Контрольная работа по дисциплине "Гражданская оборона"

У зоні слабких руйнувань (надмірний тиск 20 - 10 кПа) руйнуються вікна, двері, легкі перегородки, з'являються щілини, в основному в стінах верхніх поверхів. Підвали й нижні поверхи зберігаються. Незначні руйнування на комунально-енергетичній мережі.

Слабкі руйнування будівель виникають при надмірному тиску 7-20 кПа. Пошкодження характеризуються порушенням найбільш слабких елементів будівель: карнизів, перегородок, дверей, вікон та ін.

Особливістю ударної хвилі є відносно велика тривалість, яка сягає кількох секунд. Ударна хвиля проникає всередину будівель через вікна, вентиляційні канали, димарі, щілини та інші отвори. При надходженні ударної хвилі у приміщення, у них різко збільшується тиск, що призводить до  руйнувань.

Основною причиною руйнування жорстких конструкцій (кам'яних і дерев'яних будівль) є початковий удар у момент відбивання хвилі від будівлі. Підійшовши до перешкоди, ударна хвиля відбивається, утворюючи тиск відбивання (ДРВІД), відбувається гальмування мас повітря, що рухаються, і надмірний тиск підвищується. Через це на перешкоду діє удар що збільшився внаслідок тиску відбивання.

Ядерний вибух під водою також утворює ударну хвилю. Надмірний тиск фронту ударної хвилі під водою в десятки разів більший, ніж під час повітряного вибуху. Час дії підвищеного тиску, навпаки, у кілька разів менший, а швидкість поширення ударної хвилі у воді більша, ніж у повітрі. Утворюється велика хвиля.

Крім руйнувань, ударна хвиля є причиною пожеж, які виникають в результаті пошкоджень ліній електропередачі й систем газопостачання, вибухів бензосховищ, складів хімічних речовин і боєприпасів. У разі зруйнування ядерних реакторів можливе небезпечне забруднення великих територій радіоактивними речовинами.

Світлове випромінювання ядерного вибуху - це потік променистої енергії, який включає ультрафіолетові, інфрачервоні й видимі промені. Джерелом світлового випромінювання є вогняна сфера, яка складається з повітря і розжарених продуктів вибуху. Зі збільшенням світної сфери (при повітряному вибуху), температура на її поверхні знижується. Коли така куля досягає максимальних розмірів (діаметром понад 200 м), температура на її поверхні дорівнює 8000- 10 000 °С (температура на поверхні Сонця приблизно 6000 °С).

Залежно від потужності ядерного вибуху світлове випромінювання може тривати від кількох секунд до десятків секунд. При ядерному вибуху потужністю 20 кт світлове випромінювання триває 3 с, термоядерному в 1 Мт - 10 с, а 10 Мт - до 23 с.

Уражаюча дія світлового випромінювання визначається світловим імпульсом.

Світловий імпульс - це кількість світлової енергії, яка припадає на 1 м2  освітленої поверхні, перпендикулярної випромінюванням протягом часу існування світлового потоку ядерного вибуху. Світловий імпульс у системі СІ вимірюється в джоулях на квадратний метр (Дж/м2), несистемна одиниця вимірювання світлового імпульсу кал/см2, 1 кал = 4,1868 Дж. Величина світлового імпульсу залежить від потужності та виду ядерного вибуху, відстані до нього і атмосферних умов.

Тривалість світлового імпульсу залежить від потужності вибуху.

Максимальним буде радіус ураження світловим випромінюванням при повітряному вибуху, адже в повітрі світлова енергія значно менше поглинається. Взимку радіуси у 1,5—2 раза менші. Світловий імпульс пропорційний потужності ядерного вибуху. Він швидко зменшується зі збільшенням відстані від центру вибуху.

Залежно від світлового імпульсу, який потрапляє на незахищені, відкриті ділянки шкіри, у людей виникають опіки, які поділяються на чотири ступеня:

— опіки першого ступеня - при світловому імпульсі 80-160 кДж/м2 симптоми ураження шкіри: почервоніння, припухлість, болючість;

— опіки другого ступеня - при 160-400 кДж/м2 на шкірі утворюються пухирі, наповнені рідиною, болючість;

— опіки третього ступеня - при 400-600 кДж/м2 омертвіння шкіри, підшкірних тканин, утворення виразок;

— опіки четвертого ступеня - при понад 600 кДж/м2 спостерігається обвуглювання тканин, омертвіння підшкірної клітковини, м'язів і кісток.

Взимку радіуси зон ураження у 1,5-2 рази менші.

Шкідлива дія світлового випромінювання і для органів зору. Від світлового спалаху виникає тимчасове засліплення, причиною якого є руйнування сітчастої оболонки. Тривалість засліплення вдень до 5 хв, вночі може бути значно більшою. Опіки рогівки і повік виникають на таких відстанях, як і опіки шкіри. Опіки очного дна виникають, якщо очі були звернені на спалах вибуху. Під час вибуху потужністю 20 кт, прозорому повітрі вдень ураження настають на відстані до 60 км, при потужності 1 Мт - до 500 км. Якщо очі закриті, ураження не відбувається.

Світлове випромінювання залежно від інтенсивності світлового потоку і властивостей матеріалів викликає обвуглювання, оплавлення і спалахування, що веде до пожеж у населених пунктах і лісах, на хлібних масивах, скиртах сіна і соломи.

У результаті дії світлового випромінювання і ударної хвилі можуть виникати окремі, масові, суцільні пожежі та вогняні шторми.

Таким чином, світлове випромінювання - це небезпечний уражаючий фактор ядерного вибуху з великим радіусом дії, який може бути причиною великих пожеж населених пунктів, лісових масивів і полів, масового ураження людей і тварин.

Проникаюча радіація - це потік гамма-випромінювання нейтронів, які утворюються під час ядерного вибуху внаслідок реакції й радіоактивного розпаду продуктів поділу. На проникаючу радіацію витрачається 3,5-4 % енергії вибуху. Тривалість проникаючої радіації не більше 10-15 с.

Основою уражаючої дії проникаючої радіації є потік гамма променів і нейтронів у зоні ядерного вибуху, які поширюються від центру вибуху на усі боки і проходять відстань у сотні й тисячі метрів.

Уражаюча дія нейтронів пропорційна дозі. Нейтрони і гамма-випромінювання ядерного вибуху діють на об'єкт практично одночасно. Тому уражаюча дія проникаючої радіації визначається сумою доз гамма-випромінювання і нейтронів (нуль біля символів доз показує, що вони визначаються перед захисною перепоною):

Дн°  +  Ду° =  Де°,   де

Де°  - сумарна доза випромінювання, рад;

Ду°- доза гамма-випромінювання, рад;

Дн°  - доза нейтронів, рад.

Характерною особливістю потоку гамма-променів і нейтронів є здатність їх проникати через значні товщі різних предметів і речовин. На відміну від ударної хвилі і світлового випромінювання, проникаюча радіація є невидимим і безпосередньо невідчутним уражаючим фактором.

У повітрі гамма-промені поширюються на сотні метрів. Проте, проходячи через щільну перепону, це випромінювання послаблюється. Наприклад, гамма-випромінювання стає у два рази слабшим при проходженні через 1,8 см свинцю або 12—14 см ґрунту. Від властивостей матеріалів і товщини захисного шару залежить ступінь ослаблення проникаючої радіації. Зниження інтенсивності гамма-променів і нейтронів характеризується шаром половинного ослаблення.

Шар половинного ослаблення - це шар речовини, при проходженні через який інтенсивність гамма-променів або нейтронів зменшується у два рази. Його можна визначити за формулою:

dпол = 23 / р1, де

dпол - шар половинного ослаблення, см;

р - щільність матеріалу, г/см3;

23 - шар половинного ослаблення  води, см.

Іншою складовою проникаючої радіації є потік нейтронів. Вони мають значну проникаючу здатність, бо вони електрично-нейтральні, тому не зазнають електричної взаємодії з ядрами або електронами середовища. Під впливом нейтронів утворюється штучна радіоактивність хімічних елементів, які до цього не були радіоактивними.

У результаті радіоактивного розпаду цих елементів будуть випускатися в навколишнє середовище бета- і гамма-промені.

Уражаюча дія проникаючої радіації визначається властивістю гамма-променів і нейтронів сильно іонізувати атоми середовища, в якому вони поширюються. Іонізуючи атоми і молекули, які входять до складу клітин, проникаюча радіація порушує функції окремих життєво важливих органів і систем.

Через те, що іонізацію безпосередньо в тканинах виміряти не можливо, вимірюють іонізацію в повітрі й роблять перерахунки на тканини.

Біологічна ефективність нейтронів у кілька разів більша ефективності гамма-променів. Гамма-промені й нейтрони дуже небезпечні, тому що можуть швидко поширюватися (зі швидкістю світла), легко проникають в організм і уражають практично всі органи і системи.Проникаюча радіація, подібно рентгенівським променям, проникає через різні матеріали, вона не справляє помітного впливу на більшість предметів. Проте під її впливом темніє скло оптичних приладів, виводяться з ладу електронні прилади, які часто дають нереальні показники. При дії на електрообладнання виникають тимчасові і незворотні зміни електричних параметрів. Погіршуються властивості ізоляційних матеріалів. Деякі полімери (гума) твердіють, або навпаки, стають дуже м'якими.

Характеристикою смертності проникаючої радіації прийнято показник 50 - величину поглинутої дози радіації, за якої 50 % осіб, що зазнали опромінення, вмирають через декілька днів або тижнів. Вважається, що ця величина знаходиться в межах від 600 до 300 рад. Проте дослідження показали, що у населення м. Хіросіми з низькими захисними властивостями організмів, що було пов'язано з війною показник 50 дорівнював 154 рад.  Згубно діє проникаюча радіація на живі організми.

Уражаюча дія радіації на живі клітини називається опроміненням.

Опромінення порушує нормальну діяльність організму, що проявляється у вигляді так званої променевої хвороби. Ступінь і розвиток променевої хвороби у людей залежить від дози опромінення, яку одержав організм.

Радіоактивне забруднення є четвертим фактором, на який припадає 10 % енергії ядерного вибуху. Під час ядерного вибуху утворюється велика кількість радіоактивних речовин, які, осідаючи з димової хмари на поверхню землі, забруднюють повітря, місцевість, воду, а також всі предмети, що знаходяться на ній, споруди, лісові насадження, сільськогосподарські культури, урожай, людей і тд.

Джерелами радіоактивного забруднення є радіоактивні продукти ядерного заряду, частина ядерного палива, яка не вступила в ланцюгову реакцію, і штучні радіоактивні ізотопи.

Радіоактивні речовини, які випадають зі хмари ядерного вибуху на землю, утворюють радіоактивний слід. З рухом радіоактивної хмари і випаданням з неї радіоактивних речовин розмір забрудненої території поступово збільшується. Слід має, як правило, форму еліпса, велику вісь якого називають віссю еліпса. Розміри сліду радіоактивної хмари залежать від характеру вибуху і швидкості вітру. Слід може мати сотні й навіть тисячі кілометрів у довжину і кілька десятків кілометрів у ширину. Так, після вибуху водневої бомби, проведеному США в 1954 р. у центральній частині Тихого океану (на атолі Бікіні), забруднена територія мала форму еліпса, який простягнувся на 350 км за вітром і на 30 км проти вітру. Найбільша ширина смуги 65 км. Загальна площа небезпечного забруднення сягла до 8 тис. км2.

Під впливом вітру на різних висотах слід може набувати й іншої форми ніж еліпс. Забрудненість місцевості радіоактивними речовинами характеризується рівнем радіації і дозою випромінювання до повного розпаду радіоактивних речовин.

Слід радіоактивної хмари радіоізотопів, які випали на землю, поділяється на чотири зони забруднення.

Радіоактивне забруднення місцевості в межах сліду нерівномірне. Найбільше радіоактивних речовин випадає на осі сліду. Ступінь забруднення зменшується у напрямку до бокових меж, а також від центру вибуху до кінця хмари.

Зони зараження на сліді р/а хмари.

Зона А - помірного забруднення, доза радіації на зовнішній межі за час повного розпаду радіоактивних речовин 40 Р, на внутрішній межі 400 Р. Еталонний рівень радіації через годину після вибуху на зовнішній межі зони - 8 Р/год. Площа цієї зони 78-80 % всієї території сліду.

Зона Б - сильного забруднення, зона радіації на зовнішній межі за час повного розпаду радіоактивних речовин 400 Р, а на внутрішній - 1200 Р. Еталонний рівень радіації через 1 год вибуху на зовнішній межі зони 80 Р/год. Площа 10-12 % площі радіоактивного сліду.

Зона В - небезпечного забруднення, доза радіації на зовнішній межі за час повного розпаду радіоактивних речовин 4000 Р. Еталонний рівень радіації через 1 год після вибуху на зовнішній межі зони - 240 Р/год. Ця зона охоплює приблизно 8-10 % площі сліду хмари вибуху.

Зона Г - надзвичайно небезпечного забруднення, доза радіації на її зовнішній межі за період повного розпаду радіоактивних речовин 4000 Р, а всередині зони 7000 Р. Еталонний рівень радіації через 1 год після вибуху на зовнішній межі 800 Р/год.

Рівні радіації на зовнішніх межах цих зон через 1 год після вибуху становлять відповідно 8, 80, 240, 800 Р/год, а через 10 год - 0,5; 5; 15; 50 Р/год. З часом вони знижуються в 10 разів через кожні 7-кратні відрізки часу. Наприклад, через 7 год після вибуху потужність дози зменшується у 10 разів, через 49 год - у 100, через 343 год - у 1000 разів і т. д.

Основним джерелом забруднення місцевості є радіоактивні продукти поділу. Це суміш багатьох ізотопів різних хімічних елементів, які утворюються в процесі поділу ядерного заряду і радіоактивного розпаду цих ізотопів. При поділі ядер урану-235 і плутонію-239 утворюється майже 200 ізотопів 70 хімічних елементів. Більшість радіоізотопів належить до короткоживучих - йод-131, ксенон-133, лантан-140, церій-141 та ін. з періодом напіврозпаду від кількох секунд до кількох днів. Стронцій-90, цезій-137, рубідій-10, криптон-8, сурма-125 та інші мають період напіврозпаду від одного до кількох років. Радіоізотопи цезій-135, рубідій-В7, самарій-147, неодим-144 характеризуються надзвичайно повільним розпадом, який триває тисячі років.