2.5.4 Осередок ядерного ураження
При ядерному вибуху діють такі уражаючі фактори: ударна хвиля; світлове випромінювання;
проникаюча радіація;
радіоактивне зараження місцевості; електромагнітний імпульс.
61
Дію ударної хвилі на будинки, спорудження й людину розглянуто
вище.
Світлове випромінювання – електромагнітне випромінювання в уль-трафіолетовій, видимій й інфрачервоній областях спектра.
Основний параметр – світловий імпульс Uсв, це кількість світлової енергії, що падає на одиницю поверхні, перпендикулярної напрямку ви-промінювання. Одиниці виміру: 1 кал/см2 ≈ 42 кДж/м2.
Світлове випромінювання викликає загоряння будинків і спору-джень. Прийняте ділити вогнище ядерної поразки на:
зону пожеж (тління) у завалах; на зовнішній границі цієї зони сві-
тловий імпульс Uсв = 1700…2400 кДж/м2;
зону суцільних пожеж, на зовнішній границі світловий імпульс близько 400…600 кДж/м2;
зону
окремих пожеж, на зовнішній границі
світловий імпульс
близько 100…200 кДж/м2.
Світловий імпульс, який потрапляє на відкриті (незахищені) ділянки людської шкіри, може викликати опіки різного ступеню тяжкості (табл.
2.9).
Таблиця 2.9 – Дія світлового випромінювання на відкриті ділянки шкіри людини
Світловий ім- |
Характер опіку |
Симптоми ураження |
|
пульс, кДж/м2 |
|
||
|
|
|
|
80…160 |
Опіки I ступеня |
Почервоніння шкіри, болючість |
|
|
|
|
|
160...400 |
Опіки II ступеня |
Пухирі на шкірі, болючість |
|
|
|
|
|
400...600 |
Опіки III ступеня |
Омертвіння шкіри, утворення ви- |
|
разок |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Більше 600 |
Опіки IV ступеня |
Обвуглювання шкіри і підшкірних |
|
тканин |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
2.5.5 Радіоактивне зараження місцевості
Радіоактивне зараження виникає при випадання на місцевість радіо-активних речовин внаслідок:
застосування ядерної зброї;
62
0,4
.
1,2
;
видобуванні та переробці радіоактивних руд; неправильному зберіганні радіоактивних матеріалів та відходів;
згорянні в атмосфері космічних апаратів з ядерними енергетични-ми установками
ядерного вибуху або аварії на АЕС із викидом радіоактивних речо-
вин.
На радіоактивно зараженій місцевості джерелами радіоактивного ви-промінювання є:
осколки (продукти) розпаду ядерного матеріалу;
наведена радіоактивність у ґрунті й інших матеріалах;
ядерне паливо, яке не встигло вступити у ядерну реакцію. Радіоактивне випромінювання іонізує атоми й молекули речовини, а
при проходженні через живу тканину – молекули, що входять до складу кліток. Це приводить до порушень нормального функціонування живої ма-терії, зміні функцій білків, ДНК, кліток, окремих органів, систем й органі-зму в цілому.
Радіоактивне зараження кількісно можна охарактеризувати такими параметрами:
Доза – кількість енергії іонізуючих випромінювань, поглинена оди-ницею маси опроміненого середовища (інтегральна характеристика). Роз-різняють експозиційну, поглинену й еквівалентну дози.
Експозиційна доза (позначення D) виміряється в рентгенах (позаси-стемна одиниця, позначається Р); поглинута доза вимірюється в радах (системна одиниця). Приблизне співвідношення між цими одиницями таке: 1Р = 0,87 рад; 1рад = 1,14Р.
Потужність дози (рівень радіації) – диференціальна характеристи-
ка, це доза за одиницю часу. Одиниці виміру – рад за годину(рад/год); поз-начення Рn , де n – час після вибуху (зараження), годин. Більш детально одиниці виміру, пов’язані з радіоактивними явищами, будуть розглянуті в темі «Прилади радіаційної та хімічної розвідки».
Потужність дози згодом падає за експоненційним законом:
для
бойового ядерного вибуху – Рt
P1t
для
аварії на АЕС – Рt
P1t
63
З цих формул добре видно, що потужність дози з часом зменшується, причому у випадку аварії на АЕС таке падіння значно повільніше, ніж у випадку бойового ядерного вибуху. Це ілюструють рис.2.2 та табл.2.10.
Р
2
1
Час
Рисунок 2.2 – Падінні потужності дози Р після бойового ядерного вибуху (крива 1) та після аварії на АЕС (крива 2)
Таблиця 2.10 – Падіння рівнів радіації після ядерної події
Час, години |
1 |
2 |
5 |
7 |
24 |
48 |
96 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Потужність дози після |
100 |
35 |
15 |
10 |
2,3 |
1 |
0,4 |
ядерного вибуху,% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Потужність дози після |
100 |
83 |
64 |
58 |
37 |
28 |
22 |
аварії на реакторі РВБК- |
|
|
|
|
|
|
|
1000, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Потужність дози після |
100 |
83 |
63 |
56 |
35 |
26 |
20 |
аварії на реакторі ВВЕР- |
|
|
|
|
|
|
|
1000,% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Опромінення людини викликає так звану променеву хворобу. Дія на людину радіоактивного випромінювання спричиняє глибокі біологічні змі-ни в організмі внаслідок великої руйнівної ефективності жорсткого випро-мінювання. Наслідком є іонізація живої матерії, утворення вільних радика-лів, порушення специфічних водневих зв’язків, які обумовлюють структу-ру білкових тіл, нуклеїнових кислот, провокують велику кількість мута-ційних змін. Одним з поширених наслідків опромінювання людини е ви-
64
никнення онкологічних захворювань, порушення в механізмі спадковості. Наслідки можуть проявлятися і на нащадках. Різні органи мають різну чу-тливість до радіоактивного випромінювання: найбільш чутливими є крово-творні органи, репродуктивні органи, щитовидна залоза. У випадку внут-рішнього випромінювання, коли радіоактивна речовина потрапляє в орга-нізм, переважно уражуються ті органи і тканини, які накопичують радіоак-тивний елемент (йод накопичується у щитовидній залозі; стронцій – у кіс-тках; цезій – у м’язах). Енергія радіоактивного випромінювання на багато порядків небезпечніша за інші різновиди енергії. Так, смертельна доза для людини (біля 600 рад) еквівалентна такої кількості теплової енергії, яка здатна нагріти тіло людини лише на 0,001оС.
Таблиця 2.11 – Дія радіоактивного випромінювання на людину (ступені променевої хвороби)
Доза, рад |
Ступені промене- |
Клінічна симптоматика |
|
вої хвороби |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Латентний період 2…3 тижні, потім |
|
|
|
пригнічений стан, загальна слабкість, |
|
100…200 |
Перший |
головний біль, незначне зменшення |
|
|
|
лейкоцитів в крові, поступове виду- |
|
|
|
жання |
|
|
|
|
|
|
|
Латентний період 1 тиждень, розлади |
|
200…400 |
Другий |
нервової системи, блювота, наполо- |
|
вину зменшується кількість лейкоци- |
|
||
|
|
|
|
|
|
тів. Видужання через кілька місяців. |
|
|
|
|
|
|
|
Латентний період 1…2 дні, різке по- |
|
|
|
гіршення стану здоров’я, сильний |
|
400…600 |
Третій |
головний біль, втрата свідомості, |
|
внутрішні кровотечі, значні пору- |
|
||
|
|
|
|
|
|
шення імунної системи. Смертність |
|
|
|
50% |
|
|
|
|
|
|
|
Латентний період кілька годин, дуже |
|
600 і більше |
Четвертий |
важкий стан, смертність практично |
|
|
|
100% на протязі 2…4 тижнів |
|
|
|
|
|
65
-
Вітер
Г
В
Б
А
А — зона помірного зараження, Р1=8рад/ч.; D∞=40рад; Б — зона сильного зараження, Р1=80рад/ч; D∞=400рад;
У — зона небезпечного зараження, Р1=240рад/ч; D∞=1200рад; Г — зона надзвичайно небезпечного зараження, Р1=800рад/ч;
D∞=4000рад
Рисунок 2.3 – Слід радіоактивної хмари
Кожна зона характеризується (на зовнішній межі) : потужністю дози через годину після вибуху Р1;
дозою за період повного розпаду радіоактивних речовин D∞.
Припустимі дози (докладніше розглядаються в курсі БЖД):
для умов надзвичайної ситуації: 25 рад за 1 добу або 50 рад за 4 доби або 100 рад за 10 доби;
для персоналу, що працює з радіоактивними речовинами (спрощено, для I категорії внутрішніх органів) 5 бер/рік;
для населення за звичайних умов 0,5 бер/рік.
В природному середовищі завжди існують радіоактивні ізотопи бага-тьох хімічних елементів, хоч і в дуже невеликих кількостях. Це зумовлює так званий природний радіаційний фон. Його величина дуже невелика і становить у нормі 10...30 мікрорад на годину, але є райони Землі, де цей фон завищений (іноді в десятки разів), особливо у високогірних районах. На території ДГМА природний фон знаходиться в межах 13...17 мікрорад на годину.