Общие и теоретические сведения. Ядерным оружием называют боеприпасы, действие которых основано на использовании внутриядерной энергии

Ядерным оружием называют боеприпасы, действие которых основано на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при взрывных ядерных реакциях деления и синтеза. Мощность ядерных боеприпасов оценивается не массой, а тротиловым эквивалентом и измеряется в тоннах, килотоннах, мегатоннах. Боеприпасы могут быть различного калибра – от менее одной килотонны до 1 Мт.

В планах военного командования ядерных государств планируется применять по городам ядерные боеприпасы в основном среднего калибра и наносить только воздушные взрывы, так как в этом случае радиоактивное заражение минимальное. В случае наземного взрыва радиоактивное облако сможет поразить территорию и применившего оружие государства. Поражающими факторами воздушного ядерного взрыва являются:

· проникающая радиация (5% от общей энергии взрыва, время действия несколько секунд в момент взрыва);

· электромагнитный импульс (менее 0.000001% от общей энергии взрыва, длительность 230 нс);

· световое излучение (35% от общей энергии взрыва, время действия от 1с до 15с в зависимости от мощности взрыва);

· ударная волна (50% от общей энергии взрыва, распространяется со скоростью звука);

· радиоактивное заражение (10% от общей энергии взрыва, распространяется со скоростью ветра).

Ударная волна. Источником ударной волны являются высокая температура несколько миллионов градусов и давление несколько миллиардов атмосфер. Ударная волна разрушает здания и сооружения, под ее непосредственным действием, а также под действием частей и осколков разрушающихся зданий, люди погибают или получают травмы различной степени тяжести.

Световое излучение. Источником светового излучения является светящаяся область ядерного взрыва. Световое излучение при воздействии на людей может вызвать ожоги различной степени и поражение глаз.

Воздействуя на окружающую среду, световое излучение вызывает пожары: отдельные, массовые, сплошные.

Электромагнитный импульс. Электромагнитный импульс наблюдается при всех видах взрывов. Он выводит из строя электронные устройства, уличное освещение, линии электропередач и линии связи, поражает находящихся у оборудования и приборов людей.

Проникающая радиация. Проникающая радиация - это поток нейтронов и гамма лучей, испускаемых от делящегося ядерного вещества в момент взрыва ядерного боеприпаса. Они распространяются в воздухе во все стороны на расстояния до 2, 5–3 км, производят ионизацию воздуха, всех предметов и человека, а нейтроны, проникая в землю, вызывают наведенную радиоактивность. Проникающая радиация является основным поражающим фактором нейтронных боеприпасов.

Радиоактивное заражение. Источниками радиоактивного заражения при ядерных взрывах являются: осколки деления атомов ядерного горючего, наведенная радиоактивность, не разделившаяся часть ядерного горючего.

Радиоактивное заражение – результат выпадения осадков из радиоактивного облака, которое под воздействием ветра может распространяться при воздушном взрыве на глубину до 200 - 600 км и более в зависимости от мощности взрыва и скорости ветра.

Радиационная обстановка – это совокупность последствий радиоактивного заражения или загрязнения территории, оказывающее влияние на жизнедеятельность людей и требующая принятия определенных мер защиты. Радиационная обстановка характеризуется, прежде всего, мощностью экспозиционной дозы гамма-излучения и размерами загрязненной территории.

Территория считается радиоактивно:

· загрязненной: если мощность экспозиционной дозы гамма-излучения превышает радиационный фон 10–20 мкР/ч, но меньше 0, 5 Р/ч;

· зараженной: если мощность экспозиционной дозы, измеренной на высоте 0, 7–1 м от поверхности земли, составляет более 0, 5 Р/ч.

Оценка радиационной обстановки – это выявление масштабов и степени радиоактивного заражения (загрязнения) территории в результате взрыва ядерного боеприпаса или аварии на радиационно-опасном объекте, а также выбор вариантов защиты, исключающих поражение людей.

Выявление и оценка радиационной обстановки проводится двумя методами:

· по результатам прогнозирования зон радиоактивного заражения (загрязнения) территории;

· по результатам разведки.

Методика оценки по результатам прогнозирования зон заражения (загрязнения) рассматривается в [1]. На данном занятии рассматривается вариант оценки только по данным разведки.

Сущность разведки заключается в том, что после радиоактивного заражения (загрязнения) территории, не ранее, чем через час после ядерного взрыва (аварии на АЭС с выбросом радиоактивных веществ), с помощью дозиметрического прибора дважды измеряют мощность экспозиционной дозы гамма-излучения с определенным интервалом времени (10–50 минут для ядерного взрыва и несколько часов при аварии на АЭС) и с фиксацией астрономического времени измерения. Имея эти исходные данные, можно аналитически и с помощью специальных таблиц определить:

· мощность экспозиционной дозы гамма-излучения на 1 час после взрыва (аварии на АЭС с выбросом радиоактивных веществ);

· эквивалентные дозы облучения людей гамма-излучениями на открытой местности, в зданиях и других укрытиях;

· допустимую продолжительность пребывания людей на открытой местности при заданной дозе облучения;

· возможные радиационные потери людей, в том числе с летальным исходом;

· режимы противорадиационной защиты.

Примечания. 1. Возможные радиационные потери людей определяют исходя из усредненных статистических данных, считая, что данная группа людей получила одинаковые опасные для жизни дозы, но в первую очередь умирают люди, имеющие хронические заболевания и ослабленную иммунную систему, дети и люди пожилого возраста.

2. Разработаны 13 вариантов радиационной защиты для различных групп населения, а также для гражданских формирований гражданской обороны проживающих и выполняющих задачи в различных условиях. На занятии рассматривается только один из вариантов радиационной защиты рабочих и служащих завода, имеющего убежища.

В течение первых 100–160 суток после аварии на АЭС или ядерного взрыва изменение мощности экспозиционной дозы излучения на радиоактивно зараженной местности описывается законом Вэя-Вигнера:

(8.1)

где – мощности экспозиционных доз (Р/ч), соответствующие моментам времени t₁, t₂ (ч) после начала радиоактивного заражения (загрязнения) территории; n – показатель степени, характеризующий величину спада мощности экспозиционной дозы излучения во времени и зависящий от изотопного состава радионуклидов (при ядерном взрыве образуется около 300 изотопов 36 химических элементов, при аварии на АЭС – несколько десятков). Для аварии на АЭС, аналогичной на Чернобыльской АЭС, величина показателя n = 0, 4–0, 86, для ядерного взрыва n = 1, 2. График зависимости мощности экспозиционной дозы от времени представлен на рис. 8.1

Р/ч

0 1 t_н t_к t, ч

Рис. 8.1. Зависимость мощности экспозиционной дозы от времени, прошедшего после начала аварии на АЭС или ядерного взрыва

Величину n можно рассчитать из формулы (8.1):

n = (Lg – Lg )/(Lgt₂ – Lgt₁) (8.2)

По величине n в справочникахвыбирают специальные таблицы, по которым с использованием аналитических выражений определяют мощность экспозиционной дозы на 1 час после взрыва, эквивалентные дозы облучения людей, допустимое время пребывания людей на открытой местности, возможные потери людей и режимы защиты.

В качестве примера ниже приведены методики решения пяти задач для случая взрыва ядерного боеприпаса, но методики применимы и при заражении (загрязнении) территории после аварии на АЭС.

Примечания.