Общая характеристика поражающих факторов ядерного взрыва.

Общая характеристика поражающих факторов ядерного взрыва.

Поражающими факторами ядерного взрыва являются:

1. ударная волна;

2. световое излучение;

3. проникающая радиация;

4. электромагнитный импульс.

Действие поражающих факторов на различные объекты начинается в разное время и по продолжительности не одинаково. Сразу же после взрыва(практически в момент взрыва) начинает действовать световое излучение, проникающая радиация, электромагнитный импульс. Ударная волна начинает действовать на объекты с момента подхода к ним (первый километр она проходит за 2 сек., 2 км. за 5 сек., 3 км. за 8 сек.)Действие радиоактивных веществ начинается с момента подхода радиоактивного облака к данному участку местности и выпадению на него радиоактивной пыли и момента образования наведенной активности.

Ударная волна является основным поражающим фактором для большинства ядерных взрывов. На ее образование расходуется примерно до 50 % энергии взрыва. При бомбардировке Хиросимы 40% пораженных пострадали от воздействия ударной волны.

Под ударной волной понимают – резкое и значительное по величине сжатие среды, распространяющееся во стороны от эпицентра взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимости от того, в какой среде распространяется волна – в воздухе, воде, грунте, ее называют соответственно: воздушной ударной волной, ударной волной в воде, сейсмовзрывной волной в грунте. Наибольшие разрушения вызывает ударная волна в воздухе.

Основными параметрами ударной волны являются:

1. избыточное давление во фронте ударной волны;

2. скоростной напор воздуха, движущегося с большой скоростью;

3. время действия ударной волны.

При воздействии ударной волны могу возникать следующие повреждения:

1. баротравма, которая может выражаться во временном состоянии оглушения;

2. разрыв барабанных перепонок

3. контузионные повреждения (контузия головного мозга, внутренних органов).

4. травматические повреждения первичного и вторичного происхождения.

В Хиросиме и Нагасаки примерно 70-80% травм были вызваны летящими предметами и обломками обрушившихся зданий. Среди пострадавших приблизительно 70% имели открытые раны, а 10-30% ушибы и переломы.

Для защиты от ударной волны необходимо использовать защитные свойства боевой техники, местности, и.т.д. Так, радиус поражения ударной волной в танках уменьшается в 1,5-3 раза, в БТР – 1,4- 1,6 раза, в траншеях – в 1,5 – 2 раза. Для защиты техники необходимо оборудовать укрытия, а также использовать имеющиеся естественные

Световое излучение.

Под световым излучением понимают излучение в широком диапазоне длин электромагнитных волн, включающих и видимую часть спектра и примыкающие к ней ультрафиолетовую и инфракрасную части спектра.

На образование этого поражающего фактора расходуется до 35% энергии взрывах. При подземных и подводных ядерных взрывах световое излучение поражающим действием не обладает. При наземных, надводных взрывах световое излучение ограничено только верхней полусферой огненного шара, световая энергия нижней полусферы расходуется на нагрев и испарение прилежащих сред (почва, вода). По мере увеличения высоты взрыва, вследствие уменьшения плотности атмосферы, изменяются основные характеристики светового излучения:

1. сокращается продолжительность излучения;

2. изменяется форма и размеры светящейся области;

3. изменяется спектральный состав в сторону увеличения ультрафиолетовой части спектра;

4. происходит переход от излучения световой энергии в две фазы к излучению в одну фазу

.

Световое излучение огненного шара происходит в две фазы:

1. первая – за счет свечения воздуха во фронте ударной волны;

2. вторая – за счет выхода горячих масс из внутренних слоев шара на поверхность (температура внутри шара может достигать – 8000^о К)

В первую фазу на долю ультрафиолетового излучения приходится 32% энергии излучения, видимых -43%, инфракрасных – 25%, во второй фазе – 2%, -28%, 70% соответственно.

Тяжесть ожогового поражения человека определяется тремя факторами:

1. степенью ожога;

2. площадью ожога;

3. локализацией ожога.

При воздействии светового излучения могут возникать следующие поражения органа зрения:

1. временное ослепление (дезадаптация);

2. ядерная офтальмия;

3. ожоги век;

4. ожоги передних отделов глазного яблока;

5. ожоги глазного дна (хориоретинальные).

Хотя ожоги глазного дна могут возникать лишь при взгляде на огненный шар взрыва, вероятность возникновения хориоретинальных ожогов довольно значительна (у неоповещенного контингента примерно 15-20%). Величина светового импульса, при которой развивается ожог сетчатки, составляет 0,1 кал/см. Ожог передних отделов глазного яблока развивается при тех же условиях, что и ожоги кожи на открытых участках тела.

Наиболее значительное влияние на боеспособность войск будет оказывать временное ослепление, являющееся самым массовым видом поражением глаз при ядерном взрыве.

Защита от светового излучения достигается:

1. использование защитных свойств местности, предметов, сооружений (создающих тень и экранирующих световое излучение;

2. применение материалов для обмундирования, одежды светлых тонов, а также их пропитка огнестойкими веществами;

3. использование защитной специальной одежды (ОЗК)

4. использование огнестойких материалов и покрытий для сооружений, применение обсыпки снегом, различных обмазок и пропиток;

5. проведение противопожарных мероприятий.

Защитой от светового излучения является любая непрозрачная преграда на его пути, образующая зону тени.

Проникающая радиация.

Представляет собой поток гамма-излучения и нейтронов, испускаемых в окружающую среду из зоны ядерного взрыва. Оба эти вида излучения различаются по своему характеру, однако общим для них является то, что они распространяются в воздухе во все стороны от центра взрыва на многие сотни метров и даже на километры, ионизируя атомы окружающей среды.

Гамма-излучение испускается из зоны ядерного взрыва в течение нескольких секунд с момента ядерной реакции. За время, равное десятым долям микросекунды происходит испускание мгновенного гамма-излучения, которое проходя через оболочку заряда, существенно ослабляется.

Помимо мгновенного гамма-излучения в момент взрыва образуется также гамма-излучение, образующееся в результате рассеивания нейтронов в материале боеприпаса и особенно интенсивно вследствие захвата нейтронов продуктами взрыва, воздухом и грунтом. Это гамма-излучение называется захватным и является одним из основных источников гамма-излучения при наземных и воздушных ядерных взрывах.

Другим источником гамма-излучения являются осколки деления ядерного горючего, создающего поток осколочного гамма-излучения. Время действия осколочного гамма-излучения на наземные объекты на наземные объекты и личный состав зависит от калибра боеприпаса, и может составлять до 15-20 сек. Гамма-излучение, распространяясь в воздухе значительно ослабляется. Это происходит:

1. во-первых, потому, что с увеличением расстояния от центра взрыва увеличивается площадь поверхности сферы, через которую проходит общий поток гамма-излучения, а, следовательно, уменьшается количество энергии, излучения, падающего на 1 см² поверхности сферы;

2. во-вторых, на пути распространения гамма-излучения ослабляются воздухом: одни гамма-кванты поглощаются атомами воздуха, другие, взаимодействуя с атомами, теряют некоторую долю энергии и изменяют направление своего движения – рассеиваются. Процесс рассеивания повторяется до тех пор, пока энергия гамма- кванта при очередном столкновении его с атомами не окажется исчерпанной. В результате взаимодействия гамма-кванта с атомами воздуха или другой среды, в которой он распространяется, на пути его движения остается след из свободных электронов и ионизированных атомов. Степень ионизации среды гамма- излучением определяется дозой гамма-излучения, единицей измерения которой служит рентген.

Воздействие проникающей радиации ядерного взрыва на человека является этиологическим фактором возникновения лучевых поражений, которое является следствием ионизации биомолекул и повреждения, что в свою очередь приводит к морфологическим и функциональным изменениям биологических структур клеток и тканей, органов и систем организма. В основном ионизируются молекулы воды, на 2/3 из которой состоит организм человека. Поражения от действия проникающей радиации могут быть за счет начального излучения ядерного взрыва или от остаточной радиации (на радиоактивном следе). Действие начального излучения ядерного взрыва на человека складывается из влияния составляющих его гамма-излучения и потока нейтронов.

Поражающее действие проникающей радиации характеризуется величиной дозы излучения, т.е. количеством энергии радиоактивных излучений, поглощенной единицей массы облучаемой среды. Различают дозу излучения в воздухе (экспозиционную дозу) и поглощенную дозу.

Экспозиционная доза ранее измерялась внесистемными единицами – рентгенами Р. Один рентген – это такая доза рентгеновского или гамма-излучения, которая создает в 1 см³ воздуха – 2 миллиарда (2•10⁹) пар ионов. В системе СИ – измеряется в кулонах на килограмм.

Поглощенную дозу измеряли в радах – это единица измерения суммарного воздействия нейтронов и гамма-излучения, примерно равна 1 р. В системе СИ – грей (1 рад = 0,01 Гр или 1 гр = 100 рад, 1 р ~ 1 рад, 1 р/ч = 0,01 гр/ч).

Ионизирующие излучения обнаруживаются по тем эффектам, которые проявляются при их взаимодействии с веществом.

Различают следующие методы обнаружения: биологические, химические, физические.

Из многочисленных методов обнаружения и измерения ИИ – ионизационный, химический, люминесцентный методы используются в табельных дозиметрических приборах на войсковых этапах медицинской эвакуации. Сюда относятся и приборы дозиметрического и радиометрического контроля за облучением и заражением РВ.

Ионизационный метод – способность ионов к направленному движению в электрическом поле, которое создается в специальных детекторах – ионизационные камеры Гейгера и газоразрядных счетчиках.

Ионизационная камера – газовоздушная емкость с двумя изолированными электродами. При ионизации газовоздушной смеси ИИ в камере возникает ионизационный ток сила и напряжение, которого пропорциональны дозе и мощности дозы ИИ.

Газоразрядные счетчики имеют более высокую чувствительность т.к. они включены в электрическую сеть с повышенным напряжением. Газовая среда детектора – это смесь инертных газов с галогенами при пониженном давлении. Образующиеся в этой среде под влиянием ИИ ионы обладают большой начальной скоростью за счет высокой разности потенциалов. Лавинообразное нарастание ионов приводит к газовому разряду и мгновенному импульсу тока. Это позволяет измерять малые мощности дозы излучения на поверхности различных объектов. Возникший в детекторе электрический ток, проходя, через усилитель и преобразователь, регистрируется электрометрическим устройством. В измерителях мощности дозы регистрирующее устройство отградуировано в р/ч. мр/ч, а в войсковых измерителях дозы – в рентгенах или радах (ИД-1).

Химический метод – основан на измерении выхода радиационно-химических реакций, возникающих под действием ионизирующих излучений. Так, при воздействии на воду происходи ее радиолиз с образованием свободных радикалов Н и ОН. Продукты радиолиза воды могут взаимодействовать с растворенными в ней веществами и вызывать окислительно-восстановительные реакции. Выход продуктов реакции, связанный прямой пропорциональностью с дозой излучения, оценивается по изменению цвета индикатора (например, реактива Грисса для нитратного метода). В химических методах дозиметрии в настоящее время все шире применяются органические вещества, изменяющие цвет пленки, а также специальные стекла. Химический метод используется, как правило, для измерения дозы излучения.

Люминесцентный метод – сущность состоит в том, что под воздействием ионизирующих излучений в некоторых твердотельных изоляторах (кристаллах и стеклах) происходит изменение оптических свойств, появление способности к люминесцентному возбуждению при воздействии видимого и ультрафиолетового света – радиолюминесценции. Этот метод реализован в ИД-11.