BJD1 (651556), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Значение радиоактивного заражения как поражающего фактора определяется тем, что высокие уровни радиации могут наблюдаться не только в районе, прилегающем к ме­сту взрыва, но и на расстоянии десятков и даже сотен ки­лометров от него. В отличие от других поражающих фак­торов, действие которых проявляется в течение относитель­но короткого времени после ядерного взрыва, радиоактив­ное заражение местности может быть опасным на протяже­нии нескольких суток и недель после взрыва.

Наиболее сильное заражение местности происходит при наземных ядерных взрывах, когда площади заражения с опасными уровнями радиации во много раз превышают размеры зон поражения ударной волной, световым излуче­нием и проникающей радиацией. Сами радиоактивные ве­щества и испускаемые ими ионизирующие излучения не имеют цвета, запаха, а скорость их распада не может быть изменена какими-либо физическими или химическими ме­тодами.

Зараженную местность по пути движения облака, где выпадают радиоактивные частицы диаметром более 30— 50 мкм, принято называть ближним следом заражения. На больших расстояниях — дальний след — небольшое заражение местности не влияет на боеспособность личного со­става.

Источниками радиоактивного излучения при ядерном взрыве являются: продукты деления (осколки деления) ядерных взрывчатых веществ (Pu-239, U-235 и U-238); радиоактивные изотопы (радионуклиды), образующиеся в грунте и других материалах под воздействием нейтронов — наведенная активность; неразделившаяся часть ядерного заряда.

Рис 1. Пример радиоактивных превращений двух осколков деления ядра урана-235

Продукты деления, выпадающие из облака взрыва, представляют собой первоначально смесь около 80 изото­пов 35 химических элементов средней части периодической системы Д. И. Менделеева: от цинка (№ 30) до гадолиния (№64). Почти все образующиеся ядра изотопов перегру­жены нейтронами, являются нестабильными и претерпе­вают -распад с испусканием -квантов. Первичные ядра осколков деления в последующем испытывают в среднем три-четыре распада и в итоге превращаются в стабильные изотопы. Таким образом, каждому первоначально образо­вавшемуся ядру (осколку) соответствует своя цепочка ра­диоактивных превращений. Пример последовательных превращений, по двум цепочкам, когда их «родоначаль­никами» являются изотопы циркония ⁹⁷₄₀Zr и теллура ¹³⁷₅₂Те, приведен на рис. 1, где показано, что каждое радиоактив­ное ядро, образовавшееся при делении, распадается с испусканием -частиц и -квантов до тех пор, пока не обра­зуется стабильный изотоп. Всего на разных этапах радио­активного распада возникает около 300 различных радио­нуклидов.

Суммарная активность смеси продуктов деления А_, Ки, через 1 мин после взрыва может быть определена по фор­муле

где q_дел — тротиловый эквивалент взрыва по делению, т.

В системе СИ активность измеряется в беккерелях (Бк), 1 Бк равен одному распаду в секунду (1 Ки = 3,7*10¹⁰Бк).

Изотопный состав смеси осколков деления зависит от вида ЯВВ, использованных в ядерном заряде, и от време­ни, прошедшего после взрыва.

Изменение активности во времени, как и уровней ра­диации на местности или плотности заражения, определя­ют по формуле

где а_о и A_t — активность осколков деления ко времени t₀ и t после взрыва.

По мере увеличения времени, прошедшего после взры­ва, величина активности осколков деления быстро падает.

Образование наведенной активности в грунте в пре­делах зоны распространения нейтронов имеет практическое значение при воздушном ядерном взрыве. В грунте в ос­новном образуются радиоактивные Al-28, Na-24, количе­ство которых пропорционально выходу нейтронов при взрыве данного ядерного заряда. Максимальное количе­ство нейтронов на единицу мощности заряда образуется при взрыве нейтронного боеприпаса.

Активность неразделившейся части ядерного заряда следует учитывать только в случае аварийных взрывов ядерных боеприпасов или при их ликвидации взрывом обычного ВВ.

При наземном ядерном взрыве светящаяся область ка­сается поверхности земли и образуется воронка выброса. Значительное количество грунта, попавшего в светящую­ся область, плавится, испаряется и перемешивается с ра­диоактивными веществами. По мере остывания светящей­ся области и ее подъема пары конденсируются, образуя радиоактивные частицы различной величины. Сильный про­грев грунта и приземного слоя воздуха способствует образованию в районе взрыва восходящих потоков воздуха, которые формируют пылевой столб («ножку» облака). Когда плотность воздуха в облаке взрыва станет равной

Рис. 2. Схема наземного ядерного взрыва:

Л — активность; Н — высота подъема верхней кромки облака; Дв— вертикальный размер облака; Дг - горизонтальный диа­метр облака: q — мощность взрыва; V — скорость среднего ветра; R— расстояние от центра взрыва

плотности окружающего воздуха, подъем облака прекра­щается. При этом в среднем за 7—10 мин облако достига­ет максимальной высоты подъема H, которую иногда на­зывают высотой стабилизации облака (рис. 2, табл. 3).

Таблица 3

Зависимость высоты подъема и размеров радиоактивного облака от мощности ядерных взрывов

Мощность взрыва. тыс. т	Высота подъема облака, км	Размеры облака, км
		горизонтальный диаметр	высота
1	3,5	2,0	1,3
5	5,0	3,0	1.6
10	7,0	4,0	2,0
30	9,0	5,0	3,0
50	10,5	6,0	3,5
100	12,2	10,0	4,5
300	15,0	14,0	6,0
500	17,0	18,0	7,0
1000	19,0	22,0	8,5
5000	24,0	34,0	12,0
10000	25,0	43,0	15,0

В каждой точке следа, например в точке А, находящей­ся на удалении R от центра взрыва, выпадают радиоак­тивные частицы разного размера; средний размер частиц уменьшается по мере удаления от места взрыва.

На местности, подвергшейся радиоактивному зараже­нию при ядерном взрыве, образуются два участка: район взрыва и след облака (рис. 3). В свою очередь в районе взрыва различают наветренную и подветренную стороны.

Рис. 3. Схема радиоактивного заражения местности в районе взрыва и по следу движения облака

Причиной заражения местности в районе взрыва явля­ется оседание осколков деления и образование наведенной активности. Плотность заражения местности, уровни ра­диации на ней, а значит, и дозы до полного распада радио­активных веществ на границах зон заражения убывают с удалением от центра взрыва. Радиус района взрыва не превышает 2 км. С подветренной стороны заражение ме­стности в районе взрыва увеличено за счет наложения на след облака.

Границы зон радиоактивного заражения с разной сте­пенью опасности для личного состава можно характери­зовать как мощностью дозы излучения (уровнем радиа­ции) , Р/ч, на определенное время после взрыва, так и до­зой до полного распада РВ,Р.

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 внешней границе зоны Д_∞ = 40 Р, на внутрен­ней границе Д_∞=400Р. Ее площадь составляет 70—80% площади всего следа.

Зона Б —сильного заражения. Дозы на границах Д_∞ = = 400 Р и Д_∞ =1200 Р. На долю этой зоны приходится примерно 10% площади радиоактивного следа.

Зона В — опасного заражения. Дозы излучения на ее

•внешней границе за период полного распада РВ Д_∞ — 1200 Р, а на внутренней границе Д_∞=4000 Р. Эта зона занимает примерно 8— 10% площади следа об­лака взрыва.

Зона Г — чрезвычайно опасного заражения. До­зы излучения на ее внеш­ней границе за период полного распада РВ Д_∞ = 4000 Р, а в середи­не зоны Д_∞ =10000 Р.

Рис. 4. Схема распределения уровней радиации на время образо­вания радиоактивного заражения в сечениях:

а — по следу низкого воздушного ядер­ного взрыва, б — по следу наземного ядерного взрыва

Уровни радиации на внешних границах этих зон через 1 ч после взры­ва составляют соответст­венно 8, 80, 240 и 800 Р/ч, а через 10 ч — 0,5; 5; 15 и 50 Р/ч. Со временем уровни радиации на мест­ности снижаются по за­висимости, записанной в формуле (2.4), или ори­ентировочно в 10 раз че­рез отрезки времени, крат­ные 7. Например, через 7 ч после взрыва мощность дозы уменьшается в 10 раз, а через 49 ч — в 100 раз.

Объем воздушного пространства, в котором происхо­дит осаждение радиоактивных частиц из облака взрыва и верхней части пылевого столба, принято называть шлей­фом облака (см. рис. 2). По мере приближения шлей­фа к объекту уровни радиации возрастают вследствие

γ-излучения радиоактивных веществ, содержащихся в шлейфе. После подхода края шлейфа наблюдается выпа­дение радиоактивных частиц. Ориентировочно время

t_вып, ч, начала выпадения определяется по формуле

Вначале из облака выпадают наиболее крупные частицы с высокой степенью их активности, по мере удаления от места взрыва — более мелкие, а уровень радиации при этом постепенно снижается. В поперечном сечении следа уровень радиации уменьшается от оси следа к его краям. На рис. 4 приведено распределение уровней радиации на местности при наземном и низком воздушном взрывах.

Мощности доз излучения на следе облака в чрезвычай­но опасной зоне заражения к моменту подхода фронта ра­диоактивного заражения могут доходить до тысяч рентген в час, что при открытом расположении личного состава приведет к дозе облучения до 10000 Р. Поскольку облу­чение в дозах 250—400 Р вызывает тяжелые поражения человека, то пребывание личного состава в этой зоне воз­можно только в сооружениях с кратностью ослабления до­зы около 1 000, т. е. до величины ниже опасного уровня.

Характеристики

Список файлов реферата