Вражаючі фактори ядерної катастрофи. Радіація.
Ядерна катастрофа може статися в тому випадку, якщо, наприклад США або Ізраїль, завдадуть ударів по атомних об'єктах в Ірані. Поражающеедействіе ядерної катастрофи засноване на використанні внутрішньоядерної енергії, миттєво виділяється при вибуху.
Точка, в якій стався вибух, називається центром, а її проекція на поверхню землі (води) - епіцентром ядерного вибуху.
Вражаючими факторами ядерного вибуху є ударна хвиля, світлове випромінювання, проникаюча радіація, радіоактивне зараження та електромагнітний імпульс.
Ударна хвиля - основний вражаючий фактор ядерного вибуху, тому що більшість руйнувань і ушкоджень споруд, будівель, а також уражень людей обумовлені, як правило, її впливом. Її джерелом є величезний тиск, що утворюється в центрі вибуху і що досягає в перші миті мільярдів атмосфер. Воно, стрімко поширюючись, завдає поразки всього живого і викликає руйнування і пожежі. Передня межа стислого шару повітря називається фронтом ударної хвилі.
Ступінь поразки ударною хвилею людей і різних об'єктів залежить від потужності і виду вибуху, а також від відстані, на якому стався вибух, рельєфу місцевості і положення об'єктів на ній.
Вражаюча дія ударної хвилі у вирішальній мірі залежить від величини надлишкового тиску. Надмірний тиск - це різниця між максимальним тиском у фронті ударної хвилі і нормальним атмосферним тиском перед фронтом хвилі. Воно вимірюється в ньютонах на квадратний метр (Н / м2) і паскалях - Па. Н / м2 = 1 Па (1кПа = 0,01 кгс / см2).
Можливі ураження людей в залежності від надлишкового тиску систематизуються наступним порядком.
При надмірному тиску 20 - 40 кПа незахищені люди можуть одержати легкі поразки (забиті місця і контузії). Вплив на людину ударної хвилі з надлишковим тиском 40 - 60 кПа призводить до ураження середньої тяжкості: втрати свідомості, пошкодження органів слуху, сильним вивихів кінцівок, кровотечі з носа і вух. Важкі ураження виникають при надлишковому тиску понад 60 кПа і характеризуються контузіями, переломами кінцівок, ураженням внутрішніх органів.
Вкрай важкі поразки, нерідко зі смертельним результатом, спостерігаються при надлишковому тиску понад 100 кПа.
Швидкість руху і відстань, на яку поширюється ударна хвиля, залежать від потужності ядерного вибуху; при видаленні від епіцентру вибуху швидкість падає. Так, під час вибуху ядерного боєприпасу потужністю 20 кг ударна хвиля проходить 1 км за 2 с, 2 км - за 5 с, 3 км - за 8 с. За цей час людина після спалаху може укритися й тим зменшити ймовірність ураження ударною хвилею.
Світлове випромінювання ядерного вибуху - це потік променевої енергії, що включає ультрафіолетові, видимі та інфрачервоні промені. Його джерело - світна область, утворена розпеченими на мільйони градусів продуктами вибуху. Світлове випромінювання поширюється практично миттєво і триває 20-40 с в залежності від потужності ядерного вибуху. Воно викликає опіки відкритих ділянок тіла, вражає очі, обугливает або запалює різні матеріали, викликає пожежі на великих відстанях від епіцентру.
Розрізняють чотири ступені опіків. Опіки першого ступеня характеризуються утворенням почервоніння, припухлості і набряком шкіри; другого ступеня - утворенням пухирів; третього ступеня - омертвением не тільки шкіри, але і глибоко лежачих тканин, а також обугливанием відкритих частин тіла; четвертого ступеня - розпадом тканин і кісток.
Світлове випромінювання не проникає через непрозорі матеріали, тому будь-яка перешкода, що здатна створити тінь, захищає від прямої дії світлового випромінювання і виключає опіки. Значно послабляється світлове випромінювання в запиленому (задимленому) повітрі, у туман, дощ, снігопад.
Проникаюча радіація - це потік гамма-променів і нейтронів. Вона триває 10 - 15 с. Проходячи через біологічну тканину, гамма-кванти і нейтрони іонізують атоми і молекули живих клітин, в результаті чого порушується нормальний обмін речовин і змінюється характер життєдіяльності клітин, окремих органів і систем організму, що призводить до виникнення специфічного захворювання - променевої хвороби.
При проходженні через будь-яке середовище дію проникаючої радіації зменшується. Послаблює дію прийнято характеризувати шаром половинного ослаблення, тобто такою товщиною матеріалу, проходячи через який радіація зменшується в два рази. Наприклад, в два рази послабляють інтенсивність гамма-променів: сталь товщиною 2,8 см, бетон - 12 см, грунт - 14 см, деревина - 30 см.
Радіоактивне зараження. Основним його джерелом є продукти поділу ядерних боєприпасів і радіоактивні ізотопи, що утворюються в результаті впливу нейтронів на матеріали ядерного боєприпасу і грунту в місці вибуху.
При наземному ядерному вибуху світна область стосується землі і утворюється воронка викиду. Всередину її затягуються маси яка випаровується радіоактивного грунту, продуктів поділу ядерного заряду, які піднімаються вгору. Охолоджуючись, пара продуктів поділу та ґрунту конденсується на твердих частках. Утворюється радіоактивна хмара. Воно формується на багатокілометрової висоті і рухається в напрямку вітру. Радіоактивні частки, випадаючи з хмари на землю, утворюють зону радіоактивного зараження (рис. 1), довжина якої може досягати декількох сотень кілометрів. При цьому заражаються місцевість, будівлі, споруди, по-. Сєви, водойми, а також повітря.
Найбільшу небезпеку радіоактивні речовини представляють у перші години після випадання, тому що їхня активність в цей період найвища.
Зона радіоактивного зараження - це територія, яка була піддана зараженню радіоактивними речовинами. Вражаюча дія радіоактивних речовин обумовлюється в основному гамма-випромінюванням. Шкідливе діяння іонізуючих випромінювань оцінюється дозою опромінення (Д), тобто енергією цих променів, поглиненою в одиниці маси речовини, що опромінюється.
У початковий період розвитку радіаційної дозиметрії одиницею виміру експозиційної дози (Де) був прийнятий рентген (Р). Рентген - це така доза гама-випромінювання, яка створює в 1 см3 сухого повітря (при температурі 18 ° С і тиску 760 мм рт. Ст.) 2,083 млрд пар іонів (1 Р = 2х109 пар іонів / см3). Корисно запам'ятати: доза 1 Р накопичується за 1 год на відстані 1 м від джерела радію масою 1 м
Поглинена доза (Дп) вимірюється в радах (1 радий = 100 ерг / г). В системі СІ нової одиницею виміру поглиненої дози є грей (Гр). 1 Гр = 100 рад.
Для м'яких тканин після рентгенівського і гамма-опромінення поглинена доза в 1 рад приблизно відповідає експозиційної дози 1 Р, тобто 1 Р близько 1 рад (точно - 0,88рад).
У зв'язку з тим що радіобіологічний ефект поглиненої дози тим вище, чим щільніше створювана випромінюванням іонізація, для кількісної оцінки цього впливу введено поняття «відносна біологічна ефективність» (ОБЕ) або коефіцієнт якості (КК) випромінювання. В цьому випадку еквівалентна доза (Декв) дорівнює Дп х КК. Одиницею вимірювання еквівалентної дози (Декв) є біологічний еквівалент рада - бер. 1 бер = 1 рад Дп х КК.
В системі СІ нової одиницею еквівалентної дози є зіверт (Зв). 1 Зв = 100 бер. Коефіцієнт якості (КК) іонізуючого випромінювання для γ і β-випромінювань дорівнює 1, для протонів і нейтронів - від 3 до 10, для α-частинок - 20.
Зазвичай дозу опромінення визначають за який-небудь проміжок часу, званий часом опромінення (час перебування людей на зараженій місцевості).
Для оцінки інтенсивності гамма-випромінювання, що випускається радіоактивними речовинами на зараженій місцевості, введено поняття «рівень радіації» (потужність дози випромінювання). Рівні радіації можна виміряти в рентгенах на годину (Р / год), невеликі рівні радіації - вмілірентгенах на годину (мР / год) або в радах на годину (рад / год), у міллірадах в годину (мрад / год), у мікрорадах в годину (мкрад / ч).
Ступінь радіоактивного зараження місцевості і території зараження при ядерному вибуху залежить від потужності і виду вибуху, метеорологічних умов, а також від характеру місцевості і ґрунту (рис. 1). Зараження місцевості умовно ділиться на зони:
- надзвичайно небезпечного зараження. На зовнішній межі зони доза радіації (з моменту випадання радіоактивних речовин з хмари на місцевість до повного їх розпаду) дорівнює 4000 рад, рівень радіації через 1 год після вибуху - 800 рад / год; - небезпечного зараження. На зовнішній межі зони доза радіації дорівнює 1200 радий, рівень радіації через 1 год після вибуху - 240 рад / год;
- сильного зараження. На зовнішній межі зони доза радіації - 400 рад, рівень радіації через 1 год після вибуху - 80 рад / год;
- помірного зараження. На зовнішній межі зони доза радіації - 40 радий, рівень радіації через 1 год після вибуху - 8 рад / год.
В результаті впливу іонізуючих випромінювань, так само як і при дії проникаючої радіації, у людей виникає променева хвороба, яка в залежності від опромінення може мати чотири ступені тяжкості. Доза 100-200 радий викликає променеву хворобу першого ступеня, доза 200-400 радий - променеву хворобу другого ступеня, доза 300-600 радий - променеву хворобу третього ступеня, доза понад 600 рад - променеву хворобу четвертого ступеня.
Електромагнітний імпульс - це електричні і магнітні поля, що виникають в результаті впливу гамма-випромінювання ядерного вибуху на атоми навколишнього середовища і освіти в цьому середовищі потоку електронів і позитивних іонів. Він може викликати пошкодження радіоелектронної апаратури, порушення роботи радіо- і радіоелектронних засобів, електротехнічної апаратури при розряді полів на людину (контакт з апаратурою) може викликати його загибель.
Для захисту від ураження ядерною вибухом можуть застосовуватися різні засоби.
Найбільш надійним засобом захисту від усіх вражаючих факторів ядерного вибуху є захисні споруди.
У місці зараження для захисту органів дихання, очей і відкритих ділянок тіла від радіоактивних речовин використовуються засоби захисту органів дихання ( протигази , респіратори, протипилові тканинні маски і ватно-марлеві пов'язки ), а також засоби захисту шкірного покриву .
Осередком ядерного ураження називається територія, що зазнала безпосереднього впливу вражаючих факторів ядерного вибуху. Він характеризується масовими руйнуваннями будинків, споруд, завалами, аваріями в мережах комунально-енергетичного господарства, пожежами, радіоактивним зараженням і значними втратами серед населення. Площі поразки визначаються в основному впливом ударної хвилі.
Розміри вогнища тим більше, чим потужніший ядерний вибух. Характер руйнувань у вогнищі залежить також від міцності конструкцій будинків і споруд, їх поверховості та щільності забудови.
За зовнішню межу вогнища ядерної поразки приймають умовну лінію на місцевості, проведену на такій відстані від епіцентру (центру) вибуху, де величина надлишкового тиску ударної хвилі дорівнює 10 кПа.
Осередок ядерного ураження умовно поділяють на зони - ділянки з приблизно однаковими за характером руйнуваннями. Прийнято характеризувати чотири такі зони.
Зона повних руйнувань - це територія, що зазнала впливу ударної хвилі з надлишковим тиском на зовнішньому кордоні понад 50 кПа. У цій зоні цілком руйнуються всі будинки і споруди, а також протирадіаційні укриття і частина сховищ, утворюються суцільні завали, ушкоджується комунально-енергетична мережа.
Зона сильних руйнувань - з надлишковим тиском у фронті ударної хвилі від 50 до 30 кПа. У цій зоні наземні споруди отримують сильні руйнування, утворюються завали, виникають пожежі. Більшість сховищ збережеться, але можуть бути завалені їх входи і виходи. Люди можуть одержати поразки тільки через порушення герметизації сховищ, їх затоплення або загазованість.
Зона середніх руйнувань - з надлишковим тиском від 30 до 20 кПа. Наземні споруди отримують середні ушкодження - руйнування дахів, тріщини в стінах і т.д. Притулку та укриття зберігаються повністю. Від світлового випромінювання виникають суцільні пожежі.
Зона слабких руйнувань - з надлишковим тиском 20-10 кПа. Наземні споруди отримують незначні руйнування - вибиті шибки, рами, часткове руйнування дахів і т.д. Від світлового випромінювання виникнуть окремі пожежі.
_____________________
