Источники радиоактивного заражения при ядерных взрывах

АСТРАХАНСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

 

Кафедра ПБ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по ППС ГО

на тему: «Источники радиоактивного заражения при ядерных взрывах»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: ст.гр.ПБ51-9

Мухамбетова А.Н.

Проверила: асс. каф. ПБ

Румянцева Н.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Астрахань 2013 г.

Радиоактивное заражение.

Радиоактивное заражение занимает особое место среди поражающих факторов ядерного взрыва, так как способно на больших территориях и на длительный период времени создавать опасность облучения для личного состава. Радиоактивному заражению может подвергаться не только район, прилегающий к месту взрыва, но и местность, удаленная от него на многие десятки километров (и даже сотни).

Источниками радиоактивного заражения являются:

• продукты (осколки) деления ядерного горючего;
• остатки ядерного горючего;
• наведенная активность.

Осколки деления являются основным источником радиоактивного заражения и представляют собой сложную  смесь, состоящую примерно из 200 различных изотопов 35 химических элементов, расположенных в средней части Периодической системы элементов Д.И. Менделеева.

Почти все образующиеся изотопы являются нестабильными и претерпевают β- распад с испусканием γ- излучения, а в итоге превращаются в стабильные изотопы. Периоды полураспада изотопов колеблются от долей секунды до многих лет.

Остатки ядерного горючего представляет собой применяющиеся в боеприпасах α- активные уран-235 или плутоний-239. По сравнению с β- и γ- активностью альфа-активность очень мала и не представляет особой опасности при внешнем облучении. Но α- активные вещества опасны  при проникновении внутрь организма.

Наведенная активность возникает в результате захвата нейтронов, выходящих из зоны взрыва, атомами химических элементов входящих в состав почвы, воды, предметов вооружения с образованием радиоактивных изотопов алюминия-56, натрия-24, железа-59.

Радиоактивное заражение после ядерного взрыва 

 

Основными количественными характеристиками радиоактивного заражения являются:

• доза излучения;
• уровень радиации или мощность дозы;
• степень заражения.

Поражающее действие радиоактивного заражения на людей определяется главным образом внешним облучением. Попадание радиоактивных веществ на кожу и внутрь организма  может лишь несколько увеличить поражающий эффект внешнего облучения.

Уровень радиации (мощность дозы) характеризует изменение дозы с течением времени и измеряется на высоте 0,7-1 м от зараженной поверхности. Единица измерения рад/ч (р/ч). Уровень радиации является основной величиной характеризующей степень опасности радиоактивного заражения.

Степень заражения поверхностей различных объектов характеризуется либо величиной мощности дозы (мрад/час или р/час), измеренной на высоте 1-1,5 см от поверхности, либо плотностью заражения (расп /мин см^2). 

 

Безопасные уровни радиоактивного заражения различных объектов продуктами ядерного взрыва

№ пп	Наименование объекта	Мощность дозы мрад/ч
		Возраст продуктов ядерного взрыва
		до 12 ч	от 12 до 24 ч	24 ч и более
1	Обмундирование, снаряжение, СИЗ	200	100	50
2	Внутренние поверхности корабля	800	400	200
3	Наружные поверхности корабля	1600	800	400

Масштабы и степень радиоактивного заражения в районе взрыва и по пути движения облака зависят в основном от мощности и вида ядерного взрыва, времени, прошедшего с момента взрыва и скорости среднего ветра.

С увеличением мощности взрыва масштабы и степень радиоактивного заражения возрастают. Сильное радиоактивное заражение происходит при наземных, надводных, подземных и подводных ядерных взрывах. Радиоактивное заражение при воздушных взрывах существенной опасности не представляет. Степень радиоактивного заражения с течением времени уменьшается, особенно в первые часы после ядерного взрыва. Это обусловлено распадом радиоактивных продуктов.

Влияние на масштабы и степень радиоактивного заражения других факторов не значительно. Например, выпадение атмосферных осадков во время формирования радиоактивного следа может привести лишь к некоторому увеличению степени заражения в некоторых районах.

Радиоактивное заражение возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва. Основные источники радиоактивности: продукты деления веществ (многочисленные радиоактивные изотопы), составляющих ядерное горючее; наведенная активность, возникающая в результате воздействия потока нейтронов ядерного взрыва на некоторые химические элементы, входящие в состав грунта (натрий, кремний и др.); некоторая часть ядерного горючего, которая не участвует в реакции деления и попадает в виде мельчайших частиц в продукты взрыва.

Излучение радиоактивных веществ состоит из альфа-, бета- и гамма-лучей. Наибольшей проникающей способностью обладают гамма-лучи.

Особая опасность радиоактивного заражения определяется его особенностями: большая площадь поражения - тысячи и десятки тысяч квадратных километров; длительность сохранения поражающего действия - дни, недели, а иногда и месяцы.

Зоны радиоактивного заражения образуются в районе ядерного взрыва и на следе радиоактивного облака. Наибольшая зараженность местности наблюдается при наземных взрывах. При наземном взрыве огненный шар касается земли, значительная часть грунта испаряется и захватывается огненным шаром. Радиоактивные вещества оседают на расплавленных частицах грунта, в результате чего образуется мощное радиоактивное облако. В течение 7-10 мин облако поднимается, достигает своей максимальной высоты и под действием воздушных потоков перемешается, а радиоактивные частицы выпадают (осаждаются) из него на землю в течение 10-20 ч. Таким образом, происходит радиоактивное заражение местности.

При воздушном и высотном взрывах огненный шар не касается поверхности земли. При этом почти вся масса радиоактивных продуктов в виде очень мелких частиц уходит в стратосферу и только небольшая часть остается в тропосфере, а из нее они выпадают в течение 1-2 месяцев. Из стратосферы они выпадают на землю в течение 5-7 лет. За это время частицы уносятся на большие расстояния и распределяются на огромных площадях. Считается, что они опасного заражения не образуют.

Форма следа радиоактивного облака (рис. 1) зависит от направления и скорости ветра. На равнинной местности при неменяющемся по направлению и скорости ветре радиоактивный след имеет форму вытянутого эллипса. Степень радиоактивного заражения местности характеризуется уровнем радиации на определенное время после взрыва и экспозиционной дозой радиации, полученной за время от начала заражения до времени полного распада радиоактивных веществ. Уровнем радиации называется мощность экспозиционной дозы (Р/ч) на высоте 0,7-1 м над зараженной поверхностью.

 

 

Естественные процессы непрерывного распада радиоактивных продуктов приводят к снижению уровня радиации с течением времени по уравнению:

Рt = Р1t -1,2

где Рt - уровень радиации в любое заданное время Е после взрыва, Р/ч,

       P1 - уровень радиации через 1 час после взрыва, Р/ч.

       t - время, прошедшее после взрыва, ч.

Особенно быстро падает уровень радиации в первые часы после взрыва.

В зависимости от степени радиоактивного заражения и возможных последствий внешнего облучения в районе ядерного взрыва и в следе радиоактивного облака выделяют зоны (А, Б, В и Г) умеренного, сильного, опасного и чрезвычайно опасного заражения. При оценках радиационной обстановки границы зон принято характеризовать уровнем радиации на 1 и на 10 ч после взрыва.

А. ЗОНА УМЕРЕННОГО ЗАРАЖЕНИЯ: экспозиционная доза излучения за время полного распада колеблется от 40 до 400 Р. Уровень радиации на внешней границе зоны через 1 ч после взрыва - 8 Р/ч, через 10 ч - 0,5 Р/ч. В этой зоне работы на объектах обычно не прекращаются

Б. ЗОНА СИЛЬНОГО ЗАРАЖЕНИЯ: экспозиционная доза за время полного распада от 400 до 1200 Р. Уровень радиации на внешней границе через 1 ч - 80 Р/ч, через 10 ч - 5 Р/ч. Работы на объектах прекращаются сроком до 1 суток, люди укрываются в защитных сооружениях ГО или в подвалах.

В. ЗОНА ОПАСНОГО ЗАРАЖЕНИЯ: экспозиционная доза на   внешней границе до полного распада -1200 Р, на внутренней границе - 4000 Р. Уровень радиации на внешней границе через 1 ч — 240 Р/ч, через 10 ч — 15 Р/ч. Работы в зоне прекращаются на срок от I до 4 сут. Люди укрываются в защитных сооружениях ГО.

Г. ЗОНА ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНОГО ЗАРАЖЕНИЯ: экспозиционная доза на внешней границе за время до полного распада - 4000 Р, уровень радиации через 1 ч - 800 Р/ч, через 10 ч - 50 Р/ч. Работы в зоне прекращаются на 4 и более суток. Люди укрываются в убежищах.

В условиях сильного заражения спад радиоактивного излучения до безопасного для людей уровня радиации может продолжаться длительное время. Чтобы обеспечить условия для производственной работы, требуется произвести дезактивацию территории предприятия или ее важнейших участков, сооружений, станков, агрегатов и другого оборудования. Дезактивация достигается удалением радиоактивных веществ с зараженных поверхностей путем смывания или сметания.

 

Очаг ядерного поражения.

 

Очагом ядерного поражения называется территория, в пределах которой произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных, растений и (или) разрушения и повреждения зданий и сооружений.

Одновременное прямое и косвенное действие всех поражающих факторов ядерного взрыва на людей утяжеляет степень поражения. Такое одновременное действие может увеличить степень разрушения зданий, сооружений, оборудования и т. д. Однако соотношение отдельных видов поражений и разрушений непостоянно: в зависимости от конкретных условий, мощности и вида взрыва оно может меняться в широких пределах. Так, с увеличением мощности взрыва увеличивается площадь разрушения зданий и при прочих равных условиях поражается большее количество людей. В зависимости от метеорологических условий изменяется степень поражения световым излучением. При ядерных взрывах малой мощности воздействие проникающей радиации на людей значительнее, чем воздействие ударной волны и светового излучения.

В качестве критерия для определения границ зон очага ядерного поражения принято избыточное давление во фронте ударной волны. Внешней границей очага ядерного поражения является условная линия на местности, где избыточное давление ударной волны — 10 кПа (0,1 кгс/см2). Такое избыточное давление считается безопасным для незащищенных людей.

Для определения возможного характера разрушений и установления объема спасательных и других неотложных работ (СиДНР), обусловленных воздействием ударной волны, очаг ядерного поражения условно делят на 4 зоны (см. Рис. 2).

ЗОНА ПОЛНЫХ РАЗРУШЕНИЙ возникает там, где избыточное давление в ударной волне достигает 50 кПа и более. Обычно она занимает =12% площади очага поражения. В ней полностью разрушаются жилые и промышленные здания и противорадиационные укрытия. Вокруг эпицентра разрушаются убежища, повреждаются сети коммунально-энергетического хозяйства. В пределах зоны до 75% убежищ сохраняется. В зоне образуются сплошные завалы. Пожары в зоне полных разрушений не возникают, т.к. воспламенившиеся от светового излучения постройки и предметы будут разбросаны и засыпаны обломками, а пламя - сбито ударной волной. Будет наблюдаться только горение и тление в завалах.

В этой зоне у незащищенных людей возникают крайне тяжелые травмы, которые характеризуются широким диапазоном поражений (повреждение внутренних органов, переломы костей, шок, контузии, кровоизлияния в мозг).

В   данной   зоне   величина   светового   импульса превышает 2000 кДж/м2, что приводит к оплавлению, обугливанию   материалов.      Люди,   находящиеся открытой местности, при воздействии светового излучения получают крайне тяжелые ожоги. Поражающее действие проникающей радиации на них достигает 500 Р и более. При наземном ядерном взрыве отмечается также сильное радиоактивное заражение местности в районе центра взрыва.