Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
ХАРАКТЕРИСТИКА ЯДЕРНОЇ ЗБРОЇ.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Лекція
Предмет:
Токсикологія
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
ХАРАКТЕРИСТИКА ЯДЕРНОЇ ЗБРОЇ
Вивчення трагічного досвіду Хіросіми та Нагасакі, експериментальних ядерних вибухів на острові Бікіні та в Тоцьких таборах під Оренбургом (Росія) необхідне людям і сьогодні. Наслідки застосування ядерної зброї наклали відбиток на долю багатьох людей, продовжують забирати і сьогодні їх життя і здоров’я.
6 серпня 1945 року о 8 годині 15 хвилин над центром японського міста Хіросіма з американського бомбардувальника В-29 була скинута атомна бомба “Малюк”, яка містила 45 кг урану-235. Вибух відбувся на висоті 576 м. В центрі вибуху виникла вогненна куля діаметром 300 м, а температура перевищила 3 000 000° С. Хмара білого та чорного диму, яка мала грибовидну форму, піднялась на висоту до 18 км, а світлова куля навіть на відстані понад 30 км здавалась яскравішою, ніж сонце. Внаслідок вибуху 7 000 будинків в місті Хіросіма було зруйновано, 55 000 згоріло. Загинули 136 000 чоловік, що складало 53,3 % мешканців міста. Ті, що залишилися живими, потребували термінової медичної допомоги.
Біля 11 години 9 серпня 1945 року з американського літака з висоти 9 000 м була скинута друга атомна бомба над японським містом Нагасакі. Бомба була на 15 % потужніша, ніж в Хіросімі, але, внаслідок особливостей рельєфу і забудови, руйнування та кількість жертв були іншими. В результаті вибуху в Нагасакі потерпіли 640 000 чоловік, що складає 36,8 % мешканців.
В 1949 році атомна бомба була випробувана в СРСР, що припинило монополію США на володіння ядерною зброєю. В 1953 році в Радянському Союзі була сконструйована термоядерна зброя, яка тоді ж була випробувана в присутності військ в Тоцьких таборах.
1 березня 1954 року в районі острова Бікіні в південній частині Тихого океану американцями був проведений експериментальний вибух термоядерної бомби. Японське риболовне судно “5-й Фукюрю-мару” з екіпажем в 23 чоловіки знаходилось на відстані понад 200 км від центру вибуху. Моряки о 3 годині побачили далеко за горизонтом неяскраве червоне світло, через 7-8 хвилин почули досить чіткий гуркіт, подібний на вибух. Приблизно через 3 години на палубу корабля почав сипатися білий попіл, який інтенсивно випадав із хмари, що розпростерлася над ним. Екіпаж судна піддався дії радіоактивного попелу і виявився ураженим в результаті зовнішнього та внутрішнього опромінення. В результаті цього всі рибалки перенесли важкі форми ГПХ, а один з них помер.
Це були перші випадки застосування ядерної зброї, які привели до масових людських жертв. Вони стали відправним пунктом багаторічної гонки атомних озброєнь, результатом якої стало накопичення в багатьох країнах таких запасів ядерної зброї, потужність яких здатна багато разів стерти з лиця Землі все живе. Серед сучасних засобів ведення війни ядерна зброя має найбільшу руйнівну дію. Так, вибух ядерного боєприпасу силою 10 Мт призводить до руйнування міських будівель в радіусі 24 км та радіоактивного забруднення місцевості на площі біля 55 тис. км2. Сучасні засоби доставки та застосування ядерних боєприпасів дозволяють широко використовувати їх для нанесення ударів по цілях, які розташовані, як у глибині території противника, так і безпосередньо на полі бою.
1. Поняття про ядерну зброю.
Ядерною зброєю називається зброя, уражаюча дія якої зумовлена внутрішньоядерною енергією, що виділяється в результаті вибухових процесів поділу або синтезу ядер хімічних елементів.
Прилади, призначені для здійснення вибухового процесу звільнення внутрішньоядерної енергії, називаються ядерними зарядами.
Основними елементами ядерного заряду є речовина, яка ділиться, відбивач нейтронів, заряд звичайної вибухової речовини (тротилу), вибуховий пристрій та штучне джерело нейтронів, необхідне для забезпечення своєчасного початку і більш швидкого розвитку ланцюгової реакції
За характером вибухових реакцій та способом отримання ядерної енергії відомо три основних види ядерних зарядів: ядерний (атомний, однофазний), термоядерний (двохфазний) і комбінований (трьохфазний).
В ядерних однофазних зарядах використовується реакція поділу ядер важких елементів — урану-235 і плутонію-239 — у вигляді ланцюгової реакції, в процесі якої звільняється велика кількість енергії за дуже короткий, миттєвий відрізок часу — тобто вибухово.
В ядерних зарядах гарматного типу ядерна речовина до моменту вибуху розділена на кілька частин, маса кожної з яких менша критичної. Під час вибуху звичайної вибухової речовини ці частини з’єднуються в єдине ціле і їх маса стає надкритичною. В результаті цього в заряді виникає ланцюгова реакція поділу.
Імплозивний тип ядерного заряду оснований на принципі сильного стискання речовини, що ділиться, яка має сферичну форму і масу меншу від критичної. Навколо неї розташовані заряди звичайної вибухової речовини, при одночасному вибуху яких подільна речовина сильно стискується і її щільність різко збільшується. Внаслідок цього маса речовини стає критичною і виникають умови для перебігу ланцюгової реакції.
В термоядерних (двохфазних) боєприпасах основними елементами є атомний заряд — ініціатор реакції синтезу та термоядерне паливо. Спочатку відбувається вибух атомного заряду, в основі якого лежить реакція поділу. Він викликає нагрівання термоядерного палива і запускакає реакцію з’єднання ядер атомів дейтерію і тритію, що супроводжується виділенням величезної кількості енергії. В результаті цих перетворень утворюються ядра атому гелію і вільні нейтрони. Тобто в термоядерному заряді використана реакція типу “поділ-синтез”.
В комбінованих (трьохфазних) термоядерних зарядах використовуються нейтрони, які утворилися при реакціях синтезу в двохфазних термоядерних зарядах. Вони мають дуже велику енергію і викликають поділ ядер урану-238. Тобто реакція перебігає в три фази — “поділ-синтез-поділ”:
— вибухає ядерний заряд урану або плутонію (ланцюгова реакція поділу ядер) з утворенням температури в кілька мільйонів градусів;
— під впливом цієї високої температури відбуваються термоядерні реакції синтезу ядер гелію з дейтерію, тритію та літію з виділенням дуже швидких нейтронів з енергією 10-20 Мев;
— швидкі нейтрони, бомбардуючи ядра урану-238, викликають їх поділ з додатковим виділенням величезної кількості енергії.
Для звичайних термоядерних зарядів розподіл енергії вибуху між уражаючими факторами близький до її розподілу при вибусі атомних зарядів. Для досягнення спеціальних цілей ядерного бомбардування використовуються спеціалізовані термоядерні заряди, до яких відносяться нейтронні, “чисті” та ін. Найбільшого поширення серед них набули нейтронні термоядерні заряди.
Нейтронна зброя є термоядерною зброєю надмалої потужності (найчастіше використовуються двохфазні термоядерні заряди), уражаюча дія якої в основному визначається впливом потоку швидких нейтронів та гама-променів. Призначається для знищення живої сили противника при максимальному збереженні матеріальних цінностей.
Перші випробування нейтронної зброї були проведені США в 1963 році.
Потужність нейтронної зброї в тротиловому еквіваленті складає приблизно 1 кт. Для отримання такої енергії в реакцію термоядерного синтезу повинно вступити 4,8 г дейтерію та 7,2 г тритію. Для ініціювання термоядерних реакцій застосовується заряд із плутонію-239, який, як уже було відзначено, має меншу ніж уран-235 критичну масу, що дозволяє знизити масу нейтронного боєзапасу. При його вибусі розвиваються високі тиск і температура, які створюють умови, необхідні для перебігу термоядерних реакцій синтезу ядер тритію та плутонію.
Нейтронна зброя характеризується тим, що вихід нейтронів на одиницю потужності вибуху в 10 разів вищий, ніж у ядерних боєприпасів, що розглядалися раніше. При вибусі такого боєприпасу потужністю 1 кт поза межами радіуса в 500 м основним уражаючим фактором є проникаюча радіація. В радіусі до 1 км люди будуть гинути від дії потоку нейтронів і гама-променів практично відразу, а в радіусі до 2 км — отримувати важку форму променевої хвороби, в результаті якої більша частина уражених також загине протягом кількох тиижнів.
Для “чистих” зарядів характерним є різко знижений вихід радіоактивних продуктів із зони вибуху, внаслідок чого знижується кількість енергії, яка йде на радіоактивне зараження місцевості.
До ядерних боєприпасів відносяться споряджені ядерними зарядами бойові (головні) частини ракет різного типу і призначення, авіаційні бомби, торпеди, артилерійські снаряди, міни, фугаси.
Потужність ядерного боєприпасу визначається кількістю енергії, яка виділяється при вибусі. Вона виражається в тротиловому еквіваленті — кількості звичайної вибухівки тротилу, при вибусі якої виділяється така ж кількість енергії.
Сучасні ядерні боєприпаси можуть мати потужність вибуху від кількох десятків до десятків мільйонів тон в тротиловому еквіваленті.
За потужністю ядерні боєприпаси поділяють на п’ять калібрів:
— надмалий — потужністю до 1 тисячі тон (до 1 кілотони);
— малий — від 1 до 10 тисяч тон (від 1 до 10 кілотон);
— середній — від 10 тисяч до 100 тисяч тон (від 10 до 100 кілотон);
— крупний — від 100 тисяч до 1 мільйона тон (від 100 кілотон до 1 мегатони);
— надкрупний — понад 1 мільйон тон (понад 1 мегатону).
В сучасних умовах засобами доставки та носіями ядерних боєприпасів є балістичні та крилаті ракети, літаки-носії, зенітні керовані ракети, артилерія, підводні човни та надводні кораблі, озброєні ракетами і торпедами з ядерним зарядом, ядерні фугаси.
Застосування тих чи інших засобів доставки або носіїв ядерної зброї визначається місцем розташування і характером цілі, потужністю ядерних боєприпасів та рядом інших факторів.
В залежності від властивостей оточуючого зону вибуху середовища, виду та розташування об’єктів, по яких плануються ядерні удари, розрізняють наступні види ядерних вибухів.
Висотним (космічним) називається вибух вище межі тропосфери. Найменшою його висотою умовно приймається 10 км. Застосовується для ураження повітряних і космічних об’єктів.
Повітряним називається вибух у повітрі на такій висоті, коли його світлова куля не доторкується поверхні землі. Повітряні вибухи застосовуються, головним чином, для знищення наземних (надводних) об’єктів.
Наземним (надводним) називається вибух, якщо світлова куля доторкується до поверхні землі (води). Застосовується для знищення великих споруд і військ, що знаходяться в міцних укриттях, якщо за умовами бойової обстановки є бажаним сильне радіоактивне зараження місцевості. Надводний вибух застосовується для ураження надводних кораблів і гідротехнічних споруд. Характерною особливістю є сильне радіоактивне зараження побережжя та акваторії.
Підземним (підводним) називається вибух, проведений під землею (водою). Підземний вибух застосовується з метою створення загороджень для противника та руйнування його підземних споруд, підводний — для знищення підводних кораблів, гідротехнічних споруд, протичовнових загороджень.
Точка на поверхні землі (води), на яку проектується центр ядерного вибуху, називається його епіцентром.
2. Уражаючі фактори ядерного вибуху
Енергія ядерного вибуху проявляється в різних формах.
Розпечені гази, пари в зоні вибуху утворюють яскраву сферичну світну область, яку іноді називають вогненною кулею. Вона швидко підіймається вверх, продовжуючи випускати в простір потужний потік світлового випромінювання, яке складається з променів видимої частини спектру, а також із невидимих інфрачервоних і ультрафіолетових променів.
Уже на початку ядерної реакції розпечені гази світної області, роз-ширюючись з великою швидкістю, стискують і приводять в рух оточуючі шари повітря. Стиснення і пересування повітря поширюється з понадзвуковою швидкістю від одного шару до іншого в усіх напрямках від центру вибуху. Так виникає ударна хвиля ядерного вибуху, яка має надзвичайно велику руйнівну здатність.
При повітряних, наземних і підземних ядерних вибухах в грунті виникають сейсмовибухові хвилі, які є механічними коливаннями грунту внаслідок дії на нього зони сильного тиску. Поширюючись в усі боки від центру вибуху, сейсмічні хвилі призводять до руйнування і пошкодження підземних об’єктів, а також до колихання поверхневих шарів землі, що нагадує землетрус. Руйнування споруд супроводжується виникненням додаткових механічних травм у особового складу військ та населення.
Одночасно із світловим випромінюванням і ударною хвилею із зони ядерного вибуху поширюється потік іонізуючого випромінювання, яке за високу проникаючу здатність в матеріальні субстрати прийнято називати проникаючою радіацією.
На місці остигаючої світної області дуже швидко формується хмара, яка містить всі продукти ядерного вибуху і конденсовані пари води. Її щільність спочатку менша щільності повітря, тому вона продовжує підніматися вгору на досить значну висоту, захоплюючи за собою величезний стовп пороху з поверхні землі. В результаті в районі вибуху утворюється грибоподібна хмара, яка здатна зберігати свою форму більше 20 хвилин.
При ядерному вибусі утворюється також велика кількість радіоактивних продуктів (частки поділу ядер, ядра атомів пального, що не встигло прореагувати та ін.). Iз хмари вибуху вони під впливом сили тяжіння поступово випадають на поверхню землі, створюючи при цьому радіоактивне зараження місцевості.
Внаслідок ядерного вибуху, як уже вказувалось, частина нейтронів і гама-квантів покидає зону реакції і потрапляє в оточуюче середовище, взаємодіючи з атомами його складових елементів. В результаті цього виникають короткочасні електричні та магнітні поля , що і є електромагнітним імпульсом ядерного вибуху (ЕМI).
Необхідно відмітити, що ядерний вибух сам по собі є величезним травматизуючим фактором для людської психіки, здатним приводити до різ-номанітних за силою і тривалістю порушень діяльності вищої нервової системи. Тому треба враховувати наявність психотравматизуючого уражаючого фактора ядерної зброї.
Отже, уражаючими факторами ядерного вибуху є ударна хвиля, світлове випромінювання, проникаюча радіація, радіоактивне забруднення місцевості, електромагнітний імпульс і психотравматизуюча дія.
2.1.Ударна хвиля
Ударна хвиля — це зона сильно стиснутого і нагрітого повітря, яке має надмірний (набагато вищий від атмосферного) тиск і поширюється радіально від місця вибуху з надзвуковою швидкістю. Слідом за нею утворюється зона розрідження, в якій, навпаки, тиск нижчий від атмосферного.
На утворення цих хвиль витрачається близько 50 % енергії ядерного вибуху. Для більшості видів ядерної зброї вона є основним уражаючим фактором. Так, за даними Sears (1966) 60 % смертельних випадків в містах Хіросіма та Нагасакі було викликано ударною хвилею.
В залежності від виду вибуху ударна хвиля може поширюватись в різних середовищах (повітрі, воді, грунті).
Передня межа повітряної ударної хвилі називається фронтом ударної хвилі. Він характеризується найбільшим ущільненням повітряних мас і має різко окреслений край. Тиск у фронті може значно перевищувати нормальний атмосферний тиск, а їх різниця називається надлишковим тиском.
В момент досягнення поверхні землі ударна хвиля відбивається від неї. Відбита ударна хвиля настільки ж небезпечна, як і пряма. На деякій відстані від епіцентру ядерного вибуху біля поверхні землі фронти прямої та відбитої ударних хвиль зливаються і виникає так званий ефект (хвиля) Маха. За рахунок цього у фронті такої хвилі надлишковий тиск збільшується майже у два рази.
Надлишковий тиск у фронті ударної хвилі зумовлює сильну уражаючу та руйнівну дію. По мірі віддалення від центру вибуху він знижується і відповідно зменшується руйнівна та уражаюча дія хвилі (див. табл. 2.1.).
Таблиця 2.1.
Величина надлишкового тиску у фронті ударної хвилі в залежності від віддалі до епіцентру та потужності повітряного ядерного вибуху
За зоною стиснення переміщається зона розрідження. Тиск в ній поступово знижується і опускається нижче тиску оточуючої атмосфери.
Одиницею вимірювання тиску у фронті ударної хвилі є кілопаскаль (кПа) або кілограм сили на 1 см2.
Швидкість руху повітря в ударній хвилі на порівнянно близьких відстанях від центру вибуху досягає кілька сотень метрів за секунду. В середньому вона проходить перший кілометр за 2 сек., другий — за 3 сек. і т.д. Такі сильні потоки повітряних мас здатні викликати руйнування будівель, захоплювати неміцно закріплені на земній поверхні об’єкти, надавати їм великої швидкості, формуючи так звані “вторинні снаряди”.
Ураження людей від ударної хвилі можуть бути в результаті:
— безпосередньої прямої її дії (надмірного тиску, швидкісного напору, високої температури повітря);
— опосередкованої дії (вторинні снаряди, відкидування людини і удар її об землю або оточуючі предмети).
Ударна хвиля, досягаючи тіла людини, викликає в ньому миттєву деформацію, зону стиснення, яка поширюється в тканинах, як і в оточуючому середовищі. Миттєво обтікаючи все тіло, призводить до сильного його стискання. Внаслідок цього виникає компресійна травма, проявом якої є пошкодження порожнистих органів грудної клітки та живота (легенів, шлунку, кишечника, нирок, сечового міхура та інші).
Швидкісний тиск повітря в момент підходу ударної хвилі створює дуже сильний фронтальний удар, який відчувається людиною як удар твердим предметом. Під впливом цього удару в тілі людини виникає гідродинамічна хвиля, яка призводить до розривів судин і порожнистих органів.
Впливаючи в організмі на тканини і органи різної міцності, ударна хвиля здатна викликати в них розриви, переломи, множинні і обширні крововиливи та інші зміни. Переважно потерпають органи грудної клітки, черевної порожнини та хребет. В результаті відкидування людини частіше виникають ушкодження опорно-рухового апарату, черепно-мозкові травми, забійні рани, гематоми та інші ураження.
Руйнуючи військові та цивільні інженерні споруди, ударна хвиля стає причиною важких травм іншого характеру, наприклад травматичного токсикозу (так званого синдрому тривалого стискування), який може бути порівняно частим явищем у вогнищах ядерних вибухів, особливо в забудованих кварталах населених пунктів. Різноманітні травми можуть бути нанесені людині також за рахунок “кидальної дії” ударної хвилі (“вторинними снарядами”). Це спостерігається переважно на місцевості, багатій невеликими окремими предметами, уламками зруйнованих будівель і т.п.
Повітряні маси, які рухаються з величезною швидкістю, можуть відкидати людину на значні відстані, зіштовхувати її з різними об’єктами оточуючого середовища, викликаючи травми непередбачуваного характеру.
На параметри уражаючої дії ударної хвилі можуть впливати рельєф, характер забудови місцевості, наявність захисних споруд, метеорологічні умови.
Таким чином, в результаті дії ударної хвилі може виникати дуже різноманітна за характером і важкістю структура людських втрат у вогнищі ядерного вибуху.
Умовно вогнище ядерного вибуху за уражаючою дією надлишкового тиску ударної хвилі можна поділити на три зони:
а) перша (внутрішня) — з тиском ударної хвилі понад 1 кПа; вона простягається від епіцентра вибуху і характеризується смертельною травмою людей, які знаходяться на відкритій місцевості і вкрай важкою для людей, розташованих в укриттях;
б) друга (середня) — з надлишковим тиском від 1 до 0,3 кПа; вона характеризується важкими ураженнями людей, розташованих відкрито або середньої важкості — в укриттях;
в) третя (периферійна) — з тиском ударної хвилі від 0,3 до 0,1 кПа. В ній частіше зустрічаються легкі ураження людей, розташованих в момент вибуху на відкритій місцевості.
Засобом захисту від ударної хвилі є різного роду сховища та укриття, а також складки місцевості, які можуть знизити втрати в десятки разів.
2.2. Світлове випромінювання
Світлове випромінювання — це електромагнітне випромінювання, основним джерелом якого є світна область вибуху (вогненна куля), що складається з розпечених продуктів вибуху і повітря. Температура в ній сягає від 6 тисяч до 1 мільйона градусів за С. Тривалість світіння залежить від потужності ядерного заряду: при вибусі малого калібра — 1-2 сек., середнього — 2-4 сек, крупного та надкрупного — 10 і більше сек.
На світлове випромінювання припадає приблизно 30 % всієї енергії ядерного вибуху. Воно складається з ультрафіолетових, інфрачервоних і видимих променів. Основна кількість енергії світлового випромінювання (85%) виділяється в перші секунди з моменту вибуху.
Кількість енергії світлового випромінювання, яке падає на 1 см2 поверхні, перпендикулярної напрямку його поширення, за весь час світіння, називається світловим імпульсом. Його величина вимірюється в калоріях на квадратний сантиметр (кал/см2).
Уражаюча дія світлового випромінювання вимірюється, головним чином, величиною світлового імпульсу і часом дії. Чим більша величина світлового імпульсу, що випромінюється за менший час, тим сильніший уражаючий ефект, який пропорційний поглинутій кількості енергії. Остання перетворюється в тепло і здатна викликати опіки та приводити до спалахування різних предметів.
Поверхня людського тіла поглинає приблизно дві третини всієї падаючої на неї енергії світлового випромінювання. Чим коротший проміжок часу, протягом якого поглинається певна кількість енергії, тим важчі опіки, і навпаки. Величина світлового імпульсу, уражаючого незахищену шкіру, збільшується із збільшенням потужності ядерного вибуху. Так, при вибусі в 1 кт вона дорівнює 3,2 кал/см2, 100 кт — 4,8 кал/см2, а при вибусі потужністю в 1 мгт — 5,6 кал/см2.
Ураження людини можливе, як в результаті безпосередньої дії світлового випромінювання на шкірні покриви — світлові (первинні) опіки, так і в результаті спалахування одягу і навколишніх предметів — опосередковані (вторинні) опіки.
Опіки від безпосередньої дії світлового випромінювання за своїм характером мало чим відрізняються від звичайних термічних. Ступінь важкості опіків може бути різним:
— при світловому імпульсі в 2-4 кал/см2 переважно виникають опіки I ступеню;
— при дії світлового випромінювання потужністю 4-10 кал/см2 — II ступеню;
— при світловому імпульсі 10-15 кал/см2 — III ступеню;
— при імпульсі більше 15 кал/см2 — IV ступеню (наступає обвуглювання).
Важкість опіків залежить не тільки від ступеню, але і від їх площі. Поверхневі опіки займають площу 15-20 %, а глибокі — більше 10 % поверхні тіла і переважно супроводжуються опіковим шоком.
Ступінь важкості залежить також від віддалі, на якій знаходився уражений в момент ядерного вибуху від його епіцентру (див. табл. 2.2.)
Таблиця 2.2.
Можливий радіус ураження (в км) світловим випромінюванням відкритих ділянок шкіри в залежності від потужності повітряного вибуху
Опіки від ядерного вибуху мають ряд особливостей: профільний характер (розташування на стороні, повернутій в напрямку вибуху), обширність уражених площ тіла, різноманітність за важкістю.
Крім опіків шкіри, безпосередній вплив світлового випромінювання може викликати опіки переднього відділу ока та його додатків, сітківки і тимчасову сліпоту. Тимчасове засліплення розвивається в людей, які знаходяться на достатній відстані від епіцентру ядерного вибуху або перебувають в укриттях і не дивляться прямо на вогненну кулю. Причиною є розкладання зорового пурпуру (родопсину) під впливом видимої частини спектра світлового випромінювання. Зір ураженого поступово відновлюється без будь-якого лікування.
Особливо небезпечним світлове випромінювання є вночі, навіть на великій відстані від місця вибуху, так як чутливість ока в темноті в 2 000 разів більша, ніж на світлі, а діаметр зіниці більший приблизно в чотири рази. Мигальний рефлекс не забезпечує захисту очей від світлових променів, так як змикання повік триває в межах 0,1-0,15 сек., а світло за цей час проходить відстань до 30 000 км. В іноземній літературі описані випадки опіків сітківки при випробуваннях ядерної зброї потужністю в 20 кт на відстані 16 км від епіцентру вибуху. Кожна непрозора перешкода на шляху поширення світлового випромінювання є надійним захистом від нього для органа зору.
Опіки від прямої дії світлового випромінювання складуть біля 90 % усіх термічних ушкоджень, серед них приблизно 70-80 % складуть опіки важкого та середнього ступенів і 20-30 % — легкі.
Таким чином, в структурі санітарних втрат від безпосередньої дії світлового випромінювання ядерного вибуху є підстави очікувати засліплення та різного ступеня і важкості опіки шкіри, очей. Крім того, можливі вторинні опіки полум’ям одягу та інших оточуючих людину предметів, які спалахнули, а також розпеченим повітрям.
Як приклад впливу світлового випоромінювання на організм людини можна навести наступне. При атомному бомбардуванні Хіросіми багато людей, які знаходились в момент вибуху поблизу епіцентру, в прямому розумінні випарувались, від них залишились лише тіні на стінах будинків. Смертельні опіки III-IV ступенів важкості з розпадом тканин спостерігались в радіусі 2,5 км. Незахищені люди отримали опіки різного ступеню важкості на відстані до 4 км від епіцентру (переважно профільного характеру), причому одяг тільки частково виконував захисну роль. У людей, які знаходились в бетонних приміщеннях, опіки верхніх дихальних шляхів виникали від вдихання гарячого повітря, а вторинні опіки склали біля 5 %.
2.3. Проникаюча радіація.
Однією з характерних особливостей ядерного вибуху є те, що він супроводжується виділенням потоку іонізуючого випромінювання, яке складається з гама-променів, нейтронів, бета-частинок і невеликої кількості альфа- частинок. Уражаюча дія цього випромінювання зумовлена переважно гама-променями і нейтронами, так як довжина шляху вільного пробігу альфа- і бета-частинок порівняно невелика.
При вибусі ядерного боєприпасу середнього калібру час уражаючої дії гама-променів складає приблизно 10 сек. Гама-промені та потік нейтронів, які виділяються протягом першої хвилини з моменту вибуху, в іноземній літературі називають початковим ядерним випромінюванням.
На долю проникаючої радіації припадає до 5 % енергії ядерного вибуху.
При ядерних вибухах дози проникаючої радіації можуть досягати тисяч рентгенів. Це залежить від потужності і виду вибуху, а також відстані до епіцентру вибуху (див. табл. 2.3.)
Співвідношення радіусу дії проникаючої радіації, дози опромінювання та їх впливу на організм людини при повітряному вибусі бомби потужністю в 20 кілотон приблизно виражається наступними цифрами:
— до 800 м — 100 % смертність (доза до 10 000 Р);
— від 800 м до 1 200 м — 75 % смертність (доза до 1 000 Р);
— від 1200 м до 2000 м — променева хвороба I-II ступеню (доза 50-100Р).
Таблиця 2.3.
Залежність дози проникаючої радіації від потужності ядерного вибуху та відстані до його епіцентру
При вибухах термоядерних мегатонних боєприпасів смертельні ураження можуть бути в радіусі 3-4 км.
Дози гама- та нейтронного випромінювання при повітряному і наземному ядерних вибухах на однакових відстанях від центра вибуху практично однакові, поряд з тим вони значно залежать від щільності повітря, яка літом і на рівнині значно менша, ніж зимою і в горах. Співвідношення між ними також залежить від цих параметрів. Для великих доз і для вибухів надмалого та малого калібрів доза, зумовлена нейтронами, більша, ніж гама-випромінюванням; для середніх величин доз, а також для вибухів потужністю понад 10 тис. т. вірним є зворотнє твердження
Гама-випромінювання і нейтрони ядерного вибуху діють на будь-який об’єкт практично однаково і одночасно. Тому уражаюча дія проникаючої радіації визначається її сумарною дозою.
2.4. Радіоактивне зараження.
Серед уражаючих факторів радіоактивне зараження займає особливе місце і є специфічним фактором ядерного вибуху. Найважливішими особливостями є наступні.
Радіоактивному зараженню піддається не тільки район, що прилягає до місця вибуху, але і територія, віддалена від нього на багато десятків, а то і сотень кілометрів. Площа, яку воно охоплює, значно перевищує площу зон ураження іншими факторами ядерного вибуху.
Якщо основна частина енергії ядерного вибуху, у вигляді ударної хвилі, світлового випромінювання та проникаючої радіації, виділяється в момент вибуху та в перші десятки секунд після нього, то радіоактивне зараження довго зберігається на місцевості та об’єктах, а його уражаюча дія може тривати протягом годин, діб і навіть місяців.
Процес утворення радіоактивного зараження місцевості при ядерних вибухах відбувається в результаті дії кількох основних факторів.
Основним джерелом радіоактивного зараження при ядерних вибухах є радіоактивні продукти ядерної реакції — уламки поділу ядер урану або плутонію. При вибусі відбувається поділ ядер цих елементів на дві частини. Він може проходити різними способоми, тому спочатку утворюється біля 60 ізотопів 34 різних хімічних елементів. Найбільш поширеними серед них є ізотопи ітрію, теллуру, молібдену, йоду, ксенону, барію, лантану, стронцію, цирконію та ін. Більша частина з них є нестійкими і в подальшому розпадаються ще приблизно по три рази. Тому загальна кількість радіоактивних ізотопів в продуктах поділу сягає майже 200. Продукти поділу є складною і безперервно змінною за складом сумішшю РР, розпад яких супроводжується виділенням бета- і гама-випромінювання. Періоди піврозпаду різних ізотопів коливаються в дуже широких межах — від долей секунди до багатьох років.
У зв’язку з тим, що коефіцієнт ефективного використання ядерного заряду порівняно невисокий (в залежності від конструктивних особливостей бомби — до 10%), основна маса ядерної речовини не встигає вступити в реакцію і розпилюється силою вибуху у вигляді найдрібніших частинок, які мають радіоактивні властивості вихідних ізотопів.
Радіоактивне зараження може доповнюватись РР, які утворилися в навколишньому середовищі в районі центру (епіцентру) ядерного вибуху в результаті захоплення нейтронів ядрами атомів хімічних елементів, що входять в склад навколишнього середовища (наведена активність). Їх розпад супроводжується переважно гама-випромінюванням.
Утворення РР при вибусі термоядерних боєприпасів має деякі особливості. В цьому випадку виникає дуже потужний потік нейтронів, під впливом якого синтезується велика кількість штучних радіоактивних ізотопів в тих матеріалах і середовищах, через які він проходить.
Характер і масштаби радіоактивного зараження визначаються не тільки потужністю ядерного заряду, але і цілим рядом інших факторів, насамперед, видом вибуху.
В перший момент після вибуху радіоактивні продукти містяться в світловій кулі в газоподібному стані. В процесі охолодження вони конденсуються і у вигляді дрібних твердих частинок входять до складу потужної хмари ядерного вибуху. Ця хмара за 8-10 хвилин піднімається на висоту понад 12-20 км.
При наземному ядерному вибусі значна кількість радіоактивних продуктів змішується з розплавленим грунтом, утворюючи кірку радіоактивного шлаку. Частина розплавленого та подрібненого грунту із кратера вибуху втягується висхідними потоками повітря вверх, утворюючи потужний пилевий стовп, який із самого початку з’єднується з хмарою, внаслідок чого вона набуває форму гігантського гриба, “шапочку” якого складає вогненна куля розпечених газів, а “ніжку” — втягнені з поверхні землі порох, грунт та ін. В ній утворюється велика кількість дрібнодисперсних високоактивних частинок кулеподібної форми з об’ємним вмістом в них ізотопів радіоактивного поділу. По мірі охолодження швидкість її підйому зменшується, і частинки під дією сили тяжіння починають випадати, утворюючи під нею заражений прошарок атмосфери (так званий шлейф хмари). Тривалість випадання основної маси РР коливається від кількох годин до кількох діб. Якщо при цьому врахувати, що радіоактивна хмара під впливом вітрів безперервно мігрує, то за цей перід вона може пройти кілька сотень кілометрів. В результаті вся територія на шляху проходження хмари виявиться зараженою. Це так званий слід радіоактивної хмари, який утворює на поверхні землі зону радіоактивного зараження (забруднення) місцевості.
Основними параметрами радіоактивного зараження є доза і рівень радіації, кількість і концентрація РР, а також ступінь зараження поверхонь об’єктів.
Доза радіації — це кількість опромінення, яку отримує людина, перебуваючи на радіоактивно зараженій території. Переважно цю дозу визначають за певний період часу, який називаєтьтся часом опромінення (час перебування підрозділу на місцевості, час подолання зараженої ділянки і т.д.) і обчислюють в рентгенах.
Рівень радіації характеризує інтенсивність випромінювання РР на зараженій місцевості. Під рівнем радіації розуміють дозу випромінювання за одиницю часу і вимірюють в рентгенах за годину (р/год).
Кількість РР, які потрапили всередину організму, або випали на місцевість в межах визначеної площі, прийнято оцінювати за їх активністю, яка вимірюється кількістю розпадів, що відбуваються в даній речовині за одиницю часу.
Концентрацію РР в повітрі, воді, продуктах вимірюють в кюрі на літр (кюрі/л), або кількістю бета-розпадів за хвилину в грамі речовини (розп/хв•г).
Ступінь зараження (зараженість) поверхні техніки, обмундирування, тіла людини та інших об’єктів вимірюється кількістю розпадів за 1 хвилину на площі в 1 см2 (розп / хв • см2) або в мілірентгенах за годину (мр/год). Для характеристики ступеню радіоактивного зараження місцевості застосовується доза, що розраховується з моменту випадання радіоактивних речовин на місцевість до їх повного розпаду, тобто доза радіації за час повного розпаду радіоактивних речовин.
За ступенем зараження і можливим наслідком опромінення особового складу військ на зараженій місцевості (як в районі ядерного вибуху так і на сліді хмари) прийнято виділяти зони помірного (зона А), сильного (зона Б), небезпечного (зона В), і надзвичайно небезпечного (зона Г) радіоактивного зараження (див. табл. 2.5.).
Масштаби і ступінь радіоактивного зараження місцевості в районі вибуху і по шляху руху зараженої хмари залежать, в основному, від потужності і виду вибуху, часу, минулого з моменту застосування ядерної зброї, і швидкості так званого середнього вітру (вітру, який вважається умовно постійним за швидкістю та напрямком для всіх шарів атмосфери в межах від поверхні землі до висоти підйому хмари вибуху).
Iз збільшенням потужності ядерного вибуху збільшуються масштаби та ступінь радіоактивного зараження місцевості. Найсильніше зараження відбувається при наземних вибухах. Повітряні вибухи здебільшого істотної небезпеки не несуть.
Таблиця 2.5.
Характеристика зон радіоактивного зараження місцевості
при ядерному вибуху
Ступінь радіоактивного зараження місцевості з часом зменшується, що зумовлюється розпадом РР.
Необхідно пам’ятати, що під дією вітру, при пересуванні великої кількості військ, техніки у повітря піднімається радіоактивна пилюка, яка може стати джерелом вторинного радіоактивного зараження місцевості, озброєння, обмундирування та ін.
Надзвичайно актуальні проблеми впливу проникаючої радіації та радіоактвного зараження місцевості на організм людини розглянуті в окремому розділі посібника.
2.5. Електрогмагнітний імпульс
Електрогмагнітним імпульсом (ЕМI) називаються електричні та магнітні поля, які супроводжують ядерні вибухи і виникають в результаті впливу гама-випромінювання на атоми оточуючого середовища з утворенням потоку електронів і позитивно заряджених іонів. Ступінь ураження ЕМI залежить від виду і потужності ядерного вибуху.
ЕМI може привести до пошкодження чутливих електронних і електричних елементів, напівпровідникових приладів, а також до серйозних порушень роботи цифрової, контрольної та електронно-обчислювальної апаратури. Таким чином, вплив ЕМI може дезорганізувати або вивести з ладу апаратуру зв’язку, системи оргтехнічних засобів, що в умовах війни буде негативно впливати на роботу військових штабів, органів управління і служб, в тому числі і медичної.
Безпосередньо на людей ЕМI вираженої уражаючої дії не має. Проте існує багато науково-обгрунтованих даних про негативний вплив електромагнітного поля на здоров’я людини. Так, за результатами епідеміологічних досліджень перебування населення в електромагнітних полях з рівнями, що перевищують гігієнічні нормативи, розглядається як фактор ризику для здоров’я. Відомо, що елекромагнітні поля різних діапазонів у рівнях, що перевищують гранично допустимі, спричинюють підвищення загальної захворюваності, поширеність гострої та хронічної патології у дітей.
Існують свідчення, що елекромагнітні поля радіочастотного та мікрохвильового діапазонів при збільшенні їх рівнів в два рази, порівняно з нормативними, збільшують питому вагу дітей, що мають відхилення функціонального стану системи кровообігу майже на третину.
Відомо про підвищену чутливість до даного фактору дітей дошкільного і шкільного віку, що проявляється не тільки зміною характеру захворюваності, порушенням фукціональго стану центральної нервової та серцево-судинної систем організму дітей, а також зміною гармонійності фізичного розвитку та відставанням в статевому дозріванні. Дослідження стану здоров’я великих контингентів дитячого населення і обробка отриманих даних за допомогою математичного моделювання дозволили виявити особливості впливу елекромагнітного випромінення на зміну характеру і важкості перебігу патологічного процесу. В цілому ряді випадків електромагнітні хвилі, не впливаючи на рівень поширеності патології, змінюють характер її перебігу.
Доведено, що між величиною реального навантаження електромагнітним випроміненням і станом здоров’я дорослого населення існує кореляційна залежність, яка виявляється в зниженні імунологічної реактивності організму, збільшені загальної захворюваності, поширеності хвороб органів дихання, інфекційних і алергічних захворювань шкіри і підшкірної клітковини.
2.6. Сейсмовибухові хвилі в грунті
Сейсмовибухові хвилі в грунті (СВХ) можуть бути істотним уражаючим фактором для людей, які в момент вибуху знаходились в підземних, шахтних, котлованних спорудах.
Розрізняють СВХ трьох основних типів:
— повздовжні (частинки грунту рухаються за напрямком розповсюдження СВХ);
— поперечні (перпендикулярно напрямку руху хвиль);
— поверхневі (частинки грунту рухаються по еліптичних орбітах).
При повітряному вибуху джерелом СВХ є повітряна ударна хвиля, яка ударяється об поверхню землі.
При наземному ядерному вибусі розрізняють дві хвилі:
— перша, яка виникає внаслідок дії ударної повітряної хвилі, що поширюється вздовж поверхні землі ( так звана хвиля стискування);
— друга, яка поширюється в товщі грунту від центру вибуху, за рахунок безпосередньої передачі йому вибухової енергії (епіцентральна хвиля).
Особовий склад військ і цивільне населення отримуватиме ураження від СВХ внаслідок безпосередньої дії на них перевантажень і акустичних хвиль, які викликаються коливальними рухами грунту та підземних споруд і опосередкованої, внаслідок руйнування споруд, завалів, механічних травм.
2.7. Психотична дія ядерної зброї.
Iстотне місце в структурі санітарних втрат від ядерної зброї займуть уражені з різними формами порушень психічної діяльності. Безпосередній вплив іонізуючого випромінювання на головний мозок, черепно-мозкові травми, опіки можуть викликати різноманітні форми психічних порушень.
Не можна недооцінювати роль психологічного фактора в формуванні реакцій особи на надзвичайну небезпеку, коли інтелектуальний, свідомий компонент реакції в значній мірі нівелюється внаслідок раптовості та надзвичайної інтенсивності емоційного потрясіння. Iстотну роль в цьому відношенні грає залякуючий фактор, який зумовлює розвиток патологічних реакцій невротичного та психотичного рівня на психогенно травмуючі ситуації. Останні інакше називаються ситуаціями-стресорами. Їх патогенність зумовлюється інтенсивністю, тривалістю, раптовістю, а також індивідуальними та колективними властивостями конкретного військовослужбовця чи військового підрозділу, які потерпіли від впливу уражаючих факторів ядерної зброї.
Реактивні стани. Хворобливі психогенні реакції (реактивні стани, психози) можуть розвиватись як в умовах загрози ядерного нападу, так і при нанесенні удару.
Частоту таких порушень важко прогнозувати. Але на підставі аналізу надзвичайних ситуаці...
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора