17.4. Радиоактивное заражение местности
Радиоактивное заражение — поражающий фактор ядерного взрыва, вызываемый осколками деления ядерного горючего, наведенной радиоактивностью и непрореагировавшей частью заряда.
Осколки деления - смесь 80 нестабильных изотопов, которые претерпевают Р-распад с испусканием у-квантов.
При взрыве ядерного боеприпаса радиоактивные продукты поднимаются в воздух вместе с облаком взрыва, перемешиваясь вместе с частицами грунта, перемещаются на значительные расстояния, образуя след радиоактивного облака [15]. След имеет форму вытянутого эллипса и условно делится на четыре зоны: умеренного (А), сильного (Б), опасного (В) и чрезвычайно опасного (Г) заражения (рис. 17.3).
356
Рис. 17.3. След радиоактивного облака
Границы зон характеризуются дозой у -излучения (от момента образования следа до распада) или мощностью дозы (уровнем радиации) через час после взрыва. Связь между дозой излучения до полного распада (Д») и уровнем радиации (Рt) на время заражения выражается соотношением
(17.21)
где Рt - уровень радиации на время t, Р/ч; t - время, прошедшее после взрыва, ч.
Внешняя граница зоны А характеризуется дозойД*, = 40 рад и уровнем радиации на 1 час после взрыва Р1= 8 рад/ч. Доля зоны - 60% от площади следа. На внешней границе зоны Б -доза Дао= 400рад; уровень радиации Р1= 80рад/ч; доля зоны-20%.
На внешней границе зоны В - Доо=1200рад; Р1= 240 рад/ч; доля зоны -13%.
ДлязоныГ-щшДоо=4000рад; уровень радиации Р1= 800 рад/ч; доля зоны 7%.
Размеры зон характеризуются длиной L и шириной Ш. Длина зоны определяется по формулам [41]
LA = 16LГ; LБ = 5LГ; LВ = 2,5LГ; LГ =
(17.22)
Ширина зоны заражения Ш зависит от длины зоны L и скорости ветра и v определяется по формулам
Ш=0,1-L, при v =100 км/ч; Ш=0,2-Ь, при D =50 км/ч; Ш=0,4-Ь, при v =25 км/ч.
(17.23) (17.24) (17.25)
С течением времени вследствие распада радиоактивных веществ уровни радиации уменьшаются. Спад радиации подчиняется зависимости
Pt=5Pixfy, (17.26)
где Pt уровень радиации на любое заданное время после взрыва, Р/ч;
357
P i уровень радиации на 1 час после взрыва (эталонный), Р/ч;
и
(17.27)
где Pt уровень радиации на время t, Р/ч;
К коэффициент пересчета (табл. 17.7); t время, прошедшее после взрыва, час;
ЧЕМ
взр,
(17.28)
время взрыва, ч; м - время измерения уровня радиации, ч.
Таблица 17.7 -Коэффициент для пересчета уровней радиации на различное время после взрыва
|
Вре мя после взрыва |
К |
Вре мя после взрыва |
К |
Вре мя после взрыва |
К |
Вре мя после взрыва |
К |
Вре мя после взрыва |
К |
|
1.0 |
1.0 |
8.0 |
12. 1 |
21. 0 |
38. 6 |
7.0 |
468 |
19. 0 |
155 2 |
|
1.5 |
1.6 |
9.0 |
14. 0 |
22. 0 |
40. 8 |
8.0 |
550 |
20. 0 |
164 9 |
|
2.0 |
2.3 |
10. 0 |
15. 9 |
23. 0 |
43. 0 |
9.0 |
633 |
30. 0 |
268 4 |
|
2.5 |
3.0 |
11. 0 |
17. 0 |
24. 0 |
45. 3 |
10. 0 |
718 |
45. 0 |
435 0 |
|
3.0 |
3.7 |
12. 0 |
19. 7 |
сутки |
- |
11. 0 |
805 |
месяцы |
- |
|
3.5 |
4.5 |
13. 0 |
21. 7 |
1.5 |
73. 7 |
12. 0 |
894 |
2 |
616 0 |
|
4.0 |
5.3 |
14. 0 |
23. 7 |
2.0 |
104 |
13. 0 |
984 |
3 |
100 00 |
|
4.5 |
6.0 |
15. 0 |
25. 7 |
2.5 |
136 |
14. 0 |
107 5 |
4 |
140 00 |
|
5.0 |
6.9 |
16. 0 |
27. 9 |
3.0 |
169 |
15. 0 |
116 9 |
6 |
185 00 |
|
5.5 |
7.7 |
17. 0 |
30. 0 |
3.5 |
204 |
16. 0 |
126 3 |
8 |
326 00 |
|
6.0 |
8.6 |
18. 0 |
32. 0 |
4.0 |
239 |
17. 0 |
135 8 |
10 |
426 00 |
|
6.5 |
9.5 |
19. 0 |
34. 2 |
5.0 |
312 |
18. 0 |
145 4 |
год |
540 00 |
358
|
7.0 |
10. 3 |
20. 0 |
36. 4 |
6.0 |
389 |
|
|
|
|
Примечание: Если известен уровень радиации на 1 час после взрыва- Р;, то уровень радиации на любое время Р = Р\1К. Наиболее интенсивный спад радиации наблюдается за первые двое суток, и он идёт по принципу7/10, т.е. с увеличением времени в 7 раз уровень радиации уменьшается в10 раз. Местность считается заражённой, если уровень радиации составляет 0,5 рад/ч и более. Режим защиты населения в зависимости от эталонного уровня радиации (на час после взрыва) устанавливается по табл. 17.8.
Таблица 17.8 - Режимы защиты рабочих и служащих
|
Условный номер режима |
Эталонный уровень радиации P1, (Р/ч) |
Содержание режима |
Общая продолжительность режима, сут. | |||
|
время, непрерывного пребывания людей в ПРУ, t |
продолжительность работы с использованием для отдыха ПРУ, ч |
продолжительность работы с пребыванием в домах и на местности (до 2ч. в сутки), ч, t3 | ||||
|
А-1 |
25 |
1 |
|
10 |
До 0,5 | |
|
А-2 |
40 |
2 |
|
21 |
До1 | |
|
А-3 |
80 |
3 |
9 |
24 |
1.5 | |
|
Б-1 |
100 |
4 |
11 |
30 |
2 | |
|
Б-2 |
140 |
6 |
18 |
36 |
2,5 | |
|
S-3 |
180 |
8 |
24 |
64 |
4 | |
|
Б-4 |
240 |
12 |
28 |
101 |
6 | |
|
В-1 |
300 |
16 |
32 |
192 |
10 | |
|
В-2 |
400 |
24 |
48 |
288 |
15 | |
|
В-3 |
600 |
48 |
72 |
480 |
25 | |
|
Г-1 |
800 |
96 |
96 |
504 |
30 | |
|
Г-2 |
1500 |
Защита не обеспечивается | ||||
Доза излучения, полученная людьми, рассчитывается по формуле
д = кДт'Рш (17-29)
где ДТ - экспозиционная доза, полученная на открытой местности при уровне радиации в 100 Р/ч на час после взрыва, Р (табл. 17.9);
КОСЛ - коэффициент ослабления радиации (для подвальных помещений КОСЛ = 50, для каменных зданий КОСЛ = 10, для деревянных зданий КОСЛ = 3).
359
Таблица 17.9 - Дозы облучения на открытой местности при уровне радиации 100 Р/ч на 1ч после ядерного взрыва (Дт)
|
Время начала облучения, ч |
Время пребывания людей на зараженной местности, ч | |||||||||||||||||||||||||||||||||
|
0,5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
30 |
36 |
48 |
60 |
72 |
96 |
120 |
144 |
192 |
216 |
240 | ||||||
|
0,5 |
74,5 |
113 |
I58 |
186 |
204 |
220 |
231 |
240 |
249 |
256 |
262 |
273 |
282 |
289 |
295 |
301 |
306 |
310 |
322,1 |
331 |
344,4 |
354,4 |
362.2 |
374 |
382,6 |
389,6 |
399,9 |
403.9 |
407.5 | |||||
|
1 |
39,0 |
64,8 |
98,8 |
121 |
138 |
151 |
161 |
170 |
178 |
184 |
190 |
201 |
209 |
216 |
222 |
228 |
233 |
237 |
248,4 |
257,1 |
270,4 |
280,3 |
288.1 |
299,7 |
308,4 |
305,2 |
325,5 |
329,5 |
333,1 | |||||
|
1,5 |
25,1 |
44,8 |
72,8 |
91 |
106,4 |
117 |
127 |
135 |
142 |
149 |
154 |
164 |
172 |
179 |
185 |
190 |
195 |
199 |
210,2 |
218,8 |
231,9 |
241,7 |
249.3 |
261 |
269,6 |
276,4 |
286,6 |
290,6 |
294,2 | |||||
|
2 |
19 |
34 |
56,4 |
72,8 |
858 |
96,4 |
105 |
113 |
119 |
125 |
131 |
140 |
148 |
155 |
161 |
166 |
170 |
174 |
185,3 |
193,7 |
206,6 |
216,3 |
223.8 |
235,4 |
244,1 |
250.7 |
261 |
264,9 |
268,5 | |||||
|
2,5 |
14,9 |
28 |
46,2 |
61,6 |
72,5 |
82.8 |
90,4 |
97,6 |
103,9 |
109 |
115 |
123 |
131 |
137 |
143 |
149 |
152 |
156 |
167,1 |
175,4 |
188,1 |
197., |
205,1 |
216,6 |
225,1 |
231,9 |
242,1 |
246 |
249,9 | |||||
|
3 |
12,2 |
22,4 |
38.8 |
51,8 |
62,4 |
713 |
77,8 |
84,6 |
91,9 |
95,8 |
100 |
ПО |
117 |
124 |
130 |
134 |
138 |
142 |
150,4 |
161,1 |
173,6 |
183.1 |
190,6 |
201,9 |
210,4 |
217,1 |
227,3 |
231,2 |
234,7 | |||||
|
4 |
8,8 |
16,4 |
29.4 |
40,2 |
49,2 |
56,6 |
63,4 |
69,4 |
74,7 |
79,4 |
83,8 |
91,6 |
98,3 |
104 |
109 |
114 |
118 |
122 |
131,9 |
139,7 |
152,1 |
161,2 |
168,6 |
179,8 |
188,2 |
194.8 |
204,9 |
208,9 |
212,3 | |||||
|
5 |
6,8 |
13 |
23.6 |
32,4 |
40 |
46,8 |
52,8 |
58 |
62,8 |
67,2 |
71,2 |
78,5 |
84,7 |
90,2 |
95,3 |
99,8 |
104 |
108 |
116,8 |
124,5 |
136,3 |
145.4 |
152,6 |
163,7 |
172 |
178.5 |
188.6 |
192,5 |
195.9 | |||||
|
6 |
5,5 |
10,6 |
19,4 |
27 |
33,8 |
39,8 |
45 |
49,8 |
54.2 |
58,2 |
62 |
68.7 |
74.5 |
79,8 |
84,6 |
88.9 |
92,9 |
96,6 |
105,2 |
112,6 |
124,2 |
133,3 |
140,1 |
151,1 |
159,3 |
165,8 |
175.7 |
179,6 |
183,1 | |||||
|
7 |
4,7 |
9 |
16,5 |
23,3 |
293 |
34,6 |
39,4 |
43,9 |
47,8 |
51,6 |
55,1 |
61.6 |
66,7 |
71.6 |
76,1 |
80,3 |
83,8 |
87,2 |
95,9 |
103,1 |
114,4 |
123,1 |
130,1 |
140.8 |
149 |
155,4 |
165,3 |
169,2 |
172,6 | |||||
|
8 |
3,9 |
7,6 |
14,4 |
20,4 |
25,6 |
30,4 |
34,8 |
38,8 |
42.6 |
46,1 |
49,3 |
55,1 |
60,4 |
653 |
69,5 |
73,5 |
77,2 |
80,5 |
88,2 |
95,2 |
106,2 |
114,8 |
121,6 |
132,2 |
140,5 |
146.7 |
156.5 |
160,4 |
163,7 | |||||
|
9 |
3,5 |
6,8 |
12,8 |
18,1 |
22,9 |
27,4 |
31,3 |
35,1 |
38,6 |
41,8 |
45,3 |
50,4 |
55,2 |
59,6 |
63,7 |
67,3 |
70,5 |
73,4 |
81,9 |
88,7 |
99,5 |
107,9 |
114.6 |
125,1 |
133,1 |
139,4 |
149,1 |
152,9 |
156,4 | |||||
|
10 |
3.1 |
6 |
11,2 |
16 |
20,4 |
24,5 |
28,2 |
31,7 |
34,9 |
37,9 |
40,7 |
46 |
50.8 |
55,1 |
59,7 |
62,8 |
66,2 |
69,4 |
763 |
83 |
93,5 |
101,7 |
108,4 |
118,8 |
126,6 |
132,9 |
142,6 |
146.3 |
149,8 | |||||
|
12 |
25 |
4,8 |
9,2 |
13,2 |
17 |
203 |
23,7 |
26,7 |
29,5 |
323 |
34,8 |
49,6 |
43,9 |
47,9 |
51,4 |
54,7 |
57,9 |
60,8 |
67,4 |
73,6 |
83,7 |
91,6 |
98,1 |
108,2 |
115.9 |
122,1 |
131,6 |
135,4 |
138,8 | |||||
|
14 |
2,1 |
4 |
7,8 |
11,3 |
14,5 |
17,5 |
203 |
23 |
25,6 |
28,1 |
30,4 |
34,7 |
38,7 |
42,4 |
45,7 |
48,9 |
51,8 |
543 |
63,7 |
69,8 |
79,6 |
87,4 |
93,7 |
103,7 |
111,3 |
117,4 |
126,9 |
130,7 |
134,1 | |||||
|
16 |
1,8 |
3,5 |
6,7 |
9,7 |
12,5 |
15,2 |
17,8 |
20,3 |
22,6 |
24,8 |
26,9 |
30,9 |
34,6 |
37,9 |
41,1 |
44 |
46,4 |
48,8 |
603 |
66,2 |
75,9 |
83,4 |
89,9 |
99,6 |
107,1 |
113,2 |
122,6 |
126,4 |
129,7 | |||||
|
18 |
1,6 |
3 |
5,8 |
8,5 |
ПД |
13,6 |
15.9 |
18,1 |
20.2 |
22 |
24 |
27,7 |
31 |
343 |
37,1 |
39,5 |
41,9 |
443 |
54,7 |
603 |
69,5 |
76,9 |
83,1 |
92,6 |
100 |
106 |
115,2 |
119 |
122,3 | |||||
|
20 |
1,4 |
2,7 |
5,3 |
7,8 |
10,1 |
12,3 |
14,4 |
16,4 |
18,4 |
203 |
22,1 |
25,4 |
28,5 |
31,1 |
333 |
35,9 |
38.3 |
40,6 |
49,9 |
553 |
643 |
713 |
773 |
86,6 |
93,8 |
99,7 |
108,8 |
112,5 |
115,8 | |||||
|
22 |
1,2 |
2,4 |
4,8 |
7 |
9,1 |
ПД |
13,1 |
15 |
16,8 |
18,5 |
20,1 |
23,3 |
262 |
28,6 |
31 |
32,4 |
32,4 |
37 |
46 |
51,1 |
59,7 |
66,5 |
72,2 |
81,4 |
88,5 |
94,3 |
103,4 |
107 |
110,2 | |||||
|
24 |
1,1 |
2,2 |
43 |
6,3 |
8,3 |
10,2 |
12 |
13,7 |
15,8 |
16,9 |
18,5 |
21,4 |
23,8 |
26J |
28,6 |
30,9 |
33,1 |
35,1 |
42,6 |
473 |
55,7 |
623 |
67,9 |
76,9 |
83,9 |
89,6 |
98.5 |
102,1 |
105,3 | |||||
|
36 |
0,6 |
1,2 |
2,4 |
3,6 |
4,8 |
6 |
7,2 |
8,4 |
9,6 |
10,7 |
11,8 |
14 |
16 |
17,9 |
19,4 |
21,1 |
22,7 |
24,3 |
39,6 |
443 |
52,2 |
58,7 |
64,1 |
72,8 |
79,7 |
853 |
94,2 |
97,7 |
100,9 | |||||
|
48 |
0,5 |
1 |
2 |
3 |
3,9 |
4,7 |
5,5 |
6,3 |
7,1 |
7,9 |
8,7 |
10,2 |
11,6 |
13 |
14,4 |
15,6 |
16,8 |
18 |
27,9 |
31.6 |
33,1 |
43,4 |
48.1 |
55.6 |
62,1 |
673 |
75,3 |
18.9 |
81,7 | |||||
|
72 |
0,3 |
0,6 |
1.2 |
1,7 |
2,2 |
2,7 |
3.2 |
3,7 |
4,2 |
4,7 |
5,2 |
6,2 |
7,2 |
8,4 |
8,9 |
9,1 |
10,4 |
11.3 |
21,4 |
243 |
29,9 |
34,6 |
38,6 |
45,5 |
51,1 |
55.9 |
63.5 |
66,7 |
69,5 | |||||
|
96 |
03 |
0,4 |
1 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3 |
33 |
4 |
4,4 |
4,8 |
5,6 |
6,4 |
7,2 |
8 |
8,6 |
9,2 |
9,8 |
14,2 |
163 |
20,6 |
24 |
27,5 |
33,1 |
37,8 |
41,9 |
48,6 |
51.4 |
53,5 | |||||
|
120 |
0,15 |
0.3 |
0,6 |
0,9 |
1,2 |
1,5 |
1.8 |
2,1 |
2,4 |
2,7 |
3 |
3.4 |
3,8 |
4,2 |
4,6 |
5 |
5,4 |
5,8 |
8,4 |
9,8 |
12,4 |
15 |
17,.2 |
21,3 |
24,8 |
28,1 |
32,9 |
35,7 |
37,9 | |||||
|
240 |
0,03 |
0,05 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,2 |
4,4 |
4,8 |
6 |
7,3 |
8,1 10,9 |
13,1 |
15 |
18,5 |
20,1 |
21,6 | ||||||
360
Потери людей при облучении в зависимости от полученной дозы определяются по табл.
17.10.
Таблица 17.10 - Выход из строя людей при однократном внешнем облучении
|
Доза облучения |
Санитарные потери |
Безвозвратные потери |
Примечание |
|
0-50 |
- |
- |
Возможны некоторые изменения в крови |
|
50-120 |
10% |
|
У пораженных в течение суток тошнота |
|
120-170 |
25% |
- |
У пораженных в течение суток тошнота |
|
170-220 |
50% |
- |
У пораженных в течение суток тошнота |
|
220-330 |
100% |
20% |
Оставшиеся в живых выздоравливают в течение 3-х месяцев |
|
330-500 |
100% |
50% |
Выздоравливание в течение 6 месяцев |
|
500-750 |
100% |
почти 100% |
Рвота и тошнота 4 часа после облучения |
|
750-1000 |
100% |
100% |
Рвота и тошнота через 1 -2 часа после облучения |
Пример 17.5. Ядерный взрыв произошел в 3 часа утра, время начала облучения 2 часа, время пребывания людей на зараженной местности 96 часов. Определить эталонные уровни радиации для п. Лебяжье. Рассчитать дозы облучения для людей, находящихся в подвальных помещениях, в каменных домах, в деревянных домах и определить потери людей. Разработать режимы защиты населения. Уровень радиации и время его измерения для
0(Р/ч)
п. Лебяжье -
1200(ч)
Решение: Определяем время после взрыва по формуле (17.28) для населенного пункта Лебяжье. Измерение уровня радиации произведено в 1200 , взрыв произошел в 300 , время после взрыва
По времени, прошедшему после взрыва, определяем коэффициент К (табл. 17.7) К=14.
Приводим уровень радиации к одному часу после взрыва по формуле
(17.27)
Р1 = KxPt =14 х 100 = 1400 Р/ч
361
Определяем зону радиоактивного заражения, в которой окажется населенный пункт: от 800 и более Р/ч - зона чрезвычайно опасного заражения.
Определим дозу облучения ДТ, полученную населением на открытой местности при уровне радиации 100 Р/ч (табл. 17.9), если время начала облучения 2 ч, а время пребывания людей на зараженной местности 96 ч
ДТ =235,4 Р.
Так как по условиям задачи люди находятся в подвальных помещениях, каменных и деревянных домах, рассчитываем дозу облучения по формуле (17.29)
Дт-Рл 235,4-1400 ~ о „
- в подвальных помещениях Д = Д Т—Р 1 = — = 65,9 Р
КослЛ00 50-100
Дт-Рл 235,4-1400 ~оо с „
- в каменных домах Д = Д'-lL—±— , 4 =329,5 Р
К0СЛ-Ш 10-100
„ Дт-Р\ 235,4-1400 inQ8 . р
- в деревянных домах Д =Д Т Р 1 = = 11)Уо,5 Р
Р Косл-Ш 3-100
Определяем потери людей при облучении (табл. 17.10). При дозе облучения в подвальных помещениях 65,9 Р возможны изменения в крови людей. Для дозы в каменных помещениях 329,5 Р санитарные потери составляют 100%, безвозвратные - 20%. Люди, оставшиеся в живых, выздоравливают в течение 3-х месяцев. Для дозы 1098,5 Р безвозвратные и санитарные потери составят 100%. У людей рвота и тошнота наблюдается через 2 часа после облучения.
Определяем режим защиты населения (табл. 17.8). Для уровня радиации на час после взрыва 1400 Р/ч номер режима Г-2, защита людей не обеспечивается.