Общие свойства ионизирующих излучений ядерного взрыва

Содержание

Слайд 2

Введение в дисциплину 1.1. Предпосылки возрастания роли РХБ защиты войск на современном этапе

Введение в дисциплину
1.1. Предпосылки возрастания роли РХБ защиты войск на

современном этапе
Слайд 3

Слайд 4

Некоторые итоги агрессивной военной деятельности США и НАТО в начале XXI

Некоторые итоги агрессивной военной деятельности США и НАТО в начале XXI

века

США поддерживают в боевом режиме ≈ 700 военных баз в 140 странах мира (≈ 400 баз по периметру РФ);

беспрецедентный рост военных расходов США:
1998 г. – 350 млрд $, 2005 г. – 580 млрд $, 2015 г. – 700 млрд $, 2019 – 720 млрд $
(для сравнения в 2018 г. РФ – 48 млрд $, Китай – 150 млрд $);

на тысячи километров приближена боевая инфраструктура НАТО к границам РФ. Разработка планов по размещению систем ПРО у границ РФ;

развязана агрессия и совершены государственные вооруженные перевороты в дружественных России странах;

финансируются и готовятся к действиям террористические организации, оснащенные ХО и БО.

Слайд 5

Слайд 6

ЯРХБОО – объекты, на которых производят, хранят, используют, перерабатывают, транспортируют: радиоактивные

ЯРХБОО – объекты, на которых производят, хранят, используют, перерабатывают, транспортируют: радиоактивные

вещества, химически опасные вещества, биологически опасные вещества в количествах, достаточных для массового поражения людей
Слайд 7

Характеристика распространения ОМП в мире Близки к созданию ЯО: Иран, Япония,

Характеристика распространения ОМП в мире

Близки к созданию ЯО: Иран, Япония, Канада,

Германия, Бразилия, Египет,
Саудовская Аравия
Слайд 8

Характеристика ядерных арсеналов РФ и США Источник: Доклад Госдепа от 01.09.2014

Характеристика ядерных арсеналов РФ и США

Источник: Доклад Госдепа от 01.09.2014 года

«О состоянии стратегических ядерных вооружений США и РФ»
Слайд 9

1.2. Предмет, цель, задачи, структура дисциплины «РХБ защита» и актуальные проблемы ее изучения

1.2. Предмет, цель, задачи, структура дисциплины «РХБ защита» и актуальные проблемы

ее изучения
Слайд 10

Военная безопасность обеспечивается Вооруженными Силами РФ. Оборона – способ обеспечения военной безопасности в военное время.

Военная безопасность обеспечивается Вооруженными Силами РФ. Оборона – способ обеспечения военной

безопасности в военное время.
Слайд 11

Цель изучения дисципины – подготовка офицерских кадров для квалифицированного управления организацией

Цель изучения дисципины – подготовка офицерских кадров для квалифицированного управления организацией

и осуществлением РХБ защиты войск в мирное и военное время

Задачи – дать необходимые знания, сформировать требуемые умения и привить навыки, достаточные для гарантированного, точного, полного, своевременного выполнения мероприятий РХБ защиты в любых условиях обстановки

Слайд 12

Слайд 13

Раздел 1 Раздел 2 Раздел 3 Структура дисциплины по видам занятий

Раздел 1

Раздел 2

Раздел 3
Структура дисциплины по видам занятий

Лекции

Лекции

Лекции

Лабораторные работы
Семинар
(рубежный контроль)

Практические занятия

Практические

занятия

Групповые упражнения

Семинар
(рубежный контроль)

Семинар

Контрольная работа (рубежный контроль)

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

2. Физико-технические основы ядерного оружия 2.1. Пути выделения внутриядерной энергии

2. Физико-технические основы ядерного оружия

2.1. Пути выделения внутриядерной энергии

Слайд 17

Слайд 18

2.2. Взрывная ядерная реакция деления тяжелых ядер

2.2. Взрывная ядерная реакция деления тяжелых ядер

Слайд 19

Капельная модель ядра

Капельная модель ядра

Слайд 20

Реакция деления U235

Реакция деления U235

Слайд 21

Осколки реакции деления U235

Осколки реакции деления U235

Слайд 22

Изменение состава продуктов ядерной реакции

Изменение состава продуктов ядерной реакции

Слайд 23

Число нейтронов на один акт деления

Число нейтронов на один акт деления

Слайд 24

Распределение энергии между продуктами деления

Распределение энергии между продуктами деления

Слайд 25

Цепная реакция деления К = ni / ni-1

Цепная реакция деления

К = ni / ni-1

Слайд 26

Изменение количества свободных нейтронов (коэффициента развития реакции) в зависимости от текущего

Изменение количества свободных нейтронов (коэффициента развития реакции) в зависимости от текущего

времени

Цепная реакция деления (ЦРД) – самоподдерживающаяся ядерная реакция деления, идущая без внешнего воздействия
Взрывная ЦРД –
неуправляемая цепная реакция, для которой K > 1

Слайд 27

Потери нейтронов Sпов /V → min ШАР

Потери нейтронов

Sпов /V → min

ШАР

Слайд 28

Состояние критичности делящегося материала радиус шара, при котором реализуется критическое состояние

Состояние критичности делящегося материала

радиус шара, при котором реализуется критическое состояние

делящегося вещества (К =1), называется критическим радиусом
масса вещества, заключенного в таком шаре, называется критической массой – Мкр
(Мкр – это та наименьшая масса делящегося вещества, в которой возможно протекание незатухающей ЦРД)

размножение нейтронов

потерям нейтронов

=

Sпов ~ R2

V ~ R3

Слайд 29

Критические параметры ЯВВ (K = 1)

Критические параметры ЯВВ (K = 1)

Слайд 30

Типы ядерных боеприпасов (на самостоятельную работу) 1 – ЯВВ в подкритическом

Типы ядерных боеприпасов
(на самостоятельную работу)

1 – ЯВВ в подкритическом состоянии;
2

– заряд ВВ;
3 – нейтронный источник;
4 – электродетонатор;
5 – отражатель нейтронов;
6 – корпус ЯБП

↑ М > Мкр ↓

Слайд 31

2.3. Реакция ядерного синтеза, условия ее протекания

2.3. Реакция ядерного синтеза, условия ее протекания

Слайд 32

где UБ – высота кулоновского барьера, МэВ; Условие преодоления барьера: Е*кин ≥ UБ Условия протекания ТЯР

где UБ – высота кулоновского барьера, МэВ;

Условие преодоления барьера:

Е*кин

≥ UБ

Условия протекания ТЯР

Слайд 33

Условия протекания ТЯР

Условия протекания ТЯР

Слайд 34

Реакция ядерного синтеза 1Н2 + 1Н3 = 2Не4 + 0n1 +

Реакция ядерного синтеза

1Н2 + 1Н3 = 2Не4 + 0n1 +

Есин

в качестве исходной смеси для реакции синтеза в ТЯБ используют заряд дейтерида лития 3Li61H2

возможность:
1. Производить необходимое количество трития из лития непосредственно в процессе взрыва
2. Образовать замкнутый цикл реакции

Слайд 35

Замкнутый цикл термоядерных зарядов

Замкнутый цикл термоядерных зарядов

Слайд 36

Устройство ТЯБ

Устройство ТЯБ

Слайд 37

3. Источники и виды ионизирующих излучений (ИИ)

3. Источники и виды ионизирующих излучений (ИИ)

Слайд 38

Ионизирующие излучения – излучения, обладающие способностью ионизации среды, в которой они

Ионизирующие излучения – излучения, обладающие способностью ионизации среды, в которой они

распространяются

α – излучение
β – излучение
– поток протонов
– излучение
РИ – рентгеновское излучение
– нейтронный поток
– ядра тяжелых элементов (ядра отдачи)


Слайд 39

Источники ионизирующих излучений

Источники ионизирующих излучений

Слайд 40

Источники ионизирующих излучений

Источники ионизирующих излучений

Слайд 41

4. Взаимодействие излучений с веществом 4.1.Взаимодействие рентгеновского и гамма-излучения с веществом

4. Взаимодействие излучений
с веществом

4.1.Взаимодействие рентгеновского и гамма-излучения

с веществом
Слайд 42

1. Фотоэлектрическое поглощение (фотоэффект) Взаимодействие γ-излучения с веществом

1. Фотоэлектрическое поглощение (фотоэффект)

Взаимодействие γ-излучения с веществом

Слайд 43

2. Комптоновское рассеяние Взаимодействие γ-излучения с веществом

2. Комптоновское рассеяние

Взаимодействие γ-излучения с веществом

Слайд 44

3. Образование электронно-позитронных пар Взаимодействие γ-излучения с веществом

3. Образование электронно-позитронных пар

Взаимодействие γ-излучения с веществом

Слайд 45

4.2. Взаимодействие нейтронов с веществом

4.2. Взаимодействие
нейтронов с веществом

Слайд 46

1. Упругое рассеяние Взаимодействие нейтронов с веществом

1. Упругое рассеяние

Взаимодействие нейтронов с веществом

Слайд 47

2. Неупругое рассеяние Взаимодействие нейтронов с веществом

2. Неупругое рассеяние

Взаимодействие нейтронов с веществом

Слайд 48

3. Поглощение нейтронов Взаимодействие нейтронов с веществом

3. Поглощение нейтронов

Взаимодействие нейтронов с веществом

Слайд 49

4.3. Взаимодействие заряженных частиц с веществом

4.3. Взаимодействие заряженных частиц с веществом

Слайд 50

основными механизмами взаимодействия заряженных частиц с веществом являются взаимодействие с электронами,

основными механизмами взаимодействия заряженных частиц
с веществом являются взаимодействие с электронами,

приводящее
к ионизации среды, и взаимодействие с кулоновским полем ядра,
вызывающее образование тормозного (рентгеновского) излучения

Взаимодействие заряженных частиц
с веществом

Слайд 51

Потери энергии происходят за счет постепенной передачи энергии путем многократных столкновений

Потери энергии происходят за счет постепенной передачи энергии путем многократных столкновений

с электронами

Пробег (R) есть толщина слоя вещества, за пределы которого не вылетает ни одна частица с энергией Е

Взаимодействие заряженных частиц
с веществом

Слайд 52

Пробеги β-частиц в различных веществах в зависимости от энергии Еβ Пробеги

Пробеги β-частиц в различных веществах в зависимости от энергии Еβ

Пробеги α-частиц

в различных веществах в
зависимости от энергии Еα
Слайд 53

5. Основные дозиметрические единицы

5. Основные дозиметрические единицы

Слайд 54

Дозовые величины Дозовые величины – энергетические величины, количественно описывающие энергию, передаваемую

Дозовые величины

Дозовые величины – энергетические величины, количественно описывающие энергию, передаваемую излучениями

веществу (энергию, вызывающую те или иные поражающие радиационные эффекты)

2. Экспозиционная доза – X

1. Поглощенная доза – D

3. Эквивалентная доза – H

мощность дозы

доза

определяет конечный эффект облучения за заданное время

определяет скорость нарастания эффекта облучения

Слайд 55

Поглощенная доза 1 Гр = 100 рад

Поглощенная доза

1 Гр = 100 рад

Слайд 56

Характеризует воздействие любого вида ИИ в любой среде (кроме биоткани) 1.

Характеризует воздействие любого вида ИИ в любой среде (кроме биоткани)

1. Неравномерность

поглощения энергии различными органами
2. При использовании калориметрических методов ничтожно малые наблюдаемые эффекты

Определение действия ИИ на модельную среду с последующим пересчетом на биоткань

Поглощенная доза

Слайд 57

Экспозиционная доза 1 Р = 2,58⋅10-4 Кл/кг

Экспозиционная доза

1 Р = 2,58⋅10-4 Кл/кг

Слайд 58

Соотношение экспозиционной и поглощенной доз Поглощенная и экспозиционная дозы в воздухе

Соотношение экспозиционной и поглощенной доз

Поглощенная и экспозиционная дозы в воздухе для

гамма- и рентгеновского излучения примерно равны
Слайд 59

Эквивалентная доза

Эквивалентная доза

Слайд 60

1. Поглощенная доза D – есть мера воздействия (радиационный эффект) от

1. Поглощенная доза D – есть мера воздействия (радиационный эффект) от

любого вида ИИ на все физические и химические тела, кроме живых организмов

3. Эквивалентная доза Н – есть мера воздействия на биоткань потока ИИ произвольного состава. Для гамма- и рентгеновского излучения Н = D = Х

Выводы (к вопросу о дозах):

Слайд 61

6. Коэффициент ослабления ИИ

6. Коэффициент ослабления ИИ

Слайд 62

Наиболее распространенным видом защиты от ИИ является экранирование Экранирование – использование

Наиболее распространенным видом защиты
от ИИ является экранирование

Экранирование – использование экранов,


изготовленных из материалов, хорошо
поглощающих излучение
Эффективность экранов характеризуется
коэффициентом (кратностью) ослабления
Качество материала экрана характеризуется
толщиной слоя половинного ослабления

Физическая защита

Слайд 63

Кратность ослабления (Косл) – показывает во сколько раз данный вид защиты

Кратность ослабления (Косл) – показывает во сколько раз
данный вид защиты

ослабляет воздействие ИИ:
Косл =П0 / Пзащ ,
где П0 – параметр воздействия ИИ до защиты
Пзащ – то же при наличии экрана
Слой половинного ослабления (d0,5) – толщина слоя
экрана, ослабляющая параметры воздействующего
излучения в два раза

Физическая защита

Слайд 64