Вибуховий вибух. Поняття та класифікація вибухів

Вибух– це дуже швидка змінахімічного (фізичного) стану вибухової речовини, що супроводжується виділенням великої кількостітепла та утворенням великої кількості газів, що створюють ударну хвилю, здатну своїм тиском викликати руйнування.

Вибуховими речовинами (ВВ)– особливі групиречовин, здатні до вибухових перетворень внаслідок зовнішніх впливів.
Розрізняють вибухи :

1.Фізичний– енергія, що вивільняється внутрішньою енергієюстисненого або зрідженого газу (зрідженої пари). Сила вибуху залежить від внутрішнього тиску. Виникаючі руйнування можуть викликатися ударною хвилею від газу, що розширюється, або осколками резервуара, що розірвався (Приклад: руйнування резервуарів зі стисненим газом, парових котлів, а також потужні електричні розряди)

2.Хімічний- Вибух, викликаний швидкою екзотермічною хімічною реакцією, що протікає з утворенням сильно стислих газоподібних або пароподібних продуктів. Прикладом може бутивибух димного пороху, при якому відбувається швидка хімічна реакціяміж селітрою, вугіллям та сіркою, що супроводжується виділенням, значної кількості теплоти. Газоподібні продукти, що утворилися, нагріті за рахунок теплоти реакції до високої температури, мають високий тиск і, розширюючись, виробляють механічну роботу.

3.Атомні вибухи. Швидкопротікаючі ядерні і термоядерні реакції (реакції поділу або з'єднання атомних ядер), при яких звільняється дуже велика кількість теплоти. Продукти реакції, оболонка атомної або водневої бомбиі деяка кількість навколишньої бомби середовища миттєво перетворюється на нагріті до дуже високої температури гази, що володіють відповідно високим тиском. Явище супроводжується колосальною механічною роботою.

Хімічні вибухи поділяються на конденсовані та об'ємні вибухи.

а)Під конденсованими вибуховими речовинамирозуміються хімічні сполукиі суміші, що знаходяться в твердому або рідкому стані, які під впливом певних зовнішніх умов здатні до швидкого хімічного перетворення, що самопоширюється, з утворенням сильно нагрітих і володіючих великим тискомгазів, які, розширюючись, виробляють механічну роботу. Таке хімічне перетворення ВР прийнято називати вибуховим перетворенням.

Порушенням вибухового перетворення ВР називається ініціюванням.Для збудження вибухового перетворення ВР потрібно повідомити його з певною інтенсивністю необхідна кількістьенергії (початковий імпульс), яка може бути передана одним із наступних способів:
- механічним (удар, накол, тертя);
- тепловим (іскра, полум'я, нагрівання);
- електричним (нагрівання, іскровий розряд);
- хімічним (реакції з інтенсивним виділенням тепла);
- Вибухом іншого заряду ВВ (вибух капсуля-детонатора або сусіднього заряду).

Конденсовані ВР поділяються на групи :

Класифікацію вибухів можна зробити і за типами хімічних реакцій:

1. Реакція розкладання – процес розкладання, який дають газоподібні продукти
2. Окисно-відновна реакція – реакція, у якій повітря чи кисень реагує з відновником
3. Реакція сумішей – приклад такої суміші – порох.

Б) Об'ємні вибухибувають двох типів:

• Вибухи хмари пилу (пилові вибухи)розглядаються як вибухи пилу в штольнях шахт та в обладнанні чи всередині будівлі. Такі вибухонебезпечні суміші виникають при дробленні, просіванні, насипці, переміщенні пилу. Вибухонебезпечні пилові суміші мають нижню концентраційну межу вибуховості (НКВВ), Який визначається змістом (у грамах на кубічний метр) пилу у повітрі. Так, для порошку сірки НКПВ становить 2,3 г/м3. Концентраційні межі пилу є постійними і залежить від вологості, ступеня подрібнення, вмісту горючих речовин.

В основі механізму пилових вибухів на шахтах лежать відносно слабкі вибухи газоповітряної суміші повітря та метану. Такі суміші вважаються вже вибухонебезпечними при 5% концентрації метану в суміші. Вибухи газоповітряної суміші викликають турбулентність повітряних потоків, достатніх для того, щоб утворити хмару пилу. Запалення пилу породжує ударну хвилю, що піднімає ще Велика кількістьпилу, і тоді може статися потужний руйнівний вибух.

Заходи, що застосовуються для запобігання пиловим вибухам:

1. вентиляція приміщень, об'єктів
2. зволоження поверхонь
3. розведення інертними газами (СО 2, N2) або силікатними порошками

Пилові вибухи всередині будівель, обладнання найчастіше відбуваються на елеваторах, де через тертя зернят при їх переміщенні утворюється велика кількість дрібного пилу.

• Вибухи парових хмар– процеси швидкого перетворення, що супроводжуються виникненням вибухової хвилі, що відбуваються на відкритому повітряному просторівнаслідок займання хмари, що містить горючу пару.

Такі явища виникають при витоку зрідженого газу, як правило, в обмежених просторах (приміщеннях), де швидко зростає та гранична концентраціягорючих елементів, за яких відбувається займання хмари.
Заходи, які застосовуються для запобігання вибухам парових хмар:

1. зведення до мінімуму використання пального газу або пари
2. відсутність джерел запалення
3. розташування установок на відкритому, добре провітрюваної місцевості

Найчастіше НС, пов'язані з вибухами газу, виникають під час експлуатації комунального газового устаткування.

Для запобігання таким вибухам щорічно проводять профілактику газового обладнання. Будівлі вибухонебезпечних цехів, споруд, частина панелей у стінах роблять легкоруйнівними, а дахи – легкоскидними.

Вибух,процес визволення великої кількості енергії в обмеженому обсязі за короткий проміжок часу. В результаті Ст речовина, що заповнює обсяг, в якому відбувається звільнення енергії, перетворюється на сильно нагрітий газ з дуже високим тиском. Цей газ з великою силоювпливає на навколишнє середовищевикликаючи її рух. Ст в твердому середовищісупроводжується її руйнуванням та дробленням.

Породжений Ст рух, при якому відбувається різке підвищення тиску, щільності і температури середовища, називають вибуховою хвилею . Фронт вибухової хвилі поширюється серед з великою швидкістю, у результаті область, охоплена рухом, швидко розширюється. Виникнення вибухової хвилі є характерним наслідком Ст у різних середовищах. Якщо середовище відсутнє, тобто Ст відбувається у вакуумі, енергія Ст переходить в кінетичну енергію продуктів, що розлітаються на всі боки з великою швидкістю. Через вибухову хвилю (або розлітаються продукти Ст у вакуумі) Ст справляє механічний вплив на об'єкти , розташовані на різних відстанях від місця Ст. У міру віддалення від місця Ст механічний вплив вибухової хвилі слабшає. Відстані, на яких вибухові хвилі створюють однакову силу впливу при Ст різної енергії, збільшуються пропорційно кубічного кореняз енергії В. Пропорційно до цієї ж величини збільшується інтервал часу впливу вибухової хвилі.

Різноманітні видиСт різняться фізичною природоюджерела енергії та способом її звільнення. Типовими прикладамиВ. є вибухи хімічних вибухових речовин . Вибухові речовини мають здатність до швидкого хімічного розкладання, при якому енергія міжмолекулярних зв'язків виділяється у вигляді теплоти. Для вибухових речовин характерне збільшення швидкості хімічного розкладання у разі підвищення температури. При порівняно низькій температурі хімічне розкладання протікає дуже повільно, отже вибухова речовина протягом багато часу може зазнавати помітного зміни у своєму стані. У цьому випадку між вибуховою речовиною і навколишнім середовищем встановлюється теплова рівновага, при якому невеликі кількості теплоти, що безперервно виділяються, відводяться за межі речовини за допомогою теплопровідності. Якщо створюються умови, за яких теплота, що виділяється, не встигає відводитися за межі вибухової речовини, то завдяки підвищенню температури розвивається процес хімічного розкладання, що самоприскорюється, який називається тепловим В. У зв'язку з тим, що теплота відводиться через зовнішню поверхню вибухової речовини, а її виділення відбувається в всьому обсязі речовини, теплова рівновага може бути також порушено зі збільшенням загальної маси вибухової речовини. Ця обставина враховується під час зберігання вибухових речовин.

Можливий інший процес здійснення Ст, при якому хімічне перетворення поширюється вибуховою речовиною послідовно від шару до шару у вигляді хвилі. Той, що рухається з великою швидкістю передній фронттакий хвилі є ударну хвилю - різкий (стрибкоподібний) перехід речовини з вихідного стану до стану з дуже високими тиском і температурою. Вибухова речовина, стиснута ударною хвилею, виявляється у стані, при якому хімічне розкладання протікає дуже швидко. В результаті область, в якій звільняється енергія, виявляється зосередженою в тонкому шарі, що прилягає до ударної поверхні хвилі. Виділення енергії забезпечує збереження високого тискуу ударній хвилі на постійному рівні. Процес хімічного перетворення вибухової речовини, що вводиться ударною хвилею та супроводжується швидким виділенням енергії, називається детонацією . Детонаційні хвилі поширюються вибуховою речовиною з дуже великою швидкістю, що завжди перевищує швидкість звуку у вихідній речовині. Наприклад, швидкості хвиль детонації у твердих вибухових речовинах становлять декілька км/сек. Тонна твердої вибухової речовини може перетворитися в такий спосіб на щільний газ з дуже високим тиском за 10 -4 сік. Тиск у газах, що утворюються при цьому, досягає декількох сотень тисяч атмосфер. Дія В. хімічної вибухової речовини може бути посилена у певному напрямку шляхом застосування зарядів вибухової речовини спеціальної форми(Див. Кумулятивний ефект ).

До Ст, пов'язаних з більш фундаментальними перетвореннями речовин, відносяться ядерні вибухи . При ядерному Ст відбувається перетворення атомних ядер вихідної речовинив ядра ін. елементів, що супроводжується звільненням енергії зв'язку елементарних частинок(протонів та нейтронів), що входять до складу атомного ядра. Ядерний Ст заснований на здатності певних ізотопів важких елементівурану або плутонію до поділу, при якому ядра вихідної речовини розпадаються, утворюючи ядра легших елементів. При розподілі всіх ядер, що містяться в 50 гурану або плутонію, звільняється така ж кількість енергії, як і при детонації 1000 ттринітротолуолу. Це порівняння показує, що ядерне перетворення здатне зробити У. величезної сили. Розподіл ядра атома урану чи плутонію може статися внаслідок захоплення ядром одного нейтрона. Істотно, що в результаті поділу виникає кілька нових нейтронів, кожен з яких може викликати поділ ін ядер. В результаті кількість поділів буде дуже швидко наростати (за законом геометричній прогресії). Якщо прийняти, що з кожному акті поділу число нейтронів, здатних викликати поділ ін. ядер, подвоюється, то менш як 90 актів поділу утворюється таку кількість нейтронів, якого досить поділу ядер, які у 100 кгурану чи плутонію. Час, необхідний для поділу цієї кількості речовини, становитиме ~10 -6 сек.Такий процес, що самоприскорюється, називається ланцюговою реакцією (див. Ядерні ланцюгові реакції ). Насправді в повному обсязі нейтрони, що утворюються при розподілі, викликають розподіл ін. ядер. Якщо Загальна кількістьділиться речовини мало, то більша частинанейтронів виходитиме за межі речовини, не викликаючи поділу. У речовині, що ділиться, завжди є невелика кількість вільних нейтронів, однак, ланцюгова реакціярозвивається лише в тому випадку, коли число нейтронів, що знову утворюються, буде перевищувати число нейтронів, які не виробляють поділу. Такі умови створюються, коли маса речовини, що ділиться, перевищує так звану критичну масу . Ст відбувається при швидкому з'єднанні окремих частинділиться речовини (маса кожної частини менше критичної) в одне ціле з загальною масою, що перевершує критичну масу, або при сильному стисканні, що зменшує площу поверхні речовини і тим самим зменшує кількість нейтронів, що виходять назовні. Для створення таких умов зазвичай використовують Ст хімічної вибухової речовини.

Існує інш. тип ядерної реакції - реакція синтезу легких ядер, що супроводжується виділенням великої кількості енергії. Сили відштовхування однойменних електричних зарядів (всі ядра мають позитивний електричний заряд) перешкоджають перебігу реакції синтезу, тому для ефективного ядерного перетворення такого типу ядра повинні мати високою енергією. Такі умови можуть бути створені нагріванням до дуже високої температури. У зв'язку з цим процес синтезу, що протікає при високій температурі, називають термоядерною реакцією . При синтезі ядер дейтерію (ізотопу водню 2 H) звільняється майже в 3 рази більше енергії, ніж при розподілі такої ж маси урану. Необхідна для синтезу температура досягається при ядерному Ст урану або плутонію. Таким чином, якщо помістити в одному і тому ж пристрої речовина, що ділиться, і ізотопи водню, то може бути здійснена реакція синтезу, результатом якої буде Ст величезної сили. Крім потужної вибухової хвилі, ядерний Ст супроводжується інтенсивним випромінюванням світла і проникаючої радіації (див. Вражаючі фактори ядерного вибуху ).

В описаних вище типах Ст звільнена енергія містилася спочатку у вигляді енергії молекулярного або ядерного зв'язку в речовині. Існують Ст, в яких енергія, що виділяється, підводиться від зовнішнього джерела. Прикладом такого Ст може бути потужний електричний розряд в будь-якому середовищі. Електрична енергіяу розрядному проміжку виділяється у вигляді теплоти, перетворюючи середовище на іонізований газ з високими тиском та температурою. Аналогічне явище відбувається при протіканні потужного електричного струмуза металевим провідником, якщо сила струму виявляється достатньою для швидкого перетворення металевого провідника на пару. Явище Ст виникає також при впливі на речовину сфокусованого лазерного випромінювання(Див. Лазер ). Як один із видів Ст можна розглядати процес швидкого звільнення енергії, що відбувається в результаті раптового руйнування оболонки, що утримувала газ з високим тиском (наприклад, Ст балона зі стисненим газом). Ст може статися при зіткненні твердих тіл, що рухаються назустріч один одному з великою швидкістю. При зіткненні кінетична енергія тіл переходить у теплоту внаслідок поширення по речовині потужної ударної хвилі, що виникає у момент зіткнення. Швидкості відносного зближення твердих тіл, необхідні для того, щоб внаслідок зіткнення речовина повністю перетворилася на пару, вимірюються десятками км/сек, що розвиваються при цьому тиску становлять мільйони атмосфер.

У природі відбувається багато різних явищ, що супроводжуються В. Потужні електричні розряди в атмосфері під час грози (блискавки), раптове виверження вулканів падіння на поверхню Землі великих метеоритів є прикладами різних видівВ. Внаслідок падіння Тунгуського метеорита (1907) стався Ст, еквівалентний за кількістю енергії, що виділилася Ст. ~10 7 ттринітротолуолу. Очевидно, ще більше енергії звільнилося внаслідок В. вулкана Кракатау (1883).

Величезними за масштабом Ст є хромосферні спалахи на сонце. Енергія, що виділяється при таких спалахах, досягає ~10 17 дж(Для порівняння вкажемо, що за В. 10 6 ттринітротолуолу виділилася б енергія, що дорівнює 4,2 · 10 15 дж).

Характер гігантських Ст, що відбуваються в космічному просторі, мають спалахи нових зірок . При спалахах, мабуть протягом кількох годин, виділяється енергія 10 38 -10 39 дж. Така енергія випромінюється сонцем за 10-100 тис. років. Нарешті, ще більш гігантські Ст, що виходять далеко за межі людської уяви, являють собою спалахи наднових зірок , при яких енергія, що звільняється, досягає ~ 10 43 дж, і Ст в ядрах ряду галактик, оцінка енергії яких призводить до ~ 10 50 дж.

Ст хімічних вибухових речовин застосовують як один з основних засобів руйнування. Величезну руйнівну здатність мають ядерні вибухи. В одній ядерної бомби може бути еквівалентний по енергії Ст десятків млн. тхімічної вибухової речовини.

Ст знайшли широке мирне застосування в наукових дослідженняхта у промисловості. Ст дозволили досягти значного прогресу у вивченні властивостей газів, рідин і твердих тіл при високих тисках і температурах (див. Тиск високий ). Дослідження Ст грає важливу рольу розвитку фізики нерівноважних процесів, що вивчає явища перенесення маси, імпульсу та енергії в різних середовищах, механізми фазових переходів речовини, кінетику хімічних реакцій тощо. Під впливом Ст можуть бути досягнуті такі стани речовин, які виявляються недоступними при ін. способах дослідження. Потужний стиск каналу електричного розрядуза допомогою В. хімічної вибухової речовини дає можливість отримувати протягом короткого проміжку часу магнітні полявеличезної напруженості [до 1,1 Га/м(До 14 млн. е), Див (дивися) Магнітне поле ]. Інтенсивне випромінювання світла при Ст хімічної вибухової речовини в газі може використовуватися для збудження оптичного квантового генератора (лазера). Під дією високого тиску, що створюється під час детонації вибухової речовини, здійснюються вибухове штампування , вибухове зварювання і вибухове зміцнення металів .

Експериментальне вивчення Ст полягає у вимірі швидкостей поширення вибухових хвиль і швидкостей переміщення речовини, вимірі тиску, що швидко змінюється, розподілів щільності, інтенсивності і спектрального складуелектромагнітного та інших видів випромінювання, що випускається при В. Ці дані дозволяють отримати відомості про швидкість протікання різних процесів, що супроводжують Ст, і визначити загальну кількість енергії, що звільняється. Тиск та щільність речовини в ударній хвилі пов'язані певними співвідношеннями зі швидкістю руху ударної хвилі та швидкістю переміщення речовини. Ця обставина дозволяє, наприклад, на підставі вимірювань швидкостей обчислити тиск і щільність у тих випадках, коли їх безпосередній вимір виявляється з якоїсь причини недоступним. Для вимірювань основних параметрів, що характеризують стан і швидкість переміщення середовища, застосовуються різні датчики, що перетворюють певний вид впливу електричний сигнал, який записується за допомогою осцилографа або ін реєструючого приладу. Сучасна електронна апаратура дозволяє реєструвати явища, що відбуваються протягом інтервалів часу ~ 10 -11 сік. Вимірювання інтенсивності та спектрального складу світлового випромінюванняза допомогою спеціальних фотоелементів і спектрографів служать джерелом інформації про температуру речовини. Широке застосуваннядля реєстрації явищ, що супроводжують Ст, має швидкісна фотозйомка, яка може проводитися зі швидкістю, що досягає 10 9 кадрів на 1 сік.

У лабораторних дослідженнях ударних хвиль у газах часто використовується спеціальний пристрій – ударна труба (див. Аеродинамічна труба ). Ударна хвиля в такій трубі створюється в результаті швидкого руйнування мембрани, що розділяє газ з високим і низьким тиском (такий процес можна розглядати як найпростіший вид Ст). При дослідженні хвиль у ударних трубах ефективно застосовуються інтерферометри та напівтіньові оптичні установки, дія яких ґрунтується на зміні показника заломлення газу внаслідок зміни його густини.

Вибухові хвилі, що поширюються великі відстані від місця їх виникнення, служать джерелом інформації про будову атмосфери і внутрішніх шарів Землі. Хвилі на дуже великих відстаняхвід місця Ст реєструються високочутливою апаратурою, що дозволяє фіксувати коливання тиску в повітрі до 10 -6 атмосфери (0,1 н/м 2) або переміщення ґрунту ~ 10 -9 м.

Літ.:Садовський М. А., Механічну дію повітряних ударних хвиль вибуху за даними експериментальних досліджень, Зб.(збірка): Фізика вибуху, № 1, М., 1952; Баум Ф. А., Станюкович До. П. та Шехтер Би. І., Фізика вибуху, М., 1959; Андрєєв До. До. і Бєляєв А. Ф., Теорія вибухових речовин, М., 1960: Покровський Р. І., Вибух, М., 1964; Ляхов Р. М., Основи динаміки вибуху в ґрунтах та рідких середовищах, М., 1964; Докучаєв М. М., Родіонов Ст Н., Ромашов А. Н., Вибух на викид, М., 1963: Коул Р., Підводні вибухи, пер.(переведення) з англ.(англійська), М., 1950; Підземні ядерні вибухи, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1962; Дія ядерної зброї, пер.(переведення) з англ.(англійська), М., 1960; Горбацький Ст Р., Космічні вибухи, М., 1967; Дубовик А. С., Фотографічна реєстрація швидкоплинних процесів, М., 1964.

Ви колись були у Японії? Наприклад, у цьому великому місті, що інтенсивно розвивається, де хмарочоси ростуть як гриби після дощу? Ласкаво просимо до Хіросіми. "Яка Хіросіма?", - Запитаєте ви, - "Адже Хіросіма це ж ..." Ну добре. Ось ще одне японське місто – Нагасакі. Як вам? Так, і Нагасакі теж... ... Може, сучасних мешканців цих міст навмисно ввели в оману, і вони нічого не знають про небезпеку? Можливо, потрібно терміново повідомити японцям, що вони живуть у зоні смертельної радіації? Але перед тим, як дзвонити до МНС, давайте пригадаємо, що ми взагалі знаємо про Радіацію? Це досить поширена властивість матерії. Сонце - це щось подібне до гігантської водневої бомби, яка випромінює фотони в широкому діапазоні, іони, а також гамма-випромінювання, тобто радіацію. Сила, що підігріває Землю зсередини, з так званого ядра Землі, теж стосується ядерного розпаду важких трансуранових елементів. Радіацію випромінюють грунт, живі тіла, і навіть деякі медичні апарати. Виходить, що радіація оточує нас усюди і проникає до нашого організму. Іноді можна чути таке словосполучення: "природне радіоактивне тло" - десь він всього 15 тисячних міліРентген на годину, а десь у десять разів більше, і він теж вважається "природним". Проте, більш імовірно, що високі показники радіоактивного випромінювання у природі так само природні, як і “природне” зміст важких металіву водоймищах, у яких стікають продукти життєдіяльності заводів. Уявіть собі, що буде, якщо 209 ядерних боєприпасів сумарною потужністю близько 250 Мт (мегатонн) буде підірвано на території Росії? Типун вам на мову, - скажете ви, - це кінець світу. Однак, як ви поставитеся до офіційних даних, згідно з якими в період з 1949 по 1963 рік саме така кількість ядерних снарядів бомбардувала територію Радянського Союзу? Ось американська бомба на прізвисько "Малюк", яку скинули 9 серпня 1945 на Хіросіму. А тепер розмножте цю бомбу 16 600 разів. Це і є сумарна потужність удару по СРСР з 49 по 63 роки минулого століття. Це якби англійці випустили у бік незаселених районів. Радянського Союзувесь свій ядерний арсенал у 160 боєголовок. Як таке можливо? Радянські ядерні випробуванняпроходили на двох найбільших полігонах у Семипалатинську та на Новій Землі. Ось, наприклад, Семипалатинський полігон, який знаходився і перебуває досі у досить заселеному людьми районі. Хоча, за логікою, повинен розташовуватися мало не на Північному полюсі або десь у Сибіру. На момент вибуху першої тестової ядерної бомбина відстані якихось 60 км знаходилося дуже нове місто Куратів. У 1954 році за 80 км від полігону з'явилося ще одне - місто Чаган. І ось уявіть, що ви живете в одному з цих міст. Виходьте на балкон, щоби вдихнути свіже ранкове повітря. І раптом – спалах. "Що там, гроза?", - Запитає ваша дружина. "Та не, знову ядерні бомби випробовують". Справді, що такого? І жодної паніки! Близько сотні атмосферних (тобто не підземних) ядерних і термо ядерних зарядіврізної потужності, від 1 кілотонни до кількох мегатонн, із частотою в середньому раз на місяць. Навіть надмалий заряд 1 кт породжує характерний ядерний гриб заввишки близько 3 км. А 1 мегатонна потужності – гриб заввишки 19 км. Наземні ядерні вибухи на Семипалатинському полігоні мали сумарну потужність приблизно 100 Мт. Якби всі ці снаряди були підірвані одночасно, квадрат території розміром 240 на 240 км отримав би удар випромінювання смертельної потужності в 30 Зв (Зіверт). Для порівняння, людина з дозою всього 0,05 Зв вже вважається опроміненою. Саме той факт, що атомні бомби вибухали не всі одночасно, а строго дозовано, з різницею в часі, робить ці вибухи менш небезпечними - у тому числі, з точки зору радіоактивного випромінювання. Всім відомо зі шкільного віку, що земля після ядерного вибухунепридатна життя і навіть смертельно небезпечна. Вживання води із зони ураження також як мінімум призведе до страшного опромінення організму та генетичних перебудов, а як максимум – до болісної смерті. Про це навіть є одна відома казка… Але це все теоретично. А що на практиці? На багатьох континентах можна то там, то тут бачити величезні, ідеально круглі западини та озера, що підозріло нагадують воронки від потужних вибухів. Ось, наприклад, одне з таких озер під назвою Чаган. Сюди ще з радянських часів худоба приходить на водопій. Озеро, як озеро. Насправді, це справжнісінька радіоактивна воронка, яка утворилася в 1965 році в результаті вибуху 170-кілотонного термоядерного заряду, закладеного в свердловину глибиною 178 метрів у русло маленької річечки Чаган, що неподалік Семипалатинського полігону. Радіоактивне забруднення води в озері на кінець 90-х років. оцінювалося у 300 пікокюрі/літр (при тому, що гранично допустимий рівень забруднення води за сумарною радіоактивністю альфа-часток становить 15 пікокюрі/літр). Тим не менш, озеро протягом усіх цих років використовується для водопою худоби! За 50 років не було виявлено поразок у тварин та пастухів. У даному випадку, ми можемо точно перевірити причину появи озера ідеально. круглої форми , чого не можна сказати про інші, здавалося б, цілком природні озера і кратери такої ж ідеальної геометричної форми. Згадати хоча б численні ідеально-круглі озера біля Росії. А ось місця страшної катастрофи – вибуху на Чорнобильській АЕС. Кадри з камери 360 від гугл-мобіля за 2017 показують, що люди поступово повертаються в це місто. Відкриваються магазини, на вулицях можна зустріти поодиноких перехожих. Багато хто взагалі не покидав цих місць і відразу після вибуху. У всякому разі, поки що на фото не зафіксовані люди з двома головами, трьома ногами і так далі. Загалом, життя продовжується. Триває вона і в японських містах з пекельним минулим - Фукусіме та Нагасакі. І ці міста куди більше розвинені технологічно, ніж більшість російських міст, які ніколи не зазнавали атомного бомбардування. Що стосується повітряних ядерних вибухів (від 30-50 м над землею), то в цих випадках більшість радіоактивних ізотопів викидається високо в атмосферу. Потім ці мікрочастинки розсіюються і забруднюють величезний простір, іноді іноді в масштабах усієї планети. Із стратосфери ізотопи взагалі випадають лише за кілька років. Тому з огляду на погодні умови працювати на такому полігоні порівняно безпечно. Колосальна порція ізотопів, тепла та пилу, викинута у верхні шари атмосфери внаслідок вибуху 530 ядерних зарядів, не могла не вплинути на клімат і «природне радіоактивне тло». Багато хто з тих, хто застали 60-ті роки минулого століття, відзначали, що зими в той період стали теплішими, а літній сезон - прохолоднішими. Деякі сучасні дослідники звернулися до вивчення такого явища як річні кільця дерев. Адже саме з 60-х років літнє зростання дерев сповільнилося, що й позначилося на товщині річних кілець. 1963 року ядерні держави домовилися: тепер випробування атомних бомб проводитимуться лише під землею. Зважаючи на все, лідери держав усвідомили, наскільки серйозні наслідки для клімату має таке пустощі з ядерною зброєю. Тільки ось чи це сильно змінює справу? Адже трагедія на Фукусімі була спровокована саме підземним ядерним вибухом. Але про це ми розповімо іншим разом, відео про це найближчим часом вийде на нашому каналі. А зараз згадаємо ось про що. У першій половині 20-го століття, коли радіоактивність була маловивчена, радій та торій вважалися лікувальними; їх додавали в ліки, мазі, косметику, наприклад, пудру та крем для обличчя; з радіоактивних металів налагодили виробництво компресів і навіть своєрідний активатор для води - це коли радій поміщали у воду на ніч і вранці пили її, думаючи, що тепер вона дуже корисна. Що трапиться з людиною, якщо вона прийматиме всередину невеликі дози радію-226 і радію-228 упереміш з дистильованою водою? Майже напевно ви відповісте, що він довго не протягне, а смерть буде болісною. Ось, наприклад, таблетки “Радитор”. Тільки одна така “малеча” опромінювала людину приблизно на 1 мікрокюрі. Пити такі БАДи вважалося корисним, при цьому якихось масових смертейта раптових променевих хвороб не спостерігалося. Як кажуть, у всьому потрібна міра. Тим часом, пігулки "Радитор" прославилися тим, що в 1932 році вбили Ебена Макберні Байєрса, американського спортсмена, який тільки за два роки випив близько 1400 (тисячі чотирьохсот) пляшечок цієї, так би мовити, панацеї, отримавши дозу радіації, втричі смертельну. У результаті через 3 роки прийому таких таблеток він втратив усі зуби, частину щелепи, його кістки стали нереально м'якими. Зрештою, ще через два роки Байєрс помер. А застосування радіації в медицині почалося з того, що Анрі Кутар визначив: ракові клітини в гортані ранній стадіїможна придушити радіоактивним випромінюванням у малій дозі, і сторонніх ефектів нібито не спостерігатиметься. Цей метод лікування ракових пухлин отримав назву "Метод Кутара-Рего" і застосовується в медицині досі. Ще один показовий приклад - це будівництво найпершого на євразійському континенті атомного реактораФ-1 під керівництвом "батька" радянської атомної бомбиІгоря Васильовича Курчатова. Приміщення, в якому був реактор, а також весь персонал не мали ніякого спецзахисту. Але найцікавіше - те, що сам реактор кілька разів збирався і розбирався - вручну в прямому значенніцього слова. У графітові блоки вставлялися невеликі циліндри з радіоактивного металу фактично голими руками. Без будь-якого спецзахисту. Фізики ядерники у коментарях напевно скажуть, що Ф-1 був так званим реактором нульової потужності, тобто. дуже маленької потужності, що не потребує охолодження. І ядерне паливо в сучасних АЕС набагато потужніше і смертоносніше. Щоправда, все одно знаходяться диваки, які ходять по ньому у спецзахисті, що складається з однієї каски. То що таке радіація? Чи така вона небезпечна, як вважає переважна більшість? Знайомтеся: Гелен Уїнзер, один з найбільших фізиків-ядерників свого часу... Давайте послухаємо, що він скаже: Загалом є над чим подумати. Якщо у вас виникли ідеї, пишіть у коментарях. Якщо вважаєте, що це відео заслуговує на вашу лайку, дякуємо за оцінку. А у нас сьогодні все. До нових зустрічей!

Вибухи першого типу можуть здійснюватися ланцюговим чи тепловим шляхом. Ланцюговий вибух відбувається в умовах, коли в системі виникають у великих активні частки (і радикали в хімічних системах, -в ядерних), здатні викликати розгалужену ланцюг перетворень неактивних або ядер (див. ). Насправді в повному обсязі активні частки викликають р-цию, частина їх виходить межі обсягу в-ва. Т.к. число які з обсягу активних частинок пропорційно пов-сти, для ланцюгового вибуху існує т. зв. критич. маса, при к-рой число знову утворюються активних частинок ще перевищує число тих, що відходять. Виникненню ланцюгового вибуху сприяє стискування в-ва, т.к. при цьому зменшується пов-сть. Зазвичай ланцюговий вибух газових сумішей реалізують швидким збільшенням критич. маси при збільшенні обсягу або підвищенням суміші, а вибух ядерних матеріалів - швидким з'єднанням дек. мас, кожна з яких брало менше критичної, в одну масу, більшу критичної.

Тепловий вибух виникає за умов, коли виділення тепла в результаті хімічного. р-ції в заданому обсязі в-ва перевищує кількість тепла, що відводиться через зовніш. пов-сть, що обмежує цей обсяг, за допомогою . Це призводить до саморозігріву в-ва аж до його вибуху (див. , ).

При вибухах будь-якого типу відбувається різке зростання в-ва, навколишнє вогнище вибуху середовище відчуває сильне стиск і починає рухатися, яке передається від шару до шару, - виникає вибухова хвиля. Стрибкоподібна зміна стану в-ва ( , щільності, швидкості руху) на фронті вибухової хвилі, що поширюється зі швидкістю, що перевищує швидкість звуку в середовищі, являє собою . і імпульсу пов'язують швидкість фронту хвилі, швидкість руху в-ва за фронтом, і в-ва. Тому, щоб визначити все хутро. параметри вибухової хвилі, досить виміряти експериментально якісь з них (зазвичай швидкості фронту і руху в-ва за фронтом). Для вибухових хвиль з фронту, не перевищує дек. ГПа, існують методи прямого визначення та . Розроблено також методи визначення ніх. параметрів хвилі - т-ри, електрич. провідності в-ва за фронтом тощо.

Руйнівна дія вибухів на навколишні об'єкти обумовлена ​​вибуховою хвилею. в-ва на фронті хвилі в міру її віддалення від місця вибуху падає; відстань, на якому вибухові хвилі мають однаковий вплив, збільшується пропорційно кубич. кореня з кількості енергії, що виділяється при вибуху.

Вибухи використовують у стр-ві, гірничій справі, металообробці. У наукових дослідженнях вибухи застосовують для вивчення св-в в-ву широкій області - від розріджених до і. При цьому досягають таких параметрів, які недоступні при ін. методах впливу, напр. близько тисяч ГПа. Внаслідок великих швидкостей навантаження при цьому може виникати нерівноважний стан в-ва з утворенням. Особливо значні ефекти спостерігаються в зоні ударного стрибка, ширина якої ~ 10 нм, оскільки час впливу на в-во ударного стрибка становить 10 -12 -10 -13 с, що відповідає часом внутрішньомолекулярних коливань. Під впливом ударного стрибка спочатку різко збільшується енергія надійдуть. руху , яка потім розподіляється за внутрішніми ступенями свободи. В результаті відбувається розрив хім. зв'язків, відповідних максимальним частотам коливань, і виявляються можливими взаємодії, які іншими способами реалізувати важко або зовсім неможливо. Зокрема, відбуваються хім. р-ції з утворенням продуктів, специфічних лише цього типу на в-во. Так, деякі аром. з'єдн. порівняно слабких , коли перевищує 1,5 ГПа, а т-ра 200°З, зазнають часткове розкладання з руйнуванням бензольного кільця, тоді як статич. умовах бензольне кільце зберігається за таких і набагато високих т-рах.

Під впливом , що утворюються під час вибуху, спостерігається з великими швидкостями, за часи порядку 10 -6 с, причому без . Активні частинки, що ведуть процес, утворюються внаслідок деструкції частини у зоні ударного стрибка. Так, за звичайної мовляв. маса, що утворюється, не перевищує 150 тис., тоді як при вибуху отримують з мол. масою до 1,3 млн. Тверді крихкі матеріали дробляться під дією

Класифікація

Вибухи класифікують за походженням енергії, що виділилася на:

• Хімічні.
• Вибухи ємностей під тиском (балони, парові котли):
  • Вибухи при скиданні тиску в перегрітих рідинах.
  • Вибухи при змішуванні двох рідин, температура однієї з яких набагато перевищує температуру кипіння іншої.
• Кінетичні (падіння метеоритів).
• Електричні (наприклад, при грозі).
• Вибухи наднових зірок.

Хімічні вибухи

Єдиної думки про те, які саме хімічні процесислід вважати вибухом, немає. Це з тим, що високошвидкісні процеси можуть протікати як детонації чи дефлаграции (горіння). Детонація відрізняється від горіння тим, що хімічні реакції та процес виділення енергії йдуть з утворенням ударної хвилі в реагуючій речовині, і залучення нових порцій вибухової речовини в хімічну реакцію відбувається на фронті ударної хвилі, а не шляхом теплопровідності та дифузії, як при горінні. Як правило, швидкість детонації вища за швидкість горіння, проте це не є абсолютним правилом. Відмінність механізмів передачі енергії та речовини впливають на швидкість протікання процесів та на результати їх дії на навколишнє середовище, проте на практиці спостерігаються самі різні поєднанняцих процесів та переходи детонації в горіння та назад. У зв'язку з цим зазвичай до хімічних вибухів відносять різні процеси, що швидко протікають без уточнення їх характеру.

Існує жорсткіший підхід до визначення хімічного вибуху як виключно детонаційного. З цієї умови з необхідністю випливає, що при хімічному вибуху, що супроводжується окислювально-відновною реакцією (згорянням), згоряюча речовина та окислювач повинні бути перемішані, інакше швидкість реакції буде обмежена швидкістю процесу доставки окислювача, а цей процес, як правило, має дифузійний характер. Наприклад, природний газ повільно горить у пальниках домашніх кухонних плит, оскільки кисень повільно потрапляє до області горіння шляхом дифузії. Однак, якщо перемішати газ з повітрям, він вибухне від невеликої іскри - об'ємний вибух.

Параметри вибухових речовин

У наступній таблиці для трьох ВР наведено сумарні хімічні формулита основні детонаційні параметри: питома енергіявибуху Q, початкова щільність r, швидкість детонації D, тиск P та температура T на момент завершення реакції.

Ядерні вибухи

Захист будівель від вибуху

Тероризм стає дедалі більшою загрозою. Це потребує вжиття відповідних заходів. До порівняно недавнього часу вважалося: щоб витримати зовнішній вибух, конструкція будівлі має бути надзвичайно міцною.

Виявляється, це зовсім необов'язково. Новий підхід, втілений у Конструктивна завіса будівлі проти зовнішнього вибуху та уламків (Sails-Rigging Blast Protective Shield), заснований на ідеї тимчасового накопичення енергії вибуху, її поглинання та розсіювання. Конструктивна завіса включає вітрило, такелаж і пілястри (див. зображення справа). У приміщеннях із вибухонебезпечними виробничими процесамиплоща вікон має бути не менше двох третин від площі стін, щоб ударна хвиля вийшла, не зруйнувавши будівлі повністю.

Wikimedia Foundation. 2010 .

Антоніми:

Дивитись що таке "Вибух" в інших словниках:

вибух- Вибух, а … Російський орфографічний словник

Сущ., м., упот. часто Морфологія: (ні) чого? вибуху, чому? вибуху, (бачу) що? вибух, ніж? вибухом, про що? про вибух; мн. що? вибухи, (ні) чого? вибухів, чому? вибухів, (бачу) що? вибухи, ніж? вибухами, про що? про вибухи 1. Вибух якогось… … Тлумачний словникДмитрієва

А, м. 1. Звільнення великої кількості енергії в обмеженому обсязі за короткий проміжок часу, викликане займанням вибухової речовини, ядерною реакцієюта іншими причинами. Атомний, тепловий ст. В. метану у шахті. В. снаряда, міни … Енциклопедичний словник

вибух- потряс дію, суб'єкт вибух прогримів існування / створення, суб'єкт, факт вибух стався існування / створення, суб'єкт, факт викликати вибух дію, каузація викликати новий вибух дію, каузація гримлять вибухи дію, ... Дієслівної сполучуваності непредметних імен

Вибух, вибух, чоловік. 1. Особлива хімічна реакція, займання з миттєвим розширенням газів, що утворилося, що робить руйнівні дії (спец.). Вибух пороху. Вибухи снарядів. || Спричинена цією реакцією руйнація, що супроводжується… Тлумачний словник Ушакова

Спалах, запалення, роздратування (миттєве). Зчинилася буря. Буря гніву. Грім оплесків... Словник російських синонімів та подібних за змістом виразів. під. ред. Н. Абрамова, М.: Російські словники, 1999. вибух спалах, займання, ... Словник синонімів