Под взрывом понимают очень быстрое выделение энергии в результате физических, химических или ядерных изменений взрывчатого вещества «ВВ».
При взрыве всегда происходит расширение исходного вещества или продуктов его превращения, вследствие чего возникает очень высокое давление, вызывающее разрушение и перемещение окружающей среды.
Исходными видами энергии взрыва могут быть физическая, химическая и ядерная.
К разновидностям физических взрывов относят: 1) кинетический (метеорит); 2) тепловой (взрыв котла, автоклава); 3) электрический (молния, электрический заряд: 4) упругое сжатие (землетрясение, замерзание воды в резервуаре, разрыв автомобильной шины и пр.).
Химический взрыв - это импульсный экзотермический химический процесс перестройки (разложения) молекул твердых или жидких взрывчатых веществ с превращением их в молекулы взрывных газов. При этом возникает очаг высокого давления и выделяется большое количество тепла. Способностью к взрыву обладают лишь некоторые вещества, называемые взрывчатыми. Процесс разложения ВВ может происходить относительно медленно - путем горения, когда наблюдается послойный разогрев ВВ за счет теплопроводности, и относительно быстро - посредством детонации (сверхзвуковое ударно - волновое разложение химического, взрывчатого вещества).
Если скорость первого процесса измеряется сантиметрами, иногда - сотнями метров в секунду (у черного пороха - 400 м/с), то при детонации скорость разложения ВВ измеряется тысячами метров в секунду (от 1 до 9 тыс. м/с). Огромное разрушающее действие взрыва обуславливается тем, что энергия при взрыве разделяется очень быстро. Так, например, взрыв 1 кг ВВ происходит за 1-2 стотысячные доли секунды. Скорости горения и детонации у различных ВВ строго постоянны. Особенности импульсного разложения ВВ положены в основу их подразделения на метательные (пороха), инициирующие и бризантные (дробящие). В зависимости от силы и характера внешнего воздействия некоторые ВВ могут как гореть, так и детонировать.
Скорость выделения взрывных газов при разложении ВВ намного превосходит скорость их рассеивания. Масса в 1 кг ВВ образует около 500-1000 литров взрывных газов. Первоначально весь объем образующихся газов приближается к объему заряда, что объясняет возникновение гигантского скачка давления и температуры. Если при горении давление газов может достигать нескольких сотен мегапаскалей (при условии замкнутого пространства), то при детонации - 20,0 - 30,0 ГПа (2,5 млн. атм.) при температуре в несколько десятков тысяч градусов Цельсия. Давление продуктов детонации ВВ в кумулятивной строе может достигать 100,0-200,0 ГПа (10-20 млн. атм.) при скоростях перемещения до 17,7 км/сек. Никакая среда таких давлений выдержать не может. Любой твердый предмет, соприкасающийся с ВВ, начинает дробиться. Е.Л. Бакин, И.Ф. Алешина Осмотр места происшествия при преступлениях, совершенных путем взрыва, и некоторые аспекты криминалистических исследований изъятых вещественных доказательств. Методическое пособие. Москва 2001г.
Принципиальное различие в механизме распространения взрыва и горения заключается в различной скорости этих процессов: скорость горения всегда меньше скорости распространения звука в данном веществе; скорость взрыва превосходит скорость звука в заряде ВВ. Поэтому взрыв и горение ВВ по-разному воздействуют на внешнюю среду. Продукты горения осуществляют метание тел в сторону наименьшего сопротивления, а взрыв вызывает разрушения и пробивание преград, соприкасающихся с зарядом или близко от него расположенных по всем направлениям.
Скорость горения в значительной мере зависит от внешних условий, и в первую очередь от давления окружающей среды. При увеличении последнего скорость горения возрастает, при этом горение может в некоторых случаях переходить в детонацию.
До определенного расстояния взрывные газы сохраняют свои разрушительные свойства за счет высоких скоростей и давлений. Затем их движение быстро замедляется (обратно пропорционально кубу величины пройденного расстояния) и они прекращают свое разрушительное действие. Есть данные, что поршневое действие газов происходит до тех пор, пока объем не достиг 2000 - 4000-кратного объема заряда (Покровский Г.И., 1980). Однако возмущение окружающей среды продолжается и носит главным образом ударно-волновую природу (Нечаев Э.А., Грицанов А. И., Фомин Н.Ф. , Миннулин И. П., 1994г.).
С энергетической точки зрения, взрыв характеризуется высвобождением значительного количества энергии в течение очень короткого времени и в ограниченном пространстве. Часть энергии взрыва первоначально растрачивается на разрыв оболочки боеприпаса (переход в кинетическую энергию осколков). Около 30-40% энергии образовавшихся газов расходуется на формирование ударной волны (областей сжатия и растяжения окружающей среды с их распространением от центра взрыва), светового и теплового излучений, на перемещение элементов окружающей среды
В процессе взрыва выделяют следующие стадии: внешний импульс; детонация; внешний эффект (работа взрыва).
Изложенное открывает путь к пониманию сущности, назначения, структуры и содержания криминалистического учения о ВВ и ВУ как орудиях преступлений, а также создаваемых с учетом положений криминалистических методик расследования.
Данное учение относится к классу частных криминалистических теорий. Каждая из двух частей: обшей и особенной. Имеются в виду два уровня: две подсистемы одной системы научного знания. Общую часть обычно называют общей теорией (в контексте данной системы знаний). В особенную часть в качестве
элементов включаются частные теории как подсистемы, имеющие отношение к тем или иным компонентам, аспектам, объективно-предметной области соответствующей системы.
Криминалистическое учение о ВВ и ВУ как орудиях преступления в этом отношении не составляет исключения. Оно также состоит из общей и особенной частей. Общая часть данного учения (его общая теория) может быть определена как обобщенная типовая информационная модель, содержащая в виде общих, базовых положений знания, одинаково значимые для всех случаев расследования по делам, где в качестве орудий преступлений фигурируют ВВ и ВУ (определение ключевых понятий учения, сведения о видах и особенностях ВВ и ВУ, связанных с ними следах, различные классификации тех и иных объектов, информация об их информационном потенциале, принципах, методах, средствах обнаружения, фиксации, изъятии, исследования носителей и источников уголовно-релевантной информации, формах, возможностях, направлениях и путях ее использования в досудебном уголовном процессе).
Что касается особенной части, то ее можно определить как систему теорий, каждая из которых, также будучи типовой информационной моделью, но более низкого уровня по сравнению с общей теорией рассматриваемого учения, включает в себя знания о специфике отдельных видов и разновидностей изучаемых объектов и своеобразии деятельности по их вовлечению в уголовный процесс иной информации в условиях типичных следственных ситуаций и решений обусловленных ими поисково-познавательных задач.
Иначе говоря, общая теория должна дать представление об общей характеристике всего класса изучаемых и конструируемых объектов, а каждая частная теория отражает своеобразие соответствующего вида объектов, всего того, что составляет его специфику как элемента класса (системы).
Объектом криминалистического учения о ВВ и ВУ как орудиях преступлений является преступная деятельность, связанная с изготовлением, хищением, хранением, транспортировкой, сбытом и применением ВВ и ВУ, последствия их использования в криминальных целях, следы, возникающие на всех стадиях механизма преступной деятельности, а также деятельность правоохранительных органов по обнаружению, фиксации, осмотру, изъятию, сохранению, исследованию указанных объектов, получению, проверке и реализации содержащейся в них криминалистически значимой информации на стадии возбуждения уголовного дела и при производстве предварительного расследования.
Предметом данного учения служат закономерности, лежащие в основе упомянутых процессов, а также криминальной и криминалистической деятельности. Под закономерностями в данном случае понимаются каждый раз с необходимостью повторяющиеся при определенных условиях устойчивые связи между элементами познаваемого по уголовным делам криминального события и такого же типа связи, существующие между элементами расследования как познающей системы.
В круг закономерностей также включаются внешние связи обеих систем, то есть связи между системой расследования и системой преступления (например, закономерная связь между видом и объемом ВВ и мощностью взрыва, его последствиями и возникшими следами, между характером и масштабом вредных последствий взрыва и решением вопроса о количестве следователей, которых необходимо привлечь для производства осмотра места происшествия, между качеством работы следователя по подготовке судебной взрывотехнической экспертизы и результативностью экспертного исследования).
Важным с научной, практической и дидактической точек зрения является вопрос о месте криминалистического учения о ВВ и ВУ как орудиях преступлений в более широкой системе научного знания. Не менее значимо и получение правильных ответов на вопросы о его связях и соотношениях с другими криминалистическими теориями (учениями), в первую очередь со смежными, близкими, родственными.
«Частные криминалистические теории связаны между собой множеством связей, отношений, взаимопереходов», - писал Р. С. Белкин, дополняя эту мысль положениями о том, что у частных криминалистических теорий могут полностью или частично совпадать и объекты, и предметы, «поскольку они могут изучать различные проявления одних и тех же объективных закономерностей, относящихся к предмету криминалистики в целом, в различных предметных областях» Белкин Р. С. Курс криминалистики. М., 1997. Т. 2. С. 22, 24.
Вопрос о месте рассматриваемого учения не имеет однозначного ответа. Все зависит от того, с. какой точки зрения подходить к его решению. Первый подход как бы лежит на поверхности, поскольку он имеет самое непосредственное отношение к функциональному значению ВВ и ВУ в механизме исследуемых нами преступлений, будучи включенным в этот механизм в качестве орудия их совершения.
Из этого следует, что криминалистическое учение о ВВ и ВУ является составной частью более широкой системы криминалистического знания, которое называется криминалистическим учением об орудии преступления (криминалистическим орудиеведением). В рамках последней системы оно занимает промежуточное звено, с одной стороны, входя определенной своей частью в криминалистическое учение о веществах, используемых в качестве орудий преступления, поскольку взрывчатые вещества - одни из видов веществ, используемых в криминальных целях в данном качестве (наряду с ядовитыми, сильнодействующими и другими веществами).
Таким образом, есть основания рассматривать криминалистическое взрывоведение, как целостную, сложную, относительно самостоятельную подсистему криминалистики, в объектно-предметную область которой входят все виды взрывов криминальной природы, все виды умышленных и неосторожных преступных деяний, прямо или опосредованно связанных с реальными и потенциальными, объективно возможными и мнимыми взрывами, в механизмах совершения и следообразования которых функционируют различные виды взрывчатых веществ и взрывных устройств (либо информация о них), независимо от того, выполняют последние функцию орудия преступления или иную функцию.
Основное прикладное значение криминалистического взрывоведения как частной криминалистической теории, на наш взгляд, состоит в оптимизации процессов разработки различного типа общих и частных методик расследования преступлений, о которых идет речь в этой работе, повышения их качественного уровня и практической отдачи.
Теоретическую основу, создания общей методики расследования данной группы преступлений закладывает общая часть, общая теория криминалистического взрывоведения. Те же теории, которые в качестве составляющих входят в особенную часть криминалистического взрывоведения, играют роль теоретических предпосылок, теоретических построений, способствующих созданию менее общих и частных методик расследования.
Таким образом, «криминалистическое взрывоведение» может трактоваться в широком и узком смысле. В широком смысловом значении этим понятием характеризуется достаточно обширная по объему группа преступлений и деятельность по их выявлению и расследованию. Центральное место здесь занимают преступления, связанные с использованием ВВ и ВУ в качестве орудия преступления. В узком смысле криминалистическим взрывоведением может быть обозначена лишь одна из подсистем научного знания в этой области, то есть теория и методика выявления и расследования преступлений, связанных с использованием ВВ и ВУ в качестве орудия достижения криминальных целей.
Все ВВ по агрегатному состоянию делятся на: 1) газообразные (водород и кислород, метан и кислород); 2) пылевоздушные (угольная, мучная, текстильная и т.п. пыль в смеси с воздухом или кислородом); 3) жидкие (нитроглицерин); 4) твердые (тротил, мелинит, гексоген, пластит): 5) аэрозольные (капли масла, бензина и проч. в воздухе); 6) смеси.
Существует следующая техническая классификация ВВ: 1) первичные, или инициирующие; 2) вторичные, или бризантные (дробящие); 3) метательные, или пороха; 4) пиротехнические смеси.
Инициирующие ВВ особо чувствительны к механическим и температурным воздействиям, поэтому очень легко взрываются. Обычно они используются для возбуждения (инициирования) взрыва вторичных ВВ, порохов и пиротехнических составов. Для этих целей они применяются в калсюлях-воспламенителях и капсюлях-детонаторах. Наиболее часто используются азид свинца, тринитрорезорцинат свинца (ТНРС, стифнат свинца), гремучая ртуть и др.
Бризантные ВВ являются основным классом ВВ, применяемых для снаряжения мин, снарядов, гранат, бомб и для производства взрывных работ. Наиболее распространенным ВВ этого типа является тротил (тринитротолуол, тол). Скорость его детонации - 6700 м/сек. Промышленностью тротил выпускается в виде шашек массой 75, 200 и 400 г. Милинит (пикриновая кислота) выпускается в виде шашек. К веществам повышенной мощности относят тетритол, гексоген, октоген, ТЭН, пластит. Веществами пониженной мощности являются: аммонийная селитра, аммонал и аммотол (смеси тротила и аммиачной селитры), динамоны. Старые ВВ: нитроглицерин (ВВ на основе нитроглицерина, например гремучий студень), динамит, пироксилин (см. приложение № 1).
Метательные вещества, к которым относятся черный порох (75% - калийная селитра, 15% - уголь, 10% - сера), бездымные пороха (пироксилиновые и нитроглицериновые), обычно не детонируют, а горят параллельными слоями. Скорость их горения (вспышка) в 10-100 раз меньше, чем время детонации (в определенных условиях могут детонировать). Применяются в качестве "вышибных зарядов" в различного рода устройствах как военного, так и гражданского назначения, а также снарядов, пуль стрелкового оружия и в качестве ракетного топлива.
Пиротехнические составы представляют собой механические смеси, предназначенные для снаряжения изделий в целях получения различных эффектов. Основной взрывчатого превращения смесей - горение, однако некоторые составы могут детонировать. Состоят они из горючих материалов, окислителей, связывающих веществ и различных добавок. В военном деле и других отраслях применяются осветительные, фотоосветительные, трассирующие, сигнальные, зажигательные, помехообразующие, дымовые, термитные и другие пиротехнические составы. Основными компонентами пиротехнических составов являются: горючее, окислитель и цементатор.
Для возбуждения детонации вторичного (бризантного) ВВ требуется значительное внешнее воздействие в виде очень сильного удара (например, для толовой шашки скорость инициирующего удара должна быть не менее 1500-2000 м/с). Такой удар осуществляется при взрыве детонатора, а иногда и вспомогательного заряда, требующего для своего инициирования значительно меньшего удара или небольшого разогревания
В качестве детонаторов используют:
- 1. капсюли- воспламенители;
- 2. капсюли-детонаторы;
- 3. капсюли для ручных гранат;
- 4. электродетонаторы и электровоспламенители;
- 5. различные взрыватели (для мин, снарядов, авиабомб).
Особую группу составляют воспламенительные средства инициирования взрыва: 1) огнепроводный (бикфордов) шнур - ОШ; 2) детонирующий шнур - ДШ (со скоростью детонации 7000-8000 м/с).
Целенаправленное использование энергии взрыва и его поражающих факторов, в том числе и в преступных целях, реализуется путем применения взрывных устройств (ВУ).
Под взрывным устройством понимают специально изготовленное устройство, обладающее совокупностью признаков, указывающих на его предназначенность и пригодность для производства взрыва.
В конструкции крупных взрывных устройств (ВУ) имеются: 1) основной заряд ВВ; 2) вспомогательный заряд; 3) детонатор. Взрыв такого устройства обычно сопровождается разрушением внешних слоев ВВ с последующим разлетом его непрореагировавших частиц и осколков. Это явление снижает мощность и эффективность взрыва.
Для увеличения массы ВВ, вступающего в детонацию, увеличения мощности взрыва и его поражающего действия конструкция ВУ дополняется оболочкой. Оболочка призвана на некоторое время сдержать разлет кусочков ВВ и продлить процесс его детонации. Чем прочнее оболочка, тем сильнее взрыв.
Второе предназначение оболочки - формирование массивных осколков, обладающих большой кинетической энергией и выраженным поражающим действием (иногда военные судебные медики называют их высокоэнергетическими осколками. Для упорядочения этого процесса используют оболочку с заранее выполненными насечками (полуготовые поражающие элементы). Кроме того, оболочка ВУ может включать в себя и готовые "убойные" элементы (шарики, стрелки, гвозди, куски металла и др.).
Среди взрывных устройств особую группу составляют ВУ с кумулятивным действием. Оно состоит в поражении (пробитии) объектов не за счет кинетической энергии снаряда, а в результате "мгновенного" сосредоточенного воздействия высокоскоростной кумулятивной струи, образующейся при обжатии куммулятивной воронки взрывом заряда ВВ. Это характерно в основном для боеприпасов направленного действия типа специальных кумулятивных противотанковых снарядов и гранат.
По мощности взрывные устройства делятся на:
- 1. ВУ большой мощности (крупные и средние авиабомбы, артснаряды 76 мм и более, противотанковые мины, фугасы и другие подобные им ВУ с тротиловым эквивалентом не менее 250 г);
- 2. ВУ средней мощности (гранаты (рис. 4), противопехотные мины, выстрелы к ручным гранатометам, шашки ВВ, артснаряды от 27 до 75 мм и другие подобные им взрывные устройства с тротиловым эквивалентом от 100 до 200-250 г);
- 3. ВУ малой мощности (запалы, детонаторы, взрыватели (рис. 5), снаряды до 27 мм и другие подобные им ВУ с тротиловым эквивалентом до 50-100 г Е. Л. Бакин, И. Ф. Алешина. Осмотр места происшествия при преступлениях, совершенных путем взрыва, и некоторые аспекты криминалистических исследований изъятых вещественных доказательств. Методическое пособие. Москва 2001г. .
Наряду с боевыми ВУ в преступных целях могут использоваться различные пиротехнические и имитационные средства. Некоторые из них (например, имитационные патроны ИМ-82, ИМ-85, ИМ-120 и шашки имитации разрыва артиллерийского снаряда ШИРАС) снаряжены зарядами взрывчатых веществ и обладают мощным поражающим действием при взрыве.
К классу ВУ промышленного изготовления относят и так называемые изделия гражданского назначения и специальные средства, содержащие в своей конструкции взрывчатые вещества (изделия "Ключ" и "Импульс", светозвуковые гранаты "Заря", "Пламя") и используемые главным образом для проникновения в помещение и временного психофизиологического воздействия на правонарушителя.
ВУ самодельного изготовления (СВУ) представляют собой устройства, в конструкции которых имеется хотя бы один самодельный элемент, или такие, при изготовлении которых применена непромышленная нерегламентированная сборка. Существует большое количество типов СВУ, отличающихся принципом действия, уровнем поражения при взрыве, используемым в конструкции материалом. В связи с этим возможна лишь примерная классификация СВУ, в соответствии с которой их можно разделить на следующие типы: СВУ по типу ручной гранаты; СВУ по типу объектной мины (предназначена для минирования объекта); СВУ по типу мины-ловушки (имеется камуфляжный корпус); СВУ по типу подрывного снаряда со средством взрывания; СВУ по типу взрывпакета.
Не случайно в первой главе мною подробно рассмотрены понятия о взрыве, ВВ, ВУ, СВУ, их классификация. И только после этого дается методика осмотра места происшествия при преступлениях, совершенных путём взрыва. В специальной литературе для следователей раздел об основах понятиях криминалистической взрывотехники зачастую опускается или приводится очень сжато, схематично. При таких условиях нельзя научить лицо, проводящее осмотр, грамотно искать, правильно фиксировать, принимать меры к изъятию вещественных доказательств. В практике неоднократно приходилось сталкиваться с ситуациями, когда следователи, приступая к осмотру места происшествия, не имея специальных знаний, считают, что все должен «знать, искать и подсказывать им» специалист.
Взрыв -- это быстропротекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением значительного количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого образуется и распространяется ударная волна, способная привести и приводящая к техногенной чрезвычайной ситуации.
Характерные особенности взрыва:
- * большая скорость химического превращения;
- * большое количество газообразных продуктов;
- * сильный звуковой эффект (грохот, громкий звук, шум, сильный хлопок);
- * мощное дробящее действие.
Взрывы классифицируют по происхождению выделившейся энергии на:
- · Химические.
- · Взрывы ёмкостей под давлением (газовые баллоны, паровые котлы):
- · Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости (BLEVE).
- · Взрывы при сбросе давления в перегретых жидкостях.
- · Взрывы при смешивании двух жидкостей, температура одной из которых намного превышает температуру кипения другой.
- · Ядерные.
- · Электрические (например при грозе).
- · Взрывы сверхновых звёзд
В зависимости от среды, в которой происходят взрывов, они бывают подземными, наземными, воздушными, подводными и надводными.
Масштабы последствий взрывов зависят от их мощности и среды, в которой они происходят. Радиусы зон поражения при взрывах могут доходить до нескольких километров.
Различают три зоны действия взрыва.
Зона I -- зона действия детонационной волны. Для нее характерно интенсивное дробящее действие, в результате которого конструкции разрушаются на отдельные фрагменты, разлетающиеся с большими скоростями от центра взрыва.
Зона II -- зона действия продуктов взрыва. В ней происходит полное разрушение зданий и сооружений под действием расширяющихся продуктов взрыва. На внешней границе этой зоны образующаяся ударная волна отрывается от продуктов взрыва и движется самостоятельно от центра взрыва. Исчерпав свою энергию, продукты взрыва, расширившись до плотности, соответствующей атмосферному давлению, не производят больше разрушительного действия.
Зона III -- зона действия воздушной ударной волны -- включает в себя три подзоны: III а -- сильных разрушений, III б -- средних разрушений, III в -- слабых разрушений. На внешней границе зоны III ударная волна вырождается в звуковую, слышимую еще на значительных расстояниях.
Действие взрыва на здания, сооружения, оборудование.
Наибольшим разрушениям продуктами взрыва и ударной волной подвергаются здания и сооружения больших размеров с легкими несущими конструкциями, значительно возвышающиеся над поверхностью земли. Подземные и заглубленные в грунт сооружения с жесткими конструкциями обладают значительной сопротивляемостью разрушению.
Разрушения подразделяют на полные, сильные, средние и слабые.
Полные разрушения. В зданиях и сооружениях обрушены перекрытия и разрушены все основные несущие конструкции. Восстановление невозможно. Оборудование, средства механизации и другая техника восстановлению не подлежат. В коммунальных и энергетических сетях имеются разрывы кабелей, разрушения участков трубопроводов, опор воздушных линий электропередач и т. п.
Сильные разрушения. В зданиях и сооружениях имеются значительные деформации несущих конструкций, разрушена большая часть перекрытий и стен. Восстановление возможно, но нецелесообразно, так как практически сводится к новому строительству с использованием некоторых сохранившихся конструкций. Оборудование и механизмы большей частью разрушены и деформированы. В коммунальных и энергетических сетях имеются разрывы и деформации на отдельных участках подземных сетей, деформации воздушных линий электропередачи и связи, разрывы технологических трубопроводов.
Средние разрушения. В зданиях и сооружениях разрушены главным образом не несущие, а второстепенные конструкции (легкие стены, перегородки, крыши, окна, двери). Возможны трещины в наружных стенах и вывалы в отдельных местах. Перекрытия и подвалы не разрушены, часть сооружений пригодна к эксплуатации. В коммунальных и энергетических сетях значительны разрушения и деформации элементов, которые можно устранить капитальным ремонтом.
Слабые разрушения. В зданиях и сооружениях разрушена часть внутренних перегородок, заполнения дверных и оконных проемов. Оборудование имеет значительные деформации. В коммунальных и энергетических сетях имеются незначительные разрушения и поломки конструктивных элементов.
По происхождению выделившейся энергии.
Химические взрывы.
Единого мнения о том, какие именно химические процессы следует считать взрывом, не существует. Это связано с тем, что высокоскоростные процессы могут протекать в виде детонации или дефлаграции (горения). Детонация отличается от горения тем, что химические реакции и процесс выделения энергии идут с образованием ударной волны в реагирующем веществе, и вовлечение новых порций взрывчатого вещества в химическую реакцию происходит на фронте ударной волны, а не путём теплопроводности и диффузии, как при горении. Как правило, скорость детонации выше скорости горения, однако это не является абсолютным правилом. Различие механизмов передачи энергии и вещества влияют на скорость протекания процессов и на результаты их действия на окружающую среду, однако на практике наблюдаются самые различные сочетания этих процессов и переходы детонации в горение и обратно. В связи с этим обычно к химическим взрывам относят различные быстропротекающие процессы без уточнения их характера.
Существует более жёсткий подход к определению химического взрыва как исключительно детонационному. Из этого условия с необходимостью следует, что при химическом взрыве, сопровождаемом окислительно-восстановительной реакцией (сгоранием), сгорающее вещество и окислитель должны быть перемешаны, иначе скорость реакции будет ограничена скоростью процесса доставки окислителя, а этот процесс, как правило, имеет диффузионный характер. Например, природный газ медленно горит в горелках домашних кухонных плит, поскольку кислород медленно попадает в область горения путём диффузии. Однако, если перемешать газ с воздухом, он взорвётся от небольшой искры -- объёмный взрыв.
Индивидуальные взрывчатые вещества как правило, содержат кислород в составе своих собственных молекул, притом, их молекулы, по сути метастабильные образования. При сообщении такой молекуле достаточной энергии (энергии активации) она самопроизвольно диссоциирует на составляющие атомы, из которых образуются продукты взрыва, с выделением энергии, превышающей энергию активации. Подобными свойствами обладают молекулы нитроглицерина, тринитротолуола и др. Нитраты целлюлозы (бездымный порох), чёрный порох, который состоит из механической смеси горючего вещества (древесный уголь) и окислителя (различные селитры), в обычных условиях не склонны к детонации, но их по традиции относят к взрывчатым веществам.
Взрывы ёмкостей под давлением
Сосудами, работающими под давлением, называются герметически закрытые емкости, предназначенные для ведения химических и тепловых процессов, а также для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов и жидкостей под давлением. Основная опасность при эксплуатации таких сосудов заключается в возможности их разрушения при внезапном адиабатическом расширении газов и паров (т.е. физический взрыв). Причинами взрывов сосудов, работающих под давлением, могут быть ошибки, допущенные при проектировании и изготовлении сосуда, дефекты материалов, потеря прочности в результате местных перегревов, ударов, превышение рабочего давления в результате отсутствия или неисправности контрольно-измерительных приборов, отсутствие или неисправность предохранительных клапанов, мембран, запорной и отключающей арматуры. Особенно опасны взрывы сосудов, содержащих горючую среду, т.к. осколки резервуаров даже большой массы (до нескольких тонн) разлетаются на расстояние до нескольких сот метров и при падении на здания, технологическое оборудование, емкости вызывают разрушения, новые очаги пожара, гибель людей.
Ядерный взрыв
Ядерный взрыв -- неуправляемый процесс высвобождения большого количества тепловой и лучистой энергии в результате цепной ядерной реакции деления или реакции термоядерного синтеза за очень малый промежуток времени. По своему происхождению ядерные взрывы являются либо продуктом деятельности человека на Земле и в околоземном космическом пространстве, либо природными процессами на некоторых видах звёзд. Искусственные ядерные взрывы -- мощное оружие, предназначенное для уничтожения крупных наземных и защищённых подземных военных объектов, скоплений войск и техники противника (в основном тактическое ядерное оружие), а также полное подавление и уничтожение противоборствующей стороны: разрушение больших и малых населённых пунктов с мирным населением и стратегической промышленности (Стратегическое ядерное оружие).
Цепная реакция деления
Атомные ядра некоторых изотопов химических элементов с большой атомной массой (например, урана или плутония) при их облучении нейтронами определённой энергии теряют свою устойчивость и распадаются с выделением энергии на два меньших и приблизительно равных по массе осколка -- происходит реакция деления атомного ядра. При этом наряду с осколками, обладающими большой кинетической энергией, выделяются ещё несколько нейтронов, которые способны вызвать аналогичный процесс в соседних таких же атомах. В свою очередь, нейтроны, образовавшиеся при их делении, могут привести к делению новых порций атомов -- реакция становится цепной, приобретает каскадный характер. В зависимости от внешних условий, количества и чистоты расщепляющегося материала её течение может происходить по-разному. Вылет нейтронов из зоны деления или их поглощение без последующего деления сокращает число делений в новых стадиях цепной реакции, что приводит к её затуханию. При равном числе расщеплённых ядер в обеих стадиях цепная реакция становится самоподдерживающейся, а в случае превышения количества расщеплённых ядер в каждой последующей стадии в реакцию вовлекаются всё новые атомы расщепляющегося вещества.
Термоядерный синтез
Реакции термоядерного синтеза с выделением энергии возможны только среди элементов с небольшой атомной массой, не превышающих приблизительно атомную массу железа. Они не носят цепного характера и возможны только при высоких давлениях и температурах, когда кинетической энергии сталкивающихся атомных ядер достаточно для преодоления кулоновского барьера отталкивания между ними, либо для заметной вероятности их слияния за счёт действия туннельного эффекта квантовой механики. Для возможности этого процесса необходимо совершить работу для разгона исходных атомных ядер до высоких скоростей, но если они сольются в новое ядро, то выделившаяся при этом энергия будет больше, чем затраченная. Появление нового ядра в результате термоядерного синтеза как правило сопровождается образованием различного рода элементарных частиц и высоко энергетичных квантов электромагнитного излучения.
Явления при ядерном взрыве
Сопутствующие ядерному взрыву явления варьируют от местонахождения его центра. Ниже рассматривается случай атмосферного ядерного взрыва в приземном слое, который был наиболее частым до запрета ядерных испытаний на земле, под водой, в атмосфере и в космосе. После инициирования реакции деления или синтеза за очень короткое время порядка долей микросекунд в ограниченном объёме выделяется огромное количество лучистой и тепловой энергии. Реакция обычно заканчивается после испарения и разлёта конструкции взрывного устройства вследствие огромной температуры (до 10 7 К) и давления (до 10 9 атм.) в точке взрыва. Визуально с большого расстояния эта фаза воспринимается как очень яркая светящаяся точка.
Световое давление от электромагнитного излучения при реакции нагревает и вытесняет окружающий воздух от точки взрыва -- образуется огненный шар и начинает формироваться скачок давления между воздухом, сжатым излучением, и невозмущённым, поскольку скорость перемещения фронта нагрева изначально многократно превосходит скорость звука в среде. После затухания ядерной реакции энерговыделение прекращается и дальнейшее расширение происходит за счёт разницы температур и давлений в области огненного шара и окружающего воздуха.
Происходящие в заряде ядерные реакции служат источником разнообразных излучений: электромагнитного в широком спектре от радиоволн до высокоэнергичных гамма-квантов, быстрых электронов, нейтронов, атомных ядер. Это излучение, называемое проникающей радиацией, порождает ряд характерных только для ядерного взрыва последствий. Нейтроны и высокоэнергичные гамма-кванты, взаимодействуя с атомами окружающего вещества, преобразуют их стабильные формы в нестабильные радиоактивные изотопы с различными путями и периодами полураспада -- создают так называемую наведённую радиацию. Наряду с осколками атомных ядер расщепляющегося вещества или продуктами термоядерного синтеза, оставшимися от взрывного устройства, вновь получившиеся радиоактивные вещества поднимаются высоко в атмосферу и способны рассеяться на большой территории, формируя радиоактивное заражение местности после ядерного взрыва. Спектр образующихся при ядерном взрыве нестабильных изотопов таков, что радиоактивное заражение местности способно длиться тысячелетиями, хотя интенсивность излучения падает со временем.
Наземный ядерный взрыв в отличие от обычного также имеет свои особенности. При химическом взрыве температура грунта, примыкавшего к заряду и вовлечённого в движение относительно невелика. При ядерном взрыве температура грунта возрастает до десятков миллионов градусов и большая часть энергии нагрева в первые же мгновения излучается в воздух и дополнительно идёт в образование теплового излучения и ударной волны, чего при обычном взрыве не происходит. Отсюда резкое различие в воздействии на поверхность и грунтовый массив: наземный взрыв химического взрывчатого вещества передаёт в грунт до половины своей энергии, а ядерный -- считанные проценты. Соответственно размеры воронки и энергия сейсмических колебаний от ядерного взрыва в разы меньше оных от одинакового по мощности взрыва ВВ. Однако при заглублении зарядов это соотношение сглаживается, так как энергия перегретой плазмы меньше уходит в воздух и идёт на совершение работы над грунтом.
Что такое взрыв? Это процесс мгновенного преобразования состояния при котором выделяется значительное количество тепловой энергии и газов, образующих ударную волну.
Взрывчатые вещества представляют собой соединения, обладающие способностью подвергаться изменениям в физическом и химическом состоянии в результате внешнего воздействия с образованием взрыва.
Классификация типов взрывов
1. Физический - энергия взрыва представляет собой потенциальную энергию сжатого газа или пара. В зависимости от величины внутреннего давления энергии получается взрыв различной мощности. Механическое воздействие взрыва обусловлено действием ударной волны. Обломки оболочки обуславливают дополнительное поражающее действие.
2. Химический - в этом случае взрыв обусловлен практически мгновенным химическим взаимодействием веществ, входящих в состав, с выделением большого количества тепла, а также газов и пара с высокой степенью сжатия. Взрывы подобных типов характерны, к примеру, для пороха. Возникающие в результате химической реакции вещества при нагреве приобретают большое давление. Взрыв пиротехники тоже относится к этому виду.
3. Атомные взрывы представляют собой молниеносные реакции ядерного расщепления или слияния, характеризующиеся огромной мощностью выделяемой энергии, в том числе тепловой. Колоссальная температура в эпицентре взрыва приводит к образованию зоны очень высокого давления. Расширение газа приводит к появлению ударной волны, являющейся причиной механических разрушений.
Понятие и классификация взрывов позволяют правильно действовать в чрезвычайной ситуации.
Тип действия
Отличительные особенности
Взрывы различаются в зависимости от протекающих химических реакций:
- Разложение характерно для газообразной среды.
- Окислительно-восстановительные процессы подразумевают наличие восстановителя, с которым прореагирует находящийся в воздухе кислород.
- Реакция смесей.
К объемным взрывам относят пылевые взрывы, а также взрывы паровых облаков.
Пылевые взрывы
Характерны они для замкнутых запыленных сооружений, таких, как шахты. Опасная концентрация взрывоопасной пыли появляется при проведении механических работ с сыпучими материалами, дающими большое количество пыли. Работа с взрывоопасными веществами предполагает полное знание того, что такое взрыв.
Для каждого типа пыли существует так называемая предельная допустимая концентрация, при превышении которой возникает опасность самопроизвольного взрыва, и измеряется такое количество пыли в граммах на кубометр воздуха. Рассчитанные значения концентрации не являются постоянными величинами и должны корректироваться в зависимости от влажности, температуры и других условий внешней среды.
Особую опасность представляет собой наличие метана. В этом случае существует повышенная вероятность детонации пылевых смесей. Уже пятипроцентное содержание паров метана в воздухе грозит взрывом, за счет чего следует воспламенение пылевого облака и увеличение турбулентности. Возникает положительная обратная связь, приводящая к взрыву большой энергии. Ученых привлекают такие реакции, теория взрыва до сих пор не дает покоя многим.
Безопасность при работе в замкнутом пространстве
При работе в замкнутых помещениях с высоким содержанием пыли в воздухе следует в обязательном порядке придерживаться следующих правил безопасности:
Удаление пыли путем вентиляции;
Борьба с излишней сухостью воздуха;
Разбавление воздушной смеси для снижения концентрации взрывчатых веществ.
Пылевые взрывы характерны не только для шахт, но и для зданий, и зернохранилищ.
Взрывы паровых облаков
Представляют собой реакции молниеносной смены состояния, порождающие образование взрывной волны. Случаются на открытом воздухе, в ограниченном пространстве из-за воспламенения горючего парового облака. Как правило, подобное происходит при утечке
Отказ от работы с горючим газом или паром;
Отказ от источников зажигания, способных вызвать искру;
Избегание замкнутого пространства.
Нужно здраво понимать, что такое взрыв, какую опасность он несет. Несоблюдение правил безопасности и неграмотное использование некоторых предметов приводит к катастрофе.
Взрывы газа
Самые распространенные чрезвычайные происшествиями, при которых происходит взрыв газа, случаются в результате неправильного обращения с газовым оборудованием. Важно своевременное устранение и характерное определение. Что значит взрыв от газа? Происходит он из-за неправильной эксплуатации.
Для того чтобы не допустить подобных взрывов, все газовое оборудование должно проходить регулярный профилактический технический осмотр. Всем жителям частных домовладений, а также многоквартирных домов, рекомендован ежегодный ТО ВДГО.
Для снижения последствий взрыва конструкции помещений, в которых установлено газовое оборудование, делают не капитальными, а, наоборот, облегченными. В случае взрыва не возникает больших повреждений и завалов. Теперь вы представляете, что такое взрыв.
Для того чтобы утечку бытового газа было легче определить, в него добавляют ароматическую добавку этилмеркаптан, что обуславливает характерный запах. При наличии такого запаха в помещении необходимо открыть окна, обеспечив поступление свежего воздуха. После чего следует вызвать газовую службу. В это время лучше не пользоваться электрическими выключателями, способными вызвать искру. Строго запрещается курить!
Взрыв пиротехники тоже может стать угрозой. Склад таких предметов должен быть оборудован в соответствии с нормами. Некачественная продукция может нанести вред человеку, который ею пользуется. Все это стоит непременно учитывать.
Взрыв влечет за собой больше всего разрушений и жертв, чем любая другая чрезвычайная техногенная ситуация. Он может возникать на производствах, транспортных и коммунальных объектах, в жилых домах и в любых других общественных местах. доступно в энциклопедии.
В большинстве случаев их причиной является человек и его неразумные или противоправные действия. В жилых домах взрыв связан с неправильной эксплуатацией или поломкой газового оборудования. Сейчас распространены с применением различных взрывчатых веществ.
Как обезопасить себя в такой ситуации, какие предусмотрены действия при взрыве в здании и существует ли возможность спастись в случае разрыва ядерного оружия, рассмотрим в данной статье.
Поражающие факторы
Поражающие факторы взрыва бывают 2 видов:
Основные
- Ударная волна. Это переходная область, состоящая из сжатого воздуха. Она молниеносно распространяется во все стороны от центральной точки взрыва.
- Осколочные поля. Это косвенное воздействие ударной волны, заключается в поражении людей летящими обломками зданий и сооружений, камнями, битым стеклом и другими предметами, увлекаемыми ею. Сюда также относят обломки боеприпасов, взрывных устройств.
Вторичные
- Разрушительное действие обломков строений, осколков стекол, витрин.
- Пожары.
- Обрушения высотных зданий.
- Заражение среды (воды, земли, воздуха).
- Разрушения производственных и социальных объектов.
Человеку взрывная воздушная волна, а также продукты взрыва наносят различные по тяжести травмы, нередко несовместимые с жизнью. Повреждения различаются по тяжести в зависимости от зоны, в которой человек находился в момент взрыва.
Выделяют 3 зоны действия взрывной волны. Самыми губительными для человека являются первые две. Тело разрывает на части сжатым воздухом, а также происходит обугливание из-за высокой температуры внутри области взрыва.
До 3 зоны доходят лишь отголоски взрывной волны. Если человек находится в этой зоне, то взрывная волна воспринимается им, как сильный резкий воздушный удар. Здесь возможны повреждения и разрывы внутренних органов, переломы, повреждения барабанных перепонок, черепно-мозговые травмы средней и тяжелой степени.
Значительные повреждения человек получает, когда волна его с силой отбрасывает и ударяет об землю или различные сооружения. Тяжелые травмы, создающие угрозу для жизни, люди получают если при взрыве остались без укрытия. Также опасно находится в момент прихода волны в положении стоя.
Кратко поражающие факторы взрыва:
- воздушная ударная волна;
- струи газов;
- осколки;
- высокая температура пламени;
- световое излучение;
- резкий звук.
Необходимо разделять основные поражающие факторы ядерного взрыва:
- ударная волна;
- световое излучение;
- проникающая радиация;
- радиоактивное загрязнение и электромагнитный импульс (ЭМИ).
К поражающим факторам ядерного взрыва относятся также рентгеновское излучение и сейсмические волны. Рентгеновское излучение является одним из основных поражающих факторов для баллистических ракет и космических аппаратов.
Степени тяжести травм и характеристики
|
Степень поражения |
Описание |
| Легкая |
Незначительные повреждения, которые не наносят серьезного вреда здоровью. Это вывихи, кратковременное оглушение, ушибы. |
| Средняя |
Характеризуется разрывами барабанных перепонок, травмой головного мозга с потерей сознания, разрывов сосудов, переломы открытого и закрытого вида. |
| Тяжелая |
Сильная контузия, кровотечения во внутренние полости, тяжелые переломы не только конечностей, но и позвонков, их смещение, повреждения внутренних органов. Такие травмы могут приводить к смерти. |
| Крайне тяжелая |
Травмы, несовместимые с жизнью. |
Если люди находились в здании, то тяжесть повреждений будет зависеть от того, насколько сильно сооружения будут разрушены взрывом.
При полном разрушении сооружения гибель людей составляет 90-100%.
При среднем повреждении выживаемость достигает 50-60%, но из-за того, что люди оказываются под завалами, возможны тяжелые травмы.
Слабое повреждение здания редко приводит к значительным жертвам. Обычно люди получают травмы различной тяжести.
Рядом постоянно должно находиться работающее радио. По нему вы услышите информацию о том, что делать после взрыва. Придерживайтесь полученных инструкций. Службы чрезвычайного реагирования имеют больше информации о ситуации и лучше знают, как следует действовать, чтобы минимизировать последствия.
Длительность нахождения в убежище в зависимости от силы взрыва и радиуса зараженной местности может варьироваться от пару дней до нескольких недель. Не пытайтесь самостоятельно его покинуть.
Учитывая, что некоторое время вам придется жить в этом месте, постарайтесь соблюдать санитарные нормы, поддерживать чистоту насколько возможно и придерживаться правил вежливости. Оказывайте посильную помощь нуждающимся людям.
Вход в бомбоубежище
Самое большое количество радиоактивных осадков выпадает в первые сутки, их время распада зависит от отравляющего вещества и не зависит от внешних факторов (расстояния от центра взрыва, местности, климата).
В большинстве случаев, после ухода из убежища, население при заражении местности эвакуируют в безопасные места. В таком случае, следует знать, что взять с собой вещи из зараженной зоны вы не сможете, поэтому собираясь в убежище, возьмите все необходимое.
Источники:
- Основы безопасности жизнедеятельности: учебник для общеобразовательных учреждений / С.Н. Вангородский, М.И. Кузнецов, В.Н. Латчук, В.В. Марков.
- Защита от оружия массового поражения. Калитаев А.Н., Живетьев Г.А., Желудков Э.И. и др. –М., 1989;
- Физика ядерного взрыва. Тома 1 и 2. –М., 2000.; Ядерная энциклопедия. –М., 1996;
Взрыв – это весьма быстрое изменение химического (физического) состояния взрывчатого вещества, сопровождающееся выделением большого количества тепла и образованием большого количества газов, создающих ударную волну, способную своим давлением вызывать разрушения.
Взрывчатыми веществами (ВВ)
– особые группы веществ, способные к взрывчатым превращениям в результате внешних воздействий.
Различают взрывы
:
1.Физический – высвобождающаяся энергия является внутренней энергией сжатого или сжиженного газа (сжиженного пара). Сила взрыва зависит от внутреннего давления. Возникающие разрушения могут вызываться ударной волной от расширяющегося газа или осколками разорвавшегося резервуара (Пример: разрушение резервуаров со сжатым газом, паровых котлов, а также мощные электрические разряды)
2.Химический – взрыв, вызванный быстрой экзотермической химической реакцией, протекающей с образованием сильно сжатых газообразных или парообразных продуктов. Примером может служить взрыв дымного пороха, при котором происходит быстрая химическая реакция между селитрой, углем и серой, сопровождающаяся выделением, значительного количества теплоты. Образовавшиеся газообразные продукты, нагретые за счет теплоты реакции до высокой температуры, обладают высоким давлением и, расширяясь, производят механическую работу.
3.Атомные взрывы . Быстропротекающие ядерные и ли термоядерные реакции (реакции деления или соединения атомных ядер), при которых освобождается очень большое количество теплоты. Продукты реакции, оболочка атомной или водородной бомбы и некоторое количество окружающей бомбу среды мгновенно превращается в нагретые до очень высокой температуры газы, обладающие соответственно высоким давлением. Явление сопровождается колоссальной механической работой.
Химические взрывы подразделяются на конденсированные и объемные взрывы.
А)
Под конденсированными взрывчатыми веществами
понимаются химические соединения и смеси, находящиеся в твердом или жидком состоянии, которые под влиянием определенных внешних условий способны к быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с образованием сильно нагретых и обладающих большим давлением газов, которые, расширяясь, производят механическую работу. Такое химическое превращение ВВ принято называть взрывчатым превращением.
Возбуждением взрывчатого превращения ВВ называется инициированием.
Для возбуждения взрывчатого превращения ВВ требуется сообщить ему с определенной интенсивностью необходимое количество энергии (начальный импульс), которая может быть передана одним из следующих способов:
-
механическим (удар, накол, трение);
- тепловым (искра, пламя, нагревание);
- электрическим (нагревание, искровой разряд);
- химическим (реакции с интенсивным выделением тепла);
- взрывом другого заряда ВВ (взрыв капсюля-детонатора или соседнего заряда).
Конденсированные ВВ подразделяются на группы :
Характеристика. Примеры вещества. |
|
Чрезвычайно опасные вещества Нестабильны. Взрываются даже в самых малых количествах. Трихлорид азота; некоторые органические перекисные соединения; ацетиленид меди, образующийся при контакте ацетилена с медью |
|
Первичные ВВ Менее опасные вещества. Инициирующие соединения. Обладают очень высокой чувствительность к удару и тепловому воздействию. Используются в основном в капсулях-детонаторах для возбуждения детонации в зарядах ВВ. Азид свинца, гремучая ртуть. |
|
Вторичные ВВ (бризантные ВВ) Возбуждение детонации в них происходит при воздействии сильной ударной волны. Последняя может создаваться в процессе их горения или с помощью детонатора. Как правило, ВВ этой группы сравнительно безопасны в обращении и могут храниться в течение длительных промежутков времени. Динамиты, тротил, гексоген, октоген, централит. |
|
Метательные ВВ, пороха Чувствительность к удару очень мала, относительно медленно горят. |
Классификацию взрывов можно произвести и по типам химических реакций:
- Реакция разложения – процесс разложения, который дают газообразные продукты
- Окислительно-восстановительная реакция – реакция, в которой воздух или кислород реагирует с восстановителем
- Реакция смесей – пример такой смеси – порох.
Б) Объемные взрывы бывают двух типов:
- Взрывы облака пыли (пылевые взрывы) рассматриваются как взрывы пыли в штольнях шахт и в оборудовании или внутри здания. Такие взрывоопасные смеси возникают при дроблении, просеве, насыпке, перемещении пылящих материалов. Взрывоопасные пылевые смеси имеют нижний концентрационный предел взрываемости (НКПВ) , определяемый содержанием (в граммах на кубический метр) пыли в воздухе. Так для порошка серы НКПВ составляет 2,3 г/м3. Концентрационные пределы пыли не являются постоянными и зависят от влажности, степени измельчения, содержания горючих веществ.
В основе механизма пылевых взрывов на шахтах лежат относительно слабые взрывы газовоздушной смеси воздуха и метана. Такие смеси считаются уже взрывоопасными при 5%-ной концентрации метана в смеси. Взрывы газовоздушной смеси вызывают турбулентность воздушных потоков, достаточных для того, чтобы образовать пылевое облако. Воспламенение пыли порождает ударную волну, поднимающую еще большее количество пыли, и тогда может произойти мощный разрушительный взрыв.
Меры, применяемые для предупреждения пылевых взрывов:
- вентиляция помещений, объектов
- увлажнение поверхностей
- разбавление инертными газам (СО 2, N2) или порошками силикатными
Пылевые взрывы внутри зданий, оборудования чаще всего происходят на элеваторах, где из-за трения зернышек при их перемещении образуется большое количество мелкой пыли.
- Взрывы паровых облаков – процессы быстрого превращения, сопровождающиеся возникновением взрывной волны, происходящие на открытом воздушном пространстве в результате воспламенения облака, содержащего горючий пар.
Такие явления возникают при утечке сжиженного газа, как правило, в ограниченных пространствах (помещениях), где быстро растет та предельная концентрация горючих элементов, при которой происходит воспламенение облака.
Меры, применяемые для предупреждения взрывов паровых облаков:
- сведение к минимуму использования горючего газа или пара
- отсутствие источников зажигания
- расположение установок на открытом, хорошо проветриваемой местности
Наиболее часто ЧС, связанные с взрывами газа , возникают при эксплуатации коммунального газового оборудования.
Для предупреждения таких взрывов ежегодно проводят профилактику газового оборудования. Здания взрывоопасных цехов, сооружений, часть панелей в стенах делают легкоразрушаемыми, а крыши – легкосбрасываемыми.
