Реферат: Очаг ядерного поражения
Реферат: Очаг ядерного поражения
Ядерный
взрыв боеприпаса или таковой возникающий при аварии на атомной электростанции
сопровождается выделением огромного количества энергии. Он по своему
разрушающему действию в сотни и тысячи раз может превосходить взрыв самого
крупного обычного боеприпаса и происходит в миллионные доли секунды. При этом в
центре взрыва температура мгновенно повышается до нескольких миллионов
градусов, а давление возрастает до нескольких миллионов атмосфер и в результате
этого вещество заряда переходит в газообразное состояние. Сфера раскаленных
газов, стремящаяся расшириться, сжимает прилегающие слои воздуха. На границе
сжатого воздуха создается перепад давления и образуется воздушная ударная
волна.
Одновременно
с ударной волной из зоны взрыва распространяется мощный поток нейтронов и
гамма-излучения, образующихся в ходе ядерной реакции. Светящаяся область взрыва
в виде огненного шара через 1-2 секунды достигает своих максимальных размеров,
а мощные восходящие потоки воздуха, вызываемые разностью температур, поднимают
с земли пыль и частицы грунта, образуя при этом характерный пылевой столб.
Поднявшаяся пыль, смешавшись с радиоактивными осколками ядерного деления,
постепенно выпадая из радиоактивного облака, заражает местность.
Мгновенно
действующее гамма-излучение ионизирует атомы воздуха и разделяет их на
электроны и положительно заряженные ионы. Причем электроны с большой скоростью
разлетаются в радиальном направлении от центра взрыва, а положительно
заряженные ионы практически остаются на месте. То есть происходит разделение
положительных и отрицательных зарядов, а это приводит к возникновению
электрических и магнитных полей. Эти короткоживущие поля принято называть
электромагнитным импульсом (ЭМИ) ядерного взрыва.
Соответственно,
при ядерном взрыве поражения возможны воздействием:
-
ударной волны (примерно 50-55% выделившейся при взрыве энергии);
-
светового излучения (около 35% энергии взрыва), продолжающегося от нескольких
секунд (при мощности боеприпаса до 20 кт) до 20 секунд (при мощности боеприпаса
более 1 Мт);
-
проникающей радиации (примерно 5% энергии взрыва), продолжающейся до 15 секунд;
-
радиоактивного заражения местности (до 5% энергии взрыва);
-
электромагнитного импульса, время действия которого измеряется миллисекундами.
Ударная
волна - наиболее сильный поражающий фактор ядерного взрыва, распространяется со
сверхзвуковой скоростью во все стороны от места взрыва. Она представляет собой
область резкого сжатия воздуха и область разрежения. Область сжатия двигается
впереди, а область разряжения - позади неё. Поражающее действие ударной волны
продолжается несколько минут и обуславливается:
1)
максимальным избыточным давлением во фронте волны;
2)
скоростным напором воздуха;
3)
временем действия.
Величина
безопасного давления на открытой местности для людей составляет до 0,1 кг/см2
(примерно 9,8 кПа). Соответственно, давления, превышающие эту величину,
вызывают разной степени повреждения, что представлено в табл. 4.2.
Таблица
Воздействие
избыточного давления на человека
Величина избыточного давления (кПа) |
Степени поражения |
20-40 |
Легкие поражения: повреждение слуха, ушибы, вывихи
конечностей и др. |
40-60 |
Средние повреждения: повреждение слуха, кровотечения,
вывихи, переломы конечностей и др. |
60-100 |
Тяжелые повреждения: контузия, повреждение внутренних
органов и др. |
Более 100 |
Крайне тяжёлые повреждения: смертельный исход |
Полные
разрушения от ударной волны характеризуются обрушением стен и перекрытий,
каркаса и других несущих конструкций сооружений, что возможно при избыточном
давлении 40-80 кПа.
Сильные
повреждения вызывают обрушение значительной части несущих стен и перекрытий при
сохранении подвальных помещений и части каркаса. Такие повреждения возможны при
избыточном давлении 20-50 кПа.
Слабые
и средние повреждения зданий возникают при избыточном давлении 10-30 кПа в
зависимости от конструкции сооружения.
Считается,
что зона пожаров и разрушений доходит до границ, где избыточное давление от
воздушной волны достигает 10 кПа.
Окопы,
траншеи, убежища и особенности рельефа местности резко снижают воздействие
ударной волны, что необходимо использовать для защиты людей и техники.
Световое
излучение - это поток лучистой энергии в широком диапазоне. Источником
светового излучения является светящаяся область взрыва. Время свечения
огненного шара измеряется секундами, однако, этого времени достаточно, чтобы
вызвать массовые пожары, сильные ожоги открытых участков кожи и повредить глаза
у незащищённых людей и животных. От воздействия светового излучения защищают
все виды защитных сооружений, предметы из негорючих материалов и складки
местности.
Проникающая
радиация - поток гамма-излучения и нейтронов, исходящих в течение секунд из
зоны ядерного взрыва в окружающую среду на расстояния до 3 км.
Проходя
через биологическую ткань, гамма-излучение и поток нейтронов ионизируют
молекулы, входящие в состав живых клеток. В результате этого нарушается
характер жизнедеятельности клеток и возникает специфическое заболевание -
лучевая болезнь.
Время
действия проникающей радиации определяется временем подъема на такую высоту,
когда гамма-излучение будет поглощаться толщей воздуха, не достигая поверхности
земли. Поражающее действие проникающей радиации на людей зависит от дозы
излучения и времени, прошедшего после взрыва. Оно оценивается суммарной дозой:
нейтронного и гамма-излучения, т.е. энергией излучения, которая поглощена
единицей массы биологической ткани.
Радиоактивное
заражение местности, атмосферы и различных объектов при ядерных взрывах
вызывается:
1)
продуктами деления ядерного взрыва;
2)
наведённой активностью (радиацией);
3)
не прореагировавшей частью ядерного заряда. Основной компонент при этом -
продукты ядерной реакции (осколки деления ядер тяжелых элементов). Они
представляют собой сложную смесь радиоактивных изотопов, выделяющих альфа-,
бета- и гамма-излучения.
Поражающее
действие радиоактивных излучений заключается в их ионизирующей способности,
т.е. превращении нейтральных атомов в электрически заряженные ионы. Наибольшей
ионизирующей способностью обладает альфа-излучение, наименьшей -
гамма-излучение. Вместе с тем, гамма-излучение обладает высокой проникающей
способностью (в воздухе - сотни метров). Степень ионизирующего воздействия на
биологическую ткань зависит от величины поглощенной энергии излучения
(абсолютно смертельная доза поглощённой ионизирующей энергии составляет
примерно 1000 рад или 10 Гр).
Размеры
и конфигурация зон радиоактивного заражения при ядерных взрывах зависят от вида
и мощности взрыва, направления и скорости ветра. Наиболее сильное заражение
наблюдается при наземных взрывах.
Зоны
радиоактивного заражения, имеющие разную степень опасности для людей,
характеризуются как мощностью излучения на определенный момент времени после
взрыва, так и прогнозируемой дозой радиации, получаемой до полного распада
радиоактивных веществ.
По
степени опасности зараженную местность, по следу облака взрыва, принято делить
на следующие четыре зоны.
Зона
А - умеренного заражения (40-400 рад), её площадь составляет 70-80% от всей
поражённой площади.
Зона
Б - сильного заражения (400-1200 рад). На долю этой зоны приходится около 10%
площади радиоактивного следа.
Зона
В - опасного заражения (1200-4000 рад). Эта зона занимает примерно 8-10%
площади следа облака взрыва.
Зона
Г - чрезвычайно опасного заражения (свыше 4000 рад).
Радиационные
последствия от разрушения (аварии) ядерного объекта сопоставимы с радиационными
последствиями, возникающими после применения ядерного боеприпаса. Однако,
мощность излучения на местности, в случае разрушения реактора АЭС, всегда
меньше, чем на следе ядерного взрыва, но сохраняется очень длительное время.
При этом возможно заражение населения на прилегающей к атомной электростанции
территории по пищевым цепочкам.
Наиболее
опасно поступление с продуктами питания местного производства изотопов йода (J-131),
цезия (Cs-137) и стронция (Sr-90). Короткоживущий J-131 опасен в первые два
месяца, а Cs-137 и Sr-90 при попадании внутрь организма облучают его длительное
время, так как период полураспада Cs-137 - 30,2 года, Sr-90 - 28,5 лет.
Поражающее
действие электромагнитного импульса обусловлено возникновением напряжений и
токов в различных проводниках. Действие ЭМИ проявляется, прежде всего, по
отношению к электрической и радиоэлектронной аппаратуре. При этом может
произойти пробой изоляции, повреждение трансформаторов, порча полупроводниковых
приборов и др. Наиболее уязвимы линии связи, сигнализации и управления.
Высотный взрыв способен создать помехи в этих линиях на очень больших площадях.
Защита от ЭМИ достигается экранированием линий энергоснабжения и аппаратуры.
Нейтронные
бомбы и снаряды представляют собой разновидность ядерных боеприпасов с
термоядерным зарядом малой мощности. Поражающее действие нейтронных боеприпасов
обусловлено повышенным нейтронным излучением. Для защиты от нейтронного
поражения используются те же средства, что и при ядерном взрыве, основным из
них является укрытие в защитных сооружениях.
Учитывая
вышеизложенное, дадим следующее определение.
Очагом
ядерного поражения называется территория, в пределах которой, в результате
воздействия ядерного оружия или катастрофы на АЭС, произошло радиоактивное
заражение местности, массовое поражение людей, сельскохозяйственных животных и
растений, разрушение и повреждение различных сооружений, возникли пожары.
Размеры
очага ядерного поражения зависят от мощности и вида ядерного взрыва, от рельефа
местности и характера застройки, погодных условий и других факторов.
|