Проникающая радиация Воздействие на людей, здания и технику (стр. 2 из 3)

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.

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 b-распад с испусканием g-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 b-частиц и g-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_b, 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_ои 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.