tema4_2 (Лекции ЗчС и ГО)

Курс «БЖД: Защита в ЧС и ГО» - 2006 год11. «ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ЯДЕРНОМ ВЗРЫВЕ».1.1. Проникающая радиация ядерного взрыва.Как уже говорилось, у различных видов ядерных взрывов могут быть 1 или 2поражающих фактора, которые связаны с ионизирующими излучениями разнойприроды.

Общей для всех видов взрывов является проникающая радиация, а дляназемных ядерных взрывов дополнительным поражающим фактором является радиоактивное заражение местности.Проникающая радиация (ПР) ядерного взрыва представляет собой совместный поток -излучения и нейтронов, которые испускаются в окружающую среду ираспространяются в приземном слое воздуха на расстояние до 2,5 – 3 км от центравзрыва. Возникающие также при ядерном взрыве - и - излучения в ПР не учитываются, ввиду того, что распространяются в воздухе на небольшие расстояния.Источниками ПР являются:1.

Ядерная реакция, которая длится около 0,07 мксек. За это время испускается почти 99% всех нейтронов и большая часть -квантов;2. Осколки деления, которые в течение 2 –3 сек после взрыва испускаютнейтроны и более длительное время – -кванты;3. Наведенная активность, которая возникает при захвате нейтронов атомамивоздуха и грунта и сопровождается испусканием «захватных» -квантов.Таким образом, основная энергия ПР излучается в первые мгновения послевзрыва, а остаточные излучения могут продолжаться достаточно долго.

Однако нарасстоянии от взрыва время действия ПР ограничено 10 – 15 сек, т.к. за это времярадиоактивное облако поднимается настолько высоко, что нейтроны и g-лучи небудут достигать поверхности земли.-излучение и поток нейтронов воздействуют на объект практически одновременно, поэтому поражающее действие их характеризуют суммарной дозой.Нейтроны и -лучи, распространяясь в воздухе многократно рассеиваются, поэтомувоздействие проникающей радиации будет наблюдаться не только со сторонывзрыва, но и с любых других направлений, хотя и в меньшей степени.Поражающее действие ПР, как и других ионизирующих излучений, можетбыть охарактеризовано величиной дозы излучения (экспозиционной дозы), котораязависит от типа ядерного боеприпаса, мощности и вида взрыва, а также от расстояния до центра взрыва. Однако, следует помнить, что для взрывов средней ибольшей мощности радиус поражения проникающей радиацией значительно меньшерадиусов поражения ударной волной и световым излучением.

В то же время, ПРостается одним из основных поражающих факторов при взрывах боеприпасовсверхмалой и малой мощности, а также нейтронных боеприпасов, у которых основная доля дозы излучения образуется быстрыми нейтронами.Опасность ПР для людей, как одного из видов ионизирующих излучений,была рассмотрена раньше. Кроме того, ПР может вызывать обратимые или не-Факультет военного обучния“Ионизирующие излучения при ядерном взрыве”.2обратимые изменения в материалах, элементах радиотехнической и электротехнической аппаратуры, оптических приборах и др. элементах.Обратимые изменения являются следствием ионизации материалов или окружающей среды. Они проявляются в снижении сопротивления изоляции, временномизменении параметров полупроводниковых и электровакуумных приборов и т.п.Необратимые изменения вызываются нарушениями кристаллической структуры вещества, а также различными физико-химическими процессами, возникающимипри облучении (радиационный нагрев, окислительные процессы и т.п.).

Так,например, у роботов, которых использовали в Чернобыле, довольно быстро вышлииз строя системы управления. При дозах более 2000 р стекла оптических приборовприобретают фиолетово-бурый цвет, что снижает или даже исключает их использование. В приборах радиационной разведки под действием наведенной активностив детекторных блоках выходят из строя наиболее чувствительные поддиапазоныизмерений, а дозы излучения 2 – 3 р приводят в негодность фотоматериалы, находящиеся в светонепроницаемой упаковке.1.2.

Радиоактивное заражение местности.Другим поражающим фактором наземных ядерных взрывов является радиоактивное заражение местности (РАЗМ), которое определяется несколькими источниками.Первым источником РАЗМ, как и для ПР, являются продукты деленияядерного взрыва, которые представляют собой сложную смесь, состоящую из болеечем 200 изотопов 36 элементов. Большая часть этих изотопов обладает радиоактивностью; распад их происходит с испусканием бета-частиц и гамма-лучей.На каждую килотонну мощности взрыва образуется около 57 г продуктовделения, которые по истечении одной минуты с момента взрыва обладают гаммаактивностью, эквивалентной активности 30 тыс.

тонн радия. И хотя эта активность очень быстро уменьшается, все же интенсивность излучения будет высокойдлительное время.Вторым источником радиоактивных излучений является непрореагировавшая часть ядерного заряда (уран-235 или плутоний-239, которые распадаются сиспусканием альфа-частиц).Третьим источником является наведенная активность, т.е. образованиерадиоактивных веществ в результате взаимодействия нейтронов с элементами,находящимися в грунте, воздухе и других компонентах окружающей среды. Наведенная активность будет иметь место только в зоне действия потока нейтронов,т.е.

в районе взрыва. Она может быть обусловлена взаимодействием нейтронов сядрами атомов алюминия, марганца, кремния, железа, натрия и т.д. Эти изотопыраспадаются с испусканием бета-частиц и гамма-лучей.Таким образом продукты ядерного взрыва испускают альфа- и бетачастицы и гамма-лучи.Альфа-частицы не представляют опасности как составляющая внешнего облучения, но опасны при попадании внутрь организма.Кафедра защиты в ЧС и гражданской обороныКурс «БЖД: Защита в ЧС и ГО» - 2006 год3Бета-частицы представляют опасность при попадании внутрь организма ипри скоплении большого количества изотопов, которые их испускают на кожеили одежде. В последних двух случаях может возникнуть радиоактивное поражение кожи, называемое бета-ожогом.Гамма-лучи играют основную роль во внешнем облучении.При наземном ядерном взрыве в светящуюся область вовлекается значительное количество грунта.

Часть грунта испаряется (примерно от 4 до 20 тонн накаждую килотонну мощности взрыва), а большая часть оплавляется (несколько сотен тонн на килотонну мощности). В результате этого образуется радиоактивноеоблако, в котором продукты деления осаждаются на частицах грунта и других материалах, вовлеченных в зону взрыва. Облако поднимается вверх, расширяется иохлаждается.

Высота подъема облака и его размеры зависят от мощности взрыва и, в меньшей степени, от метеорологических условий. При охлаждении, а также вследствие уменьшения восходящих потоков в районе взрыва, радиоактивныечастицы начинают выпадать из облака на землю. Размеры частиц грунта различны – от 1 см до долей микрона.

Так как облако движется по направлению ветра,то частицы выпадают на значительной площади, образуя, так называемый, следрадиоактивного облака (Рис.1).Форма и размеры следа зависят от ряда причин, главными из которых являются мощность взрыва и скорость среднего ветра. Сначала выпадают крупныечастицы, затем более мелкие, а самые мелкие остаются в атмосфере длительноевремя (иногда несколько лет). Таким образом, имеет место «раннее выпадение», втечение суток и менее и «позднее выпадение» – в течение месяцев или несколькихлет на расстояниях в несколько тысяч километров от места взрыва.1.3. Уровни радиации и зоны при РАЗМ.Распределение радиоактивных веществ на местности в результате выпадения осадков может быть различным и зависит от многих причин, в том числе, отнаправления и скорости ветра на различных высотах, распределения радиоактивности внутри облака, размеров частиц и т.д.

.(Рис.2).На основе наблюдений и теоретических расчетов были предложены модели распределения радиоактивных веществ на местности. На равнине, при неизменном направлении ветра, как по высоте, так и по пути распространения облака,след будет иметь форму близкую к эллипсу.Наиболее высокая степень радиоактивности будет наблюдаться на участках следа близких к центру взрыва и на оси следа.С наветренной стороны след радиоактивного облака будет иметь формублизкую к окружности.Степень радиоактивного заражения местности характеризуется уровнями радиации на определенное время после взрыва и дозой до полного распада.Уровнем радиации (Р) называется мощность дозы измеренная на высоте0,7 – 1 м над зараженной поверхностью (рентген/час).

Местность считается зараженной при уровнях радиации 0,5 Р/ч и выше (в военное время).Факультет военного обучния“Ионизирующие излучения при ядерном взрыве”.Кафедра защиты в ЧС и гражданской обороны4Курс «БЖД: Защита в ЧС и ГО» - 2006 год5Распад радиоактивных веществ приводит к спаду уровней радиции с течением времени, особенно быстрому в первые часы после взрыва. Закон измененияуровней радиации:tPt  Po  to1, 2илиPt  P1t 1,2 ,где P(t) – уровень радиации на искомое время t; Ро - уровень радиации наконкретное время to; Р1 – уровень радиации на 1 час после взрыва.По степени опасности зараженную местность по следу облака взрыва принято делить на следующие четыре зоны.Зона А – умеренного заражения.

Дозы до полного распада РВ на внешнейгранице зоны Доо =40 Р, на внутренней границе Доо = 400 Р. Ее площадь составляет70-80% площади всего следа.Уровень радиации на внешней границе зоны через 1 ч после взрыва составляет 8 Р/ч.Зона Б – сильного заражения. Дозы на границах Доо= 400Р и Доо= 1200 Р. Надолю этой зоны приходится примерно 10% площади радиоактивного следа.Уровень радиации на внешней границе зоны через 1 ч после взрыва составляет 80 Р/ч.Зона В – опасного заражения. Дозы излучения на ее внешней границе запериод полного распада РВ Доо = 1200 Р, а на внутренней границе Доо = 4000 Р. Этазона занимает примерно 8-10% площади следа облака взрыва.Уровень радиации на внешней границе зоны через 1 ч после взрыва составляет 240 Р/ч.Зона Г – чрезвычайно опасного заражения.