Радиоактивное заражение при ядерных взрывах
Под радиоактивным заражением принято понимать такое заражение местности и находящихся на ней объектов, а также воздуха и воды радиоактивными веществами, образующимися при ядерных взрывах, которое представляет опасность для здоровья человека.
Основным источником радиоактивного заражения при ядерных взрывах являются:
осколки деления ядер вещества заряда, представляющих собой смесь радиоактивных веществ, при распаде которых испускаются гамма лучи и β - частицы.
Вторым по значению при ядерных взрывах является:
наведённая активность почвы, обусловленная радиоактивными изотопами, образующимися в результате захвата нейтронов ядрами атомов некоторых химических элементов, входящих в её состав.
частицы материалов ядерного боеприпаса, ставшие радиоактивными под действием нейтронов.
частицы не прореагировавшей доли вещества ядерного заряда
составляют очень незначительную часть активности на заряженной местности.
Радиоактивное заражение как поражающий фактор при назем-ном ядерном взрыве отличается масштабностью, продолжительностью воздействия, скрытностью поражающего действия, снижением степени воздействия со временем.
Радиоактивные вещества, распадаясь, излучают, главным образом, бета-частицы и гамма-кванты, превращаясь в устойчивые (нерадиоактивные) вещества. В отличие от проникающей радиации радиоактивное заражение действует в течение продолжительного времени (несколько суток, недель и т.д.).
Каждый радиоизотоп (радионуклид) распадается со своей скоростью - в единицу времени распадается определенная часть ядер атомов от их общего числа. Для любого количества данного радиоактивного изотопа характерна следующая закономерность: половина общего числа ядер атомов распадается всегда за одинаковое время, называемое периодом полураспада (Т). Чем больше Т, тем дольше "живет" изотоп, создавая ионизирующие излучения. Период полураспада для данного изотопа - величина постоянная. Период полураспада для разных изотопов колеблется в широких пределах. Так, для иода-131Т = 8,05 сут, для стронция-81 - 51 сут, стронция-90 - 26 лет, кобаль-та-60 - 5,3 года, плутония-239 - 24 000 лет, урана-235 - 710 млн. лет, тория-232 - 14 млрд. лет.
Наибольшую опасность для людей представляют вещества, у которых период полураспада от нескольких суток до нескольких лет.
Интенсивность ионизирующих излучений зависит от количества радиоактивного вещества. Однако измерить его затруднительно, так как радиоактивные изотопы находятся в смеси с другими веществами. Поэтому количество радиоактивного вещества принято оценивать его активностью, т.е. числом радиоактивных распадов ядер атомов в единицу времени.
В системе СИ за единицу активности принято одно ядерное превращение в секунду (расп. /с) - беккерель (Бк). Внесистемной единицей измерения активности является кюри (Ки). Кюри-это активность такого количества радиоактивного вещества, в котором происходит Активность данного источника ионизирующих излучений - величина непостоянная: она уменьшается со временем за счет радиоактивного распада. За каждый промежуток времени, равный периоду полураспада Т, количество радиоактивного изотопа уменьшается вдвое: за 1Т - в 2 раза, за 2Т - в 4 раза, за 3Т - в 8 раз и т.д.
Следует подчеркнуть, что активность непосредственно не характеризует ионизирующего, а значит и поражающего действия излучений. Поражающее действие ионизирующих излучений характеризуется поглощенной дозой излучений.
Часть радиоактивных веществ выпадает на поверхность земли в районе взрыва, а масштабы и степень радиоактивного заражения местности зависят от мощности и вида взрыва, метеорологических условий, рельефа местности, типа грунта и растительности. Наиболее сильное заражение возникает при наземных и неглубоких подземных взрывах, в результате которых образуется мощное облако из радиоактивных продуктов. Так, при наземном ядерном взрыве мощностью 1 Мт испаряется и вовлекается в огненный шар около 20 тыс. т грунта. Радиоактивное облако достигает максимальной высоты подъема за 10 мин и перемещается ветром.
большая часть выпадает по мере продвижения облака, образуя на Поверхности так называемый радиоактивный след, характеризуемый длиной 1 и шириной Ь.
Следовательно, на местности, подвергшейся радиоактивному заражению при ядерном взрыве, образуются два участка: район взрыва и след облака. В свою очередь, в районе взрыва различают наветренную и подветренную стороны.
Форма следа зависит, главным образом, от направления и скорости ветра на различных высотах в пределах подъема облака взрыва, а так же от рельефа местности. На открытой равнинной местности при неизменном направлении ветра на всех высотах след имеет форму вытянутого эллипса.
Степень радиоактивного заражения какого-либо участка местности принято оценивать двумя величинами: полной дозой радиации и уровнем радиации.
Под полной дозой радиации понимается доза гамма - излучения, которая накапливается на высоте 1 м над поверхностью земли за всё время с момента начала заражения этого участка до полного распада радиоактивных веществ (Д∞). Измеряется в рентгенах.
В зависимости от величины полной дозы радиации на местности принято различать четыре зоны заражения (рис.2)
зона умеренного заражения (А) - на внешней границе Д∞ = 40р;
в середине зоны ≈120 р. В течение первых суток после образования следа при действиях на автомобилях и ЬТР личный состав, как правило, не получает доз радиации, приводящих к потере боеспособности;
зона сильного заражения (Б) - на внешней границе Д∞ = 400р, в середине зоны ≈600 р. При открытом расположении весь личный состав в течение 12 часов после выпадения РВВ может выйти из строя;
зона опасного заражения (В) - на внешней границе Д∞ = 1200 р, в середине зоны ≈2200р. Тяжёлые поражения открыто расположенного личного состава возможны даже при кратковременных действиях, особенно в первые сутки после взрыва. Радиационные потери исключаются только при нахождении в блиндажах и убежищах;
зона чрезвычайно опасного заражения (Г) - на внешней границе Д∞ =4000р, в середине зоны ≈10000р. Даже при действиях в танках в течение первых часов после заражения личный состав получает тяжёлые радиационные поражения.
Полную дозу радиации нельзя измерить приборами и её не может получить личный состав; она определяется только расчётным путём.
Доза радиации, получаемая личным составом, определяется не за бесконечное время, а за какой-то отрезок времени, называемый временем облучения - t обл.
Большая часть радиоактивных осадков, которая вызывает радиоактивное заражение местности, выпадает из облака за 10...20 ч после ядерного взрыва. К этому моменту и заканчивается формирование радиоактивного следа облака. Однако на том или ином участке местности, над которым проходит радиоактивное облако, выпадение радиоактивных осадков продолжается от нескольких минут до 2 ч и более.
В районе взрыва и в ближайшей к нему зоне на следе облака радиоактивное заражение местности обусловливается, главным образом, выпадением крупных радиоактивных частиц из пылевого столба. Поэтому формирование следа на небольших расстояниях от места взрыва продолжается всего лишь несколько минут, но по мере удаления облака-jot центра (эпицентра) взрыва время выпадения радиоактивных частиц на местность увеличивается. Во всех случаях продолжительность выпадения радиоактивных осадков в той или иной точке следа зависит от мощности ядерного взрыва и скорости среднего ветра. Чем больше скорость среднего ветра, тем меньше продолжительность выпадения радиоактивных осадков.
Поскольку направление и скорость ветра с высотой, как правило, существенно изменяются, то для расчетов пользуются средним ветром.
Средний ветер - это средний по направлению и скорости ветер во всем слое атмосферы от поверхности земли до максимальной высоты подъема облака взрыва. Для определения среднего ветра органы Гидрометеослужбы несколько раз в сутки производят ветровое зондирование атмосферы с помощью шаров-пилотов или радиозондов. Значение среднего ветра получают геометрическим сложением векторов скорости ветра в отдельных слоях атмосферы. Для этого в выбранном масштабе откладывают векторы скорости ветра в каждом слое с учетом его направления; начальную точку и конец последнего вектора соединяют прямой линией и делят ее на число составляющих векторов (на рис.1.7 их 6). Полученный вектор характеризует скорость и направление среднего ветра.
Скорость среднего ветра измеряется в километрах в час, а направление - в градусах, отсчитываемых по часовой стрелке от направления на север до линии, откуда дует ветер. Например, при направлении среднего ветра 270° радиоактивное облако будет перемещаться на восток (рис.7).
Уровень радиации характеризует интенсивность гамма - излучения, испускаемого РВ на заражённой местности, обычно обозначается буквой Р и представляет собой отношение дозы ΔД, накапливаемой за очень малый промежуток времени Δt, к продолжительности этого промежутка P=. Уровни радиации на заражённой местности измеряются в р/ч.
Под уровнем радиации I р/г понимается такая постоянная интенсивность гамма - излучения, при которой доза 1р накапливается за I час.
Уровни радиации на местности и степень радиоактивного заражения объектов с течением времени непрерывно уменьшается вследствие естественного распада радиоактивных веществ. С достаточной для практических целей точностью можно использовать следующее правило: при увеличении времени, прошедшего после взрыва, в 2 раза уровень радиации уменьшается в 2 раза; при увеличении времени в семь раз уровень радиации уменьшается в десять раз.
Поражающее действие радиоактивного заражения обусловлено внешним облучением людей в основном гамма - лучами при их нахождении на зараженной местности и внутренним облучением при попадании РВ внутрь организма.
Действие внешнего облучения на людей аналогично действию, проникающей радиации, но доза радиации накапливается в течение длительного времени.
О степени заражения радиоактивными веществами поверхностей различных объектов, обмундирования личного состава и кожных покровов принято судить по величине мощности дозы гамма - излучения вблизи зараженных поверхностей, определяемой в мР/ч
ПРИМЕЧАНИЕ: если заражение произошло продуктами ЯВ возраста до 12 или от 12 до 24 часов, то указанные в таблице значения увеличиваются соответственно в 4 и 2 раза.
Для защиты личного состава от внешнего облучения радиоактивного заражения местности используются инженерные сооружения, объекты военной техники и естественные укрытия, которые обеспечивают разный уровень защиты от гамма-излучения
ПРИМЕЧАНИЕ: в скобках приведены Косл для случаев, когда примыкающие к входам участки траншей или ходов сообщений дезактивированы.
На размеры и форму радиоактивного следа оказывают влияние мощности и вид взрыва, тип грунта в районе взрыва, а также направление и скорость ветра в период выпадения РВ, атмосферные осадки на направлении перемещения радиоактивного облака, лесные массивы, рельеф местности и некоторые другие факторы.
