Поражающие факторы ядерного оружия

Особенности действия нейтронного оружия. Разновидностью оружия, основанного на высвобождении внутриядерной энергии, является так называемое нейтронное оружие. Этим названием подчеркивается основное его боевое свойство — вызывать поражения преимущественно за счет действия нейтронного излучения.

В нейтронных боеприпасах малого и сверхмалого калибров действие ударной волны и светового излучения ограничено радиусом всего 140–300 м, а действие нейтронного излучения доведено до такого же уровня, как и при взрыве термоядерных боеприпасов большой мощности, или даже несколько повышено (в условиях низкого воздушного взрыва).

В некоторых нейтронных боеприпасах до 80% энергии может уноситься проникающей радиацией и лишь 20% расходоваться на ударную волну, световое излучение и радиоактивное загрязнение местности. Люди будут погибать от действия потока нейтронов (80–90%) и у-лучей (10-20%) или получать тяжелую форму острой лучевой болезни.

 

 

 

 

Вопрос 2 (48). Проникающая радиация. Определение, единицы измерения доз излучения. Средства и способы защиты. Коэффициент ослабления.

 

Ионизирующее излучение (проникающая радиация) – поток гамма лучей и нейтронов из зоны ядерного взрыва. За единицу измерения излучения (экспозиционной дозы) принят кулон на 1 кг (Кл/кг) в единицах СИ. На практике в качестве единицы экспозиционной дозы излучения часто пользуются внесистемной единицей рентген (Р). Поглощенная доза, т.е. доза ионизирующих излучений, поглощенная тканями организма, измеряется в радах или Греях (Гр) 2 в единицах СИ. 1 рад приблизительно равен 1 Р.

При облучении ионизирующим излучением возникает лучевая болезнь.

Лучевая болезнь I (легкой) степени развивается при общей дозе. однократного облучения 1 – 2 Гр (100 – 200 Р). Скрытый период ее длительный, достигает 4 недель и более. Нерезко выражены симптомы периода разгара болезни.

Лучевая болезнь II степени (средней тяжести) возникает при общей дозе облучения 2 – 4 Гр (200 – 400 Р). Реакция на облучение обычно выражена и продолжается 1 – 2 суток. Скрытый период достигает 2 – 3 недели. Период выраженных клинических проявлений развивается нерезко. Восстановление нарушенных функций организма затягивается на 2 – 2,5 месяца.

Лучевая болезнь III (тяжелой) степени возникает при общей дозе облучения 4 – 6 Гр (400 – 600 Р). Начальный период обычно характеризуется выраженной симптоматикой. Резко нарушена деятельность центральной нервной системы, рвота возникает повторно и иногда приобретает характер неукротимой. Скрытый период чаще всего продолжается 7 – 10 дней. Течение заболевания в период разгара (длится 2 – 3 недели) отличается значительной тяжестью. Резко нарушен гемопоэз. Выражен геморрагический синдром. Более отчетливо выявляются симптомы, свидетельствующие о поражении центральной нервной системы. В случае благоприятного исхода исчезновение симптомов болезни происходит постепенно, выздоровление весьма замедленно (3 – 5 месяцев).

Лучевая болезнь IV (крайне тяжелой) степени возникает при облучении 6 Гр (600 Р) и более. Она характеризуется ранним бурным появлением в первые минуты и часы тяжелой первичной реакции, сопровождающейся неукротимой рвотой, адинамией, коллапсом. Начальный период болезни без четкой границы переходит в период разгара, отличающийся чертами септического характера, быстрым угнетением кроветворения (аплазия костного мозга, панцитопения), ранним возникновением геморрагий и инфекционных осложнений (в первые дни).

Следует отметить, что при увеличении мощности ядерного боеприпаса значительно увеличиваются радиусы воздействия ударной волны и светового излучения, тогда как радиус действия ионизирующего излучения увеличивается незначительно.

Ослабление ионизирующего излучения осуществляется различными материалами, используемыми в качестве защиты (бетон, грунт, дерево). Они характеризуются слоем половинного ослабления, т. е. слоем, который уменьшает интенсивность воздействия излучения на человека в 2 раза.

 

Приборы радиационной и химической разведки, контроля радиоактивного заражения и облучения.

Наличие радиоактивных осадков на местности, а также ФОВ (фосфорорганических отравляющих веществ) нельзя обнаружить визуально или органолептически, и заражение (поражение) может произойти незаметно для человека. Для своевременного и быстрого их обнаружения в воздухе, на местности, различных предметах и в различных средах созданы специальные приборы радиационной и химической разведки, контроля полученных доз облучения и степени заражения.

Для правильного использования приборов радиационной разведки и контроля облучения людей, а также получения необходимой точности измерения нужно знать характеристики ионизирующих излучений, которые они регистрируют, а также принципы, на основе которых работают эти приборы.

Работа дозиметрических приборов основана на способности излучений ионизировать вещество среды, в которой они распространяются. Ионизация, в свою очередь, является причиной некоторых физических и химических изменении в веществе, которые могут быть обнаружены и измерены. К таким изменениям относятся: увеличение электропроводности (газов, жидкостей, твердых материалов); люминесценция (свечение); засвечивание светочувствительных материалов (фотопленок); изменение цвета, окраски, прозрачности некоторых химических растворов.

В зависимости от природы регистрируемого физико-химического явления, происходящего в среде под воздействием ионизирующего излучения, различают ионизационный, химический, сцинтилляционный, фотографический и другие методы обнаружения и измерения ионизирующих излучений.

Ионизационный метод основан на явлении ионизации молекул, которая происходит под воздействием ионизирующих излучений в среде (газовом объеме), в результате чего электропроводность среды увеличивается, что может быть зафиксировано соответствующими электронно-техническими устройствами. Ионизационный метод положен в основу принципа работы таких приборов, как ДП-5А (ДП-5Б), ДП-ЗБ, ДП-22В и ИД-1.

Приборы, работающие на основе ионизационного метода, имеют принципиально одинаковое устройство и включают: воспринимающее устройство (ионизационную камеру), электрическую схему (усилитель ионизационного тока), регистрирующее устройство (микроамперметр), источник питания (сухие элементы).

Химический метод основан на способности молекул некоторых веществ распадаться в результате воздействия ионизирующих излучений, образуя новые химические соединения. Так, хлороформ в воде при облучении разлагается с образованием хлороводородной кислоты, которая дает цветную реакцию с красителем, добавленным к хлороформу. По плотности окраски судят о дозе излучения (поглощенной энергии). На этом принципе основано устройство химических дозиметров ДП-70 и ДП-70М.

Сцинтилляционный метод измерения ионизирующих излучений основан на том, что некоторые вещества (сульфит цинка, иодид натрия) светятся при воздействии на них ионизирующих излучений. Количество световых вспышек пропорционально мощности дозы излучения и регистрируется с помощью специальных приборов – фотоэлектронных умножителей. На этом принципе основано действие индивидуального измерителя дозы ИД-11.

Фотографический метод основан на способности молекул бромида серебра, содержащегося в фотоэмульсии, распадаться на серебро и бром под воздействием ионизирующих излучений. При этом образуются мельчайшие кристаллики серебра, которые вызывают почернение фотопленки при ее проявлении. Плотность почернения пропорциональна поглощенной энергии излучения. Сравнивая плотность почернения с эталоном, определяют дозу излучения (экспозиционную или поглощенную), полученную пленкой.

 

Единицы измерения ионизирующих излучений

Для определения и учета величин, характеризующих ионизирующие излучения, введены понятия доз облучения и некоторых единиц измерения: экспозиционные дозы излучений, поглощенная доза, эквивалентная доза.

Экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучений – количественная характеристика излучения, основанная на способности излучений ионизировать воздух. За единицу экспозиционной дозы в единицах СИ принята такая доза, при которой в 1 кг сухого воздуха образуются ионы, несущие заряд в 1 Кл электричества каждого знака. На сегодняшний день на практике широко применяется внесистемная единица для экспозиционной дозы – рентген (Р). 1 Р соответствует излучению, при котором в 1 см3 сухого воздуха образуется 1 единица заряда в системе единиц СГС, или 2,08*109 пар ионов. 1 Р = 2,58*10-4 Кл/кг.

Для количественного измерения дозы излучения любого вида (включая рентгеновское и гамма-излучения) используется так называемая поглощенная доза-энергия излучения, поглощенная единицей массы облучаемой среды. В СИ единицей поглощенной дозы является грей (Гр), равный 1 Дж/кг. Ранее используемая внесистемная единица поглощенной дозы рад равна 0,01 Гр.

Поскольку различные виды ионизирующих излучений при одной и той же поглощенной дозе вызывают различные по тяжести поражения живой ткани, введено понятие о биологической (эквивалентной) дозе, единицей которой в СИ является зиверт (Зв). Это такая поглощенная доза любого излучения, которая при хроническом облучении вызывает такой же биологический эффект, как 1 Гр поглощенной дозы рентгеновского или гамма-излучения. На практике встречается внесистемная единица эквивалентной дозы – бэр (биологический эквивалент рентгена), равная 0,01 Зв.

Скорость набора дозы ионизирующих излучений характеризуется мощностью дозы, определяемой как отношение величины набранной дозы ко времени, за которое она была получена:

P = D/T

где Р – мощность дозы ионизирующих излучений, Р/ч;

D – суммарная доза облучения, Р;

Т – время облучения, ч.

Единицей мощности поглощенной дозы в единицах СИ является 1 Гр/с, эквивалентной дозы – 1 Зв/с, экспозиционной дозы – 1 Кл/кг-с = 1 А/кг. В практике дозиметрии широко применяются внесистемные единицы мощности дозы – 1 Р/ч, 1 Гр/ч, 1 мкР/с, 1 Р/год и другие единицы, образованные аналогичным образом.

Мерой количества радиоактивного вещества, выражаемой числом радиоактивных превращений в единицу времени, является активность. В СИ за единицу активности принято 1 ядерное превращение в секунду (расп./с). Эта единица получила название Беккерель (Бк). Внесистемной единицей измерения активности является кюри (Ки). Кюри – это активность такого количества вещества, в котором происходит 3,7-1010 актов распада в 1с (3,7-1010 Бк). 1 Ки соответствует активности 1 г радия.

 

Средства и способы защиты от проникающей радиации.

Защита населения от оружия массового поражения - одна из главных задач гражданской обороны. Планируются и проводятся в комплексе три основных способа защиты:

 -использование населением средств коллективной защиты;

 -использование защитных свойств местности;

 -использование населением средств индивидуальной защиты.

Состояние и непрерывное совершенствование наступательных средств значительно повысили возможность внезапного нападения противника. В этих условиях сроки проведения защитных мероприятий могут оказаться крайне ограниченными. Следственно, на первое место должно быть поставлено укрытие населения в защитных сооружениях по месту его пребывания - на работе или учебе и в местах постоянного жительства.

Защитные сооружения - это сооружения, специально предназначенные для защиты населения от ядерного оружия, а также от воздействия возможных вторичных поражающих факторов при ядерных взрывах. Эти сооружения, в зависимости от защитных свойств подразделяются на убежища и противорадиационные укрытия (ПРУ). Кроме того, могут применяться простейшие укрытия- щели.

Убежища представляют собой сооружения, обеспечивающие наиболее надежную защиту укрываемых в ней людей от воздействия всех поражающих факторов ядерного взрыва (включая и нейтронный поток), а также от обвалов и обломков разрушенных зданий (сооружений) при взрывах.

В убежищах люди могут находиться длительное время, даже в заваленных безопасность их обеспечивается в течение нескольких суток. Надежность защиты достигается за счет прочности ограждающих конструкций и перекрытий, а также за счет создания санитарно- гигиенических условий, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность людей в убежище. Вместимость убежищ определяется суммой мест для сидения (на первом ярусе) и лежания (на втором и третьем ярусах).

Убежища могут быть встроенные и отдельно стоящие. Наиболее распространены встроенные убежища. Под них обычно используют подвальные или полуподвальные этажи производственных, общественных и жилых зданий.

Строительство отдельно стоящих заглубленных убежищ допускается при невозможности устройства встроенных убежищ. Такие убежища полностью или частично заглублены и обсыпаны сверху и с боков грунтом. Под них могут быть приспособлены различные подземные переходы и галереи, метрополитены, горные выработки. Располагают убежища в местах наибольшего сосредоточения людей, для укрытия которых они предназначены.

Помещения убежища, где располагаются укрываемые люди, хорошо герметизируются для того, чтобы в них не проникал зараженный радиоактивными веществами воздух. Этого можно достигнуть повышенной плотностью стен и перекрытий, заделкой в них всевозможных трещин, отверстий и соответствующим оборудованием входов.

Каждое убежище имеет не менее двух входов, расположенных в противоположных сторонах с учетом направления движения основных потоков укрываемых, а встроенное убежище должно иметь и аварийный выход.

Подача воздуха осуществляется по воздуховодам с помощью вентилятора. В фильтровентиляционной камере размещается фильтровентиляционный агрегат, обеспечивающий вентиляцию помещений убежища и очистку наружного воздуха от радиоактивных веществ. Система фильтрования может работать в двух режимах: чистой вентиляции и фильтровентиляции. В первом режиме воздух очищается от грубодисперсной радиоактивной пыли (в противопыльном фильтре), во втором - от остальных радиоактивных веществ.