Поражающие факторы ядерного оружия, их воздействие на объекты и человека. Понятие о дозах излучения и мощности дозы

Энергия, образующаяся при взрыве ядерного боеприпаса, неравномерно расходуется по основным поражающим факторам: воздушная ударная волна (ВУВ), световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности, электромагнитный импульс.

Воздушная ударная волна - это область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью, которая способна наносить поражения людям; разрушать сооружения, боевую технику, другие объекты на десятки километров от места взрыва.

Основные параметры воздушной ударной волны:

- избыточное давление во фронте волны;

- скоростной напор воздуха;

- время действия избыточного давления.

Поражение людей вызываются мгновенным повышением давления воздуха, что человеком воспринимается как удар, повреждаются внутренние органы, рвутся кровеносные сосуды, лопаются барабанные перепонки, сотрясение мозга, переломы.

Кроме этого, скоростной напор воздуха (где избыточное давление более

Л

50 кПа (0,5 кгс/см ) и скорость ветра более 100 м/с (в 3 раза сильнее урагана)), обусловливающий метательное действие ударной волны, может отбросить человека на значительное расстояние, ударить о землю или препятствия и дополнительно причинить различные физические повреждения.

Положение человека и степень его защищенности в момент взрыва имеют важное значение. Вне укрытия скоростной напор воздуха воздействует в положении стоя в 6 раз сильнее, чем в положении лежа.

Поражения, возникающие под действием ударной волны, подразделяются на легкие, средние, тяжелые, крайне тяжелые (смертельные).

Л

1. Легкие поражения - при избыточном давлении 0,2-0,4 кгс/см (легкая контузия, временная потеря слуха, ушибы вывихи).

л

2. Средние поражения - при избыточном давлении 0,4-0,6 кгс/см (травмы мозга, потеря сознания, кровотечения из носа, ушей, переломы и вывихи конечностей).

3. Тяжелые повреждения - при избыточном давлении 0,6-1,0 кгс/см2, (сопровождаются травмами мозга с длительной потерей сознания, повреждение внутренних органов, тяжелые переломы конечностей).

4. Крайне тяжелые (смертельные) поражения - при избыточном давлении более 1 кгс/см2 (повреждения, чаще с летальным исходом).

Причиной разрушения зданий, сооружений является первоначальный удар, возникающий в момент отражения ВУВ от стен.

Разрушение труб, опор ЛЭП, столбов, мостовых ферм, и подобных им объектов (рекламы, вышки) происходит от скоростного напора воздуха.

Заглубленные здания более устойчивы от воздействия ударной волны. Из наземных зданий устойчивы здания с металлическим каркасом, а также сейсмоустойчивые сооружения.

Здания и сооружения подвергаются разрушениям:

Л

- слабым при избыточном давлении 0,08-0,1 кгс/см ;

Л

- средним при избыточном давлении 0,1-0,2 кгс/см ;

Л

- сильным при избыточном давлении 0,2-0,4 кгс/см ;

Л

- полным при избыточном давлении более 0,4-0,6 кгс/см .

ВУВ способна затекать в негерметичные укрытия через воздухозаборные трубы, отдушины, наносить там разрушения и поражать людей. Чтобы избежать этого, необходимо устанавливать волногасительные устройства.

Л

При избыточном давлении > 0,5 кгс/см лес уничтожается полностью, при

Л Л

0,5-0,3 кгс/см - до 60 % деревьев, образуются завалы, а при 0,3-0,1 кгс/см разрушается до 30 %. Надежной защитой от ВУВ являются защитные сооружения, при их отсутствии используются противорадиационные укрытия (ПРУ), подземные выработки, детали рельефа.

Световое излучение - это электромагнитное излучение (ультрафиолетовая, видимая и инфракрасная области спектра), его источником является светящаяся область взрыва.

Световое излучение ядерного взрыва поражает людей, воздействует на здания, сооружения, технику и леса, вызывая пожары. Радиус воздействия светового излучения значительно больше, чем у воздушной ударной волны и проникающей радиации.

Основным поражающим действием светового излучения является световой импульс, измеряемый в калориях на 1 см . Он вызывает ожоги, временное ослепление. Люди, получившие ожог, вне зависимости от степени ожога выходят из строя и становятся нетрудоспособными. В лесу радиус поражения снижается для человека в 2 раза. При легкой дымке величина импульса уменьшается в 2 раза, при легком тумане - в 10 раз, а при густом - в 20 раз. Пожары

л

в населенных пунктах возникают при импульсах 6-16 кал/см .

В зависимости от величины светового импульса ожоги открытых участков тела подразделяются на четыре степени (табл. 1.4): от покраснения до обугливания мышц и костных тканей. Поражение глаз световым излучением возможно трех видов: временное ослепление, ожоги глазного дна, ожоги роговицы и век. При закрытых глазах временное ослепление и ожоги глазного дна исключаются. Защитой от светового излучения могут служить различные предметы, создающие тень, но лучшие результаты достигаются при использовании убежищ и укрытий, защищающих одновременно от других поражающих факторов.

Световые импульсы и степени ожогов

Степень

ожога

Характеристика степени ожогов Воздействие светового импульса
на человека на животных
кдж/м2 кал/см2 кдж/м2 кал/см2
1 Болезненность, покраснение, припухлость кожи. Лечится быстро 80-160 2-4 80-250 2-6
2 Появляются пузырьки, наполненные жидкостью. Потеря трудоспособности 160-400 4-10 250-500 6-12
3 Омертвление кожи с частичным поражением росткового слоя. Ожог более 50 % может быть смертелен 400-600 10-15 500-800 12-20
4 Омертвление кожи, клетчатки, мышц, сухожилий. Может привести к смерти, необходимо лечение. Более

600

Более

15

Более

800

Более

20

Световое излучение в сочетании с ВУВ приводит к пожарам, взрывам в результате разрушений в населенных пунктах газовых коммуникаций и повреждений на электросетях. Этого можно избежать, если своевременно оповестить, укрыть людей в ЗС, обеспечить ИЗС (защитная одежда, очки, СИЗ) и строго выполнять противопожарные мероприятия.

Проникающая радиация - это поток гамма-лучей и нейтронов из зоны ядерного взрыва. Возникающие также при ядерном взрыве потоки альфа- и бета-частиц имеют незначительный радиус действия.

Дальность действия проникающей радиации зависит от мощности взорванного ядерного боеприпаса. Опасная доза облучения незащищенных людей возникает при практически возможных мощностях ядерных взрывов в радиусе, не превышающем 4 км. Источниками проникающей радиации являются ядерная реакция и радиоактивный распад продуктов взрыва. Время действия проникающей радиации не превышает 15 с с момента взрыва.

Проникающая радиация характеризуется дозой излучения, которая определяется количеством энергии радиоактивных излучений, затраченной на ионизацию, или энергии, поглощенной единицей массы облучаемой среды.

Для измерения энергии различных радиоактивных излучений принята экспозиционная доза измерения. В качестве образцового вещества при установлении экспозиционной дозы выбран воздух, а качестве измеряемой величины - электрический заряд, вызванный ионизацией. Это дает возможность определить экспозиционную дозу и ее мощность в одних и тех же единицах независимо от энергетического состава излучения.

На практике пользуются внесистемной единицей экспозиционной дозы - рентген.

Рентген - это такое количество гамма-излучения, которое при температуре 0 °С и давлении 760 мм рт. ст. создает в 1 куб. см. сухого воздуха 2 млрд 83 млн пар ионов (при этом на ионизацию 1 г воздуха потребуется 87,65 эрг энергии). Обозначается рентген буквой Р, тысячная часть рентгена - миллирентген (мР).

Степень поражения различных веществ радиоактивными излучениями определяется величиной поглощенной энергии этих излучений, приходящейся на единицу массы облучаемого вещества. Поэтому для расчета степени поражения различных веществ используется величина поглощенной дозы излучения. За единицу поглощенной дозы излучения в Международной системе единиц принят грей (Г р).

Грей - это такая поглощенная доза радиоактивных излучений любого вида, которая определяется поглощенной энергией в 1 джоуль облучаемой массой любого вещества в 1кг (Дж/кг).

Широкое применение на практике получила внесистемная единица поглощенной дозы - рад. Рад - это такая поглощенная доза любого радиоактивного излучения, которая соответствует поглощенной энергии 100 эрг массой вещества 1 г 1 грей (Гр) равен 100 рад.

Для учета поражающего биологического воздействия радиоактивных излучений на организм человека принято понятие эквивалентной дозы. В качестве внесистемной единицы эквивалентной дозы принят бэр.

Бэр (биологический эквивалент рентгена) - это такая поглощенная доза любого излучения, которая вызывает одинаковый биологический эффект как и 1 рад рентгеновского или гамма-излучения.

Поражающее действие проникающей радиации на людей вызывается облучением, которое оказывает вредное биологическое действие на живые клетки организма. Оно зависит от величины дозы облучения и времени, в течение которого эта доза получена.

Доза радиации, не приводящая к снижению боеспособности личного состава формирований:

- однократная (в течение первых четырех суток) - 50 Р;

- многократная: в течение первых 10-30 суток - 100 Р, в течение трех месяцев - 200 Р, в течение года - 300 Р.

Дозы однократного облучения здорового, трудоспособного человека свыше 150 рад вызывают лучевую болезнь. В зависимости от дозы облучения различают четыре степени лучевой болезни.

Основным способом защиты людей от проникающей радиации является укрытие их в защитных сооружениях.

Проникающая радиация при воздействии на различные материалы вызывает в них структурные изменения, ионизацию, разогрев, наведенную радиоактивность и другие явления, нарушающие физические и механические свойства материалов. В результате этого могут возникнуть обратимые и необратимые изменения параметров различных элементов, приводящие к полной или частичной потере работоспособности электро- и радиотехнических средств и устройств.

Защитой от проникающей радиации служат экраны из различных материалов, ослабляющие гамма-лучи и нейтроны. Степень ослабления гамма- лучей и нейтронов зависит от свойств материалов и толщины защитного слоя. Ослабление интенсивности гамма-лучей и нейтронов характеризуется слоем половинного ослабления.

Слой половинного ослабления - это такой слой вещества, при прохождении которого интенсивность гамма-лучей или нейтронов уменьшится в 2 раза.

Радиоактивное заражение местности и воздушного пространства возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва. Его источниками являются продукты деления ядерного заряда, радиоактивные изотопы, образующиеся в результате воздействия нейтронов на грунт и не разделившаяся часть заряда.

При ядерном взрыве радиоактивные вещества поднимаются вверх, образуя облако. Под воздействием высотных ветров оно перемещается на большие расстояния, заражая местность в районе взрыва и образуя по пути движения так называемый след. След радиоактивного облака условно делится на четыре зоны:

- зону А - умеренное заражение; ее площадь составляет 70-80 % площади следа;

- зону Б - сильное заражение; на долю этой зоны приходится примерно 10 % площади следа;

- зону В - опасное заражение; эта зона занимает примерно 8-10 % площади следа;

- зону Г - чрезвычайно опасное заражение; она составляет примерно 2-3 % площади следа.

Уровни радиации на внешних границах этих зон через 1 ч. после взрыва равны 8, 80, 240 и 800 Р/ч соответственно, а через 10 ч. - 0,5, 5, 15 и 50 Р/ч.

Наибольшую опасность радиоактивные вещества представляют в первые часы после выпадения, так как в этот период их активность наиболее велика.

Инженерные сооружения, здания и техника обеспечивают разный уровень защиты на радиоактивно зараженной местности, о чем говорят данные о кратности ослабления дозы излучения Косл, приведенные в табл. 1.5.

Таблица 1.5

Кратность ослабления зданий и сооружений

Наименование сооружения Кратность ослабления
Щели:
дезактивированные открытые 20
недезактивированные открытые 3
перекрытые 40
Убежища 100
Дома:
деревянные одноэтажные 3
каменные:
одноэтажные 10
двухэтажные 20
трехэтажные 40
многоэтажные 70
Подвалы домов:
одноэтажных 40
двухэтажных 100
многоэтажных 400
Автомобили 2

Радиоактивное заражение местности образуется шлейфом по следу радиоактивного облака и зависит от мощности заряда, скорости ветра, воздушного переноса, вида грунта и т.д.

С течением времени вследствие естественного распада радиоактивных веществ уровни радиации уменьшаются. Спад уровня через два часа равен половине, а затем вступает закономерность принципа 7-10, т.е. через 7 ч уровень снижается в 10 раз, через 47 ч в 100 раз и т.д.

На схемах и картах внешние границы зон радиоактивного заражения наносятся цветами: зона А - синим; зона Б - зеленым; зона В - коричневым; зона Г - черным.

Электромагнитный импульс (ЭМИ)

ЭМИ возникает при электрических напряжениях и токов в проводах, кабелях воздушных и подземных линий связи, сигнализации, электропередачи, в антеннах радиостанций. Одновременно с ЭМИ возникают радиоволны, распространяющиеся на большие расстояния от центра взрыва, и воспринимаются радиоаппаратурой как помехи.

Поражающим фактором ЭМИ является напряженность. Напряженность электрического и магнитного полей зависит от мощности и высоты взрыва, расстояния от центра взрыва и состояния свойств окружающей среды: рельефа, растительности и т.д. Наибольшего значения напряженность электрических и магнитных полей достигает при наземных и низких воздушных ядерных взрывах (например: 1 Мт заряда создает ЭМИ радиусом в 32 км, 10 Мт заряда - 115 км). ЭМИ сильно подвержены линии связи и сигнализации. Защита от ЭМИ достигается экранированием линий электроснабжения и управления. Наружные линии должны быть двухпроводные, изолированные от земли, с малоинерционными разрядниками и плавкими вставками.

1.6.3.

<< | >>
Источник: В. Н. Матвеев, А. И. Бокарев, В. Д. Смирнов. Организация и ведение аварийно-спасательных работ : учеб. пособие / В. Н. Матвеев, А. И. Бокарев, В.Д. Смирнов ; Минобрнауки России , ОмГТУ. - Омск : Изд-во ОмГТУ,2015. - 184 с.. 2015

Еще по теме Поражающие факторы ядерного оружия, их воздействие на объекты и человека. Понятие о дозах излучения и мощности дозы:

  1. Воздействие на человека и объекты поражающих (негативных) факторов, характерных для военных действий и чрезвычайных ситуаций
  2. 1.2.5. Характеристика поражающих факторов ядерного взрыва, их параметров и очага поражения
  3. Поражающие факторы химического оружия. Характеристика зон химического заражения и очагов химического поражения. Предельно допустимые и поражающие концентрации, пороговые и смертельные токсодозы
  4. Воздействие поражающих факторов обычных средств поражения
  5. Чрезвычайные ситуации НА РАДИАЦИОННО ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ (РОО) И ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ В ВОЕННОЕ ВРЕМЯ
  6. 3.13. Начальный пик спектра мощности флуктуации температуры космического фонового излучения
  7.   Разработка ядерного оружия
  8. 19.2. Создание атомного оружия и начало ядерного противостояния
  9. Чрезвычайные ситуации природного характера, характерные для Омской области, их возможные последствия и основные поражающие факторы
  10. Воздействие радиоактивного заражения на персонал объекта экономики и население
  11. Религия— результат Божественного воздействия на человека и деятельность Бога в человеке.