核化生武器损伤与防护
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自然界里的铀是由铀234、铀235及铀238三种 放射性同位素组成。只有铀235是裂变元素,能够用 于生产核武器及核反应堆燃料。当浓缩铀被提取后,剩 下的绝大多数是铀238,以及少量的铀235和铀2 34,被称为贫铀。 贫铀弹应用于军事领域主要表现在二个方面,它既 可作利矛又可作坚盾。贫铀粉末是一种易燃易爆物质, 在常温下就能自燃。在磨擦或撞击时,能在空气中氧化 燃烧,释放出大量能量并发生爆炸。用贫铀做成的金属 棒在动能的驱使下撞击到物体上后表现出自发锐性特征, 穿透能力远高于一般的穿甲弹。从20世纪50年代开 始,美国就开始研究制造各种贫铀武器。70年代新研 制的种型穿甲弹开始装备部队。同时,由于贫铀的密度 极高是钢的2倍多,与其它金属制成合金后密度更高, 因此,贫铀合金又被广泛应用于其它领域,在军事装备 上用途最广的就是装甲车的防护装甲。装上这种装甲的 车辆一般的炮弹就难以穿透它。现在,美军的装甲车一 般都加装有贫铀合金层。
原 子 弹
氢弹
4、放射性沾染
核爆炸产生的放射性物质所造成的沾染。这类物质有核 裂变碎片、感生 放射性物质和未反应的核装料。它们 具有γ、β和 放射性,半衰期由数秒至数万年不等。地 面放射性沾染程度的大小用照射率表示,通常指在地面 以上1米左右高度处单位时间内受到的照射量。 照射率 的单位为库仑/千克· 小时。物体的沾染程度通常用该物 体单位面积上的放射性强度来表示。条件相同时,地面 爆炸造成的沾染比空中爆炸时严重得多;同一次爆炸, 下风方向比上风方向的沾染严重得多。放射性沾染的主 要杀伤对象是人和其他动物。其强度比早期核辐射低得 多,但作用的时间却长得多。它对人员的直接伤害有射 线外照射、沾染皮肤造成灼伤和吸入放射性物质造成内 照射。
他目击了儿童的皮肤上长出了红色的斑点, 人们的头发脱落了,病人的舌头变黑了,牙关紧 锁。一家医院的医生告诉他,就在核爆炸后一个 月,这里每天都以10人以上的速度死亡。他提醒, 医生们曾对送到他们那里的病人进行了精确的评 估。他们的头发掉光了,他们的皮肤在出血,嘴 唇疼痛、腹泻,喉咙肿胀。他们的红细胞数开始 下降,几乎缺少白血球
中子弹主要以此达到杀伤效果。1枚1千吨 当量的中子弹,在距离爆心800米处的核辐 射剂量,为同样当量纯裂变武器的10倍左 右,其爆炸释放出的能量分配大致为早期 核辐射40%,冲击波34%,光辐射24%, 而放射性沾染只有2%。因此,和同当量的 普通核弹相比,中子弹使用后留下的环境 污染问题是比较轻微的。
1、冲击波
核爆炸形成的高温高压气团以极高的速度向 外膨胀,猛烈压缩和推动周围介质所产生的高压 脉冲波。其特性与传播规律和普通炸药爆炸的冲 击波相似,但其超压和动压值比普通炸 药爆炸时 大得多,作用时间也长得多,当压力恢复到正常 值以后,还有较明显的负压作用期。当量为万吨 以上的核弹在空中和地面爆炸时,冲击波是在较 大范围内起杀伤破坏作用的主要因素。它作用于 地面形成的地内压缩波和地震波,对爆心投影点 附近地面和地下目标有很大破坏力。触地或浅地 下爆炸形成弹坑的过程,也会对地下目标造成严 重破坏。核弹在水下爆炸产生的冲击波,可摧毁 水中舰艇和设施。
2、光辐射
核爆炸形成的高温高压火球,在头几十秒内辐射 出极其强烈的光和热。其强弱用光冲量表示,即火球 在发光时间内投射到与光辐射传播方向垂直的单位面 积上的能量。大气能见度差则光冲量值小。其他条件 相同时,空中爆炸的光冲量比地面爆炸大。光辐射是 核弹空中爆炸和地面爆炸时造成杀伤破坏的重要因素。 它对物质的作用主要是热效应。物体吸收能量后温度 迅速上升,以至燃烧或熔化。因此,物体吸收光辐射 的能力对破坏程度有重要影响。光辐射对人员的伤害 主要是烧伤,照射到人的体表会引起直接烧伤;使衣服 或所处环境着火可造成间接烧伤;强光可使人眼底烧伤 或暂时失明,即“闪光盲”。光辐射引起的火灾可造 成大范围的破坏。
5).心脏 在对乳腺癌、何杰金病和肺癌患者施行放射治 疗后几个月到几年可能发生心脏的辐射损伤效应。 主要表现是心包炎。这种并发症的发生率与心脏 受照体积、辐射剂量和分次照射方式有关。当心 脏受照体积≥60%时,发生心包炎的概率达5% 时所需的常规分次照射总剂量为40 Gy。 6).眼睛 在0.5~2 Gy的单次照射下即可观察到晶体的 轻微混浊;5 Gy或5 Gy以上的照射可能发生严重 的进行性白内障。
贫铀弹 不是核武器,是以贫铀为主要材料 制成的炸弹、炮弹或枪弹
贫铀,是从金属铀中提炼出核材料铀235以 后得到的副产品,其主要成分是放射性较 弱的铀238,故称贫化铀,简称贫铀。它的 密度为19.1克/立方厘米,是钢密度的2.4 倍,与钨相近。但是,铀蒸气有毒,贫铀 也不是绝对不含铀235和铀234,并且铀238 也有弱的放射性,贫铀弹是以高密度、高 强度、高韧性的贫铀合金做弹芯,爆炸时, 能产生高温化学反应,穿透力极强,性能 好于钨合金弹芯。其主要成分是铀238,具 有一定的放射性,对人体及自然生态环境 危害极大。
(2)、随机性效应( Stochastic effects ) 随机效应是发生概率(而非严重程度) 随剂量增加而增加,效应与剂量呈线性关 系,它不存在阈值。主要的随机效应是致 残的遗传障碍和癌症。
Little Boy
Fat Man
他认为死亡人数不超过24000人,这个数字(后来 显示为75000多人,另有75000人受伤,还有无数 的人因遭辐射疾病而后来相继死亡。)很大程度上 是空防避难所设计太差和地方当局拒绝认真对待空 袭警报的结果。他后来在他的报道中说,“长崎这 里没有人能够说明这枚炸弹与其它的炸弹有什么不 同之外,除了闪光的范围更大,冲击的力量更强 外。”然而,当他在长崎周围走访了更多的地方, 访问了充斥着病人和死亡人员的医院,目击了被夷 平了的城市并与那些无法帮助如此多病人、束手无 策的日本医生谈论后,韦勒这才明白,肯定是发生 了一些可怕的东西。许多被送到医院抢救的人对治 疗没有反应。
他在另一篇报道中写道,“原子弹奇特的‘疾 病’,因它不曾出现过而无法治愈,因为它未 能被诊断而无法得到治疗。这种‘疾病’仍在 吞噬着这里的生命。男人,女人和儿童没有外 表的受伤痕迹,但每天在医院里都有死亡发生, 一些人自以为逃脱了死神,可走动了三四个星 期后还是逃脱不了死亡。这里的医生拥有各种 现代药物,但在与记者谈论时,他们坦率地承 认找不到医治这种疾病的答案。这是盟军自日 本投降以来第一位目击长崎核爆炸的记者亲眼 所见。医生们要急疯了,他们的病人虽然皮肤 是完整的,但却都在他们的眼皮底下眼睁睁地 死去。”
核化生武器损伤与防护
核化生武器损伤与防护
Jilin University
核化生武器损伤与防护 核武器损伤与防护
核武器:又叫原子武器。它是利用原子核反应引起各种效 应导致瞬间释放出巨大能量,起杀伤破坏作用的武器。一 般泛指原子弹、氢弹和中子弹。
化学武器损伤与防护
化学武器:为杀伤对方有生力量和牵制对方军事行动而使用 的各种化学战剂(或称军用毒剂)弹药及其施放器材,
3).肝脏 常规分次照射肿瘤的累积剂量如果超过35 Gy, 发生放射性肝炎的可能性明显增加。成年患者全 肝照射的“安全”剂量为每次3 Gy,在1.5~2周 内给予的总剂量为2l一24Gy。 4)造血系统 正常成人主要是由头颅、脊椎、胸骨、肋骨和骨 盆的骨小梁中的红骨髓造血;儿童期长骨骨髓在 造血过程中也起很大作用。一次超过O.5~1 Gy 的全身均匀照射会引起外周血中白细胞和血小板 的减少,在照后约3周达到最低水平。正常造血 干细胞能迁移到受过照射的骨髓中进行再增殖。 以累积剂量30Gy或30 Gy以上给予局部照射时, 对整个造血系统影响很小;而接受0.05~0.1 Gy 的全身照射则会导致外周血中淋巴细胞死亡。
3、早期核辐射
亦称贯穿辐射,核爆炸头十几秒内所放出的 具有很强贯穿能力的中子和γ射线,主要由弹体 内的核反应产生,或从裂变产物中释放,或由中 子与空气作用放出。早期核辐射可直接或间接使 物质电离,造成辐射损伤。中子还可使某些物质 产生感生放射性。早期核辐射对人员和物体的损 伤程度取决于吸收剂量,单位是戈瑞。早期核辐 射的强度由于空气吸收,随距离的增加衰减很快。 因此,即使千万吨级的大气层核爆炸,早期核辐射 杀伤破坏半径也不超过4公里,其主要杀伤破坏对 象是人员和电子器件。 人员在短时间内受到1戈 瑞以上剂量照射时,会发生急性放射病。电子器 件在大剂量或高剂量率作用下会严重损坏。
装有生物战剂的各种施放装置旧称细菌武电离辐射警告标志作用于人体的电离辐射源作用于人体的电离辐射源作用于人体的电离辐射源天然辐射源天然辐射源人工辐射源人工辐射源宇宙辐射宇宙辐射陆地辐射人类活动人类活动宇宙射线宇宙射线宇生放射性核素宇生放射性核素地球辐射地球辐射原生放射性核素原生放射性核素空中旅行空中旅行燃煤发电燃煤发电磷酸产品磷酸产品天然气天然气建材工业建材工业核爆炸核爆炸核能生产核能生产反应堆事故加工过程等反应堆事故加工过程等医疗照射医疗照射消费品的人工辐射消费品的人工辐射天然辐射源naturalradiationsource陆地辐射
(二)、核武器杀伤破坏作用
原子弹爆炸时毁伤作用能量分配图 (电磁脉冲份额小)
核武器的杀伤因素,主要包括冲击波、光 辐射、早期核辐射、核电磁脉冲和放射性 沾染。通常原子弹空中爆炸时,冲击波约 占总能量的50%,光辐射约占35%,早期核 辐射约占5%,放射性污染约占10%。氢弹 空中爆炸时,冲击波与光辐射的总份额有 所增加,而放射性沾染的份额则减少,增 减额随聚变-裂变比的不同而异。无论哪 种核武器爆炸,电磁脉冲的能量份额都很 小,但对电子和电气设备等目标的破坏作 用却很大。
生物武器损伤与防护
生物武器:装有生物战剂的各种施放装置旧称细菌武器。
Jilin University
核化生武器损伤与防护
一、核武器损伤与防护
Jilin University
核武器标识
电离辐射警告标志
(一)、威力无比的核武器
核武器是以核裂变或核聚变或两者兼容而 制成的大规模杀伤性武器的能量为4.2×106 焦耳 1kg铀-235裂变释放的能量为8×1013焦耳
1kg铀-235裂变释放的能 量相当于2万吨TNT炸药 1 1kg氘、氚聚变释放的 能量相当于8万吨TNT炸药
梯恩梯(TNT)当量
TNT当量是指核爆炸时放出的能量相当于 多少吨TNT炸药爆炸时释放出的能量。
5、电磁脉冲
7).神经系统 脑部每天受到1.8 Gy左右剂量的照射,当 总剂量达45~50 Gy时会引起暂时性头痛、 困倦、恶心和增加癫痫发作的危险,一般 在几周至几个月内发生。 8).生殖系统 对于40岁的妇女,生殖腺一次受到约 3Gy剂量的照射能诱发停经和永久性绝育; 相同的剂量在20岁的女子中,只能引起暂 时性闭经。睾丸单次受到0.15Gy剂量照射 可使精子计数降低,而产生永久性不育所 需的剂量至少还要大10倍。
压拢法原子弹原理图
核武器爆炸方式
空中爆炸
地面爆炸
水下爆炸
氢弹结构示意图
三相弹构造图
中子弹构造原理 中子弹是增强辐射弹,弱冲击波,一般为千吨级 TNT当量,可用战术导弹和榴弹炮发生,对付坦 克和堡垒里面的敌人。
由于中子弹的当量小,一般威力为1千吨 梯恩梯当量,要求引爆用的原子弹更小, 使其制造的难度很大。 中子弹是最具有实战价值的一种小型核 子武器... 中子弹可以在登陆作战期间可瞬间摧毁 敌飞机机库杀伤敌军作战人员
辐射损伤
(1)、确定性效应 确定性效应( Deterministic effects ) 确定性效应是发生概率和严重程度都 随着剂量而改变的效应,这种效应存在某 一剂量阈值。 主要的确定性效应是皮肤损伤、眼晶 体白内障、再生障碍贫血和不育。
1).皮肤 明显可见的皮肤效应是色素的改变和脱皮。当 累积吸收剂量达15~20 Gy时,即可出现色素变 化,治疗肿瘤即使其总剂量是在数周内以分次方 式通过有限面积的皮肤照射,皮肤出现的确定性 效应也是如此。 2).消化系统 口腔、咽部、食管和肛门的鳞状上皮细胞对治 疗性照射的反应类似于皮肤反应。而胃、小肠和 大肠的腺体对辐射的耐受性较差。正常成人的小 肠上皮细胞是机体中更新最快的细胞。 辐射照射小肠一次超过10 Gy,整个小肠就会因 丧失覆盖的肠上皮细胞而致死。在70 d内分30次 给予高达40~45 Gy的剂量照射小肠,能被耐受, 只伴有轻度腹泻。