Примеры решения задач

Задача 6.1. Определить размеры и площадь зоны «В» на следе облака радиоактивного заражения при наземном ядерном взрыве мощностью 500 кг. Средняя скорость ветра 25 км/ч.

Решение

1. На пересечении строки «500 кт» из табл. 6.5 со столбцом «Скорость ветра 25 км/ч», «Зона «В» определяем длину этой зоны L = 65 км и ее ширину Ш = 7,4 км.

2. По этой же строке на пересечении со вторым столбцом определяем диаметр круга вокруг центра взрыва - 2,6 км.

3. Площадь зоны заражения S = 0,9*L*Ш = 433 км².

Задача 6.2. Определить уровень радиации на оси следа РА облака через 1 ч после наземного ядерного взрыва мощностью 100 кт на расстоянии 25 км от его центра при скорости ветра 100 км/ч.

Решение

На пересечении строки «100 кт» из табл. 6.6 со знаменателем столбца (так как скорость ветра 100 км/ч) «Расстояние от центра взрыва 25 км» определяется уровень радиации на оси следа - 304 Р/ч.

Таблица 6.5

Размеры зон по следу облака

Мощ-ть наземн. взрыва, кт	Диаметр круга, км	Зона РЗ	Скорость ветра, км/ч
			25		50		75		100
			Длина	Ширина	Длина	Ширина	Длина	Ширина	Длина	Ширина
20	1,57	А	58	7,2	74	8,3	83	8,7	90	8,9
		Б	24	3,3	27	3,3	26	3,2	25	3,1
		В	14	1,9	14	1,9	13	1,8	13	1,7
100	2,00	А	116	12	150	14	175	15	188	16
		Б	49	6,1	60	6,4	64	6,3	65	6,3
		В	31	4,0	35	3,9	35	3,8	34	3,6
200	2,24	А	157	15	200	18	233	20	255	21
		Б	67	7,8	63	8,4	90	8,4	94	8,4
		В	43	5,3	50	5,3	50	5,3	50	5
300	2,40	А	190	18	340	21	275	23	310	24
		Б	60	8,9	98	9,6	108	9,8	115	9,9
		В	52	6	60	6,2	60	6	60	5,8
500	2,60	А	231	21	300	25	346	27	382	29
		Б	100	10	125	12	140	12	149	12
		В	65	7,4	78	7,7	83	7,7	53	7,7
1 000	2,86	А	309	26	402	31	466	34	516	36
		Б	135	13	170	15	192	16	207	16
		В	89	9,5	109	10	118	10	122	10
5 000	3,52	А	604	43	772	52	920	58	1035	62
		Б	267	23	343	27	393	29	430	30
		В	179	16	225	19	252	20	210	20
10 000	3,62	А	803	54	1050	65	1230	73	1370	78
		Б	358	29	461	34	530	37	563	39
		В	240	31	305	24	346	25	374	26

Задача 6.3. Система управления ГОЧС ОЭ (аппаратура связи и, ЭВМ) размещена в подземном убежище, имеющем оболочечный экран из холоднокатаной стали радиусов г = 10 м и толщиной стенки h = 1 мм. Проводимость оболочки σ = 10⁶ (Ом*м)^-1, относительная магнитная проницаемость М_r = 100; магнитная проницаемость материала стенки М = 1,2*10^-4 Гн/м; вакуума М₀ = 1,2*10^-6 Гн/м. Чувствительность аппаратуры U_g =1,5 В (1500 мВ). Оценить эффективность экранирования системы управления, если эта система не должна прекращать работу из-за воздействия ЭМИ при высотном ядерном взрыве.

Решение

1. При высотном ядерном взрыве напряженность поля составит около 50 кВ/м. Максимальное воздействие на аппаратуру управления будет, если сигнал ЭМИ проходит в подземное убежище сверху и энергия электрического поля преобразуется в энергию магнитного поля, то есть происходит практически удвоение магнитной составляющей внешнего поля. Максимальная амплитуда напряженности магнитного поля может составить Н_m =250 А/м, спад которой в е раз произойдет за время t < 10^-6 с, то есть функция спадав магнитного поля вне экрана описывается формулой:

H₀(t) = 250*exp(-t/10^-6)

2. Максимальное магнитное поле внутри экрана может быть определено по формуле:

где R_э = 6,28/(3hσ) = 6,28/(3*10^-3*10⁶) = 0,021 Ом - эквивалентное сопротивление экрана; L_э = 6,28М₀г/9 = 6,28*1,2*10^-6*10/9 = 0,84*10^-5 Гн - эквивалентная индуктивность экрана; Т_н и Т_к - время начала и окончания действия ЭМИ; принимаем (Т_к – T_н) ≤ 10^-6 с.

Следовательно, H_э = 0,021*250*10^-6/(0,84*10^-5) ≈ 0,063 А/м.

3. Время нарастания поля внутри экрана составит:

t_э =0,43h²σM = 0,43*10^-6*10^-6*1,2*10⁴ = 0,52-Ю-⁴ с = 52 мкс.

4. Скорость изменения напряженности магнитного поля внутри экрана:

H_V =H_э/t_э =0,0б3/(0,52*10^-4) = 1300 А/(м-с).

5. ЭДС наводки при площади витка S = 10м² составит:

U_э = M₀ H_V S = 1,2*10^-6*1300*10 = 0,016 В = 16 мВ.

Площадь витка при одноточечном заземлении не должна превышать 10 м², так как в противном случае анализ ситуации указывает на недопустимое снижение защиты.

6. Защищенность аппаратуры от воздействия ЭМИ оценивают коэффициентом безопасности (децибел):

К = 20Lg(U_п/U_э) = 20Lg(I_п/I_э),

где U_п (I_п) - предельные значения напряжения (тока), которое выдерживает схема; U_э (I_э) - фактические напряжения (ток), созданные ЭМИ.

К = 20Lg(U„/U,) = 20Lg(1500/16) = 40 дБ.

Таблица 6.6