Проникающая радиация. Это один из поражающих факторов ядерного оружия, представляющий собой гамма-излучение и поток нейтронов, испускаемых в окружающую среду из зоны ядерного взрыва. Кроме гамма-излучения и потока нейтронов выделяются ионизирующие излучения в виде альфа- и бета-частиц, имеющих малую длину свободного пробега, вследствие чего их воздействием на людей и материалы пренебрегают. Время действия проникающей радиации не превышает 10—15 с. с момента взрыва.
Основные параметры, характеризующие ионизирующие излучения, — доза и мощность дозы излучения, поток и плотность потока частиц.
Ионизирующая способность гамма-лучей характеризуется экспозиционной дозой излучения. Единицей экспозиционной дозы гамма-излучения является кулон на килограмм (Кл/кг). Согласно стандарту, кулон на килограмм — экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучений, при которой сопряженная корпускулярная эмиссия на 1 кг сухого атмосферного воздуха производит в воздухе ионы, несущие заряд в один кулон электричества каждого знака. В практике в качестве единицы экспозиционной дозы применяют несистемную единицу рентген (Р). Рентген — это такая доза (количество энергии) гамма-излучения, при поглощении которой в 1 см3 сухого воздуха (при температуре 0°С и давлении 760 мм рт. ст.) образуется 2,083 миллиарда пар ионов, каждый из которых имеет заряд, равный заряду электрона. 1Р=2,58·10-4 Кл/кг; 1 Кл/кг=3876 Р или 1 Кл/кг ≈ 3900 Р. Дозе 1P соответствует поглощение 1 г воздуха 88 эрг энергии (8,8·10-3 Дж/кг), а 1г биологической ткани — 93 эрг (9,3 X 10-3 Дж/кг).
Единица мощности экспозиционной дозы — ампер на килограмм (А/кг), рентген в секунду (Р/с) и рентген в час (Р/ч). Ампер на килограмм равен мощности экспозиционной дозы, при которой за время, равное одной секунде, сухому атмосферному воздуху передается экспозиционная доза кулон на килограмм:
1 Р/с=2,58·10-4 А/кг; 1 А/кг = 3876 Р/с или 1 А/кг ≈ 3900-Р/с = 14·106 Р/ч; 1 Р/ч=7,167·10-8 А/кг. Процесс ионизации атомов нейтронами отличен от процесса ионизации гамма-лучами. Поток нейтронов измеряется числом нейтронов, приходящихся на квадратный метр поверхности, — нейтрон /м2. Плотность потока — нейтрон/ (м2· с).
Степень тяжести лучевого поражения главным образом зависит от поглощенной дозы. Для измерения поглощенной дозы любого вида ионизирующего излучения Международной системой измерений «СИ» установлена единица грэй (Гр); в практике применяется внесистемная единица — рад. Грэй равен поглощенной дозе излучения, соответствующей энергии 1 Дж ионизирующего излучения любого вида, переданной облучаемому веществу массой 1 кг. Для типичного ядерного взрыва один рад соответствует потоку нейтронов (с энергией, превышающей 200 эВ) порядка 5-1014 нейтрон /м2 [5]: 1 Гр = 1 Дж/кг=100 рад =10 000 эрг/г,
Распространяясь в среде, гамма-излучение и нейтроны ионизируют ее атомы и изменяют физическую структуру веществ. При ионизации атомы и молекулы клеток живой ткани за счет нарушения химических связей и распада жизненно важных веществ погибают им теряют способность к дальнейшей жизнедеятельности.
Поражение людей и животных проникающей радиацией. При воздействии проникающей радиации у людей и животных может возникнуть лучевая болезнь. Степень поражения зависит от экспозиционной дозы излучения, времени, в течение которого эта доза получена, площади облучения тела, общего состояния организма. Экспозиционная доза излучения до 50—80 Р (0,013—0,02 Кл/кг), полученная за первые четверо суток, не вызывает поражения и потери трудоспособности у людей, за исключением некоторых изменений крови. Экспозиционная доза в 200—300 Р, полученная за короткий промежуток времени (до четырех суток), может вызвать у людей средние радиационные поражения, но такая же доза, полученная в течение нескольких месяцев, не вызывает заболевания. Здоровый организм человека способен за это время частично вырабатывать новые клетки взамен погибших при облучении [8,9].
При установлении допустимых доз излучения учитывают, что облучение может быть однократным или многократным. Однократным считается облучение, полученное за первые четверо суток. Облучение, полученное за время, превышающее четверо суток, является многократным. При однократном облучении организма человека в зависимости от полученной экспозиционной дозы различают четыре степени лучевой болезни.
Лучевая болезнь первой (легкой) степени возникает при общей экспозиционной дозе излучения 100—200 Р (0,026—0,05 Кл/кг). Скрытый период может продолжаться две-три недели, после чего появляются недомогание, общая слабость, чувство тяжести в голове, стеснение в груди, повышение потливости, может наблюдаться периодическое повышение температуры. В крови уменьшается содержание лейкоцитов. Лучевая болезнь первой степени излечима,
Лучевая болезнь второй (средней) степени возникает при общей экспозиционной дозе излучения 200—400 Р , (0,05—0,1 Кл/кг). Скрытый период длится около недели. Лучевая болезнь проявляется в более тяжелом недомогании, расстройстве функций нервной системы, головных болях, головокружениях, вначале часто бывает .рвота, понос, возможно повышение температуры тела; количество лейкоцитов в крови, особенно лимфоцитов, уменьшается более чем наполовину. При активном лечении выздоровление наступает через.1,5—2 мес. Возможны смертельные исходы — до 20 %.
Лучевая болезнь третьей (тяжелой) степени возникает при общей экспозиционной дозе 400—600 Р (0,1— 0,15 Кл/кг). Скрытый период — до нескольких часов. Отмечают тяжелое общее состояние, сильные головные боли, рвоту, понос с кровянистым стулом, иногда потерю сознания или резкое возбуждение, кровоизлияния в слизистые оболочки и кожу, некроз слизистых оболочек в области десен. Количество лейкоцитов, а затем эритроцитов и тромбоцитов резко уменьшается. Ввиду ослабления защитных сил организма появляются различные инфекционные осложнения. Без лечения болезнь в 20—70% случаев заканчивается смертью, чаще от инфекционных осложнений или от кровотечений.
При облучении экспозиционной дозой более 600 Р (0,15 Кл/кг) развивается крайне тяжелая четвертая степень лучевой болезни, которая без лечения обычно заканчивается смертью в течение двух недель.
Лучевые болезни у животных развиваются при экспозиционных дозах: 150—250 Р — легкой степени, 250— 400 Р — средней степени, 400—600 Р— тяжелой степени.
При взрывах ядерных боеприпасов средней и большой мощности зоны поражение проникающей радиации несколько меньше зон поражения ударной волной и световым излучением. Для боеприпасов малой мощности, наоборот, зоны поражения проникающей радиации превосходят зоны поражения ударной волной и световым излучением. Ориентировочные радиусы зон поражения для различных экспозиционных доз гамма-излучений и мощностей взрывов ядерных боеприпасов в приземном слое приведены в табл. 5,
Таблица 5
Экспозиционная доза
|
Расстояние от центра взрыва, км
|
Тротиловый эквивалент
|
Р
|
Кл/кг
|
20 кт
|
100 кт
|
1 Мт
|
5 Мт
|
10 Мт
|
500
|
0,13
|
1,2
|
1,65
|
2,4
|
3,0
|
3,4
|
300
|
0,078
|
1,4
|
1,8
|
2,6
|
3,2
|
3,6
|
200
|
0,052
|
1,5
|
1,9
|
2,8
|
3,4
|
3,9
|
100
|
0,026
|
1,6
|
2,1
|
3,0
|
3,6
|
4,2
|
50
|
0,013
|
1,8
|
2,25
|
3,2
|
3,8
|
4,0
|
Радиационные повреждения. При воздушных (приземных) и наземных ядерных взрывах плотности потоков (дозы) проникающей радиации на тех расстояниях, где ударная волна выводит из строя здания, сооружения, оборудование и другие элементы производства, в большинстве случаев для объектов являются безопасными. Но с увеличением высоты взрыва все большее значение в поражении объектов приобретает проникающая радиация. При взрывах на больших высотах и в космосе основным поражающим фактором становится импульс проникающей радиации.
Проникающая радиация может вызывать обратимые и необратимые изменения в материалах, элементах радиотехнической, электротехнической, оптической и другой аппаратуры. В космическом пространстве эти повреждения могут наблюдаться на расстояниях десятков и сотен километров от центра взрывов мегатонных боеприпасов.
Необратимые изменения в материалах вызываются нарушениями структуры кристаллической решетки вещества вследствие возникновения дефектов (в неорганических и полупроводниковых материалах), а также в результате прохождения различных физико-химических процессов. Такими процессами являются: радиационный нагрев, происходящий вследствие преобразования поглощенной энергии проникающей радиации в тепловую; окислительные химические реакции, приводящие к окислению контактов и поверхностей электродов; деструкция/и «сшивание» молекул в полимерных материалах, приводящие к изменению физико-механических и электрических параметров; газовыделения и образование пылеобразных продуктов, которые могут вызвать вторичные факторы воздействия (взрывы в замкнутых объемах, запыление отдельных деталей приборов и т. д.). В результате радиационного захвата нейтронов возможно образование примесей радиоактивных веществ. В процессе распада образовавшихся радиоактивных ядер происходит радиационное излучение, которое может оказывать воздействие на электрические параметры элементов и схем, а также затруднять ремонт и эксплуатацию аппаратуры. Наиболее опасны по вторичному излучению изделия, изготовленные из материалов, содержащих бор, марганец, кадмий, индий, серебро и др.
Обратимые изменения, как правило, являются следствием ионизации материалов и окружающей среды. Они проявляются в увеличении концентрации носителей тока, что приводит к возрастанию утечки тока, снижению сопротивления в изоляционных, полупроводниковых, проводящих материалах и газовых промежутках. Обратимые изменения в материалах, элементах и аппаратуре в целом могут возникать при мощностях экспозиционных доз 1000 Р/с. Проводимость воздушных промежутков и диэлектрических материалов начинает существенно увеличиваться при мощностях доз 10 000 Р/с и более.
Проникающая радиация, проходя через различные среды (материалы), ослабляется. Степень ослабления зависит от свойств материалов и толщины защитного слоя. Нейтроны ослабляются в основном за счет столкновения с ядрами атомов. Вероятность процессов взаимодействия нейтронов с ядрами количественно характеризуется эффективным сечением взаимодействия и зависит главным образом от энергии нейтронов и природы ядер мишени..
Энергия гамма-квантов при прохождении их через вещества расходуется в основном на взаимодействие с электронами атомов. Поэтому степень их ослабления практически обратно пропорциональна плотности материала.
Защитные свойства материала характеризуются слоем половинного ослабления, при прохождении которого интенсивность гамма-лучей или нейтронов уменьшается в два раза (табл.22).
Если защитная преграда состоит из нескольких слоев различных материалов, например грунта, бетона и дерева, то подсчитывают степень ослабления для каждого слоя в отдельности и результаты перемножают:
где К — коэффициент ослабления одного защитного слоя преграды (материала); Косл — общий коэффициент защиты преграды, состоящей из n-го количества слоев различных материалов; h — толщина (высота) слоя материала, см; dпол — толщина слоя материала, ослабляющего излучение в два раза, см.
Толщина слоя половинного ослабления для нейтронного излучения определяется по справочным данным, для гамма-излучения может быть вычислена по плотности материала: dпол = 23/р, где ρ — плотность материала, г/см3; 23 см — слой воды (плотность 1 г/смг), ослабляющей гамма-излучение ядерного взрыва в два раза.
Защитные сооружения ГО надежно обеспечивают защиту людей от проникающей радиации. Расчет защитных свойств этих сооружений производится по гамма-излучению, так как доза гамма-излучения значительно выше дозы нейтронного излучения, а слои половинного ослабления для строительных материалов приблизительно одинаковы.
На объектах, оснащенных электронной, электротехнической и оптической аппаратурой, следует предусматривать меры по защите этой аппаратуры от воздействия проникающей радиации. Повышение радиационной стойкости аппаратуры может быть достигнуто путем [7]:
-
применения радиационностойких материалов и элементов;
-
создания схем малокритичных к изменениям электрических параметров элементов, компенсирующих и отводящих дополнительные токи, выключающих отдельные блоки и элементы на период воздействия ионизирующих излучений;
-
увеличения расстояний между элементами, находящимися под электрической нагрузкой, снижения рабочих напряжений на них;
-
регулирования тепловых, электрических и других нагрузок;
-
применения различного рода заливок, не проводящих ток при облучении;
-
размещения на объектах специальных защитных экранов или использования элементов конструкций объекта для ослабления действий ионизирующих излучений на менее радиационностойкие детали.
Электромагнитный импульс. При взаимодействии мгновенного и захватного гамма-излучений с атомами и молекулами среды последним сообщаются импульсы энергии. Основная часть энергии расходуется на сообщение поступательного движения электронам и ионам, образовавшимся в результате ионизации. Первичные (быстрые) электроны движутся в радиальном направлении от центра взрыва и образуют радиальные электрические токи и поля, быстро нарастающие по времени. Обладая большой энергией, первичные электроны производят дальнейшую ионизацию, которая также приводит к образованию полей и токов. Возникающие кратковременные электрические и магнитные поля и представляют собой электромагнитный импульс ядерного взрыва (ЭМИ).
ЭМИ наземного ядерного взрыва характеризуется амплитудой напряженности поля и формой импульса изменения поля с течением времени. Форма импульса показана на рис. 11,
где на оси ординат дано отношение напряженности электрического поля для определенного времени после взрыва к максимальному импульсу, на оси абсцисс—время, прошедшее после взрыва. Это одиночный однополярный импульс с очень крутым передним фронтом, длительность которого определяется длительностью мгновенного гамма-импульса и составляет несколько сотых долей микросекунды, и спадающий подобно импульсу от молниевого разряда по экспоненциальному закону в течение нескольких десятков миллисекунд. Диапазон частот ЭМИ до 100 Мгц, но в основном его энергия распределена около средней частоты (10—15 кгц).
Поскольку амплитуда ЭМИ быстро уменьшается с увеличением расстояния, его поражающее действие — несколько километров от центра (эпицентра) взрыва крупного калибра. Так, при наземном взрыве мощностью 1 Мт вертикальная составляющая электрического поля ЭМИ на расстоянии 4 км— 3 кВ/м, на расстоянии 3 км — 6 кВ/м и 2 км — 13 кВ/м.
ЭМИ непосредственного действия на человека не оказывает. Приемники энергии ЭМИ — проводящие электрический ток тела: все воздушные и подземные линии связи, линии управления, сигнализации, электропередачи, металлические мачты и опоры, воздушные и подземные антенные устройства, наземные и подземные трубопроводы, металлические крыши и другие конструкции, изготовленные из металла. В момент взрыва в них на доли секунды возникает импульс электрического тока и появляется разность потенциала относительно земли. Под действием этих напряжений может происходить: пробой изоляции кабелей, повреждение входных элементов аппаратуры, подключенной к антеннам, воздушным и подземным линиям (пробой трансформаторов связи, выход из строя разрядников, предохранителей, порча полупроводниковых приборов и т. д.), а также выгорание плавких вставок, включенных, в линии для защиты аппаратуры. Высокие электрические потенциалы относительно земли, возникающие на экранах, жилах кабелей, антенно-фидерных линиях и проводных линиях связи могут представлять опасность для лиц, обслуживающих аппаратуру.
Наибольшую oпасность ЭМИ представляет для аппаратуры. необорудованной специальной защитой, даже если она находится в особо прочных сооружениях, способных выдерживать большие механические нагрузки от действия ударной волны ядерного взрыва. ЭМИ для такой аппаратуры является главным поражающим фактором.
Линии электропередач и их оборудование, рассчитанные на напряжение десятков — сотен киловольт, являются устойчивыми к воздействию электромагнитного импульса.
Необходимо также учитывать одновременность воздействия импульса мгновенного гамма-излучения и ЭМИ: под действием, первого — увеличивается проводимость материалов, а под действием второго — наводятся дополнительные электрические токи. Кроме того, следует учитывать их одновременное воздействие на все системы, находящиеся в районе взрыва.
На кабельных и воздушных линиях, попавших в зону мощных импульсов электромагнитного излучения, возникают (наводятся) высокие, электрические напряжения. Наведенное напряжение может вызывать повреждения входных цепей аппаратуры на довольно удаленных участках этих линий.
В зависимости от характера воздействия ЭМИ на линии связи и подключенную к ним аппаратуру могут быть рекомендованы следующие способы защиты:
-
применение двухпроводных симметричных линий связи, хорошо изолированных между собой и от земли;
-
исключение применения однопроводных наружных линий связи;
-
экранирование подземных кабелей медной, алюминиевой, свинцовой оболочкой;
-
электромагнитное экранирование блоков и узлов аппаратуры;
-
использование различного рода защитных входных устройств и грозозащитных средств.
Радиоактивное заражение возникает в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва. Основные источники радиоактивности при ядерных взрывах: продукты деления веществ, составляющих ядерное горючее (200 радиоактивных изотопов 36 химических элементов).; наведенная активность, возникающая в результате воздействия потока нейтронов ядерного взрыва на некоторые химические элементы, входящие в состав грунта (натрий, кремний и др.); некоторая часть ядерного горючего, которая не участвует в реакции деления и попадает в виде мельчайших частиц в продукты взрыва.
Излучение радиоактивных веществ состоит из трех видов лучей: альфа, бета и гамма. Наибольшей проникающей способностью обладают гамма-лучи (в воздухе они проходят путь в несколько сот метров), меньшей — бета-частицы (несколько метров) и незначительной — альфа-частицы (несколько сантиметров). Поэтому основную опасность для людей при радиоактивном заражении местности представляют гамма-и бета-излучения.
Радиоактивное заражение имеет ряд особенностей, отличающих его от других поражающих факторов ядерного взрыва. К ним относятся: большая площадь поражения — тысячи и десятки тысяч квадратных километров; длительность сохранения поражающего действия — дни, недели, а иногда и месяцы; трудности обнаружения радиоактивных веществ, не имеющих цвета, запаха и других внешних признаков.
Зоны радиоактивного заражения образуются в районе ядерного взрыва и на следе радиоактивного облака. Наибольшая зараженность местности РВ будет при наземных и подземных (произведенных на небольшой глубине), надводных и подводных ядерных взрывах. Зараженность местности РВ может также возникнуть в результате применения противником радиологического оружия.
При наземном (подземном) ядерном взрыве огненный шар касается поверхности земли. Окружающая среда сильно нагревается, значительная часть грунта и скальных пород испаряется и захватывается огненным шаром. Радиоактивные вещества оседают на расплавленных частицах грунта. В результате образуется мощное облако, состоящее из огромного количества радиоактивных и неактивных оплавленных частиц, размеры которых колеблются от нескольких микрон до нескольких миллиметров. В течение 7—10 мин радиоактивное облако поднимается и достигает своей максимальной высоты, стабилизируется, приобретая характерную грибовидную форму, и под действием воздушных потоков перемещается с определенной скоростью и в определенном направлении. Большая часть радиоактивных осадков, которая вызывает сильное заражение местности, выпадает из облака в течение 10—20 ч после ядерного взрыва.
При выпадении РВ из облака ядерного взрыва происходит заражение поверхности земли, воздуха, водоисточников, материальных ценностей и т. п.
Масштабы и степень радиоактивного заражения местности зависят от мощности и вида взрыва, особенностей конструкции боеприпаса, характера поверхности, над которой (на которой) произведен взрыв, метеорологических условий и времени, прошедшего после взрыва.
При воздушном и высотном взрывах огненный шар не касается поверхности земли. При воздушном взрыве почти вся масса радиоактивных продуктов в виде очень маленьких частиц уходит в стратосферу и только небольшая часть остается в тропосфере. Из тропосферы РВ выпадают в течение 1—2 месяцев, а из стратосферы—5— 7 лет. За это время радиоактивно-зараженные частицы уносятся воздушными потоками на большие расстояния от места взрыва и распределяются на огромных площадях. Поэтому они не могут создать опасного радиоактивного заражения местности. Опасность может лишь представлять радиоактивность, наведенная в грунте и предметах, расположенных вблизи эпицентра воздушного ядерного взрыва. Размеры этих зон, как правило, не будут превышать радиусов зон полных разрушений.
Форма следа радиоактивного облака зависит от направления и скорости среднего ветра. На равнинной местности при неменяющемся направлении и скорости ветра радиоактивный след имеет форму вытянутого эллипса (рис. 12). Наиболее высокая степень заражения наблюдается на участках следа, расположенных недалеко от центра взрыва и на оси следа. Здесь выпадают более крупные оплавленные частицы радиоактивной пыли. Наименьшая степень заражения наблюдается на границах зон заражения и на участках, наиболее удаленных от центра наземного ядерного взрыва.
Степень радиоактивного заражения местности характеризуется уровнем радиации на определенное время после взрыва и экспозиционной дозой радиации (гамма-излучения), полученной за время от начала заражения до времени полного распада радиоактивных веществ.
Уровнем радиации называют мощность экспозиционной дозы (Р/ч) на высоте 0,7—1 м над зараженной поверхностью. Заражение техники, предметов, одежды, продовольствия, воды, а также кожных покровов людей и животных измеряют в миллирентгенах в час. 1 мР/ч=1·10-3 Р/ч. Местность считается зараженной радиоактивными веществами при уровне радиации 0,5 Р/ч (3,6·10-8 А/кг и выше.
Уровень радиации зависит от плотности потока гамма-квантов и их энергии. Энергия гамма-квантов со временем изменяется незначительно, а плотность их уменьшается прямо пропорционально уменьшению активности радиоактивных продуктов.
Естественные процессы непрерывного распада радиоактивных продуктов приводят к спаду уровня радиации с течением времени, особенно резко в первые часы после взрыва. Изменение уровня радиации на зараженной местности может быть определено по тому же закону, по которому изменяется гамма-активность радиоактивных изотопов
где Р0 — уровень радиации в момент времени t0 после взрыва; Pt — уровень радиации в рассматриваемый момент времени t, отсчитанного также с момента взрыва; Kt = (t/t0)-1,2 — коэффициент для пересчета уровней радиации на различное время после взрыва. Решая уравнение (12), можно убедиться, что уровень радиации снижается в 10 раз при семикратном увеличении времени. Так, если через 1 ч после взрыва принять уровень радиации равным 100 Р/ч, то через 7 ч он составит 10 Р/ч, через 49 ч—1 Р/ч и т.д. Пользуясь закономерностью спада уровня радиации во времени после взрыва, можно с достаточной точностью решать основные задачи по оценке радиационной обстановки.
В зависимости от степени радиоактивного заражения и возможных последствий внешнего облучения в районе ядерного взрыва и на следе радиоактивного облака выделяют зоны умеренного, сильного, опасного и чрезвычайно опасного заражения. Границы зон на радиоактивно-зараженной местности (см. рис. 12) определяют по значениям экспозиционных доз гамма-излучения D∞, получаемых за время от 1 ч после взрыва до полного распада радиоактивных веществ. Для удобства решения задач по оценке радиационной обстановки границы зон на радиоактивно-зараженной местности также принято характеризовать уровнями радиации на один (Р0) и десять часов после взрыва.
Зона умеренного заражения (зона А). Экспозиционная доза излучения за время полного распада РВ (D∞) колеблется от 40 до 400- Р (0,01 — 0,1 Кл/кг), Уровень радиации на внешней границе зоны через 1 ч после взрыва — 8 Р/ч, через 10 ч — 0,5 Р/ч. В зоне А работы на объектах, как правило, не прекращаются. Работы на открытой местности, расположенной в середине зоны или у ее внутренней границы, должны быть прекращены на несколько часов.
Зона сильного заражения (зона Б). Экспозиционная доза излучения за время полного распада РВ колеблется от 400-до 1200 Р (0,1—0,3 Кл/кг). Уровень радиации на внешней границе через 1 ч после взрыва составляет 80 Р/ч, через 10 ч— 5 Р/ч. В зоне Б работы на объектах прекращаются сроком до 1 суток, рабочие и служащие укрываются в защитных сооружениях ГО, подвалах или других укрытиях.
Зона опасного заражения (зона В)..На внешней границе зоны экспозиционная доза гамма-излучения до полного распада РВ составляет 1200 Р (0,3 Кл/кг), на внутренней границе — 4000 Р (1 Кл/кг); уровень радиации на внешней границе через 1 ч — 240 Р/ч, через 10 ч—15 Р/ч. В этой зоне работы на объектах прекращаются от 1 до 3—4 суток, рабочие и служащие укрываются в защитных сооружениях ТО.
Зона чрезвычайно опасного заражения (зона Г). На внешней границе зоны экспозиционная доза гамма-излучения до полного распада РВ составляет 4000 Р (1 Кл/кг); уровень радиации через 1 ч — 800 Р/ч, через 10 ч — 50 Р/ч. В зоне Г работы на объектах прекращаются на четверо и более суток, рабочие и служащие укрываются в убежищах. По истечении указанного срока уровень радиации на территории объекта спадает до значений, обеспечивающих безопасную деятельность рабочих и служащих в производственных помещениях. Уровни радиации по границам зон радиоактивного заражения местности в различное время после взрыва приведены в табл. 6.
Действие продуктов ядерного взрыва на людей, животных и растения. На следе радиоактивного облака поражающим действием обладают:
а) гамма-излучения, вызывающие общее внешнее облучение;
б) бета-частицы, вызывающие при внешнем воздействии радиационное поражение кожи, а при попадании бета-частиц внутрь организма — поражение внутренних органов;
в) альфа-частицы, представляющие опасность при попадании внутрь организма.
Как и проникающая радиация в районе ядерного взрыва, общее внешнее гамма-облучение на радиоактивно-зараженной местности вызывает у людей и животных лучевую болезнь. Дозы излучения, вызывающие заболевания, такие же, как и от проникающей радиации.
При внешнем воздействии бета-частиц у людей наиболее часто отмечаются поражения кожи на руках, в области шеи, на голове; у животных — на спине, а также на морде при соприкосновении ее с радиоактивно зараженной травой. Различают кожные поражения тяжелой (появление незаживающих язв), средней (образование пузырей) и легкой (посинение и зуд кожи) степени.
Внутреннее поражение людей и животных РВ может произойти при попадании их внутрь организма главным образом с пищей и кормом.
Таблица 6
Время, прошедшее после взрыва
|
Уровень радиации, Р/ч, на внешней границе зоны
|
А
|
Б
|
Б
|
Г
|
1 ч
|
8,0
|
80
|
240
|
890
|
2 ч
|
3,5
|
35
|
105
|
350
|
3 ч
|
2,1
|
21
|
64
|
210
|
5 ч
|
1,2
|
12
|
35
|
116
|
7 ч
|
0,8
|
8
|
23
|
78
|
10 ч
|
0,5
|
5,1
|
15
|
51
|
1 сут.
|
—
|
1,8
|
5,4
|
18
|
2 сут.
|
—
|
0,8
|
2,3
|
7,8
|
4 сут.
|
—
|
0,3
|
1,0
|
3,3
|
7 сут.
|
—
|
—
|
0,6
|
1,8
|
14 сут.
|
—
|
—
|
—
|
0,6
|
С воздухом и водой РВ в организм, по-видимому, будут попадать в таких количествах, которые не вызовут острого лучевого поражения с потерей трудоспособности (боеспособности) людей или продуктивности животных. Всасывающиеся радиоактивные продукты ядерного взрыва распределяются в организме крайне неравномерно. Особенно много концентрируется их в щитовидной железе (в 1000—10000 раз больше, чем в других тканях) и печени (в 10—100 раз больше, чем в других органах). В связи с этим указанные органы подвергаются облучению в очень больших дозах, приводящему либо к разрушению ткани, либо к развитию опухолей (щитовидная железа), либо к серьезному нарушению функций (печень и др.).
Радиоактивная пыль заражает почву и растения. В зависимости от размеров частиц на поверхности растений может задерживаться от 8 до 25 % выпавшей на землю радиоактивной пыли. Возможно и частичное всасывание радиоактивных веществ внутрь растений. Лучевое поражение у растений проявляется в торможении роста и замедлении развития, снижении урожая, понижении репродуктивного качества семян, клубней, корнеплодов. При больших дозах излучения возможна гибель растений, проявляющаяся в остановке роста и усыхании.
Основным способом защиты населения следует считать изоляцию людей от внешнего воздействия радиоактивных излучений, а также исключение условий, при которых возможно попадание радиоактивных веществ внутрь организма человека вместе с воздухом и пищей.
Наиболее целесообразный способ защиты от радиоактивных веществ и их излучений — убежища и противорадиационные укрытия, которые надежно защищают от радиоактивной пыли и обеспечивают ослабление гамма-излучения радиоактивного заражения в сотни — тысячи раз. Стены и перекрытия промышленных и жилых зданий, особенно подвальных и цокольных помещений, также ослабляют действие гамма-лучей. Коэффициент защиты стен зданий и сооружений рассчитывается, как и от гамма-излучения проникающей радиации, по формуле (11). Толщины слоев половинного ослабления по гамма-излучению радиоактивного заражения приведены в табл. 22 или могут быть вычислены по плотности материала: dпол = 13/ρ, где 13см — слой воды, ослабляющий гамма-лучи радиоактивного заражения в два раза. Для защиты людей от попадания радиоактивных веществ в органы дыхания и на кожу при работе в условиях радиоактивного заражения применяют средства индивидуальной защиты. При выходе из зоны радиоактивного заражения необходимо пройти санитарную обработку, т. е. удалить РВ, попавшие на кожу, и провести дезактивацию одежды.
Таким образом, радиоактивное заражение местности, хотя и представляет чрезвычайно большую опасность для людей, но если своевременно принять меры по защите, то можно полностью обеспечить безопасность людей и их постоянную работоспособность. В этих целях мероприятия по гражданской обороне в условиях радиоактивного заражения местности проводят при постоянном контроле за облучением всех работающих, который организует штаб гражданской обороны и служба противорадиационной и противохимической защиты ГО объекта.
При организации контроля за радиоактивным облучением людей учитываются условия труда рабочих и служащих, а также защитные свойства производственных зданий.
При высоких уровнях радиации отдых рабочих и служащих организуют в защитных сооружениях, простейших укрытиях, а также в приспособленных галереях, тоннелях, каменных зданиях.
В условиях сильного заражения спад радиоактивного излучения до безопасного для людей уровня радиации, может продолжаться длительное время. Чтобы обеспечить условия для производственной работы, потребуется произвести дезактивацию территории предприятия или ее важнейших участков, сооружений, станков, агрегатов и другого оборудования. Дезактивация достигается удалением радиоактивных веществ с зараженных поверхностей путем смывания или сметания.
Очаг ядерного поражения. Очагом ядерного поражения называется территория, в пределах которой в результате воздействия ядерного оружия произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных, растений и (или) разрушения и повреждения зданий и сооружений.
Очаг ядерного поражения характеризуется: количеством пораженных; размерами площадей поражения; зонами заражения с различными уровнями радиации; зонами пожаров, затопления, разрушения и повреждения зданий и сооружений; частичным разрушением, повреждением или завалом защитных сооружений.
Поражение людей и животных в очаге может быть от воздействия ударной волны, светового излучения, проникающей радиации и радиоактивного заражения, а также от воздействия вторичных факторов поражения. Степень разрушения элементов производственного комплекса объекта определяется в основном действием ударной волны, светового излучения, вторичных факторов поражения, а для некоторых объектов — также действием проникающей радиации и электромагнитного импульса. Характер воздействия каждого поражающего фактора на людей, животных и элементы производственного комплекса были рассмотрены в начале параграфа и в приложениях 3—5.
Одновременное непосредственное и косвенное действие всех поражающих факторов ядерного взрыва на людей, оказавшихся в очаге, утяжеляет степень поражения. Такое одновременное действие может увеличить степень разрушений зданий, сооружений, вывод из строя оборудования и т. д. Однако соотношение отдельных видов поражений и разрушений непостоянно; в зависимости от конкретных условий, мощности и вида взрыва оно может меняться в широких пределах. Так, с увеличением мощности взрыва увеличивается площадь разрушений зданий и при прочих равных условиях поражается большее количество людей. В зависимости от метеорологических условий изменяется степень поражения световым излучением. При ядерных взрывах малой мощности, как уже отмечалось, воздействие проникающей радиации на людей значительнее, чем воздействие ударной волны и светового излучения.
Размеры очага ядерного поражения в основном зависят от мощности, вида взрыва и рельефа местности. В качестве критерия для определения границ зон очага ядерного поражения принято избыточное давление во фронте ударной волны. Внешней границей очага ядерного поражения является условная линия на местности, где избыточное давление воздушной ударной волны—10 кПа (0,1 кгс/см2). Такое избыточное давление считается безопасным для незащищенных людей.
Для определения возможного характера разрушений и установления объема спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ, обусловленных воздействием воздушной ударной волны, очаг ядерного поражения условно делят на четыре зоны (рис. 13).
Зона полных разрушений 1 возникает там, где избыточное давление во фронте ударной волны достигает 50 кПа (0,5 кгс/см2) и более. На ее долю приходится около 12 % всей площади очага поражения. В этой зоне полностью разрушаются жилые дома, промышленные здания и противорадиационные укрытия. Вокруг центра (эпицентра) взрыва разрушаются убежища, получают различные разрушения или повреждения подземные сети коммунально-энергетического хозяйства. Большинство убежищ (75 %) в зоне полных разрушений сохраняется. В результате разрушений зданий и сооружений на территории населенных пунктов и объектов образуются сплошные завалы.
Таблица 7
Этажность зданий
|
Ширина улицы, м
|
10-20
|
20—40
|
40-60
|
Избыточное давление, кПа
|
2—3
|
50
|
90
|
—
|
4—5
|
40
|
70
|
110
|
6—8
|
30
|
50
|
100
|
В табл. 7 указаны избыточные давления, при которых могут образовываться сплошные завалы на улицах различной ширины и этажности зданий. Высота сплошных завалов для указанных избыточных давлений в зависимости от плотности застройки и этажности зданий приведена в табл. 8.
Таблица 8
Плотность застройки, %
|
Этажность
|
1
|
2
|
4
|
6
|
8
|
Высота сплошного завала, м
|
20
|
0,3
|
0,6
|
1,3
|
1,7
|
2,1
|
30
|
0,5
|
0,9
|
1,9
|
2,8
|
3,1
|
40
|
0,6
|
1,2
|
2,5
|
3,7
|
4,2
|
50
|
0,8
|
1,5
|
3,1
|
4,6
|
5,2
|
60
|
0,9
|
1.7
|
3,8
|
5,6
|
6,2
|
Пример. Северный район города попадает в зоны с избыточным давлением 70—90 кПа. Плотность застройки 30 %, ширина улиц от 30 до 40 м, здания в основном восьмиэтажные. Определить возможность возникновения сплошных завалов и их высоту.
Решение. По данным табл. 7 сплошные завалы будут образовываться при избыточном давлении 50 кПа. Высоту возможных завалов для плотности застройки 30 % находим по табл. 8, она может быть до 3,1 м. На основании этих данных можно планировать проведение работ по расчистке проездов на улицах.
Пожары в зоне полных разрушений не возникают, так как воспламенившиеся от светового излучения постройки и предметы будут разбросаны и засыпаны обломками, а пламя сбито ударной волной. Поэтому будет наблюдаться горение и тление в завалах.
Для зоны полных разрушений характерны массовые потери среди незащищенного населения. Характер поражений и разрушений определяет основное содержание спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ в зоне полных разрушений.
Зона сильных разрушений 2 (см. рис. 13) образуется при избыточном давлении во фронте ударной волны от 50 до 30 кПа (0,5— 0,3 кгс/см2) и составляет около 10 % всей площади очага. Наземные здания и сооружения в основном будут иметь сильные разрушения; убежища и подземные сети коммунально-энергетического хозяйства, а также большинство противорадиационных укрытий сохраняется. Подвалы в зданиях не повреждаются, если перекрытия их удержат статическую нагрузку от обрушенных стен и междуэтажных перекрытий. В результате разрушений зданий и сооружений образуются местные завалы, переходящие ближе к границе зоны полных разрушений в сплошные (табл. 7). Возможно возникновение сплошных пожаров и даже огненных штормов.
Для зоны характерны массовые в значительной части безвозвратные потери среди незащищенной части населения. Люди, оставшиеся в разрушенных зданиях, могут быть завалены, либо получить травмы и ожоги, вне зданий — легкие и средней тяжести травмы и ожоги. Кроме того, возможны поражения обломками построек, осколками стекла и другими летящими предметами, а также «вторичные ожоги» от пламени горящих зданий, горючесмазочных материалов и т. п. При попадании в зону радиоактивного заражения- образующуюся при наземных и подземных взрывах, население подвергнется воздействию радиоактивных веществ.
Основное содержание спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ в этой зоне заключается: в расчистке завалов, тушении пожаров, спасении людей из заваленных убежищ и противорадиационных укрытий, а также из разрушенных и горящих зданий.
Зона средних разрушений 3 (см. рис. 13) характеризуется избыточным давлением во фронте ударной волны от 30 до 20 кПа (0,3—0,2 кгс/см2) и занимает около 18 %площади очага ядерного поражения. Деревянные здания будут сильно или полностью разрушены, каменные — получат, средние и слабые разрушения. Убежища, противорадиационные укрытия, и подвальные помещения полностью сохраняются. На улицах образуются отдельные завалы. От воздействия светового излучения происходят массовые загорания горючих материалов, предметов и построек, приводящие к образованию сплошных пожаров. Для зоны характерны массовые санитарные потери среди незащищенного населения. Люди могут получить легкие травмы, ожоги, а при наземных взрывах возможны поражения радиоактивными осадками. Спасательные и неотложные аварийно-восстановительные работы в зоне средних разрушений заключаются в тушении пожаров, спасении людей из-под завалов, из разрушенных и горящих зданий.
Зона слабых разрушений 4 (см рис. 13) создается при избыточном давлении во фронте ударной волны от 20 до 10 кПа (0,2—0,1 кгс/см2). На ее долю приходится до 60% площади всего очага. В пределах этой зоны здания получают слабые разрушения (трещины, разрушение перегородок, дверных и оконных заполнений). В некоторых местах образуются отдельные завалы. От воздействия светового излучения возникают отдельные пожары. Незащищенные люди могут получить ожоги, легкие травмы от летящих осколков стекла и других небольших предметов, а также поражения радиоактивными веществами при наземных взрывах. В этой зоне проводятся работы по тушению пожаров и спасению людей из горящих и частично разрушенных зданий.
За пределами зон разрушений очага ядерного поражения здания и сооружения могут получать незначительные повреждения: разрушение остекления, повреждение оконных рам, дверей, кровли. Возможно также возникновение отдельных очагов пожаров. В этих условиях люди могут получать легкие ранения и ожоги. Но эти поражения будут в ограниченном числе случаев и население способно самостоятельно оказать помощь пострадавшим и устранить повреждения.
Достарыңызбен бөлісу: |