13

Финансовая академия при Правительстве РФ

Кафедра …

Реферат

на тему «Проникающая радиация. Воздействие на людей, здания и технику»

Москва 2001 г.

1. Проникающая радиация 2

2. Поражающее воздействие проникающей радиации 4

3. Радиоактивное заражение местности, приземного слоя атмосферы и объектов 5

Список использованной литературы 12

1. Проникающая радиация

Проникающая радиация ядерного взрыва представляет со­бой совместное -излучение и нейтронное излучение.

-излучение и нейтронное излучение различны по своим физическим свойствам, а общим для них является то, что они могут распространяться в воздухе во все стороны на расстояния до 2,5—3 км. Проходя через биологическую ткань, -кванты и нейтроны ионизируют атомы и молеку­лы, входящие в состав живых клеток, в результате чего нарушается нормальный обмен веществ и изменяется харак­тер жизнедеятельности клеток, отдельных органов и си­стем организма, что приводит к возникновению специфиче­ского заболевания — лучевой болезни.

Источником проникающей радиации являются ядер­ные реакции деления и синтеза, протекающие в боеприпасах в момент взрыва, а также радиоактивный распад ос­колков деления.

-кванты могут быть мгновенными, испускаемыми в ходе протекания ядерных реакций взрыва, при взаимо­действии нейтронов с конструкционными материалами боеприпаса и с ближайшими к нему слоями воздуха, оско­лочными, образуемыми при радиоактивном распаде осколков деления, или захватными, возникающими при ядерных реакциях захвата нейтронов атомами воздуха и грунта на значительных расстояниях от центра взрыва боеприпаса.

Нейтроны проникающей радиации могут быть мгно­венными, испускаемыми в ходе протекания ядерных ре­акций взрыва, и «запаздывающими», образующимися в процессе распада осколков деления в течение первых 2—3 с после взрыва.

Время действия проникающей радиации при взрыве зарядов деления и комбинированных зарядов не превышает нескольких секунд. При взрыве зарядов деления и комби­нированных зарядов время действия проникающей радиа­ции определяется временем подъема облака взрыва на такую высоту, при которой излучение поглощается тол­щей воздуха и практически не достигает поверхности земли.

Поражающее действие проникающей радиации харак­теризуется величиной дозы излучения, т. е. количеством энергии радиоактивных излучений, поглощенной единицей массы облучаемой среды. Различают дозу излучения в воз­духе (экспозиционную дозу) и поглощенную дозу.

Экспозиционная доза ранее измерялась внесистемными единицами — рентгенами Р. Один рентген — это такая до­за рентгеновского или -излучения, которая создает в 1 см³ воздуха 2,1 • 10⁹ пар ионов. В новой системе единиц СИ экспозиционная доза измеряется в кулонах на килограмм (1Р = 2,58• 10^-4 Кл/кг). Экспозиционная доза в рентгенах достаточно надежно характеризует потенциальную опас­ность воздействия ионизирующей радиации при общем и равномерном облучении тела человека.

Поглощенную дозу измеряли в радах (1 рад = 0,01 Дж/кг=100 Эрг/г поглощенной энергии в ткани). Новая единица поглощенной дозы в системе СИ — грэй (1 Гр = 1 Дж/кг=100 рад). Поглощенная доза более точно оп­ределяет воздействие ионизирующих излучений на биологи­ческие ткани организма, имеющие различные атомный со­став и плотность.

В данном издании для характеристики проникающей радиации используются внесистемные единицы: рентген — для -излучения и биологический эквивалент рентгена (бэр)—для дозы нейтронов. Один бэр — это такая доза нейтронов, биологическое воздействие которой эквивалент­но воздействию одного рентгена -излучения. Поэтому при оценке общего эффекта воздействия проникающей радиа­ции рентгены и биологический эквивалент рентгена можно суммировать:

где Д⁰_сум— суммарная доза проникающей радиации, бэр; Д⁰_—доза -излучения, Р; Д°_п— доза нейтронов, бэр (ноль у символов доз показывает, что они определяются перед защитной преградой).

Доза проникающей радиации зависит от типа ядерного заряда, мощности и вида взрыва, а также от расстояния до центра взрыва.

Проникающая радиация является одним из основных поражающих факторов при взрывах нейтронных боепри­пасов и боеприпасов деления сверхмалой и малой мощно­сти. Для взрывов большей мощности радиус поражения проникающей радиацией значительно меньше радиусов по­ражения ударной волной и световым излучением. Особо важное значение проникающая радиация приобретает в случае взрывов нейтронных боеприпасов, когда основная доля дозы излучения образуется быстрыми нейтронами.

Таблица 1.

Расчетные значения доз излучения при воздушном взрыве нейтронного боеприпаса мощностью 1 тыс. т

Примечания: 1. При взрыве нейтронного боеприпаса мощ­ностью q тыс. т дозы излучения будут в q раз больше (меньше) ука­занных в таблице.

2. При взрыве ядерною заряда деления той же мощности при |прочих равных условиях дозы излучения будут меньше в 5—10 раз.

Из табл. 1 следует, что на близких расстояниях от эпицентра взрыва в зоне смертельных и тяжелых пораже­ний доза нейтронов значительно превосходит дозу -излучения и только на границе легких поражений, т. е. на рас­стоянии 1 500—1 800 м, их значения будут примерно оди­наковыми.

2. Поражающее воздействие проникающей радиации

Поражающее воздействие проникающей радиации на личный состав и на состояние его боеспособности зависит от величины дозы излучения и времени, прошедшего пос­ле взрыва. В зависимости от дозы излучения различают четыре степени лучевой болезни: первую (легкую), вторую (среднюю), третью (тяжелую) и четвертую (крайне тя­желую).

Лучевая болезнь I степени возникает при суммарной дозе излучения 150—250 Р. Скрытый период продолжает­ся две-три недели, после чего появляются недомогание, общая слабость, тошнота, головокружение, периодическое повышение температуры. В крови уменьшается содержа­ние белых кровяных шариков. Лучевая болезнь I степени излечима.

Лучевая болезнь II степени возникает при суммарной дозе излучения 250—400 Р. Скрытый период длится око­ло недели. Признаки заболевания выражены более ярко. При активном лечении наступает выздоровление через 1,5—2 мес.

Лучевая болезнь III степени наступает при дозе 400— 700 Р. Скрытый период составляет несколько часов. Болезнь протекает интенсивно и тяжело. В случае благоприятного исхода выздоровление может наступить через 6—8 мес.

Лучевая болезнь IV степени наступает при дозе свыше 700 Р, которая является наиболее опасной. При дозах, превышающих 5000 Р, личный состав утрачивает боеспо­собность через несколько минут.

Тяжесть поражения, в известной мере, зависит от со­стояния организма до облучения и его индивидуальных особенностей. Сильное переутомление, голодание, болезнь, травмы, ожоги повышают чувствительность организма к воз­действию проникающей радиации. Сначала человек теряет физическую работоспособность, а затем — умственную.

В боевой технике и вооружении под действием нейтро­нов может образоваться наведенная активность, которая оказывает влияние на боеспособность экипажей и личный состав ремонтно-эвакуационных подразделений.

В приборах радиационной разведки под действием на­веденной активности в детекторных блоках могут выйти из строя наиболее чувствительные поддиапазоны измерений. При больших дозах излучения и потоках быстрых нейтро­нов утрачивают работоспособность комплектующие эле­менты систем радиоэлектроники и электроавтоматики. При дозах более 2 000 Р стекла оптических приборов темнеют, окрашиваясь в фиолетово-бурый цвет, что снижает или пол­ностью исключает возможность их использования для наб­людения. Дозы излучения 2—3 Р приводят в негодность фото­материалы, находящиеся в светонепроницаемой упаковке.

Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие -излучение и нейтроны. При решении вопросов защиты следует учитывать разницу в ме­ханизмах взаимодействия -квантов и нейтронов, что предопределяет выбор защитных материалов, -излучение сильнее всего ослабляется тяжелыми материалами, имею­щими высокую электронную плотность (свинец, сталь, бе­тон). Поток нейтронов лучше ослабляется легкими мате­риалами, содержащими ядра легких элементов, например водорода (вода, полиэтилен).

Дозы, Р, по каждому виду излучений после прохожде­ния защитной среды (преграды) можно вычислить по формулам:

где Д^а_п и Д°— дозы до защитной среды (преграды); Д_п и Д —дозы после защитной среды (преграды); h — толщина защиты, см; d_п и d_ —слои половинного ослаб­ления соответственно по нейтронам и по -излучению, см (табл. 2).

Таблица 2. Толщина слоев половинного ослабления проникающей радиации

Примечание. Интервалы значений толщины слоев половинного ослабления обусловлены различным устройством ядерных зарядов, а также энергией нейтронов и -квантов.

В подвижных объектах для защиты от проникающей ра­диации необходима комбинированная защита, состоящая из легких водородсодержащих веществ и материалов с высокой плотностью. Без специальных противорадиационных экранов, например, средний танк имеет кратность ос­лабления проникающей радиации, равную примерно 4, что недостаточно для обеспечения надежной защиты экипажа. Поэтому вопросы защиты личного состава должны ре­шаться выполнением комплекса различных мероприятий.

Наибольшей кратностью ослабления дозы проникающей радиации обладают фортификационные сооружения (пе­рекрытые траншеи — до 100, убежища — до 15000).

В качестве средств, ослабляющих действие ионизирую­щих излучений на организм человека, могут быть исполь­зованы различные противорадиационные препараты (ра­диопротекторы).

3. Радиоактивное заражение местности, приземного слоя атмосферы и объектов

Радиоактивное заражение местности, приземного слоя атмосферы, воздушного пространства, воды и других объ­ектов возникает в результате выпадения радиоактивных ве­ществ из облака ядерного взрыва.