1).Воздушная взрывная волна.
Является одним из основных поражающих факторов ЧС. Она оказывает динамическое (механическое) воздействие. Возникает, например, при взрывах боеприпасов, при технологических взрывах (взрывы котлов, газопродуктопроводов, взрывчатых,легковоспламеняющихся веществ и др.), а также при воздействии сейсмических волн при землетрясениях (Рис.4).
Рис.4
Взрывная волна - это область резкого сжатия среды, которая в виде сферическогослоя распространяется во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью.
При этом возникает избыточное давление - разность между нормальным атмосферным давлением и максимальным давлением во фронте взрывной волны. Избыточное давление измеряется в паскалях (Па) или килограмм-силах на квадратный сантиметр (1 кгс/см2 =100 кПа).
Взрывная волна имеет две фазы - фазу сжатия и фазу разрежения. В зависимости от того, в какой среде она возникает и распространяется - в воздухе, воде или грунте,- ее называют воздушной, гидродинамической или сейсмовзрывной волной.
Поражающее действие ударной волны зависит от степени давления сжатой среды (избыточного давления), ее скорости, времени воздействия и положения человека или объекта по отношению к фронту ее распространения, его устойчивости и защищенности.
В зависимости от величины избыточного давления во фронте ударной волны возникают 4 зоны разрушений: полных, сильных, средних и слабых разрушений.
Как правило, в этих зонах возникают вторичные поражающие факторы, и поражения людей вызываются как прямым действием ударной волны, так и летящими обломками сооружений, падающими деревьями, осколками стекол, грунтом и т.п.
Динамическое (механическое) воздействие на организм человека также может происходить вследствие обвалов, придавливания падающими деревьями, разрушенными конструкциями зданий, падения с высоты и т.д.
Травмы, получаемые пострадавшими, принято подразделять на легкие, средние и тяжелые. При давлении во фронте ударной волны свыше 1 мГс/см2 травмы могут быть крайне тяжелыми и смертельными.
2).Температурный фактор - это воздействие высоких и низких температур, возникающих в отдельных экстремальных ситуациях (Рис. 5).
Рис. 5 Воздействие низких температур.
При резком повышении температуры возникают пожары, при снижении - замораживаются сети тепло и водоснабжения, останавливается работа отдельных предприятий и транспорта и т.д.
Под воздействием высоких температур наступает перегревание (гипертермия) организма, и, наоборот, при низких температурах происходит переохлаждение организма (гипотермия) вплоть до отморожений.
3).Возникновение поражающего фактора ионизирующего излучения возможно при авариях на АЭС и других радиационно опасных объектах (РОО), при взрывах ядерных боеприпасов, нарушении технологических процессов на производстве и техники безопасности при работе с источниками ионизирующего излучения и в ряде других случаев. При этом возможно облучение людей, как в момент возникновения ЧС, так и при заражении радиоактивными веществами окружающей среды (Рис.6).
Проникающая радиация не однородна. Классический опыт, позволяющий обнаружить сложный состав радиоактивного излучения, состоял в следующем. Препарат радия помещали на дно узкого канала в куске свинца. Против канала находилась фотопластинка. На выходившее из канала излучение действовало сильное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны лучу. Вся установка размещалась в вакууме. Под действием магнитного поля пучок распадался на три пучка. Две составляющие первичного потока отклонялись в противоположные стороны. Это указывало на наличие у этих излучений электрических зарядов противоположных знаков. При этом отрицательный компонент излучения отклонялся магнитным полем гораздо сильнее, чем положительный. Третья составляющая не отклонялась магнитным полем. Положительно заряженный компонент получил название альфа-лучей, отрицательно заряженный – бета-лучей и нейтральный – гамма-лучей.
Рис.6 Воздействие ионизирующего излучения.
Излучение разных видов оказывают неодинаковое воздействие на организм, что объясняется разной их ионизирующей способностью.
Альфа-излучение - представляет собой поток тяжелых (дважды ионизированных атомов гелия) альфа-частиц, имеющих положительный заряд, обладающий наибольшей ионизирующей способностью. Энергия альфа-частиц, вследствие ионизации, быстро уменьшается. Поэтому альфа - излучения не способны проникнуть через наружный (роговой) слой кожи и не представляют опасности для человека до тех пор, пока вещества, испускающие альфа-частицы не попадут внутрь организма.
Бета-излучение - поток бета-частиц (быстрых электронов или позитронов) имеющих отрицательный заряд. На пути своего движения бета-частицы реже сталкиваются с нейтральными молекулами, поэтому их ионизирующая способность меньше, чем у альфа-частиц. Потеря энергии при этом происходит медленнее и проникающая способность в тканях организма больше (1-2 см). Бета - излучения опасны для человека, особенно при попадании радиоактивных веществ на кожу или внутрь организма.
Гамма-излучение - фотонное (электромагнитное) излучение, по своей природе и свойствам не отличающееся от рентгеновских лучей обладает сравнительно небольшой ионизирующей активностью, но в силу очень высокой проникающей способности представляет большую опасность для человека.
Примечание.
Проникающая радиация - поток гамма-излучения и нейтронов, обладающий большой проникающей способностью (до многих сотен метров). Является одним из поражающих факторов при ядерном взрыве, но может возникать и от др. источников ядерных излучений. Поток нейтронов возникает вследствие деления ядер радиоактивных элементов.
Поражающее действие ионизирующих излучений заключается в их способности ионизировать атомы и молекулы и таким образом разрывать химические связи молекул входящих в состав живых клеток, в результате чего нарушается нормальный
Рис. 7 Острая лучевая болезнь.
обмен веществ, жизнедеятельность клеток, органов и систем организма человека, что
приводит к возникновению специфического заболевания - лучевой болезни, протекающей в виде местных проявлений, острой или хронической формы (Рис.7).
Воздействие ионизирующих излучений первоначально человеком практически не ощущается. Степень их воздействия определяется величиной полученной человеком
поглощенной дозы облучения измеряемой дозиметрическими приборами и временем.
Энергия , передаваемая веществу ионизирующим излучением, называется поглощенной дозой и выражается в грёях (Гр). 1Грей =100 рад внесистемных единиц.
Поглощенная доза зависит от вида ионизирующего излучения, так как биологическое воздействие на организм гамма-лучей, нейтронов, альфа- и бета-излучения различно по своей активности. Поэтому правильнее пользоваться единицей эквивалентной дозы (Дж/кг, Зиверт или бэр), что принято в нашей стране при установлении суммарных допустимых доз облучения при работе с источниками ионизирующего излучения (1 Зиверт= 100 бэр).
При прохождении проникающей радиации через любую среду ее действие ослабляется. Ослабляющее действие ПР принято характеризовать слоем половинного ослабления, т.е. толщиной материала, проходя через который ПР уменьшается в два раза. Так, ПР ослабляют в два раза следующие материалы: Свинец – 1.8 см 4. Грунт, кирпич – 14 см Сталь – 2.8 см 5. Вода – 23 см Бетон – 10 см 6. Дерево – 30 см.
При дозах облучения в 100 рад и выше развивается острая лучевая болезнь различной степени тяжести. Дозы облучения в 600-700 рад практически считаются смертельными.
Рис. 8 Схема радиоактивного заражения после аварии на АЭС Фокусима.
ВОЗ принята допустимая доза облучения человеком в повседневных условиях, равная 0,5 бэр в год.
Человек способен подвергнуться воздействию ионизирующих излучений при нахождении непосредственно у источника излучения или на зараженной РВ местности. В первом случае воздействие ионизирующих излучений будет носить характер внешнего облучения. При нахождении на местности, зараженной РВ, кроме внешнего облучения, известную опасность представляют РВ, попадающие в организм с вдыхаемым воздухом, с водой и пищей, а также через кожу.
При радиоактивном заражении местности образуются зоны с разной степенью опасности для людей, которые характеризуются как мощностью дозы излучения (уровнем радиации) на определенное время после возникновения ЧС, так и дозой, которая может быть получена до полного распада РВ (Рис. 8).
По степени опасности зараженную местность по следу облака выброса и распространения РВ принято делить на следующие 5 зон (Рис.9):
М - радиационной опасности - 14 мрад/ч;
А - умеренного заражения - 140 мрад/ч;
Б - сильного заражения - 1,4 рад/ч;
В - опасного заражения - 4,2 рад/ч;
Г - чрезвычайно опасного заражения - 14 рад/ч.
Нормы облучения приняты в России в 1987 году (НРБ 76/87). Допустимые нормы облучения в военное время: За один раз или первые четыре дня – 50 бэр. За месяц 100 бэр. За квартал (3 месяца) 200 бэр. За год 300 бэр. При таких дозах облучения лучевая болезнь не возникает, т.к. в организме человека погибшие клетки
Рис. 8 Зоны радиоактивного заражения.
будут восстанавливаться за счет его внутренних резервов.
Если доза облучения будет превышать допустимые нормы, то такое облучение будет называться острым и приведет к развитию у человека лучевой болезни различной степени тяжести: 1 степень – легкая – 100-200 бэр, 2 степень – средней тяжести 0 200-400 бэр, 3 степень – тяжелая – 400-600 бэр, 4 степень – крайне тяжелая – более 600 бэр. 3.4.
Определение зон радиоактивного заражения необходимо для планирования действий работающих на объекте, населения, подразделений МЧС; для планирования мероприятий по защите контингентов людей; определения возможного количества пострадавших вследствие аварии.
Для минимизации потерь в качестве предупредительных мер вокруг АЭС устанавливаются следующие зоны:
-санитарно - защитная - радиус 3 км;
-возможного опасного загрязнения - радиус 30 км;
-зона наблюдения - радиус 50 км;
-100 - километровая зона по регламенту проведения защитных мероприятий.