Как влияют ядерные аварии на экологию окружающей среды

   Ядерное оружие является одним из основных видов оружия массового поражения, основанного на использовании внутриядерной  энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых  изотопов урана и плутония или  при термоядерных реакциях синтеза  легких ядер - изотопов водорода (дейтерия и трития).

   В результате выделения огромного  количества энергии при взрыве поражающие факторы ядерного оружия существенно  отличаются от действия обычных средств  поражения. Основные поражающие факторы  ядерного оружия: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное  заражение, электромагнитный импульс.

   Ядерное оружие включает в себя ядерные боеприпасы, средства доставки их к цели (носители) и средства управления.

   Мощность  взрыва ядерного боеприпаса принято  выражать тротиловым эквивалентом, то есть количеством обычного взрывчатого  вещества (тротила), при взрыве которого выделяется столько же энергии.

   Основными частями ядерного боеприпаса являются: ядерное взрывчатое вещество (ЯВВ), источник нейтронов, отражатель нейтронов, заряд взрывчатого вещества, детонатор, корпус боеприпаса.

   Далее преподаватель последовательно  раскрывает поражающие факторы ядерного взрыва и дает краткую характеристику их воздействия на человека.

   Ударная волна - это основной поражающий фактор ядерного взрыва, так как большинство  разрушений и повреждений сооружений, зданий, а также поражения людей  обусловлены, как правило, ее воздействием. Она представляет собой область  резкого сжатия среды, распространяющуюся во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. Передняя граница сжатого слоя воздуха  называется фронтом ударной волны.

   Поражающее  действие ударной волны характеризуется  величиной избыточного давления. Избыточное давление - это разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед  ним.

   При избыточном давлении 20-40 кПа незащищенные люди могут получить легкие поражения (легкие ушибы и контузии). Воздействие  ударной волны с избыточным давлением 40-60 кПа приводит к поражениям средней  тяжести: потере сознания, повреждению  органов слуха, сильным вывихам  конечностей, кровотечению из носа и  ушей. Тяжелые травмы возникают при  избыточном давлении свыше 60 кПа. Крайне тяжелые поражения наблюдаются  при избыточном давлении свыше 100 кПа.

   Световое  излучение - это поток лучистой энергии, включающий видимые ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Его источник - светящаяся область, образуемая раскаленными продуктами взрыва и раскаленным  воздухом. Световое излучение распространяется практически мгновенно и длится в зависимости от мощности ядерного взрыва до 20 с. Однако сила его такова, что, несмотря на кратковременность, оно способно вызывать ожоги кожи (кожных покровов), поражение (постоянное или временное) органов зрения людей и возгорание горючих материалов и объектов.

   Световое  излучение не проникает через  непрозрачные материалы, поэтому любая  преграда, способная создать тень, защищает от прямого действия светового  излучения и исключает ожоги. Значительно ослабляется световое излучение в запыленном (задымленном) воздухе, в туман, дождь, снегопад.

   Проникающая радиация - это поток гамма-лучей  и нейтронов, распространяющийся в  течение 10-15 с. Проходя через живую  ткань, гамма-излучение и нейтроны ионизируют молекулы, входящие в состав клеток. Под влиянием ионизации в  организме возникают биологические  процессы, приводящие к нарушению  жизненных функций отдельных  органов и развитию лучевой болезни. В результате прохождения излучений  через материалы окружающей среды  уменьшается их интенсивность. Ослабляющее  действие принято характеризовать  слоем половинного ослабления, то есть такой толщиной материала, проходя  через которую, интенсивность излучения  уменьшается в два раза. Например, в два раза ослабляют интенсивность  гамма-лучей сталь толщиной 2,8 см, бетон -10 см, грунт - 14 см, древесина - 30 см.

   Открытые  и особенно перекрытые щели уменьшают  воздействие проникающей радиации, а убежища и противорадиационные  укрытия практически полностью  защищают от нее.

   Радиоактивное заражение местности, приземного слоя атмосферы, воздушного пространства, воды и других объектов возникает в  результате выпадения радиоактивных  веществ из облака ядерного взрыва. Значение радиоактивного заражения как поражающего фактора определяется тем, что высокий уровень радиации может наблюдаться не только в районе, прилегающем к месту взрыва, но и на расстоянии десятков и даже сотен километров от него. Радиоактивное заражение местности может быть опасным на протяжении нескольких недель после взрыва.

   Источниками радиоактивного излучения при ядерном  взрыве являются: продукты деления  ядерных взрывчатых веществ (Ри-239, U-235, U-238); радиоактивные изотопы (радионуклиды), образующиеся в грунте и других материалах под воздействием нейтронов, то есть наведенная активность.

   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.

   Преподаватель может коротко остановиться на характеристике зон радиоактивного заражения, которые  по степени опасности принято  делить на следующие четыре зоны:

   зона  А - умеренного заражения площадью 70-80 % от площади всего следа взрыва. Уровень радиации на внешней границе  зоны через 1 час после взрыва составляет 8 Р/ч;

   зона  Б - сильного заражения, на долю которой  приходится примерно 10 % площади радиоактивного следа, уровень радиации 80 Р/ч;

   зона  В - опасного заражения. Она занимает примерно 8-10% площади следа облака взрыва; уровень радиации 240 Р/ч;

   зона  Г - чрезвычайно опасного заражения. Ее площадь составляет 2-3% площади  следа облака взрыва. Уровень радиации 800 Р/ч.

   Постепенно  уровень радиации на местности снижается, ориентировочно в 10 раз через отрезки  времени, кратные 7. Например, через 7 часов  после взрыва мощность дозы уменьшается в 10 раз, а через 50 часов - почти в 100 раз.

   Объем воздушного пространства, в котором  происходит осаждение радиоактивных  частиц из облака взрыва и верхней  части пылевого столба, принято называть шлейфом облака. По мере приближения  шлейфа к объекту уровень радиации возрастает вследствие гамма-излучения  радиоактивных веществ, содержащихся в шлейфе. Из шлейфа наблюдается  выпадение радиоактивных частиц, которые, попадая на различные объекты, заражают их. О степени заражения  радиоактивными веществами поверхностей различных объектов, одежды людей  и кожных покровов принято судить по величине мощности дозы (уровню радиации) гамма-излучения вблизи зараженных поверхностей, определяемой в миллирентгенах в час (мР/ч).

   Еще один поражающий фактор ядерного взрыва - электромагнитный импульс. Это кратковременное  электромагнитное поле, возникающее  при взрыве ядерного боеприпаса в  результате взаимодействия гамма-лучей  и нейтронов, испускаемых при  ядерном взрыве, с атомами окружающей среды. Следствием его воздействия  может быть перегорание или пробои отдельных элементов радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры.

   Наиболее  надежным средством защиты от всех поражающих факторов ядерного взрыва являются защитные сооружения. На открытой местности и в поле можно для  укрытия использовать прочные местные  предметы, обратные скаты высот и  складки местности.

   При действиях в зонах заражения  для защиты органов дыхания, глаз и открытых участков тела от радиоактивных  веществ необходимо при возможности  использовать противогазы, респираторы, противопыльные тканевые маски и  ватно-марлевые повязки, а также  средства защиты кожи, в том числе  и одежду. 

   II. ПРИРОДНАЯ СРЕДА ПОСЛЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА 

   2.1 Взаимодействие ядерных  аварий на окружающую  среду на примере Чернобыльской ГЭС 

     Чернобыльская авария стала серьезным уроком человечеству как в технической и экологической, так и в нравственной сфере. Наиболее явные, в основном технические и экологические, уроки были быстро поняты и восприняты, но многие, в основном касающиеся общественной жизни, по-видимому, будут осмыслены и приняты обществом еще не скоро.

   Подводя итоги 10-летней работы по преодолению последствий аварии, Комитет по радиационной защите и здравоохранению Агентства по ядерной энергии в оценочном докладе «Чернобыль. Десять лет спустя» отметил:

1. Чернобыльская авария не только дала новый импульс исследованиям в области ядерной безопасности, в особенности применительно к вопросам управления в случае тяжелых ядерных аварий, но также подтолкнула национальные органы власти и экспертов к радикальному пересмотру их понимания и отношения к вопросам радиационной защиты и проблемам чрезвычайных мер в случаях ядерных аварий;
2. это привело к углублению знаний относительно воздействия радиации и ее лечения и вдохнуло новую жизнь в радиоэкологические исследования и программы мониторинга, разработку чрезвычайных процедур, а также критериев и методов информирования общественности;
3. кроме того, значительную роль в достижении такого прогресса сыграли многочисленные международные инициативы в области сотрудничества, включая пересмотр и рационализацию критериев радиационной защиты для ликвидации последствий аварий, а также усиление или создание механизмов международной связи и помощи для борьбы с трансграничными последствиями потенциальных ядерных аварий.

  Чернобыльская авария выявила недостатки в плане подготовки к чрезвычайной ситуации и радиационной защиты. Судя по первоначальной реакции соответствующих национальных органов власти, совершенно очевидно, что они были не подготовлены к аварии такого масштаба и принимали решения по мере того, как развивались события, исходя из критериев, которые невозможно было выработать заранее. Это также означало, что слишком много организаций участвовало в процессе принятия решений, поскольку не было согласовано и установлено четкого разграничения функций между ними. Необходимо было до любой возможной аварии четко разобраться в том, кто имеет юрисдикцию в областях, подведомственных разным организациям. Необходимо было также создать и поддерживать постоянную инфраструктуру для любой эффективной реализации защитных мер. Такая инфраструктура должна была включать системы быстрой связи, группы реагирования и сети мониторинга. Требовались мобильные наземные группы мониторинга, равно как и воздушный мониторинг и слежение за шлейфом. Многие страны отреагировали на это и создали такие сети мониторинга, а также реорганизовали процедуру действий в случае чрезвычайной ситуации.

  Проблемы  технического обеспечения, связанные  с планами оперативного вмешательства, такие как стабильное распределение йода и эвакуация, очевидно должны быть предусмотрены заранее и отрепетированы задолго до аварии, поскольку они являются слишком сложными и требуют для своей реализации слишком много времени, что делает невозможным их осуществление в тот краткий период времени, когда происходит авария. Следовало согласовать действия по оперативному вмешательству и тот уровень, на котором эти действия должны осуществляться, причем предпочтительно было это сделать в международном масштабе, а затем включить согласованные меры в планы чрезвычайных действий с тем, чтобы их можно было сразу же и эффективно реализовать.

  Авария  также продемонстрировала необходимость  включения в планы чрезвычайных действий положений на случай возможных трансграничных последствий. Вызванная чернобыльским опытом обеспокоенность в связи с тем, что любая страна может пострадать от ядерных аварий, происходящих не только на ее территории, но также и от последствий аварий, происшедших за границей, стимулировала разработку национальных планов чрезвычайных действий в нескольких странах.

  Трансграничный  характер радиоактивного загрязнения  подтолкнул международные организации  к активизации международного сотрудничества и связи, согласованию действий и к проведению международных учений на случай чрезвычайных обстоятельств. Серьезным достижением международного сообщества стали достигнутые соглашения относительно раннего предупреждения в случае радиологической аварии и об оказании помощи в чрезвычайных радиологических ситуациях, заключенные в форме международных конвенций в рамках МАГАТЭ и ЕЭС.

  С целью облегчения взаимодействия с общественностью в случае тяжелых ядерных аварий МАГАТЭ и НЭА была разработана Международная шкала ядерных аварий (INES), которая в настоящее время принята большим числом стран. Авария послужила стимулом для достижения международного соглашения относительно загрязнения продуктов питания, перемещающихся при торговле, разработанного ВОЗ/ФАО, поскольку в большинстве стран существует необходимость импортировать, по крайней мере, какую-то часть продовольствия, и правительства признали необходимость того, что они должны гарантировать своим гражданам безопасность потребляемого ими продовольствия. Мониторинг импортных продуктов питания стал одной из первых осуществленных мер по контролю, и он продолжается до сих пор.