Поражающие факторы ЧС

Министерство  образования РБ

БАШКИРСКИЙ  ЭКОНОМИКО-ЮРИДИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ

 

ДИСЦИПЛИНА «Безопасность жизнедеятельности»

 

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 0201 «ПОСО»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ   РАБОТА

 

 

Тема: Поражающие факторы ЧС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                    Выполнил: студент   

                                                                                                        Юридического

                                                                                              Факультета                  

Группы ОЗС – 11

                                                                                                  Султанов Р.Р.

 

Проверил:  Красильников В.А.

 

 

 

 

 

Бирск-2011

 

Поражающие факторы ЧС и их классификация

 

Как результат ЧС возникают те или иные факторы, способные в момент возникновения или впоследствии оказать вредное или губительное воздействие на человека, животных и растительный мир, а также объекты народного хозяйства. Как правило, в результате их воздействия происходят гибель или серьезные, опасные для здоровья поражения людей, заметно снижающие их работоспособность, полные разрушения или снижения производительных возможностей объектов народного хозяйства.

Эти факторы принято называть поражающими. По механизму своего воздействия они могут являться первичными или вторичными, а также носить комбинированный характер.

Так, в результате воздействия ударной  волны (первичный поражающий фактор) разрушаются объекты, возникают  пожары, затопления, которые будут  являться вторичными поражающими факторами. В отдельных ЧС возможно одновременное воздействие нескольких поражающих факторов (ударная волна, световое излучение, воздействие ионизирующего излучения), в таких случаях поражения людей и повреждения объектов народного хозяйства будут носить комбинированный характер.

К основным поражающим факторам ЧС относятся следующие.

Уда́рная волна́ — поверхность разрыва, которая движется относительно газа и при пересечении которой давление, плотность, температура и скорость испытывают скачок. Часто путают с понятием волна от удара, это не одно и то же, во втором случае не сами параметры испытывают скачок, а их производные.

Термодинамика ударных волн

С макроскопической точки  зрения ударная волна представляет собой воображаемую поверхность, на которой термодинамические величины среды (которые, как правило, изменяются в пространстве непрерывно) испытывают устранимые особенности: конечные скачки. При переходе через фронт ударной волны меняются давление, температура,плотность вещества среды, а также скорость её движения относительно фронта ударной волны. Все эти величины изменяются не независимо, а связаны с одной-единственной характеристикой ударной волны, числом Маха. Математическое уравнение, связывающее термодинамические величины до и после прохождения ударной волны, называется ударной адиабатой, или адиабатой Гюгонио.

Ударные волны не обладают свойством  аддитивности в том смысле, что  термодинамическое состояние среды, возникающее после прохождения одной ударной волной нельзя получить последовательным пропусканием двух ударных волн меньшей интенсивности.

 

Происхождение ударных волн

Звук представляет собой колебания плотности среды, распространяющиеся в пространстве. Уравнение состояния обычных сред таково, что в области повышенного давления скорость звука (то есть скорость распространения возмущений) возрастает (то есть звук является нелинейной волной). Это неизбежно приводит к явлению опрокидывания решений, которые и порождают ударные волны.

В силу этого механизма, ударная волна в обычной среде — это всегда волна сжатия. Однако в тех системах, в которых скорость распространения возмущений уменьшается с ростом плотности, будет наблюдаться ударная волна разрежения.

Описанный механизм предсказывает  неизбежное превращение любой звуковой волны в слабую ударную волну. Однако в повседневных условиях для этого требуется слишком большое время, так что звуковая волна успевает затухнуть раньше, чем нелинейности становятся заметны. Для быстрого превращения колебания плотности в ударную волну требуются сильные начальные отклонения от равновесия. Этого можно добиться либо созданием звуковой волны очень большой громкости, либо механически, путём околозвукового движения объектов в среде. Именно поэтому ударные волны легко возникают при взрывах, при около- и сверхзвуковых движениях тел, при мощных электрических разрядах и т. д.

Микроскопическая структура ударной волны

Ширина ударных волн большой интенсивности имеет  величину порядка длины свободного пробега молекул газа (более точно — ~10 длин свободного пробега, и не может быть менее 2 длин свободного пробега; данный результат получен Чепменом в начале 1950-х). Так как в макроскопической газодинамике длина свободного пробега должна рассматриваться равной нулю, чисто газодинамические методы непригодны для исследований внутренней структуры ударных волн большой интенсивности.

Для теоретического изучения микроскопической структуры ударных волн применяется кинетическая теория. Аналитически задача о структуре ударной волны не решается, но применяется ряд упрощённых моделей. Одной из таких моделей является модель Тамма-Мота-Смита.

Скорость распространения  ударной волны

Скорость распространения  ударной волны в среде превышает скорость звука в данной среде. Превышение тем больше, чем выше интенсивность ударной волны (отношение давлений перед и за фронтом волны): (p_{уд.волны} — p_{сп.среды})/ p_{сп.среды.}

Например, недалеко от центра ядерного взрыва скорость распространения ударной волны во много раз выше скорости звука. При удалении с ослаблением ударной волны, скорость её быстро снижается и на большой дистанции ударная волна вырождается в звуковую (акустическую) волну, а скорость её распространения приближается к скорости звука в окружающей среде. Ударная волна в воздухе при ядерном взрыве мощностью 20 килотонн проходит дистанции: 1000 м за 1,4 с, 2000 м — 4 с, 3000 м — 7 с, 5000 м — 12 с. Поэтому у человека, увидевшего вспышку взрыва, есть какое-то время для укрытия (складки местности, канавы и пр.) и тем самым уменьшения поражающего воздействия ударной волны^].

Ударные волны в твёрдых телах (например, вызванные ядерным или  обычным взрывом в скальной породе, ударом метеорита или кумулятивной струёй) при тех же скоростях имеют  значительно бо`льшие давления и  температуры. Твёрдое вещество за фронтом ударной волны ведёт себя как идеальная сжимаемая жидкость, то есть в нём как бы отсутствуют межмолекулярные и межатомные связи, и прочность вещества не оказывает на волну никакого воздействия. В случае наземного и подземного ядерного взрыва ударная волна в грунте не может рассматриваться, как поражающий фактор, так как она быстро затухает; радиус её распространения невелик и будет целиком в пределах размеров взрывной воронки  , внутри которой и без того достигается полное поражение прочных подземных целей.

Ударные волны в специальных  условиях

Гидрогазоаналогия

• Ударная волна, путём нагрева среды, может вызвать экзотермическую химическую реакцию, что, в свою очередь, отразится и на свойствах самой ударной волны. Такой комплекс «ударная волна + реакция горения» носит название волны детонации.
• В астрофизических объектах ударная волна может двигаться со скоростями, близкими к скорости света. В этом случае ударная адиабата модифицируется.
• Ударные волны в замагниченной плазме также обладают своими характерными особенностями. При переходе через разрыв, изменяется также и величина магнитного поля, на что тратится дополнительная энергия. Это влечёт за собой существование максимально возможного коэффициента сжатия плазмы при сколь угодно сильных ударных волнах.
• Касательные ударные волны представляют собой поверхность разрыва смешанного (нормального и тангенциального) типа.

 

Ионизирующее  излучение. Возникновение этого поражающего фактора возможно при авариях на АЭС, взрывах ядерных боеприпасов, при нарушении технологических процессов на производстве и техники безопасности при работе с источниками ионизирующего излучения. При этом возможно облучение людей в момент возникновения ЧС и при заражении радиоактивными веществами (РВ) окружающей среды, при выбросе их в атмосферу.

Так, при аварии на Чернобыльской  АЭС имело место непосредственное облучение от источников излучения  персонала и спасательных формирований в момент аварии и ее ликвидации. Кроме того, значительная часть Белоруси, Украины, часть Российской Федерации подверглись заражению РВ. И сегодня продолжается их вредное воздействие на человека, животных и растительный мир.

Заражение окружающей среды  сильнодействующими ядовитыми и боевыми отравляющими веществами (СДЯВ).Это может иметь место при авариях на производстве, железнодорожном транспорте, при ведении боевых действий, а также в быту.

Аэрогидродинамический фактор. Как правило, этот поражающий фактор возникает при таких стихийных бедствиях, как наводнения, тайфуны и ураганы, смерчи, обвалы, оползни, снежные лавины, ливни и т. п. В отдельных случаях (разрушение плотин, аварии на гидроэлектростанциях) этот фактор может иметь техногенное происхождение.

Температурный фактор - воздействие высоких и низких температур, возникающих в отдельных экстремальных ситуациях (пожары на производстве, воздействие светового излучения, снежные завалы, катастрофы на море и ряд других критических ситуаций).

Заражение окружающей среды бактериальными средствами. Возникновение этого фактора возможно при грубых нарушениях санитарно-гигиенических правил эксплуатации объектов водоснабжения и канализации, режима работы отдельных учреждений, нарушении технологии в работе предприятий пищевой промышленности и в ряде других случаев.

Психоэмоциональное воздействие. На людей, находящихся в экстремальных условиях, наряду с другими поражающими факторами действуют и психотравмирующие обстоятельства, что может привести к нарушению психической деятельности, снижению работоспособности. Необходимо подчеркнуть, что психогенное воздействие экстремальных условий складьшается не только из прямой угрозы жизни человека, но и опосредованной, т.е. связанной с ожиданием ее реализации.

Как уже отмечалось, неблагоприятное влияние поражающего фактора на человека и окружающую среду зависит не только от его интенсивности, но и от продолжительности воздействия.

Ударная волна является одним из основных поражающих факторов ЧС. Это - область резкого сжатия среды, которая в виде сферического слоя распространяется во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В ударной волне возникает избыточное давление - разность между нормальным атмосферным давлением и максимальным давлением во фронте ударной волны. Избыточное давление измеряется в Паскалях (Па) или кГс/см (1 кГс/см =100 кПа). Ударная волна имеет две фазы - фазу сжатия и фазу разрежения.

В зависимости от того, в какой  среде она возникает и распространяется - в воздухе, воде или грунте,- ее называют воздушной, гидродинамической или сейсмовзрывной волной.

Поражающее действие ударной волны  зависит от степени давления сжа- той среды (избыточного давления), ее скорости, времени воздействия  и положения человека или объекта по отношению к фронту ее распространения, его устойчивости и защищенности.

В зависимости от величины избыточного  давления во фронте ударной волны  возникают 4 зоны разрушений: полных, сильных, средних и слабых раз- рушений.

Как правило, в этих зонах возникают  вторичные поражающие факторы, и поражения людей вызываются как прямым действием ударной волны, так и летящими обломками сооружений, падающими деревьями, осколками стекол. Травмы, получаемые пострадавшими, принято подразделять на легкие, средние и тяжелые. При давлении во фронте ударной волны свыше 1 мГс/см² травмы мо-гугбыть крайне тяжелыми и смертельными.

Воздействие ионизирующих излучений первоначально человеком практи- чески не ощущается. Степень их воздействия определяется величиной получен- ной человеком дозы, измеряемой дозиметрическими приборами. Ионизирующие излучения вызывают радиационные поражения в виде местных проявлений и возникновение острой или хронической лучевой болезни. Радиация становится ионизйрующей и опасной в тех случаях, когда она способна разрывать химические связи молекул, составляющих живой организм.

Видами ионизирующих излучений  являются рентгеновские и гамма-лучи, альфа- и бета-частицы, а также  нейтроны.

Энергия, передаваемая веществу ионизирующим излучением, называется поглощенной дозой и выражается в грёях (Гр). 1Грей =100 рад внесистемных единиц.Поглощенная доза зависит от вида ионизирующего излучения, так как биологическое воздействие на организм гамма-лучей, нейтронов, альфа- и бета-излучения различно по своей активности. Поэтому правильнее пользоваться единицей эквивалентной дозы (Дж/кг, Зиверт или бэр), что принято в нашей стране при установлении суммарных допустимых доз облучения при работе с источниками ионизирующего излучения (1 Зиверт= 100 бэр).

Как уже отмечалось, человек  способен подвергнуться воздействию ионизирующих излучений при нахождении непосредственно у источника излучения или на зараженной РВ местности. В первом случае воздействие ионизирующих излучений будет носить характер внешнего облучения. При нахождении на местности, зараженной РВ, кроме внешнего облучения, известную опасность представляют РВ, попадающие в организм с вдыхаемым воздухом, с водой и пищей, а также через кожу.