Текст книги "ОБЖ в вопросах и ответах"

75. Поражающие факторы ядерного взрыва

Как уже говорилось, отличительной особенностью ядерного оружия является наличие множества разнообразных поражающих факторов. Поражающими факторами ядерного взрыва являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение и электромагнитный импульс. Ударная волна – один из основных поражающих факторов ядерного взрыва, так как большинство разрушений и повреждений сооружений, зданий, а также поражения людей обусловлены, как правило, ее воздействием. Она представляет собой область резкого сжатия среды, распространяющуюся во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. Передняя граница сжатого слоя воздуха называется фронтом ударной волны. Поражающее действие ударной волны характеризуется величиной избыточного давления. Избыточное давление – это разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед ним. Оно измеряется в ньютонах на квадратный метр. При избыточном давлении 20–40 кПа незащищенные люди могут получить легкие поражения. Воздействие ударной волны с избыточным давлением 40–60 кПа приводит к поражениям средней тяжести: потере сознания, повреждению органов слуха, сильным вывихам конечностей, кровотечению из носа и ушей, к небольшим повреждениям строений. Тяжелые травмы возникают при избыточном давлении свыше 60 кПа и характеризуются сильными контузиями всего организма, переломами конечностей, поражением внутренних органов. Крайне тяжелые поражения, нередко со смертельным исходом, наблюдаются при избыточном давлении свыше 100 кПа. Однако основной причиной человеческих жертв является не само избыточное давление, а произошедшие в результате него разрушения строений.

Световое излучение – это поток лучистой энергии, включающий видимые ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Его источник – светящаяся область, образуемая раскаленными продуктами взрыва и раскаленным воздухом. Световое излучение распространяется практически мгновенно и длится в зависимости от мощности ядерного взрыва до 20 с. Однако его сила такова, что, несмотря на кратковременность, оно способно вызывать ожоги кожи (кожных покровов), поражение (постоянное или временное) органов зрения людей и возгорание горючих материалов и объектов. Световое излучение не проникает через непрозрачные материалы, поэтому любая преграда, способная создать тень, защищает от прямого действия светового излучения и исключает ожоги. Значительно ослабляется световое излучение в запыленном (задымленном) воздухе, в туман, дождь, снегопад. Проникающая радиация – это поток гамма-лучей и нейтронов. Она длится 10–15 с. Проходя через живую ткань, гамма-излучение и нейтроны ионизируют молекулы, входящие в состав клеток. Под влиянием ионизации в организме возникают биологические процессы, приводящие к нарушению жизненных функций отдельных органов и развитию лучевой болезни. В результате прохождения излучений через материалы окружающей среды уменьшается их интенсивность. Ослабляющее действие принято характеризовать слоем половинного ослабления, т. е. такой толщиной материала, проходя через которую, интенсивность излучения уменьшается в 2 раза. Например, в 2 раза ослабляют интенсивность гамма-лучей сталь толщиной 2,8 см, бетон – 10 см, грунт – 14 см, древесина – 30 см. Открытые и особенно перекрытые щели уменьшают воздействие проникающей радиации, а убежища и противорадиационные укрытия практически полностью защищают от нее.

Радиоактивное заражение. Основными его источниками являются продукты деления ядерного заряда и радиоактивные изотопы, образующиеся в результате воздействия нейтронов на материалы, из которых изготовлен ядерный боеприпас, и на некоторые элементы, входящие в состав грунта в районе взрыва. При наземном ядерном взрыве светящаяся область касается земли. Внутрь ее затягиваются массы испаряющегося грунта, которые поднимаются вверх. Охлаждаясь, пары продуктов деления и грунта конденсируются на твердых частицах. Образуется радиоактивное облако. Оно поднимается на многокилометровую высоту, а затем со скоростью 25—100 км/ч движется по ветру. Оседая на почву, на различные объекты, радиоактивная пыль заражает местность.

Электромагнитный импульс – это кратковременное электромагнитное поле, возникающее при взрыве ядерного боеприпаса в результате взаимодействия гамма-лучей и нейтронов, испускаемых при ядерном взрыве, с атомами окружающей среды. Следствием его воздействия могут быть перегорание или пробои отдельных элементов радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры. Поражение людей возможно только в тех случаях, когда они в момент взрыва соприкасаются с протяженными проводными линиями. Наиболее надежным средством защиты от всех поражающих факторов ядерного взрыва являются защитные сооружения. В поле следует укрываться за прочными местными предметами, обратными скатами высот, в складках местности. При действиях в зонах заражения для защиты органов дыхания, глаз и открытых участков тела от радиоактивных веществ используются средства защиты органов дыхания (противогазы, респираторы, противопыльные тканевые маски и ватно-марлевые повязки), а также средства защиты кожи.

76. Что такое радиоактивное заражение

Основными его источниками являются продукты деления ядерного заряда и радиоактивные изотопы урана или плутония, образующиеся в результате воздействия нейтронов на материалы, из которых изготовлен ядерный боеприпас, и на некоторые элементы, входящие в состав грунта в районе взрыва. При наземном ядерном взрыве светящаяся область касается земли, огненный шар касается поверхности земли. Атмосферный воздух и земная поверхность сильно нагреваются, часть веществ испаряется, измельчается и вовлекается в зону ядерных превращений, где на их поверхность интенсивно оседают радиоактивные вещества. Образовавшееся мощное пылевое облако под действием атмосферной турбулентности разносится на большие расстояния. Внутрь ее затягиваются массы испаряющегося грунта, которые поднимаются вверх. Охлаждаясь, пары продуктов деления и грунта конденсируются на твердых частицах. Образуется радиоактивное облако. Оно поднимается на многокилометровую высоту, а затем со скоростью 25—100 км/ч движется по ветру. Радиоактивные частицы, выпадая из облака на землю, образуют зону радиоактивного заражения (след), длина которой может достигать нескольких сотен километров. При этом заражаются местность, здания, сооружения, посевы, водоемы, а также воздух. Наибольшую опасность радиоактивные вещества представляют в первые часы после выпадения, так как их активность в этот период наивысшая. Затем в результате оседания и распада радиоактивных частиц опасность уменьшается. Радиационное заражение имеет ряд особенностей: большую плотность поражения (десятки тысяч квадратных километров); длительность сохранения поражающего действия (недели, а иногда и месяцы); трудности обнаружения радиоактивных веществ, не имеющих внешних признаков. Размеры и формы зоны заражения зависят не только от типа ядерного взрыва, но и (в основном) от метеорологических условий. Область, находящаяся под радиоактивным облаком, называется радиоактивным следом. След имеет, как правило, форму эллипса, большую ось которого называют осью следа. Вытянутость следа зависит от той скорости, с которой ветер разгоняет радиоактивную пыль. Выпадающие частицы очень малы и неодинаковы по размеру, поэтому они распределяются по площади следа неравномерно. На следе радиоактивного облака выделяются зоны умеренного, сильного, опасного и чрезвычайно опасного заражения. На местности, подверженной радиоактивному заражению, в большей степени будут заражены складки местности, холмы и склоны, расположенные с наветренной стороны. Характер распределения радиоактивных веществ, попавших на впалые поверхности, принципиально отличается. Сильно изменить выпадение и процесс переноса радиоактивных веществ может наличие осадков (дождя, снега, тумана и др.). С течением времени уровни радиации отдельных мест заражения снижается. Для определения спада уровня радиации во времени можно использовать выражение , где использованы мощности дозы (уровень радиации) соответственно для часа после взрыва и любого другого времени. В области, зараженной радиоактивными веществами, проводят смыв радиоактивных веществ водой или специальными смесями. Это существенно снижает уровень радиации в данной местности. В настоящее время основным источником возможной радиации являются не атомные бомбы, а неполадки и возможные взрывы на атомных электростанциях. Также большую радиационную опасность представляют действия экстремистских террористических организаций, основной целью которых является завладение атомным оружием.

77. В чем особенности поражающего действия нейтронных боеприпасов

Способы доставки ядерного оружия к цели различны. Да и разновидностей ядерных боеприпасов существует немало. Нейтронные боеприпасы являются одной из разновидностей ядерных боеприпасов. Их основу составляют термоядерные заряды, в которых используются ядерные реакции деления тяжелых ядер и синтеза легких ядер. Взрыв такого боеприпаса оказывает поражающее воздействие прежде всего на людей за счет мощного потока проникающей радиации, в котором значительная часть (до 40 %) приходится на так называемые быстрые нейтроны. Быстрые нейтроны обладают большой проникающей способностью. При взрыве нейтронного боеприпаса площадь зоны поражения проникающей радиацией превосходит площадь зоны поражения ударной волной в несколько раз. В этой зоне техника и сооружения могут оставаться невредимыми, а люди получают смертельные поражения. Это объясняется тем обстоятельством, что проникающая радиация воздействует только на животный белок. Проходя через живую ткань, гамма-излучение и нейтроны ионизируют молекулы, входящие в состав клеток. Под влиянием ионизации в организме возникают биологические процессы, приводящие к нарушению жизненных функций отдельных органов и развитию лучевой болезни. Проявления лучевой болезни могут быть разными: тошнота, рвота, резкое выпадение волос и т. д. Самым страшным из них является рак крови. В результате прохождения излучений через материалы окружающей среды уменьшается их интенсивность. Ослабляющее действие принято характеризовать слоем половинного ослабления, т. е. такой толщиной материала, проходя через которую, интенсивность излучения уменьшается в 2 раза. Для защиты от нейтронных боеприпасов используются те же средства и способы, что и для защиты от обычных ядерных боеприпасов. Однако стоит учитывать проникающую способность быстрых нейтронов и толщину стен убежища. Для своевременного укрытия от действия нейронных боеприпасов необходимо своевременно соорудить специальные защитные сооружения. Их обычно строят в хорошо оборудованных подвалах жилых или административных зданий, толщина стен которых подходит для того, чтобы задержать гамма-излучение. Также укрытия можно сделать в полях, для чего вырывается землянка, которая специальным образом укрепляется. Кроме того, при сооружении убежищ и укрытий рекомендуется уплотнять и увлажнять грунт, укладываемый над ними, увеличивать толщину перекрытий, устраивать дополнительную защиту входов и выходов. Также необходимо позаботиться о своевременной заготовке продуктов питания и водой, так как после взрыва нейтронных боеприпасов продукты, находящиеся на поверхности земли, использовать нельзя. Защитные свойства техники повышаются применением комбинированной защиты, состоящей из водородосодержащих веществ (например, полиэтилена) и материалов с высокой плотностью (свинца). Свинец является одним из веществ, способных задержать гамма-излучение. Однако при длительном нахождении в зараженной местности свинец также становится зараженным, т. е. сам станет источником гамма-излучения.

78. Что такое очаг ядерного поражения

Уже известно, что ядерное оружие способно поразить огромную территорию. Но действие поражающих факторов неодинаково на различном удалении от центра взрыва. Поражающее действие ядерного оружия является максимальным в так называемом очаге ядерного поражения. Очагом ядерного поражения называется определенная территория, подвергшаяся непосредственному воздействию поражающих факторов ядерного взрыва: ударной волне, световому излучению, проникающей радиации, радиоактивному поражению и электромагнитному импульсу. Очаг ядерного поражения характеризуется массовыми разрушениями зданий, сооружений, завалами, авариями в сетях коммунально-энергетического хозяйства, пожарами, радиоактивным заражением и значительными потерями среди населения и заселяющих данную территорию животных. Размеры очага тем больше, чем мощнее ядерный взрыв. Мощности ядерных взрывов могут достигать нескольких мегатонн в тротиловом эквиваленте. Характер разрушений в очаге зависит также от прочности конструкций зданий и сооружений, их этажности и плотности застройки. За внешнюю границу очага ядерного поражения принимают условную линию на местности, проведенную на таком расстоянии от эпицентра (центра) взрыва, где величина избыточного давления ударной волны равна 10 кПа. Условно принято очаг ядерного поражения делить на зоны – участки с примерно одинаковыми по характеру разрушениями. В каждой из зон действие поражающих факторов будут отличаться друг от друга интенсивностью и длительностью действия. Так, если ударная волна с расстоянием уменьшает свою силу так же, как и световое излучение, то проникающая радиация мало ослабевает с расстоянием и зависит в основном от метеоусловий. Зона полных разрушений – территория, подвергшаяся воздействию ударной волны с избыточным давлением (на внешней границе) свыше 50 кПа. В зоне полностью разрушаются все здания и сооружения, а также противорадиационные укрытия и часть убежищ, образуются сплошные завалы, повреждается коммунально-энергетическая сеть. Спасательные операции в данной области практически не проводятся, так как подобные разрушения являются причиной получения человеком травм, не совместимых с жизнью. Зона сильных разрушений – с избыточным давлением во фронте ударной волны от 50 до 30 кПа. В этой зоне наземные здания и сооружения получат сильные разрушения, образуются местные завалы, возникнут сплошные и массовые пожары. Большинство убежищ сохранится, у отдельных убежищ будут завалены входы и выходы. Люди в них могут получить поражения только из-за нарушения герметизации, затопления или загазованности помещений. Спасение людей в таких областях должно иметь быстрый характер, так как нарушение герметизации может уменьшить временной отрезок, за который должна быть проведена спасательная операция. При этом нельзя забывать, что безопасность людей зависит от надежности убежищ, сооруженных для таких целей. Поэтому становится ясно, почему к строительству и укреплению убежищ необходимо подходить очень серьезно. Любая погрешность и недоработка могут стать причиной многочисленных жертв. Зона средних разрушений – область с избыточным давлением во фронте ударной волны от 30 до 20 кПа. В ней здания и сооружения получат средние разрушения. Убежища и укрытия подвального типа сохранятся. От светового излучения возникнут сплошные пожары. В данной области главным для людей является способность удержаться от паники и не покидать надежных убежищ, даже если в них недостаточно воды или продуктов питания. К тому же употребление в пищу воды и еды, находящейся вне убежища во время взрыва, может стать опасным для жизни людей. Зона слабых разрушений – с избыточным давлением во фронте ударной волны от 20 до 10 кПа. Здания получат небольшие разрушения. От светового излучения возникнут отдельные очаги пожаров. Вне данных зон также присутствует небольшое действие разрушающих факторов. Конечно, непосредственной опасности для жизни людей в этой зоне нет, но для сохранения здоровья людям рекомендуется покинуть и близлежащие к очагам действия ядерного оружия территории.

79. Какие выделяют зоны радиоактивного заражения на следе облака ядерного взрыва

Радиоактивное заражение – один из самых опасных и долговременных поражающих факторов при ядерном взрыве. Зона радиоактивного заражения – это территория, подвергшаяся заражению радиоактивными веществами в результате их выпадения после наземных (подземных) и низких воздушных ядерных взрывов. От вида атомного взрыва во многом зависит степень зараженности территории. Вредное воздействие ионизирующих излучений оценивается полученной дозой излучения (дозой радиации), т. е. энергией этих лучей, поглощенной в единице объема облучаемой среды. Эта энергия измеряется существующими дозиметрическими приборами в рентгенах. Рентген – это такое количество гамма-излучения, которое создает в 1 см³ сухого воздуха (при температуре 0 °С и давлении 760 мм рт. ст.) 2,08 × 10⁹ ионов. Для оценки интенсивности ионизирующего излучения, испускаемого радиоактивными веществами на зараженной местности, введено понятие «мощность дозы ионизирующего излучения» (уровень радиации). Эта характеристика является важнейшей для оценивания уровня радиации на местности. Ее измеряют в рентгенах в час (Р/ч), небольшие мощности дозы – в миллирентгенах в час (мР/ч). Постепенно, с течением времени, мощность дозы излучения снижается. Так, мощность дозы излучения, замеренная через 1 ч после наземного ядерного взрыва, уменьшается в 1,5 раза, через 2 ч уменьшится вдвое, спустя 3 ч – в 4 раза, через 7 ч – в 10 раз, а через 49 ч – в 100 раз. Однако, несмотря на быстрое падение уровня радиации, изначальный ее уровень настолько велик, что последствия атомного взрыва остаются заметными и вредными на протяжении десятков лет. Необходимо отметить, что при аварии на атомной электростанции с выбросом осколков ядерного топлива (радионуклидов) местность также может быть загрязнена на протяжении от нескольких месяцев до нескольких лет. Типичным примером такого заражения является катастрофа на чернобыльской атомной станции. Степень радиоактивного заражения и размеры зараженного участка (радиоактивного следа) при ядерном взрыве зависят от мощности и вида взрыва, метеорологических условий, а также характера местности и грунта. Радиационный след обычно имеет форму эллипса, растянутого вдоль направления ветра. Причем чем сильнее ветер, тем больших размеров будет достигать радиационный след. Размеры радиоактивного следа условно делят на зоны. Первая и самая опасная из них – зона чрезвычайно опасного заражения. На внешней границе зоны доза излучения с момента выпадения радиоактивных веществ из облака на местность до полного их распада равна 4000 Р (в середине зоны – 10 000 Р), мощность дозы излучения через 1 ч после взрыва – 800 Р/ч. Такая доза излучения смертельно опасна для жизни людей, и находиться в этой зоне запрещается. По возможности пострадавших немедленно стоит эвакуировать из данной зоны. Но сделать это, к сожалению, почти невозможно.

Следующая зона – зона опасного заражения. На внешней границе зоны, доза излучения – 1200 Р, мощность дозы излучения через 1 ч после взрыва – 240 Р/ч.

Зона сильного заражения. На внешней границе зоны доза излучения – 400 Р, мощность дозы излучения через 1 ч после взрыва – 80 Р/ч. В этой зоне нахождение людей или животных также является опасным для жизни. Поэтому необходимо немедленно эвакуироваться, используя при этом подручные средства защиты, или же укрыться в специальном убежище.

Зона умеренного заражения. На внешней границе зоны доза излучения – 40 Р, мощность дозы излучения через 1 ч после взрыва – 8 Р/ч. В результате воздействия ионизирующих излучений, так же как и при воздействии проникающей радиации, у людей возникает лучевая болезнь. Доза 150–250 Р вызывает лучевую болезнь первой степени, доза 250–400 Р – лучевую болезнь второй степени, доза 400–700 Р – лучевую болезнь третьей степени, доза свыше 700 Р – лучевую болезнь четвертой степени. Доза однократного облучения в течение 4 суток до 50 Р, как и многократного до 100 Р за 10–30 дней, не вызывает внешних признаков заболевания и считается безопасной. Однако более длительное воздействие может вызвать необратимые изменения в человеческом организме. При этом нельзя забывать, что при первых экспериментах с атомными взрывами люди вообще ничего не знали о лучевой болезни и работали в зоне заражения даже без легкой защиты. И исследований о вреде радиоактивного излучения небольшой мощности не проводились в достаточном объеме. Поэтому нельзя гарантировать, что небольшое повышение уровня радиации безопасно для человека. К тому же следует учитывать, что люди, находящиеся в зоне с небольшой мощностью радиоактивного излучения, впоследствии обнаруживают у себя заболевания щитовидной железы, т. е. страдают от недостатка йода в организме.