Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
Характеристика осередків ураження в умовах НС техногенного та...Коротка характеристика осередку біологічного ураженняОсобливості осередку ураження під час НС природного характеру
Осередок ядерного ураження. Вплив на людей і об'єктиБіологічна зброя. Осередок біологічного ураженняХімічна зброя. Осередок хімічного ураження
Оцінка радіаційної обстановки після ядерного вибухуОсередок ядерного ураження. Вплив на людей і об'єктиДиверсії на ядерних об'єктах
Договір найму будівлі або іншої капітальної спорудиДоговір найму будівлі або іншої капітальної спорудиПожежна безпека будівель та споруд
 
Головна arrow БЖД arrow Цивільний захист
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

ЛЕКЦІЯ 5. Характеристика осередків ураження в умовах НС воєнного характеру

Навчальна мета:

Вивчити основні уражаючі фактори, які можуть виникати в умовах надзвичайних ситуацій воєнного характеру, та наслідки їх дії на людей і об'єкти господарювання.

Навчальні питання:

5.1. Ядерна зброя та її уражаючі фактори. Осередки ураження.

5.2. Хімічні зброя. Осередок хімічного ураження.

5.3. Біологічна зброя. Осередок біологічного ураження.

Питання для самостійного вивчення:

токсикологічні характеристики отруйних речовин, захист від них, знезараження; біологічні засоби ураження людей, тварин, рослин, продуктів, кормів і води.

Ядерна зброя та її уражаючі фактори. Осередки ураження

Ядерна зброя та її класифікація

Атом є найменшою частинкою речовини, але атом має складну будову – в центрі ядро, навколо якого по орбітах обертаються електрони.

У свою чергу ядро атомів складається з протонів і нейтронів. Число протонів характеризує хімічні властивості елемента і є його атомним номером, а сумарне число протонів і нейтронів у ядрі становить масове число елементу. Елементи різних атомних чисел при одному атомному номері називають ізотопами. Між протонами і нейтронами діють сили зчеплення які обумовлюють стійкі ядра. Менш стійкі ядра за певних умов можуть перетворюватися у більш стійкі ядра, а енергія, яка при цьому вивільняється, називається атомною (внутрішньоядерною).

Відомо три шляхи вивільнення атомної енергії:

– радіоактивний розпад ядер;

– поділ важких ядер;

– сполучення легких ядер атомів у більш важкі.

Радіоактивний розпад ядер урану або плутонію супроводжується виникненням двох-трьох осколків ділення, нових нейтронів, гамма-квантів – тобто випусканням у навколишнє середовище α-, β-, γ-променів і виділенням великої кількості ядерної енергії.

Осколки ділення ядер важких ізотопів – це елементи верхньої або середньої частини періодичної таблиці Д.І. Менделєєва. Вони радіоактивні, а тому являються джерелом гамма-випромінення проникаючої радіації, а також основною причиною радіоактивного забруднення.

Нейтрони, які виникають у процесі ділення ядер, викликають нові ділення з появою нових нейтронів та створюють умови для протікання ланцюгової реакції ділення.

α-промені – це потік позитивно заряджених частинок, які являють собою ядра гелію. З ядра ці частинки вилітають зі швидкістю до 20000 км/год.

Довжина пробігу α-частинок у повітрі не більше кількох сантиметрів. Одяг людини поглинає їх повністю, лист паперу затримує їх. Але попадаючи в організм з повітрям, водою, їжею – дуже небезпечні.

β-промені – це потік негативно заряджених частинок – електронів, що випускаються ядрами атомів. Вони викидаються з різними швидкостями (деякі досягають швидкості світла). У повітрі проходять шлях у декілька метрів. Вони мають більш проникаючу здатність ніж α-частинки, але вони можуть бути затримані підошвою взуття, віконним склом та металевими пластинами, товщиною кілька міліметрів. У живих тканинах пробіг β-частинок не більше 1,5 см.

γ-промені подібно до рентгенівського проміння, яке поширюється зі швидкістю світла на сотні метрів. Вони мають найбільшу проникаючу здатність.

Характерною властивістю природної радіоактивності є інтенсивність, з якою відбувається розпад ядра. Кожному ізотопу властива певна швидкість розпаду, і одиницею його вимірювання є, так званий період напіврозпаду, тобто час, протягом якого половина будь-якої кількості атомів зазнає розпаду. І ніякі умови і способи на цей час не впливають. Природний розпад відбувається поступово, тому кількість виділеної енергії порівняно мала.

Основним способом одержання великої кількості енергії є вплив нейтронів на ядра атомів урану або плутонію, при якому відбувається ядерна реакція.

Потужність ядерних боєприпасів прийнято характеризувати кількістю енергії, яка вивільняється під час вибуху. Цю енергію вимірюють величиною тротилового еквіваленту.

Тротиловий еквівалент – це така маса тротилового заряду, енергія при вибуху якого дорівнює енергії вибуху даного ядерного заряду.

Тротиловий еквівалент вимірюють в т, кт, Мт.

За характером реакції одержання енергії ядерна зброя поділяється на:

• ядерну – реакція ділення ядер урану-233, урану-235 або плутонію-239, які легко поділяються при захваті нейтронів будь-якої енергії, але особливо інтенсивно тепловими;

• термоядерну – спочатку реакція поділу ядер урану-235 або плутонію-239 і з'єднання ядер легких елементів – дейтерію і тритію, а також гідрити літію у більш важкі ядра. Реакції синтезу дуже складні у виконанні у зв'язку з необхідністю подолання електростатичних сил відштовхування, які збільшуються при з'єднані цих ядер. Тільки при наявності високих температур (десятки мільйонів градусів) і великого тиску вдається наблизити ядра, що синтезуються, на відстані дії ядерних сил.

При такій високій температурі всі речовини переходять у стан плазми, при якому ефективно проходить реакція синтезу. Такі реакції і називають термоядерними.

Таку високу температуру для проведення реакції синтезу забезпечує звичайний ядерний заряд ланцюгової реакції ділення. Тому до складу любого термоядерного заряду входить ядерний детонатор для запуску реакції синтезу.

Термоядерна зброя малої потужності має назву нейтронна. Вона має підвищену проникаючу радіацію з великим процентом нейтронного випромінювання. Таким чином, термоядерний заряд грунтується на принципі "ділення – синтез".

комбіновану-послідовно 3 реакції: поділ ядер U-235, або Р1-239; з'єднання атомів легких елементів; і поділ ядер U-238. Тобто, виходить принцип "ділення- синтез-ділечня".

У третій фазі поділу на U-238 діють швидкі нейтрони, які виникають при реакції синтезу. Енергія цих нейтронів достатня, щоб викликати і підтримувати реакцію поділу U-238. До 90% енергії термоядерного боеприпасу може бути отримано діленням дешевого природного U-238. Використання такої уранової оболонки дозволило створити термоядерні заряди потужністю до 20-50 Мт.

Вибухова ланцюгова реакція ділення можлива тільки у визначеній кількості урану чи плутонію, яка перевищує так звану критичну масу.

Найменша кількість ядерного палива, в якій може проходити ланцюгова ядерна реакція називається критичною масою.

Вона залежить від природи речовини (уран, плутоній) і зменшується із збільшенням ступеню очищення, його щільності, а також від рефлекторного матеріалу, який її оточує і штучного джерела нейтронів, які покращують умови ділення. Найбільш оптимальною формою ядерного заряду є сфера, яка забезпечує найменші втрати нейтронів за рахунок виходу їх за межі ділимої речовини.

Наприклад. Оболонка природного урану при оточенні речовини, яка розщеплюється, є дуже добрим рефлектором, відбиваючи назад нейтрони, що виходять із речовини. При цьому маса, при якій стає можливою ланцюгова реакція може бути зменшена у 2-3 рази. Так, критична маса для плутонію в металевій фазі дорівнює приблизно 11 кг, а при доброму рефлекторі вона може бути зменшеною до 5 кг.

Під час вибуху ядерного заряду температура підвищується до 10 млн °С, а при термоядерному – доходить до кількох десятків МЛН°С.

За потужністю ядерні боєприпаси поділяють на:

• малі – потужністю до 15 кт;

• середні – 15-100 кг;

• великі – 100 – 500 кг;

• надвеликі – більше 500 кг.

В залежності від задач, які вирішуються, калібру боєприпасів, використовують такі засоби доставки ядерних боєприпасів до цілі:

- балістичні, крилаті ракети і зенітні керовані ракети (у т.ч. з роздільними головками);

– підводні човни і надводні кораблі;

– стратегічна і тактична авіація;

– ствольна артилерія;

– космічні засоби;

– фугаси.

Види ядерних вибухів

Ядерні і термоядерні вибухи мають комбіновану уражаючу дію, тому-що всі уражаючі фактори діють майже одночасно на різні об'єкти.

Вид вибуху має свої особливості.

Висотний вибух – особливо сильно діє світлове випромінювання на органи зору (особливо вночі).

Наземний і підземний вибухивисока руйнівна здатність і сильне радіоактивне забруднення місцевості.

А взагалі вибухи бувають:

висотні (атмосферні) – це вибухи на висоті більше 10 км (вище границі тропосфери). Призначені для ураження літальних апаратів. Його зовнішньою ознакою являється яскрава сфера та відсутність пилового стовпа;

повітряні – проводяться на такій висоті, коли світна сфера не торкається поверхні землі (води) та має форму кулі. Зовні спостерігається хоча б короткочасний розрив між сферою вибуху та стовпом пилу. Вони бувають низькі і високі.

Низькі – на висоті декілька сотень і тисяч метрів над землею в залежності від потужності ядерного боеприпасу та може використовуватись для пошкодження міських та промислових будівель, для ураження людей, різної техніки та інших об'єктів.

Високі – проводяться на висоті більш низькій і можуть використовуватись для ураження літаків та інших літальних апаратів у повітрі;

наземні (надводні) – вибухи на поверхні землі (води), тобто контактні вибухи, а також вибухи в повітрі на невеликій висоті, коли світна область торкається поверхні землі (води). Світна область має форму півкулі. При наземному вибуху відсутній розрив між світною областю і стовпом пилу.

Наземні вибухи використовуються для пошкодження різних наземних споруд підвищеної міцності, а також аеродромів, залізничних вузлів, людей у міцних укриттях та інше.

При наземних вибухах відбувається радіоактивне забруднення місцевості.

Підземні – проводяться під землею і можуть використовуватись для пошкодження надзвичайно міцних підземних споруд (КП, шахти ПУ ракет), аеродромів, підземних заводів, складів, а також для утворення радіоактивних загороджень (перешкод).

Зовні спалаху та світної області не видно. Грибовидна хмара не виникає. При неглибокому підземному вибуху спостерігається викидання ґрунту на поверхню землі.

Надводні вибухи можуть використовуватись для ураження надводних кораблів та гідротехнічних споруд.

Підводні – вибухи проводяться під водою і можуть використовуватись для ураження підводних човнів, надводних кораблів і різних гідротехнічних споруд. В місці вибуху на поверхні води спостерігається освітлена пляма, виникає "султан", поверхневі хвилі та базисна хвиля.

Базисна хвиля являється джерелом радіоактивного зараження і представляє собою пару води і мілкий водяний пил, перемішані з радіоактивними продуктами вибуху, які піднімаються вверх та розповсюджуються по вітру від епіцентру вибуху. З такої хмари випадають радіоактивні опади.

Ядерна зброя має 5 уражаючих факторів: ударна хвиля, світлове випромінювання, проникаюча радіація, радіоактивне забруднення місцевості, електромагнітний імпульс.

5.1.1. Уражаючі фактори ядерної зброї, їх дія на людей, будівлі та споруди

Величезна кількість енергії, яка виділяється при повітряному ядерному вибуху розподіляється між уражаючими факторами так:

– ударна хвиля ≈ 50%;

– світлове випромінювання ≈ 35%;

– радіоактивне забруднення ≈ 10%;

– проникаюча радіація і електромагнітний імпульс ≈ 5%.

Ударна хвиля – це ділянка сильного стиснення повітря, розігрітого до декількох мільйонів градусів, що поширюється з надзвичайною швидкістю (більше 350 м/с або 1260 км/год) в усі сторони від центру вибуху (при підводному вибуху – 1500 м/с).

Джерелом виникнення ударної хвилі є високий тиск у центрі вибуху, що досягає 105 млрд Па. Він складається із зони стиснення (де тиск вище атмосферного) і зони розрідження (тиск нижче атмосферного).

Найпотужніша ударна хвиля – при повітряному вибуху.

Уражаюча дія ударної хвилі визначається двома параметрами:

надмірний тиск (ΔΡФ) – це різниця між нормальним атмосферним тиском перед фронтом хвилі і максимальним тиском у фронті ударної хвилі (Ро), тобто

ΔРФ = РФ – Ро;

швидкісний напір тиску (ΔРШВ) – це динамічне навантаження, яке створюється потоком повітря. Так само, як і ΔΡφ, АРШВ вимірюється в Па (паскалях, або кг/см2) (1 кг/см2= 100 Па).

Тривалість дії ударної хвилі вимірюється секундами.

Внаслідок дії ударної хвилі відбуваються масові ураження людей, тварин, рослин, руйнування й ушкодження будівель і споруд. У таблиці 5.1 показано надмірний тиск ударної хвилі в залежності від відстані до центра вибуху і потужності ядерного заряду.

Таблиця 5.1

Надмірний тиск ударної хвилі в залежності від відстані до центра вибуху і потужності ядерного заряду

Потужність боеприпасу, кт

Надлишковий тиск, Δ РФ, кг/см2

5

2

1

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

Відстань до центру вибуху, км

100

0,4

0,68

1

1,4

1,6

1,7

2,1

2,6

3,8

6,5

0,62

0,92

1,2

1,5

1,7

1,9

2,2

2,5

3,2

5,2

200

0,51

0,86

1,2

1,6

1,8

1,9

2,5

2,9

4,4

7,9

0,79

1,15

1,5

1,8

2

2,2

2,6

3

3,8

6,4

300

0,58

0,98

1,37

1,85

2,07

2,27

2,8

3,35

4,95

9,1

0,9

1,35

1,7

2,1

2,3

2,55

2,93

3,6

4,4

7,3

500

0,69

1,15

1,7

2,3

2,6

3

3,4

4,2

6

11,5

1,05

1,6

2,1

2,6

2,8

3,2

3,6

4,4

5,5

9

1000

0,9

1,5

2,2

3

3,3

3,6

4,3

5

7,5

14,3

1,35

2

2,9

3,5

3,6

4

4,5

5,4

7

11,2

Примітка: Чисельник – для повітряного, знаменник – для наземного вибуху.

При зіткнені фронту ударної хвилі з людиною чи твариною на тіло діє великий тиск і це відчувається як удар, який створює хвилю стиснення, що поширюється в тканинах і органах зі швидкістю 1500 м/с. Вони не встигають відреагувати на це і пошкоджуються. Це залежить від тиску і швидкості. Особливо пошкоджуються органи наповнені газами (легені, кишечник) і кров'ю (печінка, селезінка, великі судини) і інше.

При дії хвилі спочатку проходить стиснення, а потім швидке розширення – що призводить до розриву тканин.

В органах з кров'ю (судини) проходить гідроудар і вони розриваються.

В залежності від цих двох показників виникають пошкодження людей і тварин:

легкі травми (при тиску 20-40 кПа (0,2-0,4 кгс/см2) і характеризуються вивихами, тимчасовим пошкодженням слуху, контузією;

• середні травми (40-60 кПа (0,4-0,6 кгс/см2) і виявляються контузії, пошкодження слуху, вивихи, кровотечі з носа і вух, розриви барабанних перетинок;

важкі травми (60-100 кПа (0,6-1 кгс/см2) – характеризується важкими контузіями, переломами кінцівок, сильними кровотечами з носа і вух;

• дуже важкі травми (більше 100 кПа (1 кгс/см2). Для них характерні переломи кісток, розриви внутрішніх органів (печінки, легень, селезінки, нирок і ін.), відкриті переломи кінцівок, струси мозку, переломи хребта.

Зовнішньою межею ядерного ураження вважається умовна лінія на місцевості, де надмірний тиск ударної хвилі 10 кПа (0,1 кгс/см2).

Територія, на якій під впливом уражаючих факторів ядерного вибуху виникли руйнування будівель і споруд, пожежі, радіоактивне забруднення місцевості і ураження людей і тварин, називається осередком ядерного ураження.

Осередок ядерного ураження умовно поділяють на 4 зони:

зона повних руйнувань (50 кПа – 0,5 кгс/см2). Повністю руйнуються житлові, тваринницькі і інші споруди, укриття.

зона сильних руйнувань (50-30 кПа – 0,5-0,3 кгс/см2). Руйнування споруд, деформація несучих конструкцій. Можуть залишитися частково стіни і нижні поверхи. Утворюються завали.

зона середніх руйнувань (30-20 кПа – 0,3-0,2 кгс/см2). Більшість несучих конструкцій зберігається, лише частково деформується. Зберігається основна частина стін. Герметичні сховища і частина ПРУ не пошкоджується;

зона слабких руйнувань (20-5 кПа – 0,2-0,05 кгс/см2). Руйнуються вікна, двері, перегородки, тріщини верхніх поверхів. Нижні поверхи і підвали цілі. Слабкі руйнування будівель всіх типів виникають при тиску 7-20 кПа – 0,07-0,2 кгс/см2.

пошкодження – це порушення найбільш слабких елементів будівель (вікна, двері, перегородки, тераси) – при 3-5 кПа – 0,03-0,05 кгс/см2.

При ядерному вибуху під водою також утворюється ударна хвиля. Тільки надмірний тиск у десятки разів більший на однакових відстанях. Час дії підвищеного тиску у кілька разів менший, а швидкість поширення ударної хвилі більша. В цей час утворюється велика хвиля – цунамі.

Ураження лісу залежить від потужності, відстані, рельєфу, густоти і віку дерев. Ступінь ураження – від пошкодження гілля до повного руйнування дерев.

Крім руйнувань, ударна хвиля є причиною пожеж – при пошкодженнях ліній електропередач, системи газопостачання, вибухів бензосховищ, складів боєприпасів і хімічних речовин, руйнування АЕС – забруднення великих територій.

Таблиця 5.2

Радіуси зон руйнування лісу від ударної хвилі при потужності вибуху 1 Мт, км

Характер руйнування лісу

Надмірний тиск, кПа (кгс/см2)

Вид вибуху

повітряний

наземний

Повне руйнування лісу. Дерева вириваються з корінням і відкидаються.

50 (0,5)

4,5

4,0

Суцільні завали. Руйнується до 60% дерев.

50-30 (0,5-0,3)

5,5

5,0

Часткові завали. Руйнується до 30% дерев. Пошкодження насаджень.

30-20 (0,3-0,2)

7,5

7,0

Поламані окремі дерева на узліссі, галявинах. Частково поламані крони і окремі гілки.

20-10(0,2-0,1)

14,3

11,2

Світлове випромінювання – це потік променистої енергії, який включає ультрафіолетові, інфрачервоні і видимі промені.

Найбільш сильна дія світлового випромінювання при повітряному і висотному вибухах. При наземному ядерному вибуху світлове випромінювання приблизно на 40% послабляється пилом, який піднято з землі. Розповсюджуючись в любому середовищі, світловий потік послаблюється за рахунок розсіювання, відбивання і поглинання. При поглинанні різними тілами енергія світлового випромінювання переходить в тепло і нагріває освітлені поверхні. Цим явищем і характеризується уражаюча дія світлового випромінювання.

Джерелом світлового випромінювання є світла сфера, яка складається з повітря і розжарених продуктів вибуху.

Зі збільшенням сфери (до 200-500 м у діаметрі), температура на її поверхні знижується до 8000-10000°С (для порівняння – температура поверхні сонця ≈6000°С).

В залежності від потужності вибуху світлове випромінювання може тривати від кількох до десятків секунд 20 кТ – 3 с; 1 Мт – 10 с; 10 Мт – 23 с.

Уражаюча дія світлового випромінювання визначається світловим імпульсом.

Світловий імпульс – це кількість світлової енергії, яка припадає на 1 м2 (або 1 см2) освітленої поверхні, розміщеної перпендикулярно поширенню випромінювань протягом всього часу існування світлового потоку.

Він вимірюється в Дж/м2 (несистемна одиниця ккал/см2,1 ккал = 4,19 Дж).

Тривалість світлового імпульсу залежить від потужності і визначається

де g – потужність вибуху, КТ.

Максимальний радіус ураження світловим імпульсом буде при повітряному вибуху, тому-що світла область – у формі кулі. Світловий імпульс швидко зменшується із збільшенням відстані від центру вибуху.

Залежно від світлового імпульсу, який потрапляє на незахищені ділянки шкіри у людей виникають опіки, які діляться на 4 ступені:

опіки першого ступеня – при світловому імпульсі 80-160 кДж/m2 – почервоніння, припухлість, болючість.

опіки другого ступеня – при світловому імпульсі 160-400 кДж/m2. На

шкірі утворюються пухирі, наповнені рідиною, болючість.

опіки третього ступеня – при світловому імпульсі 400-600 кДж/м2 -

омертвіння шкіри, підшкірних тканин, утворення виразок.

опіки четвертого ступеня – при світловому імпульсі понад 600 кДж/м2 -

обвуглювання тканин, омертвіння підшкірної клітковини, м'язів, кісток.

Орієнтовані радіуси і ступені ураження людей світловим випромінюванням залежно від потужності і виду вибуху – показано в табл. 5.3.

Таблиця 5.3

Радіуси зон ураження світлового випромінювання влітку залежно від потужності та виду вибуху*, км (п – повітряний, н – наземний)

Ступінь опіків

Потужність, Мт і вид вибуху

0,2

0,3

0,5

1

5

10

п

н

п

н

п

н

п

н

п

н

п

н

Перший

4,4

2,6

10,0

5,5

16,0

9,0

20,0

13,0

36,0

22,0

51,0

34,0

Другий

2,9

1,5

8,5

5,0

13,0

8,5

14,4

9,0

28,0

16,0

43,0

24,0

Третій і четвертий

2,4

1,3

6,0

4,2

10,0

5,5

12,8

6,0

24,0

12,0

32,0

21,0

* Взимку радіуси зон ураження у 1,5-2 рази менші.

Таблиця 5.4

Радіуси виникнення пожеж залежно від потужності і виду вибуху, км

Місце виникнення пожеж

Потужність, Мт і вид вибуху

0,2

0,3

0,5

1

5

10

п

н

п

н

п

н

п

н

п

н

п

н

Населені пункти

4,4

2,6

6,5

3,8

7,8

4,5

8,5

5,0

14,0

8,0

24,0

14,0

Хвойні ліси*

5,0

3,8

7,5

4,5

9,0

5,6

11,0

5,8

20,0

8,5

28,0

16,1

Поля, достиглі с.г. культури, скошені і сухі трави

6,0

4,2

8,0

5,0

10,0

6,0

13,0

6,2

22,0

10,0

35,0

21,0

* Для змішаних лісів застосовують К = 0,8, для листяних К = 0,7.

Таблиця 5.5

Радіуси зон пожежі в лісі після ядерного вибуху, км

Потужність вибуху, Мт

Вид вибуху

Потужність вибуху, Мт

Вид вибуху

п

н

п

н

0,001

1,0

0,6

0,5

13,0

8,0

0,1

7,0

4,5

1,0

17,0

10,0

Шкідлива дія світлового випромінювання і для зору – виникає тимчасове засліплення, тривалість якого вдень – до 5 хв.; уночі – більше.

Опіки роговиці і повік – як і опіки шкіри. Опіки очного дна, якщо очі були повернуті в сторону спалаху і відкриті, то у прозорому повітрі при 20 кт – ураження на відстані до 60 км, а при 1 Мт – до 500 км.

Опіки у тварин4 ступені:

1. При світловому випромінюванні 80-240 кДж/м2 – почервоніння, припухлість, болючість, на обпечених ділянках з'являється серозне випотівання, яке засихає до темно-коричневої кірочки.

2. При світловому випромінюванні 240-480 кДж/m2 – місцеве підвищення температури, болючість уражених місць, пригнічений стан тварини.

3. При світловому випромінюванні 480-800 кДж/м2 – омертвіння шкіри і можливе ураження більш глибоких тканин. Навколо омертвілої ділянки шкіра припухає і болюча, спочатку виділяється серозне випотівання, пізніше з розвитком інфекцій – гнійний ексудат.

4. При світловому випромінюванні 800-1000 кДж/м2 і більше – відкриті ділянки тіла обвуглюються.

Вплив світлового випромінювання (СВ) на будівлі, споруди, рослини і ліси

В залежності від світлового потоку і властивостей матеріалів викликає обвуглювання, обплавлення, спалахування – що веде до пожеж.

Таким чином, СВ – це небезпечний уражаючий фактор ядерного вибуху з великим радіусом дії, який може бути причиною великих пожеж і масового ураження людей і тварин.

Характеристика зон пожеж в осередку ядерного ураження

Рис. 5.1. Характеристика зон пожеж в осередку ядерного ураження

Проникаюча радіація (ПР) – це потік γ-випромінювання і нейтронів, які утворюються під час вибуху і реакції розпаду.

На ПР витрачається 3,5-4% енергії вибуху. Тривалість – до 10-15 с.

Основою є потік γ-променів і нейтронів, які поширюються від центру у всі боки, проходячи відстань у сотні і тисячі метрів.

Уражаюча дія ПР визначається сумою доз γ-випромінювання і нейтронів:

Де = Ду + Дн, рад.

На відміну від ударної хвилі і СВ, і ПР є невидимим і безпосередньо невідчутним уражаючим фактором. Особливість ПР у тому, що γ-промені і нейтрони здатні проникати через значні товщі предметів і речовин. Але проходячи через щільну перепону, випромінювання послаблюється.

Наприклад: γ-випромінювання стає у 2 рази слабшим при проходженні через 1,8 см свинцю або 12-14 см грунту.

Зниження інтенсивності γ-променів і нейтронів характеризується шаром половинного послаблення – тобто від властивостей матеріалів і їх товщини залежить ступінь послаблення ПР.

Шар половинного послаблення – це шар речовин, при проходженні через який інтенсивність γ-променів і нейтронів зменшується у 2 рази.

Він визначається залежністю:

де 23 – шар половинного послаблення води, см; р, – щільність матеріалу, г/см3.

Іншою складовою ПР є потік нейтронів. Вони електрично нейтральні, тому не зазнають електричної взаємодії з ядрами або електронами середовища, а значить мають значну проникаючу здатність. Під їх впливом утворюється штучна або наведена радіоактивність хімічних елементів, які до їх впливу радіоактивними не були.

Уражаюча дія ПР визначається властивістю γ-променів і нейтронів сильно іонізувати атоми середовища в якому вони поширюються. Іонізуючи атоми і молекули, які входять до складу клітин, ПР порушує функції окремих органів і систем.

Іонізуючу властивість ПР в повітрі характеризують дозою випромінювання.

Доза випромінювання (Д) – це кількість енергії p/а випромінювань, поглинутих одиницею обуему середовища, яке опромінюється.

Розрізнюють експозиційну, поглинуту і еквівалентну дозу.

Експозиційну дозу випромінювання гамма-променів вимірюють несистемною одиницею – рентген (Р).

Поглинута доза радіації – це величина, яка характеризує енергію іонізуючого випромінювання, поглинуту одиницею маси речовини, яка опромінюється. Одиниця вимірювання – грей (Гр).

Для обліку біологічної ефективності випромінювань введена одиниця поглинутої дози – біологічний еквівалент рентгена – бер. Один бер – це доза будь- якого випромінювання, яка створює в організмі такий же біологічний ефект, як 1 Р рентгенівського або гамма-випромінювання.

(1 бер – 1Р).

Уражаюча дія ПР на людину залежить від величини дози опромінення і часу, на протязі якого доза отримана.

Для оцінки дії іонізуючого випромінювання за одиницю часу застосовується поняття – потужність дози (або рівень радіації) – це доза, отримана за одиницю часу і вимірюється в Р/год.

Згубно діє ПР на живі організми. Уражаюча дія радіації на живі клітини називається опроміненням. При опроміненні порушується життєдіяльність організму, яка проявляється у вигляді променевої хвороби. Ступінь і розвиток променевої хвороби у людей і тварин залежить від дози опромінення, яку одержав організм. При великих дозах виникає гостра форма.

Розрізняють 4 ступені променевої хвороби в залежності від дози:

I. Легкий – виникає при дозах 100-200 Р. Два-три тижні ознаки опромінення відсутні. Симптоми: біль у горлі, загальна слабкість, нудота, запаморочення. В крові зменшується вміст білих кров'яних кульок. Хворі видужують.

II. Середній – виникає при дозах 200-400 Р. Симптоми: проявляються набагато різкіше, ніж при легкому ступені. Крім того, спостерігається підвищення температури до 39-40°С, сильний головний біль, крововилив у внутрішніх органах. Скритий період наступає через 1-3 дні після опромінення і продовжується 2-3 тижні. Потім наступає розвиток хвороби. Можливий перехід хвороби у хронічну форму. При активному лікуванні одужання наступає через 1,5-2 місяці.

III. Важкий – виникає при дозах 400-600 Р. Первинні ознаки можуть проявитись через 1-2 години або зразу після опромінення і проявляються ще сильніше. Стан здоров'я хворого дуже важкий, сильний головний біль, блювота, пронос, буває втрата свідомості, проявляється різке збудження, крововиливи в шкіру і слизові оболонки, різко зменшується кількість лейкоцитів і еритроцитів, послаблюються захисні сили організму та з'являються різні інші ускладнення. Скритий період скорочується до декількох годин. Можливий перехід хвороби у хронічну форму. При активному лікуванні одужання наступає через 6-8 місяців. Без лікування смертність до 50%.

IV. Надзвичайно важкий – виникає при дозах 600 і більше рентген. Симптоми такі ж, як і при важкому ступені, але протікає значно важче і при неефективному лікуванні таке ураження призведе до смерті у 80-100% випадків.

При дозі > 5000 бер (Р) виникає блискавична форма променевої хвороби.

При важкому ступені гинуть 60% тварин, а при IV – через 10-15 діб – 100%.

При менших дозах – хронічна форма променевої хвороби.

Комахи і шкідники витримують дози опромінення в десятки тисяч рентген.

Найбільш стійкою до доз опромінення із рослин – квасоля.

Біологічна активність нейтронів у кілька разів більша ефективності γ-променів.

Для більшості предметів ПР помітного впливу не справляє. Проте, під її дією темніє скло оптики, засвічуються фотоматеріали в упаковці, виходять з ладу електронні прилади, в електрообладнанні виникають зміни електричних параметрів, деякі полімери твердіють або навпаки – стають м'якими.

Різні органи організму мають неоднакову чутливість до опромінення. Так, найбільш чутливими є кровотворні органи (кістковий мозок і селезінка), щитовидна залоза, статеві і внутрішні органи, молочні залози.

Під впливом опромінення вода тканин організму розпадається на водень (Н) та гідроксильну групу (ОН), що утворюють оксид Н02 і перекис водню Н2O2 – продукти з високою хімічною властивістю. Вступаючи в реакцію з молекулами білка, ферментів та інших структурних елементів тканин, вони руйнують її. В результаті призупиняється ріст тканин, порушуються обмінні процеси, пригнічується активність ферментних систем, з'являються нові хімічні сполуки, не властиві організму – токсини.

Біохімічні процеси в організмі настають протягом долей секунди і відбуваються як через декілька секунд, так і через десятиріччя після опромінення, що може призвести до виникнення раку або загибелі. Цей процес може бути прискорений або спровокований повторним опроміненням.

Так, кровотворні органи мають високу здатність відновлюватись і можуть повністю відновити свої функції при опроміненні дозою в 50-100 Р.

Репродуктивні органипри дозі в 10 Р призводить до тимчасової стерильності чоловіків, доза більша 200 Р – може призвести до сталої стерильності.

Очіуражаються при дозах 200-500 Р.

Дуже небезпечне опромінення для дітей, яке може призвести до аномального розвитку кісток, розумової відсталості, втрати пам'яті.

Радіоактивні речовини в організмі уражають ті тканини, в яких вони відкладаються: стронцій – у кістках, цезій – у м'язах, уран і плутоній – у печінці, товстому кишечнику, нирках, йод – у щитовидній залозі.

Біологічна активність нейтронів у кілька разів більша ефективності γ-променів.

Для більшості предметів ПР помітного впливу не справляє. Проте, під її дією темніє скло оптики, засвічуються фотоматеріали в упаковці, виходять з ладу електронні прилади, в електрообладнанні виникають зміни електричних параметрів, деякі полімери твердіють або навпаки – стають м'якими.

На відміну від людей і тварин, для рослин головну небезпеку становлять β-випромінювання. Рослини менш чутливі до опромінення і гинуть при дозах значно більших, ніж люди і тварини.

Чутливість залежить від фази розвитку. Прояви – гальмування росту, зниження урожайності, зменшення репродуктивності насіння, бульб, коренеплодів, а при великих дозах – до загибелі через кілька днів або тижнів після опромінення.

Установлені допустимі дози опромінення, які не призводять до променевої хвороби:

• одноразова (до 4 діб) – 50 бер (Р);

• багаторазова за місяць – 100 бер (Р)4

• багаторазова за квартал – 200 бер (Р);

• багаторазова за рік – 300 бер (Р).

У мирний час від природного фону – допустима доза 0,1 бер (Р).

Однократна доза за 4 доби – до 50 Р, при систематичному опроміненні за 10-30 діб – до 100 Р – не викликає зовнішніх ознак захворювання, і рахується безпечною в умовах НС.

Захистом від ПР служать різні матеріали. Ступінь ослаблення гамма – променів і нейтронів залежить від властивостей та товщини захисного шару.

Шар половинного ослаблення – це шар речовини, при проходженні якого інтенсивність гамма – променів і нейтронів зменшується в 2 рази.

У таблиці 5.6 приведені значення шару половинного ослаблення матеріалів.

Таблиця 5.6

Значення шару половинного ослаблення

Матеріал

Щільність, г/см2

Товщина шару половинного ослаблення, см

по нейтронах

по гамма-випромінюванню

Вода

1,0

2,7

23

Поліетилен

0,92

2,7

24

Броня

7,8

11,5

3

Свинець

11,3

12

2

Земля

1,6

12

14,4

Бетон

2,3

12

10

Деревина

0,7

9,7

33

Радіоактивне забруднення місцевості.

Радіоактивне забруднення місцевості є 4-м чинником ядерного вибуху. Під час ядерного вибуху велика кількість p/а речовин, які осідають з димової хмари на поверхню землі, забруднюють повітря, місцевість, воду, а також продукти, що знаходяться на ній, споруди, лісові насадження, сільськогосподарські культури, урожай, незахищених людей і тварин.

Джерелами p/а забруднення є p/а речовини ядерного заряду, що не прореагували, наведена радіація (штучні p/а ізотопи), продукти ділення ядерного заряду.

P/а речовини, які випадають із хмари ядерного вибуху на землю, утворюють радіоактивний слід.

З рухом p/а хмари і випаданням з неї p/а речовин, розмір p/а забруднення території поступово збільшується. Радіоактивний слід в плані має, як правило, форму еліпса.

P/а забруднення місцевості в межах сліду хмари не рівномірне. Розміри району p/а забруднення залежать від потужності, виду вибуху, швидкості вітру, метеорологічних умов, характеру місцевості. Слід може мати сотні і навіть тисячі км в довжину і декілька десятків км у ширину.

Зараженість місцевості p/а речовинами характеризується рівнем радіації і дозою випромінювання до повного розпаду p/а речовин. Місцевість рахується зараженою при рівні радіації більше 0,5 Р/год.

За рівнем радіації на першу годину після вибуху забруднену територію поділяють на 4 зони: А, Б, В, Г (рис. 5.2).

Зона А – помірного забруднення. Еталонний рівень радіації на 1-шу год. після вибуху на зовнішній межі – 8 P/год. Доза радіації на зовнішній межі за час повного розпаду p/а речовин – 40 Р, на внутрішній межі – 400 Р.

Зона Б – сильного забруднення. Еталонний рівень радіації на 1-шу год. після вибуху на зовнішній межі – 80 P/год. Доза радіації на зовнішній межі за час повного розпаду p/а речовин – 400 Р, на внутрішній межі – 1200 Р.

Зона В – небезпечного забруднення. Еталонний рівень радіації на 1-шу год. після вибуху на зовнішній межі – 240 P/год. Доза радіації на зовнішній межі за час повного розпаду p/а речовин – 1200 Р, на внутрішній межі – 4000 Р.

Зона Г – надзвичайно небезпечного забруднення. Еталонний рівень радіації на 1-шу год. після вибуху на зовнішній межі – 800 P/год. Доза радіації на зовнішній межі за час повного розпаду p/а речовин – 4000 Р, в середині зони – 7000 Р.

Слід радіоактивної хмари ядерного вибуху з рівнями радіації через 1 годину після вибуху

Рис. 5.2. Слід радіоактивної хмари ядерного вибуху з рівнями радіації через 1 годину після вибуху

З часом рівні радіації на місцевості знижуються: в 10 разів – через кожні 7-ми кратні відрізки часу. Наприклад: через 7 год після вибуху доза зменшується в 10 разів, через 49 год (2 доби) – у 100 разів, через 343 год (14 діб) – у 1000 разів і т. д.

Джерело забруднення місцевості – радіоактивні продукти поділу. Це суміш багатьох ізотопів. При поділі ядер U-235 і Р1-239 утворюється майже 200 ізотопів і 70 хімічних елементів.

Більшість ізотопів короткоживучі – йод-131, ксенон-133, лантан-140 та інші з періодом напіврозпаду від секунд до кількох днів.

Стронцій-90, цезій-137, сурма-125 та інші мають період напіврозпаду від одного до кількох років.

Цезій-135, рубідій-67, самарій-147 – розпад – тисячі років.

Великий вплив на ступінь і характер забруднення мають метеорологічні умови. Вітер – по висоті, швидкості і напрямках різний. Сніг, дощ, туман – вищий

ступінь забруднення, але разом з тим, сніг послаблює випромінювання, дощ змиває в ґрунт, що також знижує рівень радіації. Рельєф місцевості в долинах, ярах рівень забруднення більший. Ліс – спочатку все осідає на кронах.

Рівень радіації зменшується особливо інтенсивно в перші години після вибуху, про що говорить велика кількість короткоживучих ізотопів.

Якщо рівень радіації через 1 год після вибуху прийняти за 100%, то через 2 год він буде – 43%, через 5 год – 15%, через 10 год – 6,4%, через 30 год – 1,7%, через 100 год – 0,17%.

Це особливо велике значення має при організації захисту населення та введення режимів захисту населення.

Крім забруднення радіоактивними речовинами ядерного вибуху, джерелами можуть бути уранова та радіохімічна промисловість, місця переробки і поховань радіоактивних відходів, ядерні реактори різних типів, також попадання радіоактивних речовин в навколишнє середовище при транспортуванні і зберіганні.

Електромагнітний імпульспредставляє собою електричні і магнітні поля. Час дії його складає декілька десятків мілісекунд. ЕМІ порушує роботу електричних і електронних приладів, радіоелектронну і радіотехнічну апаратуру..

Основною причиною виникнення ЕМІ вважається взаємодія гамма-променів і нейтронів ядерного вибуху з атомами газів повітря, внаслідок чого з них вибиваються електрони (ефект Комптона) і хаотично розлітаються в середовищі позитивно заражених атомів газів.

Найбільшу уражаючу дію має ЕМІ, що виникає при вибуху на висоті більше 40 км.

Із збільшенням висоти вибуху район ЕМІ може сягати в діаметрі тисячі кілометрів і товщиною 20-40 км.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси