränden und den bescheidensten Löchern machte.

Es ist bekannt, dass vier der acht an den Tests teilnehmenden U-Boote Opfer der Baker-Unterwasserexplosion (mit einer Kraft von 23 kt) wurden. Anschließend wurden sie alle hochgezogen und wieder in Dienst gestellt!

Die offizielle Meinung bezieht sich auf die dadurch entstandenen Löcher in ihrem robusten Rumpf, was jedoch dem gesunden Menschenverstand widerspricht. Der russische Schriftsteller Oleg Teslenko macht auf die Diskrepanz in der Beschreibung der Schäden an den Booten und den Methoden zu deren Hebung aufmerksam. Um Wasser abzupumpen, müssen Sie zunächst die Kammern des versunkenen Schiffes verschließen. Was bei einem U-Boot, das einen leichten Rumpf auf einem robusten Rumpf hat, unwahrscheinlich ist (wenn eine Explosion einen robusten Rumpf zerschmettert hätte, dann müsste sich der leichte Rumpf in ein einziges Durcheinander verwandeln, nicht wahr? Und wie lässt sich dann ihre schnelle Rückkehr erklären?). Im Gegenzug weigerten sich die Yankees, mit Hilfe von Pontons zu heben: Taucher mussten ihr Leben aufs Spiel setzen, Kanäle unter dem Boden von U-Booten waschen, um Kabel zu verlegen, und stundenlang im hüfthohen radioaktiven Schlamm stehen.

Es ist mit Sicherheit bekannt, dass alle versunkenen Boote während der Explosion unter Wasser waren, daher betrug ihre Auftriebsreserve etwa 0,5 %. Beim geringsten Ungleichgewicht (Eintritt von ~10 Tonnen Wasser) fielen sie sofort zu Boden. Es ist möglich, dass die Erwähnung von Löchern eine Fiktion ist. Eine so unbedeutende Menge Wasser könnte durch die Dichtungen und Dichtungen der versenkbaren Geräte in die Fächer gelangen – Tropfen für Tropfen. Als die Retter ein paar Tage später die Boote erreichten, waren diese bereits auf dem Grund der Lagune gesunken.

Hätte unter realen Kampfbedingungen ein Angriff mit Atomwaffen stattgefunden, hätte die Besatzung sofort Maßnahmen zur Beseitigung der Folgen der Explosion ergriffen und die Boote hätten ihre Reise fortsetzen können.

Die obigen Argumente werden durch Berechnungen bestätigt, nach denen die Kraft der Explosion umgekehrt proportional zur dritten Potenz der Entfernung ist. Diese. Selbst bei Verwendung von taktischer Munition mit einer halben Megatonne (20-mal stärker als die Bomben, die auf Hiroshima und Bikini abgeworfen wurden) erhöht sich der Schadensradius nur um das 2- bis 2,5-fache. Das reicht eindeutig nicht aus, um „über Gebiete“ zu schießen, in der Hoffnung, dass eine nukleare Explosion, egal wo sie auftritt, dem feindlichen Geschwader Schaden zufügen kann.

Die kubische Abhängigkeit der Explosionskraft von der Entfernung erklärt den Kampfschaden, den Schiffe bei den Tests in Bikini erlitten haben. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bomben und Torpedos konnten nukleare Explosionen den Torpedoschutz nicht durchbrechen, tausend Tonnen schwere Strukturen zerstören oder interne Schotte beschädigen. In einer Entfernung von einem Kilometer nimmt die Wucht der Explosion um das Milliardefache ab. Und obwohl die Atomexplosion angesichts der Entfernung viel stärker war als die Explosion einer konventionellen Bombe, war die Überlegenheit des Atomsprengkopfs gegenüber dem konventionellen nicht offensichtlich.

Sowjetische Militärexperten kamen zu ungefähr den gleichen Schlussfolgerungen, nachdem sie eine Reihe von Atomtests auf Nowaja Semlja durchgeführt hatten. Die Matrosen platzierten ein Dutzend Kriegsschiffe (ausrangierte Zerstörer, Minensuchboote, erbeutete deutsche U-Boote) in sechs Radien und zündeten in geringer Tiefe eine Nuklearladung, die im Design dem T-5-Torpedo entsprach. Erstmals (1955) betrug die Explosionskraft 3,5 kt (vergessen Sie jedoch nicht die kubische Abhängigkeit der Explosionskraft von der Entfernung!)

Am 7. September 1957 donnerte in der Tschernaja-Bucht eine weitere Explosion mit einer Stärke von 10 kt. Einen Monat später wurde ein dritter Test durchgeführt. Wie im Bikini-Atoll wurden die Tests in einem flachen Wasserbecken mit einer großen Konzentration von Schiffen durchgeführt.

Die Ergebnisse waren vorhersehbar. Sogar die unglücklichen Panzer, zu denen auch Minensuchboote und Zerstörer aus dem Ersten Weltkrieg gehörten, zeigten eine beneidenswerte Widerstandsfähigkeit gegen eine Atomexplosion.

„Wenn Besatzungen auf den U-Booten gewesen wären, hätten sie das Leck leicht beheben können und die Boote wären kampfbereit geblieben, wenn auch mit Ausnahme der S-81.“

Die Mitglieder der Kommission kamen zu dem Schluss, dass, wenn das U-Boot einen Konvoi gleicher Zusammensetzung mit einem Torpedo mit einem UBC angegriffen hätte, es bestenfalls nur ein Schiff oder Schiff versenkt hätte!

B-9 blieb nach 30 Stunden an den Pontons hängen. Durch beschädigte Dichtungen drang Wasser ein. Sie wurde aufgezogen und 3 Tage später in Kampfbereitschaft gebracht. Die an der Oberfläche liegende S-84 wurde leicht beschädigt. Durch ein offenes Torpedorohr gelangten 15 Tonnen Wasser in den Bugraum der S-19, der jedoch nach 2 Tagen wieder in Ordnung gebracht wurde. Die „Gremyashchiy“ wurde von der Druckwelle stark erschüttert, es traten Dellen im Aufbau und im Schornstein auf, aber ein Teil des vernachlässigten Kraftwerks arbeitete weiter. Der Schaden an der Kuibyshev war gering; Die „K. Liebknecht“ bekam ein Leck und strandete. Die Mechanismen wurden nahezu nicht beschädigt.

Es ist erwähnenswert, dass der Zerstörer „K. Liebknecht (Typ Novik, Stapellauf 1915) hatte bereits VOR dem Test ein Leck im Rumpf.

An der B-20 wurden keine ernsthaften Schäden festgestellt, lediglich Wasser gelangte durch einige Rohrleitungen, die die leichten und langlebigen Rümpfe miteinander verbanden, ins Innere. Die B-22 tauchte sicher auf, sobald die Ballasttanks explodierten, und die S-84 war zwar überlebt, aber außer Gefecht. Die Besatzung hätte den Schaden am leichten Rumpf der S-20 bewältigen können; die S-19 musste nicht repariert werden. Die Druckwelle beschädigte die Aufbauten der F. Mitrofanov und T-219, während die P. Vinogradov keinen Schaden erlitt. Die Aufbauten und Schornsteine ​​der Zerstörer waren erneut verbeult, aber die Mechanismen der Donnernden funktionierten immer noch. Kurz gesagt, die „Versuchspersonen“ waren am stärksten von Stoßwellen betroffen, und Lichtstrahlung wirkte sich nur auf die dunkle Farbe aus; die nachgewiesene Radioaktivität erwies sich als unbedeutend.
- Testergebnisse 7. September 1957, Explosion auf einem Turm am Ufer, Leistung 10 kt.

Am 10. Oktober 1957 fand ein weiterer Test statt – vom neuen U-Boot S-144 wurde ein T-5-Torpedo in die Tschernaja-Bucht abgefeuert, der in einer Tiefe von 35 m explodierte. Nur 240 m vom Epizentrum entfernt stand „Grosny“. sank nach einiger Zeit, T-218 (280 m) folgte. Auf der S-20 (310 m) wurden die Achterabteile überflutet und sie sank mit starkem Trimm zu Boden; Bei der S-84 (250 m) waren beide Rümpfe beschädigt, was der Grund für ihren Tod war. Beide befanden sich in Positionsposition. 450 m vom Epizentrum entfernt platziert, erlitt die „Enraged“ ziemlich schwere Schäden, sank jedoch nur 4 Stunden später. Die S-19, die sich an der Oberfläche befand, hatte Waffen und Mechanismen außer Betrieb, und das Gleiche geschah auf der „P. Winogradow“ (620 m) . Der angeschlagene „Gremyashchiy“ hat jetzt einen Besatz am Bug und eine Schlagseite auf der linken Seite. Nach 6 Stunden wurde es zur Sandbank geschleppt, wo es bis heute verbleibt. Die B-22, die 700 m von der Explosionsstelle entfernt am Boden lag, blieb kampfbereit; Auch das Minensuchboot T-219 ist erhalten geblieben. Es ist zu bedenken, dass die am stärksten beschädigten Schiffe zum dritten Mal von „vollvernichtenden Waffen“ getroffen wurden und die „neuen“ Zerstörer in fast 40 Dienstjahren bereits ziemlich abgenutzt waren.
- Zeitschrift „Technik für die Jugend“ Nr. 3, 1998

Der Zerstörer „Gremyashchy“, das obere Foto wurde 1991 aufgenommen

"Die lebenden Toten". Strahlenbelastung der Besatzung

Atomexplosionen aus der Luft gelten als „selbstreinigend“, weil Der Großteil der Zerfallsprodukte gelangt in die Stratosphäre und verteilt sich anschließend großflächig. Unter dem Gesichtspunkt der Strahlungsbelastung des Gebiets ist eine Unterwasserexplosion wesentlich gefährlicher, kann jedoch auch keine Gefahr für das Geschwader darstellen: Mit einer Geschwindigkeit von 20 Knoten verlassen die Schiffe die Gefahrenzone in einer halben Stunde Stunde.

Die größte Gefahr ist der Ausbruch einer nuklearen Explosion selbst. Ein kurzfristiger Impuls von Gammaquanten, dessen Aufnahme durch die Zellen des menschlichen Körpers zur Zerstörung von Chromosomen führt. Eine andere Frage ist, wie stark dieser Impuls sein muss, um bei den Besatzungsmitgliedern eine schwere Form der Strahlenkrankheit auszulösen. Strahlung ist zweifellos gefährlich und schädlich für den menschlichen Körper. Was aber, wenn die schädlichen Auswirkungen der Strahlung erst nach einigen Wochen, einem Monat oder sogar einem Jahr auftreten? Bedeutet dies, dass die Besatzungen der angegriffenen Schiffe ihre Mission nicht fortsetzen können?

Nur Statistik: bei Tests für at. Bikini Ein Drittel der Versuchstiere wurde direkte Opfer der Atomexplosion. 25 % starben an den Folgen der Stoßwelle und der Lichtstrahlung (offensichtlich befanden sie sich auf dem Oberdeck), weitere etwa 10 % starben anschließend an der Strahlenkrankheit.

Die Teststatistiken zu Novaya Zemlya zeigen Folgendes.

Auf den Decks und Abteilen der Zielschiffe befanden sich 500 Ziegen und Schafe. Von denen, die durch den Blitz und die Stoßwelle nicht sofort getötet wurden, wurde nur bei zwölf Artiodactylen über eine schwere Strahlenkrankheit berichtet.

Daraus folgt, dass die Hauptschädigungsfaktoren bei einer nuklearen Explosion Lichtstrahlung und eine Stoßwelle sind. Obwohl Strahlung eine Gefahr für Leben und Gesundheit darstellt, kann sie nicht zu einem schnellen Massentod von Besatzungsmitgliedern führen.

Diese Daten waren die Grundlage für eine harte Rechnung: Die „lebenden Toten“ würden das Ruder der zum Scheitern verurteilten Schiffe übernehmen und das Geschwader auf seiner letzten Reise anführen.

Die entsprechenden Anforderungen wurden an alle Designbüros gesendet. Voraussetzung für die Konstruktion von Schiffen war das Vorhandensein eines Atomschutzes (EPS). Reduzierung der Löcher im Rumpf und des Überdrucks in den Abteilen, um zu verhindern, dass radioaktiver Niederschlag an Bord gelangt.

Nachdem sie Informationen über Atomtests erhalten hatten, begannen sie im Hauptquartier zu regnen. Daraus entstand das Konzept eines „Anti-Atom-Haftbefehls“.

Ärzte kamen zu Wort – es wurden spezielle Inhibitoren und Gegenmittel entwickelt (Kaliumjodid, Cystamin), die die Wirkung der Strahlung auf den menschlichen Körper abschwächen, freie Radikale und ionisierte Moleküle binden und den Prozess der Entfernung von Radionukliden aus dem Körper beschleunigen.

Nun wird ein Angriff mit Atomsprengköpfen einen Konvoi, der militärische Ausrüstung und Verstärkung von New York nach Rotterdam liefert, nicht aufhalten (gemäß dem bekannten Szenario des Dritten Weltkriegs). Die Schiffe, die das Atomfeuer durchbrechen, werden Truppen an der feindlichen Küste landen und mit Marschflugkörpern und Artillerie Feuerunterstützung leisten.

Der Einsatz nuklearer Sprengköpfe kann das Problem der fehlenden Zielbestimmung nicht lösen und ist keine Garantie für den Sieg in einer Seeschlacht. Um den gewünschten Effekt zu erzielen (schweren Schaden zu verursachen), ist es notwendig, die Ladung in unmittelbarer Nähe des feindlichen Schiffs zur Detonation zu bringen. In diesem Sinne unterscheiden sich Atomwaffen kaum von konventionellen Waffen.

Quellen:
„Technik für die Jugend“ Nr. 3 für 1998.
Oleg Teslenko. „Schiffe sind stärker als eine Atomexplosion!“

Eine Basiswelle ist eine wirbelnde ringförmige Wolke, die entsteht, wenn eine Wassersäule zusammenbricht und sich radial und in Windrichtung ausbreitet. Die Basiswelle enthält radioaktive Stoffe und ist eine Quelle von Gammastrahlung. Während sie sich ausbreitet, steigt die Basiswelle an und verschmilzt mit der Wolkenwolke, wodurch sie das Aussehen der Wolke annimmt, aus der normalerweise radioaktiver Regen fällt.

Durch die Freisetzung einer riesigen Wassermasse in die Luft und deren anschließenden Fall entsteht eine Reihe gravitativer Oberflächenwellen, wie bei einer Oberflächenexplosion.

Der leuchtende Bereich einer Unterwasserexplosion darf nicht beobachtet werden und Lichtstrahlung als schädigender Faktor hat keine praktische Bedeutung.

Durchdringende Strahlung wird nahezu vollständig von der Wassersäule und dem Wasserdampf absorbiert.

Bei einer Unterwasserexplosion kommt es durch den Niederschlag radioaktiver Stoffe aus der Wassersäule, der Explosionswolke und der Basiswelle zu einer starken Kontamination des Wassers, der Atmosphäre, der Schiffe und der Küste.

Der Hauptschadensfaktor einer Unterwasserexplosion ist die Unterwasserstoßwelle.

Es ist ratsam, eine Unterwasserexplosion durchzuführen, um Schiffe aller Klassen, einschließlich U-Boote in getauchter Position, zu zerstören sowie Wasserbauwerke, Minennetze und Landungssperren zu zerstören, die im Wasser und in Küstennähe installiert sind, sofern vorhanden Es besteht keine Notwendigkeit, eine schwere radioaktive Kontamination von Wasser, Schiffen und Küstenstreifen zu vermeiden.

Eine Explosion nennt man Untergrund unterirdisch hergestellt. Eine unterirdische Explosion kann in einer Tiefe durchgeführt werden, in der Boden freigesetzt wird, oder ohne nennenswerte Zerstörung der Bodenoberfläche (Tarnungsexplosion).

Bei einer unterirdischen Explosion mit Erdfreisetzung entsteht ein Krater, der einen größeren Durchmesser und eine größere Tiefe aufweist als bei einer Bodenexplosion. Bei einer solchen Explosion entsteht eine radioaktive Wolke, die in der Regel nicht die charakteristische Pilzform annimmt und eine deutlich dunklere Farbe aufweist als die Wolke einer Bodenexplosion. Lichtstrahlung wird vollständig vom Boden absorbiert und die Intensität der eindringenden Strahlung nimmt mit zunehmender Explosionstiefe schnell ab und verliert ihre praktische Bedeutung.

Wolke einer unterirdischen Atomexplosion

Der Grad der radioaktiven Kontamination des Gebiets im Bereich der unterirdischen Explosion und in der Spur der Wolke nimmt mit zunehmender Tiefe der Explosion zunächst zu und dann ab.

Der Hauptschadensfaktor einer unterirdischen Explosion sind seismische Druckwellen im Boden. Es ist ratsam, eine unterirdische Explosion durchzuführen, um besonders starke unterirdische Strukturen zu zerstören, und eine Explosion mit Freisetzung von Boden zur Bildung von Kratern und Trümmern (insbesondere in den Bergen), wenn eine starke radioaktive Kontamination des Gebiets und der Objekte akzeptabel ist.

Eine Explosion in großer Höhe wird aufgerufen, erzeugt über der Troposphäre. Die Höhe der Troposphärengrenze variiert je nach geografischer Breite zwischen 8 und 18 km. Die Mindesthöhe einer Explosion in großer Höhe wird üblicherweise mit 10 km angenommen.

Bei nuklearen Explosionen in Höhen von bis zu 25 – 30 km sind die schädigenden Faktoren die Stoßwelle, die Lichtstrahlung und die durchdringende Strahlung. Wenn die Explosionshöhe aufgrund der atmosphärischen Verdünnung zunimmt, schwächt sich die Stoßwelle erheblich ab und die Rolle von Lichtstrahlung und durchdringender Strahlung nimmt zu.

Die spezifischen Schadensfaktoren einer Höhenexplosion sind Röntgenstrahlung und Gasströmung (mit hoher Geschwindigkeit wegfliegende verdampfte Substanz der Munitionsstruktur). Ihre schädigende Wirkung ist bei Explosionen in einer Höhe von mehr als 60 km am deutlichsten. Bei nuklearen Explosionen in großer Höhe kommt es praktisch zu keiner radioaktiven Kontamination der Erdoberfläche.

Eine nukleare Explosion in großer Höhe wird durchgeführt, um feindliche Luft- und Weltraumangriffswaffen (Sprengköpfe ballistischer Raketen, Marschflugkörper, Flugzeuge usw.) im Flug zu zerstören.

Frage Nr. 4. Die Macht der Atomwaffen.

Atomwaffen haben eine enorme Kraft. Bei der Spaltung von etwa einem Kilogramm schwerem Uran wird die gleiche Energiemenge freigesetzt wie bei der Explosion von etwa 20.000 Tonnen schwerem TNT. Fusionsreaktionen sind noch energieintensiver. Die Explosionskraft von Atomwaffen wird üblicherweise in der Einheit TNT-Äquivalent gemessen. Das TNT-Äquivalent ist die Masse an Trinitrotoluol, die eine Explosion erzeugen würde, die der Explosion einer bestimmten Atomwaffe entspricht. Sie wird üblicherweise in Kilotonnen (kT) oder Megatonnen (MgT) gemessen.

Abhängig von ihrer Stärke werden Atomwaffen in Kaliber eingeteilt:

Ultraklein (weniger als 1 kT)

Klein (von 1 bis 10 kT)

Mittel (von 10 bis 100 kT)

Groß (von 100 kT bis 1 MgT)

Extra groß (über 1 MgT)

Thermonukleare Ladungen werden für Munition mit übergroßem, großem und mittlerem Kaliber verwendet. Nuklear – ultrakleine, kleine und mittlere Kaliber, Neutron – ultrakleine und kleine Kaliber.

Frage Nr. 5. Schädliche Faktoren einer nuklearen Explosion.

Die schädigende Wirkung einer nuklearen Explosion wird durch die mechanische Wirkung der Stoßwelle, die thermische Wirkung der Lichtstrahlung, die Strahlungswirkung durchdringender Strahlung und radioaktive Kontamination bestimmt. Für einige Elemente von Objekten ist der schädigende Faktor elektromagnetische Strahlung (elektromagnetischer Impuls) einer nuklearen Explosion.

Die Energieverteilung zwischen den schädlichen Faktoren einer nuklearen Explosion hängt von der Art der Explosion und den Bedingungen ab, unter denen sie auftritt. Bei einer Explosion in der Atmosphäre werden etwa 50 % der Explosionsenergie für die Bildung einer Stoßwelle aufgewendet, 30 - 40 % für Lichtstrahlung, bis zu 5 % für durchdringende Strahlung und elektromagnetische Impulse und bis zu 15 % für radioaktive Strahlung Kontamination.

Eine Neutronenexplosion zeichnet sich durch die gleichen schädlichen Faktoren aus, jedoch ist die Energie der Explosion etwas anders verteilt: 8 - 10 % - für die Bildung einer Stoßwelle, 5 - 8 % - für die Lichtstrahlung und etwa 85 % werden verbraucht über die Entstehung von Neutronen- und Gammastrahlung (durchdringende Strahlung).

Die Wirkung der schädigenden Faktoren einer nuklearen Explosion auf Menschen und Gegenstände von Gegenständen tritt nicht gleichzeitig auf und unterscheidet sich in der Dauer der Einwirkung, der Art und dem Ausmaß des Schadens.

Eine nukleare Explosion kann ungeschützte Menschen, offen stehende Geräte, Strukturen und verschiedene Sachwerte sofort zerstören oder außer Gefecht setzen.

Die wichtigsten schädlichen Faktoren einer nuklearen Explosion sind:

Schockwelle

Lichtstrahlung

Durchdringende Strahlung

Radioaktive Kontamination des Gebiets

Elektromagnetischer Puls

Schockwelle

In den meisten Fällen ist es der Hauptschadensfaktor einer nuklearen Explosion. Sie ähnelt in ihrer Natur der Schockwelle einer herkömmlichen Explosion, dauert jedoch länger und hat eine viel größere Zerstörungskraft. Die Druckwelle einer nuklearen Explosion kann in beträchtlicher Entfernung vom Explosionszentrum Menschen verletzen, Bauwerke zerstören und militärische Ausrüstung beschädigen.

Eine Stoßwelle ist ein Bereich starker Luftkompression, der sich vom Zentrum der Explosion aus mit hoher Geschwindigkeit in alle Richtungen ausbreitet. Seine Ausbreitungsgeschwindigkeit hängt vom Luftdruck an der Vorderseite der Stoßwelle ab; In der Nähe des Explosionszentrums ist sie um ein Vielfaches höher als die Schallgeschwindigkeit, nimmt jedoch mit zunehmender Entfernung vom Explosionsort stark ab.

In den ersten 2 Sekunden legt die Stoßwelle etwa 1000 m zurück, in 5 Sekunden – 2000 m, in 8 Sekunden – etwa 3000 m.

Dies dient als Rechtfertigung für die Standard-N5-ZOMP-„Aktionen während des Ausbruchs einer nuklearen Explosion“: ausgezeichnet – 2 Sekunden, gut – 3 Sekunden, zufriedenstellend – 4 Sekunden.

Extrem schwere Prellungen und Verletzungen Beim Menschen treten sie bei einem Überdruck von mehr als 100 kPa (1 kgf/cm2) auf. Es kommt zu Brüchen innerer Organe, Knochenbrüchen, inneren Blutungen, Gehirnerschütterungen und anhaltendem Bewusstseinsverlust. Rupturen werden in Organen beobachtet, die große Mengen Blut enthalten (Leber, Milz, Nieren), mit Gas gefüllt sind (Lunge, Darm) oder deren Hohlräume mit Flüssigkeit gefüllt sind (Ventrikel des Gehirns, Harn- und Gallenblase). Diese Verletzungen können tödlich sein.

Schwere Prellungen und Verletzungen möglich bei Überdrücken von 60 bis 100 kPa (von 0,6 bis 1,0 kgf/cm2). Sie sind gekennzeichnet durch schwere Prellungen des gesamten Körpers, Bewusstlosigkeit, Knochenbrüche, Blutungen aus Nase und Ohren; Schäden an inneren Organen und innere Blutungen sind möglich.

Moderate Läsionen treten bei einem Überdruck von 40–60 kPa (0,4–0,6 kgf/cm 2) auf. Dies kann zu einer Luxation der Gliedmaßen, einer Gehirnquetschung, einer Schädigung der Hörorgane sowie Blutungen aus Nase und Ohren führen.

Leichte Läsionen treten bei einem Überdruck von 20–40 kPa (0,2–0,4 kgf/cm 2) auf. Sie äußern sich in kurzfristigen Störungen der Körperfunktionen (Ohrensausen, Schwindel, Kopfschmerzen). Verrenkungen und Prellungen sind möglich.

Überdrücke in der Stoßwellenfront von 10 kPa (0,1 kgf/cm2) oder weniger gelten als ungefährlich für Menschen und Tiere, die sich außerhalb von Tierheimen aufhalten.

Der Schadensradius durch Bauschutt, insbesondere Glasfragmente, die bei einem Überdruck von mehr als 2 kPa (0,02 kgf/cm 2) kollabieren, kann den Radius des direkten Schadens durch eine Stoßwelle überschreiten.

Der garantierte Schutz der Menschen vor der Druckwelle wird durch die Unterbringung in Notunterkünften gewährleistet. Wenn keine Schutzräume vorhanden sind, werden Strahlenschutzräume, unterirdische Anlagen, natürliche Schutzräume und Gelände genutzt.

Mechanische Wirkung einer Stoßwelle. Die Art der Zerstörung der Elemente eines Objekts (Objekte) hängt von der durch die Stoßwelle erzeugten Belastung und der Reaktion des Objekts auf die Einwirkung dieser Belastung ab.

Eine allgemeine Einschätzung der durch die Schockwelle einer nuklearen Explosion verursachten Zerstörung erfolgt in der Regel nach der Schwere dieser Zerstörung. Für die meisten Elemente eines Objekts werden in der Regel drei Grade berücksichtigt – schwache, mittlere und starke Zerstörung. Bei Wohn- und Industriegebäuden wird meist der vierte Grad angenommen – die völlige Zerstörung. Bei schwacher Zerstörung versagt das Objekt in der Regel nicht; Es kann sofort oder nach kleineren (Routine-)Reparaturen verwendet werden. Unter mäßiger Zerstörung versteht man in der Regel die Zerstörung hauptsächlich sekundärer Elemente eines Objekts. Die Hauptelemente können deformiert und teilweise beschädigt sein. Eine Wiederherstellung ist durch das Unternehmen durch mittlere oder größere Reparaturen möglich. Eine schwere Zerstörung eines Objekts ist durch eine starke Verformung oder Zerstörung seiner Hauptelemente gekennzeichnet, wodurch das Objekt versagt und nicht wiederhergestellt werden kann.

Bei Zivil- und Industriegebäuden wird der Grad der Zerstörung durch den folgenden Zustand des Bauwerks charakterisiert.

Schwache Zerstörung. Fenster- und Türfüllungen sowie leichte Trennwände werden zerstört, das Dach ist teilweise zerstört, Risse in den Wänden der Obergeschosse sind möglich. Die Keller und Untergeschosse sind vollständig erhalten. Der Aufenthalt im Gebäude ist sicher und die Nutzung nach routinemäßigen Reparaturen möglich.

Durchschnittliche Zerstörungäußert sich in der Zerstörung von Dächern und Einbauelementen - inneren Trennwänden, Fenstern sowie dem Auftreten von Rissen in den Wänden, dem Einsturz einzelner Dachgeschossabschnitte und Wänden der Obergeschosse. Die Keller sind erhalten. Nach Räumung und Sanierung kann ein Teil der Räumlichkeiten in den unteren Etagen genutzt werden. Bei größeren Reparaturen ist eine Sanierung von Gebäuden möglich.

Schwere Zerstörung gekennzeichnet durch die Zerstörung tragender Konstruktionen und Decken der Obergeschosse, Rissbildung in den Wänden und Verformung der Böden der Untergeschosse. Die Nutzung der Räumlichkeiten wird unmöglich und Reparaturen und Restaurierungen sind meist unpraktisch.

Völlige Zerstörung. Alle Hauptelemente des Gebäudes werden zerstört, einschließlich der tragenden Strukturen. Die Gebäude können nicht genutzt werden. Bei schwerer und vollständiger Zerstörung können Keller erhalten und nach der Schuttbeseitigung teilweise genutzt werden.

Oberirdische Gebäude, die auf Eigengewicht und Vertikallasten ausgelegt sind, erleiden den größten Schaden; erdverlegte und unterirdische Bauwerke sind stabiler. Gebäude mit Metallrahmen erleiden einen durchschnittlichen Schaden bei 20 – 40 kPa und einen vollständigen Schaden bei 60 – 80 kPa, Ziegelgebäude – bei 10 – 20 und 30 – 40, Holzgebäude – bei 10 bzw. 20 kPa. Gebäude mit vielen Öffnungen sind stabiler, da die Füllung der Öffnungen zuerst zerstört wird und die tragenden Strukturen weniger belastet werden. Die Zerstörung von Verglasungen in Gebäuden erfolgt bei 2-7 kPa.

Das Ausmaß der Zerstörung in einer Stadt hängt von der Beschaffenheit der Gebäude, ihrer Geschosszahl und der Bebauungsdichte ab. Bei einer Bebauungsdichte von 50 % kann der Druck der Stoßwelle auf Gebäude geringer sein (20 – 40 %) als auf Gebäude, die im Freien in gleicher Entfernung vom Explosionszentrum stehen. Bei einer Bebauungsdichte von weniger als 30 % ist die Abschirmwirkung von Gebäuden unbedeutend und hat keine praktische Bedeutung.

Energie-, Industrie- und Versorgungsgeräte können die folgenden Zerstörungsgrade aufweisen.

Schwacher Schaden: Verformung von Rohrleitungen, deren Beschädigung an Verbindungsstellen; Beschädigung und Zerstörung von Kontroll- und Messgeräten; Schäden an den oberen Teilen von Brunnen in Wasser-, Wärme- und Gasnetzen; einzelne Unterbrechungen in Stromleitungen; Schäden an Maschinen, die den Austausch von elektrischen Leitungen, Instrumenten und anderen beschädigten Teilen erfordern.

Durchschnittlicher Schaden: einzelne Brüche und Verformungen von Rohrleitungen und Kabeln; Verformung und Beschädigung einzelner Stromübertragungsleitungsstützen; Verformung und Verschiebung an Tankstützen, deren Zerstörung über dem Flüssigkeitsspiegel;

Schäden an Maschinen, die größere Reparaturen erfordern.

Schwere Zerstörung: massive Brüche von Rohrleitungen, Kabeln und Zerstörung von Stromübertragungsleitungsstützen sowie andere Schäden, die bei größeren Reparaturen nicht beseitigt werden können.

Unterirdische Energienetze sind am widerstandsfähigsten. Gas-, Wasserversorgungs- und Abwassernetze werden nur bei Bodenexplosionen in unmittelbarer Nähe des Zentrums bei einem Stoßwellendruck von 600 - 1500 kPa zerstört. Ausmaß und Art der Rohrleitungszerstörung hängen vom Durchmesser und Material der Rohre sowie von der Einbautiefe ab. Energienetze in Gebäuden fallen in der Regel dann aus, wenn Bauteile zerstört werden. Freileitungen und elektrische Leitungen werden bei 80 – 120 kPa schwer beschädigt, während Leitungen, die radial vom Zentrum der Explosion verlaufen, in geringerem Maße beschädigt werden als Leitungen, die senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Stoßwelle verlaufen.

Maschinenausrüstung Unternehmen werden bei Überdrücken von 35 - 70 kPa zerstört. Messgeräte – bei 20 – 30 kPa, und die empfindlichsten Instrumente können bei 10 kPa und sogar 5 kPa beschädigt werden. Es muss berücksichtigt werden, dass beim Einsturz von Bauwerken auch Geräte zerstört werden.

Für Wasserwerk Am gefährlichsten sind Oberflächen- und Unterwasserexplosionen von der stromaufwärts gelegenen Seite. Die stabilsten Elemente von Wasserwerken sind Beton- und Erddämme, die bei einem Druck von mehr als 1000 kPa einstürzen. Am schwächsten sind die Wasserabdichtungen von Hochwasserentlastungsdämmen, elektrischen Anlagen und diversen Aufbauten.

Der Grad der Zerstörung (Schaden) an Fahrzeugen hängt von ihrer Position relativ zur Ausbreitungsrichtung der Stoßwelle ab. Fahrzeuge, die mit der Seite in Richtung der Stoßwelle stehen, kentern in der Regel und erleiden größeren Schaden als Fahrzeuge, die mit der Vorderseite der Explosion zugewandt sind. Beladene und gesicherte Fahrzeuge haben weniger Schäden. Stabilere Elemente sind Motoren. Beispielsweise werden bei schweren Schäden die Automotoren leicht beschädigt und die Autos können sich aus eigener Kraft fortbewegen.

Am widerstandsfähigsten gegen Stoßwellen sind See- und Flussschiffe sowie der Schienenverkehr. Bei einer Luft- oder Oberflächenexplosion kommt es vor allem unter dem Einfluss der Luftstoßwelle zu Schäden an Schiffen. Daher werden vor allem die Oberflächenteile von Schiffen beschädigt – Decksaufbauten, Masten, Radarantennen usw. Kessel, Abgasanlagen und andere interne Geräte werden durch die im Inneren fließende Stoßwelle beschädigt. Transportschiffe erleiden durchschnittliche Schäden bei Drücken von 60–80 kPa. Schienenfahrzeuge können nach Einwirkung von Überdruck betrieben werden: Waggons – bis zu 40 kPa, Diesellokomotiven – bis zu 70 kPa (schwacher Schaden).

Flugzeug- gefährdetere Objekte als andere Fahrzeuge. Die durch einen Überdruck von 10 kPa erzeugten Belastungen reichen aus, um Dellen in der Außenhaut des Flugzeugs zu verursachen und die Tragflächen und Stringer zu verformen, was zu einem vorübergehenden Flugabbruch führen kann.

Die Luftstoßwelle wirkt sich auch auf Pflanzen aus. Bei einem Überdruck von mehr als 50 kPa (0,5 kgf/cm2) wird eine vollständige Schädigung der Waldfläche beobachtet. Gleichzeitig werden Bäume entwurzelt, abgebrochen und weggeworfen, so dass kontinuierlicher Schutt entsteht. Bei einem Überdruck von 30 bis 50 kPa (03 – 0,5 kgf/cm 2) werden etwa 50 % der Bäume beschädigt (der Schutt ist ebenfalls fest), und bei einem Druck von 10 bis 30 kPa (0,1 – 0,3 kgf/cm 2). ) - bis zu 30 % der Bäume. Junge Bäume sind widerstandsfähiger gegen Stoßwellen als alte und ausgewachsene.

Frage Nr. 6. Lichtstrahlung.

Die Lichtstrahlung einer nuklearen Explosion ist naturgemäß eine Kombination aus sichtbarem Licht und ultravioletten und infraroten Strahlen, die im Spektrum nahe daran liegen. Die Quelle der Lichtstrahlung ist der leuchtende Bereich der Explosion, bestehend aus auf hohe Temperatur erhitzten Stoffen von Atomwaffen, Luft und Boden (bei einer Bodenexplosion). Die Temperatur der leuchtenden Fläche ist für einige Zeit mit der Temperatur der Sonnenoberfläche vergleichbar (maximal 8000 - 10000 und minimal 1800 °C). Die Größe der leuchtenden Fläche und ihre Temperatur ändern sich im Laufe der Zeit schnell. Die Dauer der Lichtstrahlung hängt von der Stärke und Art der Explosion ab und kann bis zu mehreren zehn Sekunden dauern. Bei einer Luftexplosion einer Atomwaffe mit einer Leistung von 20 kt dauert die Lichtstrahlung 3 s, bei einer thermonuklearen Ladung von 1 Mt - 10 s. Die schädigende Wirkung von Lichtstrahlung wird durch einen Lichtimpuls charakterisiert. Lichtpuls ist das Verhältnis der Lichtenergiemenge zur Fläche der beleuchteten Oberfläche, die senkrecht zur Ausbreitung der Lichtstrahlen liegt. Die Einheit des Lichtimpulses ist Joule pro Quadratmeter (J/m2) oder Kalorie pro Quadratzentimeter (cal/cm2).

1 J/m 2 =23,9* 10-6 cal/cm 2; 1 kJ/m2 = 0,0239 cal/cm2; 1 cal/cm2 = 40 kJ/m2. Der Lichtimpuls hängt von der Stärke und Art der Explosion, der Entfernung vom Explosionszentrum und der Dämpfung der Lichtstrahlung in der Atmosphäre sowie von der Abschirmwirkung von Rauch, Staub, Vegetation, unebenem Gelände usw. ab.

Bei Boden- und Oberflächenexplosionen ist der Lichtimpuls bei gleichen Entfernungen geringer als bei Luftexplosionen gleicher Leistung. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass der Lichtimpuls von einer Halbkugel ausgesendet wird, allerdings mit einem größeren Durchmesser als bei einer Luftexplosion. Für die Ausbreitung der Lichtstrahlung sind weitere Faktoren von großer Bedeutung. Erstens wird ein Teil der Lichtstrahlung direkt im Explosionsbereich von Wasserdampf- und Staubschichten absorbiert. Zweitens müssen die meisten Lichtstrahlen Luftschichten in der Nähe der Erdoberfläche passieren, bevor sie ein Objekt auf der Erdoberfläche erreichen. In diesen am stärksten gesättigten Schichten der Atmosphäre kommt es zu einer erheblichen Absorption der Lichtstrahlung durch Wasserdampf- und Kohlendioxidmoleküle; Auch die Streuung durch die Anwesenheit verschiedener Partikel in der Luft ist hier deutlich größer. Darüber hinaus ist es notwendig, das Gelände zu berücksichtigen. Die Menge an Lichtenergie, die ein Objekt erreicht, das sich in einer bestimmten Entfernung von einer Bodenexplosion befindet, kann bei kurzen Distanzen etwa drei Viertel und bei einer Luftexplosion gleicher Stärke bei großen Distanzen die Hälfte des Impulses betragen.

Bei Untergrund- oder Unterwasserexplosionen wird nahezu die gesamte Lichtstrahlung absorbiert.

Bei einer nuklearen Explosion in großer Höhe werden Röntgenstrahlen, die ausschließlich von den stark erhitzten Explosionsprodukten emittiert werden, von großen Schichten verdünnter Luft absorbiert. Daher ist die Temperatur des Feuerballs (viel höher als bei einer Luftexplosion) niedriger. Bei Höhen in der Größenordnung von 30–100 km werden etwa 25–35 % der gesamten Explosionsenergie für den Lichtimpuls aufgewendet.

Üblicherweise werden zu Berechnungszwecken tabellarische Daten über die Abhängigkeiten von Lichtimpulsen von der Stärke und Art der Explosion sowie dem Abstand vom Zentrum (Epizentrum) der Explosion verwendet. Diese Daten gelten für sehr transparente Luft unter Berücksichtigung der Möglichkeit der Streuung und Absorption von Lichtstrahlungsenergie durch die Atmosphäre.

Bei der Beurteilung des Lichtimpulses muss die Möglichkeit einer Einwirkung reflektierter Strahlen berücksichtigt werden. Wenn die Erdoberfläche das Licht gut reflektiert (Schneedecke, getrocknetes Gras, Betondecke usw.), dann wird die auf das Objekt einfallende direkte Lichtstrahlung durch die reflektierte Strahlung verstärkt. Der gesamte Lichtimpuls bei einer Luftexplosion kann 1,5- bis 2-mal größer sein als der direkte. Kommt es zwischen Wolken und Boden zu einer Explosion, so wirkt die von den Wolken reflektierte Lichtstrahlung auf Objekte, die vor direkter Strahlung geschützt sind.

Der von den Wolken reflektierte Lichtimpuls kann die Hälfte des direkten Impulses erreichen.

Auswirkungen der Lichtstrahlung auf Menschen und Nutztiere. Die Lichtstrahlung einer nuklearen Explosion führt bei direkter Einwirkung zu Verbrennungen an exponierten Körperstellen, vorübergehender Blindheit oder Verbrennungen der Netzhaut. Sekundärverbrennungen sind möglich, die durch die Flammen brennender Gebäude, Strukturen, Vegetation usw. entstehen.

brennbare oder glimmende Kleidung.

Unabhängig von der Ursache werden Verbrennungen nach der Schwere der Schädigung des Körpers eingeteilt.

Verbrennungen ersten Gradesäußern sich in Schmerzen, Rötungen und Schwellungen der Haut. Sie stellen keine ernsthafte Gefahr dar und können schnell und folgenlos geheilt werden. Bei Verbrennungen zweiten Grades Es bilden sich Blasen, die mit einer transparenten Proteinflüssigkeit gefüllt sind. Wenn große Hautbereiche betroffen sind, kann es sein, dass die Person für einige Zeit nicht mehr arbeitsfähig ist und eine spezielle Behandlung benötigt. Opfer mit Verbrennungen ersten und zweiten Grades, die sogar 50–60 % der Hautoberfläche betreffen, erholen sich normalerweise. Verbrennungen dritten Grades gekennzeichnet durch Nekrose der Haut mit teilweiser Schädigung der Keimschicht. Verbrennungen vierten Grades: Nekrose der Haut und tieferer Gewebeschichten (Unterhautgewebe, Muskeln, Knochensehnen). Verbrennungen dritten und vierten Grades, die einen großen Teil der Haut betreffen, können tödlich sein. Volkskleidung und Tierfelle schützen die Haut vor Verbrennungen. Daher treten Verbrennungen bei Menschen häufiger an offenen Körperstellen und bei Tieren an Körperstellen auf, die mit kurzen und spärlichen Haaren bedeckt sind. Die Lichtimpulse, die erforderlich sind, um die behaarte Haut von Tieren zu schädigen, sind höher.

Das Ausmaß der durch Lichteinstrahlung auf geschlossene Hautbereiche verursachten Verbrennungen hängt von der Beschaffenheit der Kleidung, ihrer Farbe, Dichte und Dicke ab. Menschen, die lockere, helle Kleidung oder Kleidung aus Wolle tragen, sind in der Regel weniger von der Lichtstrahlung betroffen als Menschen, die enganliegende, dunkle oder transparente Kleidung tragen, insbesondere Kleidung aus synthetischen Materialien.

Brände, die in volkswirtschaftlichen Einrichtungen durch die Einwirkung von Lichtstrahlung und Stoßwellen entstehen, stellen eine große Gefahr für Menschen und Nutztiere dar. Ausländischen Presseberichten zufolge wurden in den Städten Hiroshima und Nagasaki etwa 50 % aller Todesfälle durch Verbrennungen verursacht; davon 20 - 30 % direkt durch Lichtstrahlung und 70 - 80 % durch Verbrennungen durch Brände.

Eine Schädigung der Augen einer Person kann in Form einer vorübergehenden Blindheit auftreten – unter dem Einfluss eines hellen Lichtblitzes. An einem sonnigen Tag dauert die Blendung 2–5 Minuten und nachts, wenn die Pupille stark erweitert ist und mehr Licht durch sie hindurchdringt, dauert sie bis zu 30 Minuten oder länger. Eine schwerere (irreversible) Verletzung – eine Verbrennung des Augenhintergrundes – entsteht, wenn eine Person oder ein Tier den Blick auf den Blitz einer Explosion richtet. Ein solcher irreversibler Schaden entsteht durch einen konzentrierten (durch die Augenlinse fokussierten) direkt einfallenden Lichtenergiestrom auf die Netzhaut in einer Menge, die ausreicht, um Gewebe zu verbrennen. Die Energiekonzentration, die ausreicht, um die Netzhaut zu verbrennen, kann auch in solchen Entfernungen vom Explosionsort auftreten, in denen die Intensität der Lichtstrahlung gering ist und keine Hautverbrennungen verursacht. In den USA wurden bei einer Testexplosion mit einer Leistung von etwa 20 kt Fälle von Netzhautverbrennungen in einer Entfernung von 16 km vom Epizentrum der Explosion festgestellt, in einer Entfernung, in der der direkte Lichtimpuls etwa 6 kJ/m2 betrug ( 0,15 cal/cm2). Bei geschlossenen Augen sind vorübergehende Blindheit und Augenhintergrundverbrennungen ausgeschlossen.

Der Schutz vor Lichtstrahlung ist einfacher als vor anderen schädlichen Faktoren. Lichtstrahlung breitet sich geradlinig aus. Jede undurchsichtige Barriere, jedes Objekt, das einen Schatten erzeugt, kann als Schutz davor dienen. Wenn Sie Löcher, Gräben, Hügel, Böschungen, Wände zwischen Fenstern, verschiedene Geräte, Baumkronen usw. als Unterschlupf nutzen, können Sie Verbrennungen durch Lichtstrahlung deutlich reduzieren oder ganz vermeiden. Schutzräume und Strahlenschutzräume bieten umfassenden Schutz.

Thermische Wirkung auf Materialien. Die Energie eines Lichtimpulses, der auf die Oberfläche eines Objekts fällt, wird teilweise von dessen Oberfläche reflektiert, von ihr absorbiert und durchdringt sie, wenn das Objekt transparent ist. Daher hängt die Art (der Grad) der Beschädigung der Elemente eines Objekts sowohl vom Lichtimpuls und der Zeit seiner Einwirkung als auch von der Dichte, Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit, Dicke, Farbe und der Art der Materialverarbeitung ab , die Lage der Oberfläche zur einfallenden Lichtstrahlung – alles, was den Absorptionsgrad der Lichtenergie einer nuklearen Explosion bestimmt.

Der Lichtimpuls und die Zeit der Emission der Lichtstrahlung hängen von der Stärke der nuklearen Explosion ab. Bei längerer Einwirkung von Lichtstrahlung kommt es zu einem stärkeren Wärmeabfluss von der beleuchteten Oberfläche in die Tiefe des Materials, daher ist zum Erwärmen auf die gleiche Temperatur wie bei kurzzeitiger Beleuchtung eine größere Menge an Lichtenergie erforderlich. Je höher also das TNT-Äquivalent, desto größer ist der Lichtimpuls, der zum Zünden des Materials erforderlich ist. Und umgekehrt können gleiche Lichtimpulse bei Explosionen geringerer Leistung größeren Schaden anrichten, da ihre Blitzzeit kürzer ist (beobachtet bei kürzeren Entfernungen) als bei Explosionen hoher Leistung.

Der thermische Effekt macht sich in den Oberflächenschichten des Materials umso stärker bemerkbar, je dünner, weniger transparent, weniger wärmeleitend sie sind, je kleiner ihr Querschnitt und je geringer ihr spezifisches Gewicht ist. Wenn jedoch die helle Oberfläche eines Materials während der ersten Zeit der Lichteinstrahlung schnell nachdunkelt, absorbiert es die restliche Lichtenergie in größeren Mengen, genau wie ein dunkel gefärbtes Material. Wenn sich unter Strahlungseinfluss eine große Menge Rauch auf der Oberfläche des Materials bildet, schwächt dessen abschirmende Wirkung die Gesamtwirkung der Strahlung.

Zu den Materialien und Gegenständen, die sich durch Lichtstrahlung leicht entzünden können, gehören: brennbare Gase, Papier, trockenes Gras, Stroh, trockene Blätter, Späne, Gummi und Gummiprodukte, Bauholz, Holzgebäude.

Brände an Objekten und in besiedelten Gebieten entstehen durch Lichtstrahlung und sekundäre Faktoren, die durch die Einwirkung einer Stoßwelle verursacht werden. Der niedrigste Überdruck, bei dem Brände aus sekundären Ursachen entstehen können, beträgt 10 kPa (0,1 kgf/cm2). Die Verbrennung von Materialien kann mit Lichtimpulsen von 125 kJ (3 cal/cm2) oder mehr beobachtet werden. Diese Lichtstrahlungsimpulse werden an einem klaren, sonnigen Tag in viel größeren Entfernungen beobachtet als der Überdruck in der Stoßwellenfront von 10 kPa.

So können bei einer nuklearen Explosion in der Luft mit einer Leistung von 1 Mt bei klarem, sonnigem Wetter Holzgebäude in einer Entfernung von bis zu 20 km vom Explosionszentrum, Fahrzeuge – bis zu 18 km, trockenes Gras, trockene Blätter usw. – entzünden morsches Holz im Wald - bis zu 17 km. Dann wird für eine gegebene Explosion die Auswirkung eines Überdrucks von 10 kPa in einer Entfernung von 11 km festgestellt. Das Auftreten von Bränden wird stark durch das Vorhandensein brennbarer Materialien auf dem Gelände der Anlage sowie in Gebäuden und Bauwerken beeinflusst. Lichtstrahlen in geringer Entfernung vom Zentrum der Explosion fallen in einem großen Winkel auf die Erdoberfläche; über weite Strecken - nahezu parallel zur Erdoberfläche. Dabei dringt Lichtstrahlung durch verglaste Öffnungen in die Räumlichkeiten ein und kann in den Werkstätten von Unternehmen brennbare Materialien, Produkte und Geräte entzünden; die meisten Arten von Haushaltstextilien, Gummi und Gummiprodukten entzünden sich mit einem Lichtimpuls von 250-420 kJ/m 2 (6-10 cal/cm 2).

Die Ausbreitung von Bränden in volkswirtschaftlichen Einrichtungen hängt von der Feuerbeständigkeit der Materialien ab, aus denen Gebäude und Bauwerke errichtet, Geräte und andere Elemente der Anlage hergestellt werden; der Grad der Brandgefahr von technologischen Prozessen, Rohstoffen und Fertigprodukten; Dichte und Charakter der Entwicklung.

Aus Sicht der Rettungseinsätze werden Brände in drei Zonen eingeteilt: die Zone der Einzelbrände, die Zone der Dauerbrände und die Zone des Brennens und Schwelens in Trümmern. Die Brandzone stellt das Gebiet dar, in dem Brände infolge von Massenvernichtungswaffen und anderen Mitteln feindlicher Angriffe oder Naturkatastrophen aufgetreten sind.

Einzelne Brandzonen sind Flächen, Baustellen, in deren Gebiet es zu Bränden in einzelnen Gebäuden und Bauwerken kommt. Ein Formationsmanöver zwischen einzelnen Bränden ohne thermischen Schutz ist möglich.

Die Dauerbrandzone ist der Bereich, in dem die meisten noch erhaltenen Gebäude brennen. Ohne Schutz vor Wärmestrahlung oder Durchführung besonderer Brandbekämpfungsmaßnahmen zur Lokalisierung oder Löschung des Feuers ist es für Verbände unmöglich, dieses Gebiet zu durchqueren oder dort zu bleiben.

Brenn- und Schwelzone In den Trümmern befindet sich ein Bereich, in dem zerstörte Gebäude und Bauwerke der Feuerwiderstandsgrade I, II und III brennen. Es zeichnet sich durch starken Rauch aus: die Freisetzung von Kohlenmonoxid und anderen giftigen Gasen und ein anhaltendes (bis zu mehrere Tage dauerndes) Brennen in den Trümmern. Dauerbrände können sich zu einem Feuersturm entwickeln, der eine Sonderform des Feuers darstellt. Feuersturm gekennzeichnet durch starke Aufwärtsströme von Verbrennungsprodukten und erhitzter Luft, die Bedingungen für Hurrikanwinde schaffen, die von allen Seiten mit einer Geschwindigkeit von 50–60 km/h oder mehr in Richtung der Mitte des brennenden Gebiets wehen. Die Bildung von Feuerstürmen ist in Gebieten mit einer Bebauungsdichte von Gebäuden und Bauwerken der Feuerwiderstandsgrade III, IV und V von mindestens 20 % möglich. Die brennbare Wirkung von Lichtstrahlung kann zu ausgedehnten Waldbränden führen. Das Auftreten und die Entwicklung von Bränden im Wald hängen von der Jahreszeit, den meteorologischen Bedingungen und dem Gelände ab. Trockenes Wetter, starke Winde und flaches Gelände tragen zur Ausbreitung des Feuers bei. Ein Laubwald brennt im Sommer, wenn die Bäume grüne Blätter haben, nicht so schnell und brennt weniger intensiv als ein Nadelwald. Im Herbst wird die Lichtstrahlung durch die Kronen weniger gedämpft und das Vorhandensein von trockenem Laub und trockenem Gras trägt zur Entstehung und Ausbreitung von Bodenbränden bei. Im Winter ist die Brandgefahr aufgrund der Schneedecke geringer.

Frage Nr. 7. Durchdringende Strahlung.

Um Strahlenschäden vollständig zu verstehen, ist es notwendig, ihre grundlegenden Definitionen und Maßeinheiten zu kennen.

Radioaktivität Dabei handelt es sich um die spontane Umwandlung von Atomkernen unter Emission ionisierender Strahlung. Um die Aktivität einer radioaktiven Substanz zu messen, verwendet das Internationale Einheitensystem (SI) die Einheit Becquerel (Bq); I Bq = I Zerfall/s. Die extrasystemische Aktivitätseinheit ist Curie (Ci); I Ci = 3,7-10 10 Bq.

Halbwertszeit Dies ist die Zeit, in der die Hälfte der Atome einer radioaktiven Substanz zerfällt.

Durchdringende Strahlung Dabei handelt es sich um einen Strom von Y-Strahlen und Neutronen, der aus der Zone einer Kernexplosion freigesetzt wird, sich in der Luft in alle Richtungen ausbreitet und die Ionisierung von Atomen des Mediums verursacht.

Ionisierende Strahlung- Strahlung, die entsteht, wenn positive und negative Ionen mit der Umgebung interagieren.

Absorbierte Dosis (D) - dosimetrische Größe, gemessen anhand der absorbierten Energiemenge pro Masseneinheit der bestrahlten Substanz. Die SI-Einheit der absorbierten Dosis ist Gray (Gy); 1 Gy = 1 J/kg Substanz. Nichtsystemische Einheit-Rad; 1 rad = 0,01 Gy.

Expositionsdosis(X) ist das Verhältnis der Gesamtladung aller Ionen gleichen Vorzeichens zur Luftmasse im angegebenen Volumen. Dies ist ein quantitatives Merkmal der Gesamtstrahlung. Die SI-Einheit der Expositionsdosis ist Coulomb pro Kilogramm (C/kg). Die nichtsystemische Einheit der Expositionsdosis ist das Röntgen (R); 1 P = 2,58–10 4 C/kg.

Bestrahlung ist der Prozess der Wechselwirkung von Strahlung mit der Umgebung.

Wenn biologisches Gewebe ionisierender Strahlung ausgesetzt wird, kommt es zur Zerstörung von Molekülen unter Bildung chemisch aktiver freier Radikale, die Auslöser für Schäden an intrazellulären Strukturen und den Zellen selbst sind. Eine Schädigung einer Zelle führt entweder zu deren Absterben oder zur Funktionsstörung.

Strahlenkrankheit- Dies ist die Reaktion des menschlichen Körpers auf Strahlung. Es gibt die akute Strahlenkrankheit (ARS) und die chronische Strahlenkrankheit (CRS).

Formen der Strahlenkrankheit:

Knochenmark 1 – 10 Gy;

Darm 10 – 25 Gy;

Giftig (giftig) 25 -50 Gy;

Zerebral 50 – 100 Gy.

Die Knochenmarksform hat 4 Schweregrade.

Strahlenkrankheit 1. (leichter) Grad entwickelt sich mit einer Gesamteinzeldosis von 1-2 Gy (100-200 R). Die Latenzzeit ist lang und beträgt 4 Wochen oder mehr. Die Symptome der Periode auf dem Höhepunkt der Krankheit sind nicht deutlich ausgeprägt.

Strahlenkrankheit 2. Grades (mittelschwer) tritt bei einer Gesamtstrahlendosis von 2-4 Gy (200-400 R) auf. Die Reaktion auf die Bestrahlung ist in der Regel ausgeprägt und hält 1 – 2 Tage an. Die Latenzzeit beträgt 2-3 Wochen. Die Periode ausgeprägter klinischer Manifestationen entwickelt sich nicht abrupt. Die Wiederherstellung beeinträchtigter Körperfunktionen verzögert sich um 2 Monate.

Strahlenkrankheit III (schwer) Grad tritt bei einer Gesamtstrahlendosis von 4-6 Gy (400-600 R) auf. Die Anfangsphase ist meist durch schwere Symptome gekennzeichnet. Die Aktivität des Zentralnervensystems ist stark gestört, es kommt immer wieder zu Erbrechen, das manchmal unbändig wird. Die Latenzzeit beträgt meist 7-10 Tage. Der Krankheitsverlauf ist in der Spitzenphase (Dauer 2-3 Wochen) durch eine erhebliche Schwere gekennzeichnet. Die Hämatopoese ist stark beeinträchtigt. Das hämorrhagische Syndrom ist ausgeprägt. Symptome, die auf eine Schädigung des Zentralnervensystems hinweisen, werden deutlicher identifiziert. Bei einem günstigen Verlauf verschwinden die Krankheitssymptome allmählich, die Genesung erfolgt sehr langsam (3-5 Monate).

Strahlenkrankheit IU-Grad (extrem schwer). tritt bei einer Bestrahlung von 6 Gy (600 R) oder mehr auf. Sie zeichnet sich durch ein frühes heftiges Auftreten einer schweren Primärreaktion in den ersten Minuten und Stunden aus, begleitet von unkontrollierbarem Erbrechen, Adynamie und Kollaps. Die anfängliche Krankheitsphase ohne klare Grenze geht in eine Phase des Höhenflugs über, die durch septische Merkmale, schnelle Unterdrückung der Hämatopoese (Knochenmarkaplasie, Panzytopenie), frühes Auftreten von Blutungen und infektiösen Komplikationen (in den ersten Tagen) gekennzeichnet ist.

Mit zunehmender Leistung einer Atomwaffe vergrößert sich der Wirkungsradius der Stoßwelle und der Lichtstrahlung deutlich, während der Wirkungsradius der ionisierenden Strahlung leicht zunimmt.

Ionisierende Strahlung wird durch verschiedene Schutzmaterialien (Beton, Erde, Holz) abgeschwächt. Sie zeichnen sich durch eine Halbdämpfungsschicht aus, d. h. eine Schicht, die die Intensität der Strahlenbelastung eines Menschen um das Zweifache reduziert.

Radioaktive Kontamination

Die radioaktive Kontamination von Menschen, militärischer Ausrüstung, Gelände und verschiedenen Gegenständen während einer nuklearen Explosion wird durch Spaltfragmente der Ladungssubstanz und des nicht umgesetzten Teils der Ladung, die aus der Explosionswolke fallen, sowie durch induzierte Radioaktivität verursacht.

Mit der Zeit nimmt die Aktivität der Spaltfragmente rapide ab, insbesondere in den ersten Stunden nach der Explosion. Beispielsweise beträgt die Gesamtaktivität der Spaltfragmente bei der Explosion einer Atomwaffe mit einer Leistung von 20 kT nach einem Tag mehrere tausend Mal weniger als eine Minute nach der Explosion.

Wenn eine Atomwaffe explodiert, wird ein Teil der Ladungssubstanz nicht gespalten, sondern fällt in seiner üblichen Form aus; Sein Zerfall geht mit der Bildung von Alphateilchen einher. Induzierte Radioaktivität wird durch radioaktive Isotope verursacht, die im Boden durch Bestrahlung mit Neutronen entstehen, die im Moment der Explosion von den Atomkernen chemischer Elemente, aus denen der Boden besteht, emittiert werden. Die resultierenden Isotope sind in der Regel betaaktiv und der Zerfall vieler von ihnen wird von Gammastrahlung begleitet. Die Halbwertszeiten der meisten entstehenden radioaktiven Isotope sind relativ kurz und liegen zwischen einer Minute und einer Stunde. In diesem Zusammenhang kann die induzierte Aktivität nur in den ersten Stunden nach der Explosion und nur in der Nähe ihres Epizentrums eine Gefahr darstellen.

Der Großteil der langlebigen Isotope ist in der radioaktiven Wolke konzentriert, die sich nach der Explosion bildet. Die Höhe des Wolkenaufstiegs beträgt für eine 10-kT-Munition 6 km, für eine 10-MgT-Munition 25 km. Während sich die Wolke bewegt, fallen zuerst die größten Partikel aus ihr heraus, dann immer kleinere und bilden entlang der Bewegungsbahn eine Zone radioaktiver Kontamination, die sogenannte Wolkenspur. Die Größe der Spur hängt hauptsächlich von der Stärke der Atomwaffe sowie von der Windgeschwindigkeit ab und kann eine Länge von mehreren hundert Kilometern und eine Breite von mehreren zehn Kilometern erreichen.

Verletzungen durch innere Strahlung entstehen dadurch, dass radioaktive Stoffe über die Atemwege und den Magen-Darm-Trakt in den Körper gelangen. In diesem Fall gelangt radioaktive Strahlung in direkten Kontakt mit inneren Organen und kann schwere Strahlenkrankheit verursachen; Die Art der Krankheit hängt von der Menge der radioaktiven Substanzen ab, die in den Körper gelangen.

Radioaktive Stoffe haben keine schädlichen Auswirkungen auf Waffen, militärische Ausrüstung und Ingenieurbauwerke.

Frage Nr. 8. Elektromagnetischer Impuls.

Ein elektromagnetischer Impuls wirkt sich vor allem auf radioelektronische und elektronische Geräte aus (Isolationsdurchschlag, Beschädigung von Halbleiterbauelementen, durchgebrannte Sicherungen usw.). Ein elektromagnetischer Impuls ist ein starkes elektrisches Feld, das für sehr kurze Zeit auftritt.

Anfang der 90er Jahre begann sich in den Vereinigten Staaten ein Konzept herauszubilden, wonach die Streitkräfte des Landes nicht nur über nukleare und konventionelle Waffen, sondern auch über besondere Mittel verfügen sollten, die eine wirksame Beteiligung an lokalen Konflikten gewährleisten, ohne dem Feind unnötige Verluste zuzufügen Arbeitskräfte und Sachwerte.

Wie theoretische Arbeiten und im Ausland durchgeführte Experimente zeigen, können Generatoren elektromagnetischer Impulse (Super-EMP) effektiv zur Deaktivierung elektronischer und elektrischer Geräte, zum Löschen von Informationen in Datenbanken und zur Beschädigung von Computern eingesetzt werden.

Theoretische Studien und Ergebnisse physikalischer Experimente zeigen, dass EMR durch eine nukleare Explosion nicht nur zum Ausfall elektronischer Halbleitergeräte, sondern auch zur Zerstörung von Metallleitern von Kabeln bodengestützter Strukturen führen kann. Darüber hinaus ist es möglich, die Ausrüstung von Satelliten in niedrigen Umlaufbahnen zu beschädigen.

Die Tatsache, dass eine nukleare Explosion zwangsläufig von elektromagnetischer Strahlung begleitet sein würde, war theoretischen Physikern bereits vor dem ersten Test einer Atombombe im Jahr 1945 klar. Bei nuklearen Explosionen in der Atmosphäre und im Weltraum in den späten 50er und frühen 60er Jahren wurde das Vorhandensein elektromagnetischer Strahlung experimentell erfasst.

Die Entwicklung von Halbleitergeräten und dann integrierten Schaltkreisen, insbesondere darauf basierenden digitalen Geräten, sowie die weit verbreitete Einführung von Mitteln in elektronische Militärausrüstung zwangen Militärspezialisten dazu, die EMP-Bedrohung anders einzuschätzen. Seit 1970 hat das US-Verteidigungsministerium den Fragen des Schutzes von Waffen und militärischer Ausrüstung vor EMP höchste Priorität eingeräumt.

Der Mechanismus zur Erzeugung von EMR ist wie folgt. Bei einer Kernexplosion entstehen Gamma- und Röntgenstrahlung und es entsteht ein Neutronenstrom. Gammastrahlung, die mit Molekülen atmosphärischer Gase interagiert, schlägt ihnen sogenannte Compton-Elektronen aus. Erfolgt die Explosion in einer Höhe von 20-40 km, werden diese Elektronen vom Erdmagnetfeld eingefangen und erzeugen, rotierend relativ zu den Kraftlinien dieses Feldes, Ströme, die EMR erzeugen. In diesem Fall summiert sich das EMR-Feld kohärent zur Erdoberfläche hin, d.h. Das Erdmagnetfeld spielt eine ähnliche Rolle wie eine Phased-Array-Antenne. Dadurch steigt die Feldstärke und damit die Amplitude der EMR in den Gebieten südlich und nördlich des Epizentrums der Explosion stark an. Die Dauer dieses Prozesses vom Moment der Explosion an beträgt 1 - 3 bis 100 ns.

In der nächsten Phase, die etwa 1 μs bis 1 s dauert, entsteht EMR durch Compton-Elektronen, die durch wiederholt reflektierte Gammastrahlung aus Molekülen herausgeschlagen werden, und durch die unelastische Kollision dieser Elektronen mit dem bei der Explosion emittierten Neutronenstrom. In diesem Fall fällt die EMR-Intensität etwa drei Größenordnungen niedriger aus als in der ersten Stufe.

Im Endstadium, das nach der Explosion einen Zeitraum von 1 s bis zu mehreren Minuten dauert, wird EMR durch den magnetohydrodynamischen Effekt erzeugt, der durch Störungen des Erdmagnetfelds durch den leitenden Feuerball der Explosion erzeugt wird. Die Intensität der EMR ist in diesem Stadium sehr gering und beträgt mehrere zehn Volt pro Kilometer.

Frage Nr. 9. Kurze Beschreibung der Quelle des nuklearen Schadens.

Quelle der nuklearen Zerstörung (NSD) ist das Gebiet, in dem es infolge der Einwirkung der schädlichen Faktoren einer nuklearen Explosion zu Massenopfern von Menschen und Nutztieren sowie zu Zerstörungen oder Schäden an Gebäuden und Bauwerken kam.

Als äußere Grenze des nuklearen Kerngebiets gilt eine konventionelle Linie am Boden, bei der der Überdruck in der Stoßwellenfront 10 kPa beträgt.

Die Größe des Ausbruchs hängt ab von: der Stärke der verwendeten Munition, der Art der Explosion, der Beschaffenheit des Gebäudes und dem Gelände.

Herkömmlicherweise werden Atomwaffen in vier Zonen eingeteilt: vollständige, starke, mittlere und schwache Zerstörung.

Zone völliger Zerstörung begrenzt durch eine konventionelle Leitung mit einem Überdruck am äußeren Rand der Stoßwellenfront von 50 kPa. In dieser Zone werden Wohn- und Industriegebäude vollständig zerstört, die meisten Schutzräume und Schutzräume werden beschädigt, deren Schutzgrad niedriger sein wird als die Überdruckwerte an ihrem Standort. Unterirdische Versorgungsnetze werden zerstört und beschädigt. Ungeschützte Menschen erleiden extrem schwere Verletzungen, die durch ein breites Verletzungsspektrum (Schäden innerer Organe, Knochenbrüche, Schock, Prellungen, Hirnblutungen) gekennzeichnet sind.

In dieser Zone übersteigt der Wert des Lichtimpulses 2000 kJ/m, was zum Schmelzen und Verkohlen von Materialien führt. Menschen in offenen Bereichen erleiden extrem schwere Verbrennungen, wenn sie Lichtstrahlung ausgesetzt werden. Die schädliche Wirkung durchdringender Strahlung auf sie erreicht 500 R oder mehr. Bei einer bodengestützten nuklearen Explosion kommt es auch im Bereich des Explosionszentrums zu einer starken radioaktiven Kontamination der Umgebung.

Die Zone ist durch massive Verluste der ungeschützten Bevölkerung gekennzeichnet. Menschen in gut ausgestatteten und ausreichend tiefen Notunterkünften bleiben davon unberührt. In einem völlig zerstörten Gebiet werden Rettungseinsätze unter sehr schwierigen Bedingungen durchgeführt und umfassen die Beseitigung von Trümmern und die Bergung von Menschen aus blockierten Notunterkünften. Die Bedingungen für die Arbeit von Massensanitätseinheiten (SD) sind äußerst ungünstig, und es gibt keine Bedingungen für PKOs.

Zone schwerer Zerstörung entsteht bei einem Überdruck in der Stoßwellenfront von 50 bis 30 kPa. In dieser Zone werden Bodengebäude und Bauwerke schwer beschädigt, Teile von Wänden und Decken werden zerstört. Unterstände, die meisten unterkellerten Unterstände und unterirdische Versorgungsnetze sind im Allgemeinen erhalten. Durch die Zerstörung von Gebäuden entsteht durchgehender oder örtlicher Schutt. Lichtstrahlung verursacht anhaltende (brennende Gebäude) und massive (mehr als 25 % der brennenden Gebäude) Brände. Menschen in offenen Gebieten erleiden durch die Stoßwelle mittelschwere Verletzungen. Sie können einem Lichtimpuls (40 oder 2000–1600 kJ/m) ausgesetzt werden, der zu Verbrennungen vom Grad I1T–IU führen kann. In diesem Bereich ist eine Kohlenmonoxidvergiftung möglich.

Die Hauptrettungsarbeiten in diesem Bereich sind die Beseitigung von Trümmern, das Löschen von Bränden, die Rettung von Menschen aus vermüllten Notunterkünften und Schutzräumen sowie aus zerstörten und brennenden Gebäuden. Die Arbeitsbedingungen in medizinischen Masseneinheiten (SD) sind für PKOs schwierig und unmöglich.

Die mittlere Schadenszone ist gekennzeichnet durchÜberdruck in der Stoßwellenfront von 30 bis 20 kPa. In dieser Zone kommt es bei Gebäuden und Bauwerken zur Zerstörung eingebauter Elemente: innere Trennwände, Türen, Fenster und Dächer, es treten Risse in den Wänden auf, Einsturz von Dachgeschossen, Schäden an Teilen der oberen Stockwerke. Unterstände und Kellerunterstände sind erhalten und nutzbar. Es entsteht separater Schutt. Lichtstrahlung kann zu massiven Bränden führen.

Menschen außerhalb der Notunterkünfte erleiden durch die Einwirkung der Druckwelle leichte bis mittelschwere Verletzungen. Allerdings ist die Stärke des Lichtimpulses immer noch sehr hoch, was bei Menschen in offenen Bereichen zu Verbrennungen führen kann. In diesem Bereich ist eine Kohlenmonoxidvergiftung möglich. Menschen, die leichte traumatische Verletzungen erlitten haben und keine Verbrennungen haben, können Erste Hilfe in Form von Selbst- und Gegenhilfe leisten und den Ausbruch verlassen,

Die wichtigsten Rettungseinsätze in diesem Bereich sind: Löschen von Bränden, Rettung von Menschen aus Trümmern, zerstörten und brennenden Gebäuden. Die Arbeitsbedingungen von Massenformationen (SD) sind begrenzt und für PKOs nicht möglich.

Leichte Schadenszone gekennzeichnet durch einen Überdruck von 20 bis 10 kPa. Innerhalb dieser Zone kommt es zu geringfügigen Schäden an Gebäuden: Fenster- und Holztürfüllungen, leichte Trennwände werden beschädigt und es treten Risse in den Wänden der oberen Stockwerke auf. Die Keller und Untergeschosse sind erhalten. Einzelne Brände entstehen durch Lichteinstrahlung. Personen, die sich in diesem Bereich außerhalb der Notunterkünfte aufhalten, können durch herabfallende Trümmer und zerbrechendes Glas verletzt werden und Verbrennungen erleiden; in den Notunterkünften gibt es keine Verluste.

Die wichtigsten Rettungseinsätze in diesem Bereich werden zum Löschen von Bränden und zur Rettung von Menschen aus teilweise zerstörten und brennenden Gebäuden durchgeführt. Die Bedingungen für den Betrieb von Massensanitätseinheiten (MD) und den Einsatz von PKO sind relativ günstig.

Frage Nr. 10. Eigenschaften von Zonen radioaktiver Kontamination in der Quelle nuklearer Schäden.

Die Hauptquelle der radioaktiven Kontamination des Gebiets und der Atmosphäre, die hauptsächlich bei oberirdischen und unterirdischen nuklearen Explosionen auftritt, sind Spaltprodukte einer mit dem Boden vermischten Kernladung. Dabei entsteht eine Vielzahl radioaktiver Stoffe, die in Form einer Pilzwolke in große Höhen aufsteigen und sich unter dem Einfluss des Windes über weite Strecken bewegen. Während sich die Wolke bewegt, fällt radioaktiver Niederschlag aus ihr heraus und hinterlässt Spuren radioaktiver Kontamination auf der Erdoberfläche. Die Spur der radioaktiven Kontamination ist ein in Windrichtung verlängerter Streifen in Form einer Ellipse.

Die Größe der Spuren radioaktiver Kontamination hängt von der Stärke der Explosion und der Windgeschwindigkeit sowie in geringerem Maße von anderen meteorologischen Bedingungen und der Beschaffenheit des Geländes ab. Menschen und Tiere, die sich in Gebieten befinden, die mit radioaktiven Stoffen kontaminiert sind, sind äußerer Gammastrahlung sowie den Auswirkungen von Beta- und Alphastrahlung radioaktiver Stoffe ausgesetzt, wenn diese zusammen mit kontaminierter Luft, Nahrung und Wasser in den Körper gelangen.

Die Spur einer radioaktiven Wolke wird entsprechend der Expositionsdosisleistung bis zum vollständigen Zerfall radioaktiver Stoffe herkömmlicherweise in vier Zonen eingeteilt: mäßige, starke, gefährliche und äußerst gefährliche Kontamination.

Phänomene, die bei Unterwasserexplosionen auftreten, sind mit einer Vielzahl von Problemen verbunden, an denen instationäre Bewegungen beteiligt sind. Wir beginnen mit der Betrachtung zweier recht klassischer Probleme.

Blasenkollaps. Eine der ersten Fragen, die sich bei der Untersuchung einer Explosion unter Wasser stellt, ist die Frage, wie sich die bei der Explosion gebildete Gasblase, die mit explosiven Detonationsprodukten gefüllt ist, im Laufe der Zeit verändert.

In der einfachsten Näherungsformulierung lässt sich das Problem wie folgt formulieren. Eine kugelförmige Gasblase mit variablem Radius befinde sich in einer unendlichen inkompressiblen Flüssigkeit mit der Dichte 1 und konstantem Druck. Wir vernachlässigen Schwerkraft, Viskosität sowie Oberflächenspannung und Kondensation von Gasen in der Blase. Wir müssen das Gesetz der Radiusänderung finden

Die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsbewegung, die zu einem bestimmten Zeitpunkt durch eine Änderung des Blasenradius verursacht wird, hängt nur von der Entfernung des betreffenden Punktes vom Zentrum der Blase ab und ist gleich eine dazu konzentrische Kugel mit einem Radius finden wir

Wo ist eine Funktion der Zeit? Diese Beziehung ermöglicht es uns, die kinetische Energie der gesamten Flüssigkeitsmasse im Moment zu berechnen

Wir gehen davon aus, dass die Flüssigkeit im Anfangsmoment ruht, auch wenn die Differenz zwischen dem Druck in der Flüssigkeit und dem Druck des Gases in der Blase aufgrund unserer Vorschläge gleich ist, handelt es sich hierbei um einen konstanten Wert. Wenn Sie die Oberflächenspannung ignorieren, dann

(Das Minuszeichen erklärt sich aus der Tatsache, dass wir durch Integration finden

Wenn wir diesen Ausdruck mit (2) vergleichen, erhalten wir eine Differentialgleichung mit trennbaren Variablen

und seine Integration führt zur Beziehung

aus dem Sie die gewünschte Abhängigkeit finden können

Aus Gleichung (4) folgt, dass, wenn die Geschwindigkeit R unbegrenzt ansteigt, dies die Tatsache widerspiegelt, dass in dem Moment, in dem die Blase verschwindet, ein Wasserschlag auftritt – wir haben ein Beispiel für das oben diskutierte globale Merkmal. Der beschriebene Effekt wird Blasenkollaps genannt.

Angenommen, wir finden in (5) die Kollapszeit:

Sie können sich auch eine pulsierende Blase vorstellen, die sich nach dem Zusammenbruch auf ihren ursprünglichen Wert ausdehnt. Mit der letzten Formel können Sie die Schwingungsdauer einer solchen Blase bestimmen:

Beachten Sie, dass bei der genauen Formulierung des Problems der Bewegung einer Gasblase, die bei einer Unterwasserexplosion entsteht, der Einfluss der Wasseroberfläche und der Schwerkraft berücksichtigt werden sollte und der Druck in der Blase als je nach Strömung variierend betrachtet werden sollte Gesetz:

wobei das Volumen der Blase zum jeweiligen Zeitpunkt konstant ist. Die Gasmasse innerhalb der Blase und die Oberflächenspannungskräfte können vernachlässigt werden. In dieser Formulierung kann die Wasseroberfläche im Anfangsmoment als flach und die Grenze der Gasblase als Kugel betrachtet werden; Weitere Veränderungen in der Form dieser Flächen ergeben sich aus der Lösung des Problems.

Die Lösung des Problems der Bewegung einer Gasblase in einer so genauen Formulierung für das Anfangsstadium wurde kürzlich von L. V. Ovsyannikov gefunden. Über weitere Phasen der Bewegung werden wir weiter unten sprechen, wenn wir das Problem des Sultans diskutieren.

Björknes-Bälle. Lassen Sie zwei Luft- oder Gasblasen in einem unendlichen Fluid pulsieren, von dem wir immer noch annehmen, dass es inkompressibel (mit Dichte 1) und schwerelos ist.

Bereits im letzten Jahrhundert entdeckten und erklärten Vater und Sohn Bjerknes ein interessantes Phänomen im Zusammenhang mit diesem Experiment – ​​es stellte sich heraus, dass sich die Blasen gegenseitig anziehen, wenn sie in der gleichen Phase pulsieren, und wenn sie in Gegenphase sind, stoßen sie sich ab.

Um dieses Phänomen zu erklären, benötigen wir die folgende elementare Tatsache: Eine Kugel, die sich translatorisch in einer unendlichen Flüssigkeit bewegt, kann durch einen Punktdipol simuliert werden, der sich in der Mitte der Kugel befindet. Nehmen wir an, eine Kugel mit dem Radius R bewege sich mit Geschwindigkeit entlang der x-Achse. Das Geschwindigkeitspotential dieser Bewegung ist eine harmonische Funktion außerhalb des Balls, die im Unendlichen und auf der Oberfläche des Balls gleich 0 ist und die Bedingung erfüllt (die Normalkomponente der Geschwindigkeit und 0 sind Zylinderkoordinaten, siehe Abb. 101). Diese Bedingungen offensichtlich

erfüllt die Funktion und die Lösung des Problems ist einzigartig, daher ist es das gewünschte Potenzial. Wir sehen, dass es außerhalb des Balls mit dem Geschwindigkeitspotential des Dipols zusammenfällt, das sich im Koordinatenursprung befindet: und

Um mit der Beschreibung des Björknes-Phänomens fortzufahren, ersetzen wir die Blasen durch punktuelle Intensitätsquellen, die sich jeweils an Punkten auf der x-Achse befinden, sowohl wenn die Blasen in der gleichen Phase pulsieren, als auch wenn sie gegenphasig pulsieren. Um die Möglichkeit einer Verschiebung der Blasenzentren zu berücksichtigen, gehen wir außerdem davon aus, dass Dipole an denselben Punkten platziert sind. Da die Blasen gleich sind, reicht es aus, die Bewegung einer von ihnen zu untersuchen, beispielsweise derjenigen, die in der Nähe des Anfangs pulsiert. Wir betrachten die Radien der Blasen als klein im Vergleich zu a.

Wenn wir den Einfluss des am Punkt befindlichen Dipols vernachlässigen, wird am Punkt M nahe dem Koordinatenursprung das Potential des Geschwindigkeitsfeldes in der Form geschrieben

wobei I der Abstand des Punktes M zur zweiten Quelle und das Dipolmoment ist (Abb. 101). Hier und am Anfang kann daher (9) ungefähr in der Form umgeschrieben werden

oder, wenn wir die unwichtige Konstante verwerfen (für einen festen Begriff, in der Form

Hier gibt der erste Term das Potential der im Koordinatenursprung befindlichen Quelle an, der zweite -

das Potenzial einer anderen Quelle (ungefähr) und die dritte ist das Potenzial des Dipols. Wenn wir den Radius einer Blase bezeichnen, die in der Nähe des Ursprungs pulsiert, dann werden die Geschwindigkeit ihrer Änderung (die durch den ersten Term bestimmt wird) und die Translationsgeschwindigkeit der Blase durch den dritten Term bestimmt; Das Pluszeichen erklärt sich aus der Tatsache, dass es sich um die Geschwindigkeit der Blase und nicht um die Geschwindigkeit der Flüssigkeit handelt.

Machen wir uns nun die Tatsache zunutze, dass aufgrund unserer Schwerelosigkeitsannahme der Gesamtdruck auf die Blase gleich Null sein sollte. Nach dem Cauchy-Integral beträgt der Druck an einem Punkt nahe dem Anfang

Bei der Integration über die Randkugel des Reservoirs werden Terme, die unabhängig von 0 oder proportional sind, aus Symmetriegründen gelöscht, sodass nur Terme einen Beitrag ungleich Null zum Gesamtdruck leisten können

Die Bedingung für das Verschwinden des Gesamtdrucks führt daher zur Gleichheit

jederzeit fair

Es bleibt zu berücksichtigen, dass über die gesamte Dauer der Blasenpulsation die Gesamtwirkung der Änderung gleich Null ist. Aber dann ist, wie aus (12) hervorgeht, der Gesamteffekt der Änderung über den Zeitraum des Wertes und daher im Vorzeichen umgekehrt zum Vorzeichen Da

Translationsgeschwindigkeit des Zentrums der Blase und daraus schließen wir, dass die Zunahme über die Pulsationsperiode bei negativ und bei positiv ist. Dies erklärt das Björknes-Phänomen.

Betrachten wir eine andere Variante desselben Phänomens. Bekanntlich ist der Einfluss einer festen Wand auf eine Quelle genau äquivalent zum Einfluss einer anderen Quelle gleicher Intensität, die spiegelsymmetrisch zur ersten Quelle relativ zur Wand angeordnet ist.

Auf die gleiche Weise kann die Einwirkung auf die freie Oberflächenquelle durch die Einwirkung einer symmetrischen Quelle ersetzt werden, deren Intensität ein entgegengesetztes Vorzeichen zur Intensität der ersten Quelle hat.

Reis. 102. (siehe Scan)

Daher erklärt die obige Analyse auch die folgende experimentell beobachtete Tatsache: Eine im Wasser in der Nähe einer festen Wand pulsierende Gasblase wird von der Wand angezogen und eine in der Nähe der freien Oberfläche pulsierende Blase wird von ihr abgestoßen.

Kommen wir zu neuen Aufgaben.

Das Paradoxon einer Unterwasserexplosion. Lassen Sie einen Hohlzylinder mit dicken (20 - 30 mm) Wänden und einem dünnen (1-3 mm) Boden aus Eisen oder Kupfer teilweise in Wasser eintauchen (Abb. 102, a). Bei einer festen Eintauchtiefe H wird im Abstand h vom Boden des Zylinders eine Sprengladung auf deren Achse platziert und eine Explosion ausgeführt. Für jede Stunde wird das minimale Ladungsgewicht ausgewählt, bei dem der Boden zerstört wird.

Es ist natürlich zu erwarten, dass die Funktion strikt ansteigt, aber in zahlreichen Experimenten wurde die folgende paradoxe Tatsache beobachtet: Die Funktion F nimmt strikt zu, bis h einen bestimmten Wert erreicht, wonach sie über eine zwei- bis dreimal größere Fläche praktisch konstant bleibt; beim Wert von F steigt wieder an (Abb. 102, b). Auch die Art der Bodenzerstörung ändert sich – wenn der Boden großflächig ausbricht und wenn der Durchbruch scharf lokalisiert ist.

Lassen Sie uns dieses Paradoxon qualitativ erklären. Experimente zeigen, dass die Wirkung einer Unterwasserexplosion in zwei Phasen unterteilt ist. In der ersten Stufe, unmittelbar nach der Detonation, bilden die Explosionsprodukte eine Gasblase. Von ihr geht zunächst eine Stoßwelle aus, die etwa die Hälfte der Explosionsenergie mitnimmt, dann nimmt die Geschwindigkeit der Flüssigkeit zu und der Durchmesser der Gasblase vergrößert sich schnell.

Kommt es am Ende dieser Stufe nicht zum Durchbruch des Bodens und zur Freisetzung von Gasen in die Atmosphäre, beginnt die zweite Stufe.

Die Gasblase beginnt sich unter dem Einfluss des atmosphärischen Drucks zu komprimieren und bewegt sich vom Boden des Zylinders weg. Wir haben oben das Problem der Komprimierung einer Gasblase in Wasser betrachtet; Man sollte nur bedenken, dass seine Form in der Praxis nicht kugelförmig, sondern birnenförmig mit einer Ausdehnung nach unten ist. Mit der Zeit flacht die Blase ab und bildet eine Kappe mit einer Kerbe am Boden, sodass die Blase an ihrer Unterseite kollabiert. Der im Moment des Zusammenbruchs auftretende hydraulische Stoß führt zu einem Strahl, der zum Boden des Zylinders zurückfließt (Abb. 103). Dieser Strahl hat einen kumulativen Charakter, die Energie darin ist vergleichbar mit der Energie einer Blase

erste Stufe. Bei einem bestimmten Ladungsgewicht F stanzt der Strahl ein kleines Loch in den Boden des Zylinders.

Ein Durchbruch in der ersten Stufe des Prozesses zeichnet sich durch eine strikte Funktionssteigerung in der zweiten Stufe aus, die Durchbruchskraft hängt wenig vom Abstand ab. Somit kann das qualitative Bild des Phänomens als recht klar angesehen werden, eine vollständige quantitative Berechnung wurde jedoch noch nicht durchgeführt.

Sphärische Kumulierung. Im vorherigen Kapitel haben wir die Bewegung kumulativer Jets als stetig betrachtet. Von großem Interesse ist inzwischen auch der Prozess der Jetbildung, der grundsätzlich instationär ist.

Der Einfachheit halber betrachten wir den Fall einer kugelförmigen Kumulation, bei der angenommen wird, dass die Flüssigkeit im Anfangsmoment den unteren Halbraum mit einer Kerbe in Form einer Halbkugel einnimmt. Darüber hinaus wird angenommen, dass die Flüssigkeit bei sofort schwer wird und die potentielle Funktion und Geschwindigkeit der Partikel auf der freien Oberfläche gleich Null sind.

Das Problem besteht darin, eine Funktion zu finden, die in räumlichen Koordinaten in einem variablen Bereich harmonisch ist und im Unendlichen und an der Grenze (freie Oberfläche der Flüssigkeit) gleich 0 ist, die die Bedingung erfüllt

was unter Berücksichtigung des Verhältnisses

kann umgeschrieben werden als

Eine ungefähre Lösung dieses Problems in einer flachen Version kann mit der Methode erhalten werden

Elektrohydrodynamische Analogien (EGDA) unter Verwendung von elektrisch leitfähigem Papier. Dazu müssen Sie ein Differenzanalogon der Bedingung (13) aufschreiben; Wenn wir mit dem Index die Punkte auf der freien Oberfläche der Flüssigkeit und mit dem Index den Zeitschritt bezeichnen, dann haben wir

Im Anfangsmoment erhalten wir die Verteilung Ф auf einer bekannten freien Oberfläche:

Durch die Umsetzung dieser Randbedingungen auf elektrisch leitfähigem Papier können wir für ausgewählte Punkte auf der freien Oberfläche Linien gleichen Potentials und dann Stromlinien konstruieren. Als nächstes können Sie die Flüssigkeitsgeschwindigkeiten an diesen Punkten ermitteln, eine freie Oberfläche zum jeweiligen Zeitpunkt mit einem Index konstruieren und mithilfe von (14) eine neue Potentialverteilung auf dieser Oberfläche ermitteln. Diese Verteilung wird erneut auf dem elektrisch leitfähigen Papier umgesetzt und der Prozess läuft weiter.

In Abb. 104 zeigt ein konsistentes Bild der Bildung eines kumulativen Strahls unter dem Einfluss der Schwerkraft für bestimmte Zeiträume

Die Ergebnisse wurden von V. Kedrinsky nach der oben beschriebenen Methode ermittelt.

In Abb. 105 zeigt Filmaufnahmen einer Wiederholung von Pokrowskis Experiment (§ 29). Ein Reagenzglas mit Wasser, dessen freie Oberfläche mithilfe eines Glasmeniskus (im ersten Bild sichtbar) in eine Kugelform gebracht wird, wird senkrecht auf den Tisch geworfen. Im Moment des Aufpralls wird die Flüssigkeit augenblicklich schwer, sodass dieses Experiment im Zusammenhang mit betrachtet werden kann

(Klicken Sie hier, um den Scan anzuzeigen)

mit den obigen Berechnungen für die sphärische Kumulierung. Unterhalb der Rahmen in Abb. 105 gibt die seit dem Aufprall verstrichene Zeit an.

Das Problem des Sultans. Unter bestimmten Bedingungen wird infolge einer Unterwasserexplosion ein interessantes Phänomen beobachtet, das als „Sultan“ bezeichnet wird: Wasser wird in Form eines schmalen Kegels in großer Höhe über die freie Oberfläche geschleudert (Abb. 106). . Es wird bemerkt, dass

Dieses Phänomen ist charakteristisch für ein flüssiges Medium und wird bei unterirdischen Explosionen nicht beobachtet.

Lassen Sie uns auf einige Merkmale einer Unterwasserexplosion hinweisen. Im vorherigen Abschnitt haben wir bereits über zwei Stadien in der Entwicklung einer solchen Explosion gesprochen. Die erste, sehr kurze Phase ist durch die Entstehung einer Stoßwelle gekennzeichnet, die etwa die Hälfte der gesamten Explosionsenergie verbraucht. Bei dem hier betrachteten Problem erreicht eine Welle eine freie Oberfläche und reißt eine bestimmte Wassermasse ab. Die abgebrochene Masse zerfällt in eine Vielzahl kleiner Spritzer mit jeweils geringer Energie und es bildet sich auf der freien Oberfläche ein muldenförmiger Trichter.

Die zweite Stufe ist mit der Entwicklung der bei der Explosion gebildeten Gasblase verbunden, die ebenfalls etwa die Hälfte der Energie trägt. Diese Entwicklung führt, wie gesagt, zum Zusammenbruch und zur Bildung eines Strahls, der (unter den richtigen Bedingungen der Explosion, d. h. der Tiefe der Ladung und ihrem Gewicht) die freie Oberfläche in dem Moment erreicht, in dem sich ein Trichter gebildet hat Dort. In diesem Stadium können wir das Modell der potentiellen Strömung einer inkompressiblen Flüssigkeit verwenden – wir kommen zum Problem der Bestimmung des Geschwindigkeitsfeldes orthogonal zur Oberfläche des Trichters (das Problem der sphärischen Kumulierung, das gerade erwähnt wurde). Dadurch platzt es aus dem Trichter

Der kumulative Strahl, der die Wolke erzeugt, ist ein Spritzer mit ziemlich viel Energie.

Ein sehr ähnliches Phänomen (aber natürlich mit viel geringerer Energie) wird beobachtet, wenn eine Kugel senkrecht zur freien Oberfläche ins Wasser geschossen wird (Abb. 107). Eine weitere Manifestation des gleichen Effekts kann beobachtet werden, wenn seltener direkter Regen auf ruhiges Wasser fällt; die Wasseroberfläche ist dann mit kleinen Fontänen bedeckt, die dem Regen entgegentreten.

Die qualitative Erklärung dieser Phänomene geht aus Abb.

108, das drei aufeinanderfolgende Phasen des Eindringens einer Kugel (oder eines Regentropfens) zeigt: Zuerst biegt sich die Wasseroberfläche leicht nach unten (Phase a), dann taucht der fallende Körper in das Wasser ein und dahinter bildet sich ein Hohlraum ( Phase b) und schließlich geht die kinetische Energie des Körpers dazu über, den Hohlraum zu kollabieren. Als Folge dieses Zusammenbruchs entsteht ein Gegenstrahl, der kumulierenden Charakter hat (Phase c).

Diese Erklärung wird durch eine Modifikation des Experiments bestätigt: Wenn Sie eine Kugel nicht senkrecht zur Oberfläche, sondern in einem bestimmten Winkel ins Wasser schießen, bildet sich nach dem Schuss eine geneigte Wolke in die entgegengesetzte Richtung zur Bewegung der Kugel (Abb. 109). Hier ist die Ablenkung der Wasseroberfläche in Phase a asymmetrisch, der Hohlraum in der Phase bewegt sich in Flugrichtung des Geschosses und der kumulative Strahl in der Endphase verläuft nicht senkrecht zur Wasseroberfläche, sondern in Richtung der Bewegung der Kavität!

Explosion in der Luft. Der charakteristische Unterschied zwischen einer Explosion in Luft und einer Explosion in Wasser besteht darin, dass hier der Hauptteil der Energie in eine Stoßwelle übergeht. Die Forschung zur Ausbreitung von Stoßwellen in der Luft gewinnt zunehmend an Bedeutung. Bisher sind Ingenieure bei großen Sprengungen mit unverständlichen Phänomenen konfrontiert – manchmal ist die Wirkung der Stoßwelle um ein Vielfaches größer, manchmal um ein Vielfaches geringer, als mit bewährten Formeln berechnet wurde. In der Regel werden solche Abweichungen durch Anomalien in der Atmosphäre verursacht, da sowohl die Geschwindigkeit der akustischen als auch die Geschwindigkeit der Stoßwelle vom Zustand der Atmosphäre (Dichte, Temperatur, Luftfeuchtigkeit) abhängt. Die Heterogenität der Atmosphäre verändert die Front der Stoßwelle – sie. Es kann nach oben gehen oder auf den Boden drücken.

Wie im Wasser können auch in der Luft originelle „Wellenleiter“ entstehen, wenn in einer bestimmten Richtung die Dämpfung der Wellen deutlich geringer ausfällt als üblich (auf dieses Phänomen werden wir weiter unten in § 34 eingehen).

Vor etwa Jahren kam es unter Hydrodynamikern zu heftigen Debatten zu folgendem Thema. Eine kugelförmige Sprengladung ohne Granate soll im Moment der Explosion (in Luft) eine solche Geschwindigkeit V haben, dass die kinetische Energie der potentiellen Energie E der Ladung entspricht oder deutlich größer ist; Die Frage ist: Wie wird die Geschwindigkeit die Wirkung der Explosion verändern?

Im Streit wurden zwei extreme Standpunkte geäußert: Erstens sollte die Geschwindigkeit der Ladung im Moment der Explosion praktisch keinen Einfluss auf die Wirkung haben, die Parameter der Stoßwelle können sich nur um wenige Prozent ändern. Anderen zufolge kann die Geschwindigkeit die Wirkung der Explosion um etwa das Zehnfache verstärken.

Die Lösung dieses Streits erwies sich als recht einfach. Es ist notwendig, das Phänomen in zwei Phasen zu unterteilen – die Freisetzung von Explosionsenergie und die Bildung einer Stoßwelle. In der ersten Stufe hat die Geschwindigkeit der Ladung nach Ansicht einer der Streitgruppen keinen praktischen Einfluss; die gesamte potentielle Energie des Sprengstoffs wird in die kinetische Energie fliegender Partikel der Explosionsprodukte umgewandelt. Im zweiten Schritt muss eine Gaswolke betrachtet werden, deren Teilchengeschwindigkeiten sich aus der Radialgeschwindigkeit (vom Zentrum der Ladung) und der Translationsgeschwindigkeit der Ladung selbst zusammensetzen.

Berechnungen und Experimente haben gezeigt, dass die Wirkung einer bewegten Ladung (in ausreichend großer Entfernung vom Explosionsort) der Wirkung einer stationären Ladung mit potentieller Energie gleich der Summe der potentiellen Energie des Sprengstoffs und der kinetischen Energie entspricht der Ladung im Moment der Explosion. Auch in diesem Fall ist davon auszugehen, dass der reduzierte Explosionsschwerpunkt vom tatsächlichen Explosionsschwerpunkt in Ladungsbewegungsrichtung um einen durch die kinetische Energie und potentielle Energie E bestimmten Abstand entfernt ist.

Diese Explosion ähnelt äußerlich einer bodengestützten Atomexplosion und geht mit den gleichen schädlichen Faktoren einher wie eine bodengestützte Explosion. Der Unterschied besteht darin, dass die Pilzwolke einer Oberflächenexplosion aus einem dichten radioaktiven Nebel oder Wassernebel besteht.

Charakteristisch für diese Art von Explosion ist die Bildung von Oberflächenwellen. Durch die Abschirmung durch eine große Wasserdampfmasse wird die Wirkung der Lichtstrahlung deutlich abgeschwächt. Der Ausfall von Objekten wird hauptsächlich durch die Einwirkung einer Luftstoßwelle bestimmt. Durch den Fall radioaktiver Partikel aus der Explosionswolke kommt es zu einer radioaktiven Kontamination von Wasserflächen, Gelände und Objekten. Überwasserexplosionen können durchgeführt werden, um große Überwasserschiffe und starke Strukturen von Marinestützpunkten und Häfen zu zerstören, wenn eine schwere radioaktive Kontamination von Wasser und Küstengebieten akzeptabel oder wünschenswert ist.

Atomexplosion unter Wasser.

Eine nukleare Unterwasserexplosion ist eine Explosion, die in der einen oder anderen Tiefe im Wasser stattfindet. Bei einer solchen Explosion sind der Blitz und der leuchtende Bereich normalerweise nicht sichtbar. Bei einer Unterwasserexplosion in geringer Tiefe erhebt sich eine hohle Wassersäule über die Wasseroberfläche und erreicht eine Höhe von mehr als einem Kilometer. Am Kopf der Säule bildet sich eine Wolke aus Spritzern und Wasserdampf. Diese Wolke kann einen Durchmesser von mehreren Kilometern erreichen. Wenige Sekunden nach der Explosion beginnt die Wassersäule zu kollabieren und an ihrer Basis bildet sich eine Wolke, die Basiswelle genannt wird. Die Basiswelle besteht aus radioaktivem Nebel; Es breitet sich vom Epizentrum der Explosion aus schnell in alle Richtungen aus, steigt gleichzeitig auf und wird vom Wind getragen. Nach einigen Minuten vermischt sich die Basiswelle mit der Sultanwolke (ein Sultan ist eine wirbelnde Wolke, die den oberen Teil der Wassersäule umhüllt) und verwandelt sich in eine Stratocumuluswolke, aus der radioaktiver Regen fällt. Im Wasser bildet sich eine Stoßwelle und auf seiner Oberfläche breiten sich Oberflächenwellen in alle Richtungen aus. Die Höhe der Wellen kann mehrere zehn Meter erreichen. Unterwasser-Atomexplosionen zielen darauf ab, Schiffe zu zerstören und Unterwasserstrukturen zu zerstören. Darüber hinaus können sie bei schwerer radioaktiver Belastung von Schiffen und der Küste durchgeführt werden.