Вопрос 12. Проникающая радиация ядерного взрыва: характеристика, единицы измерения, воздействие на людей.

Как было сказано, разные виды излучений сопровождаются высвобождением разного количества энергии и обладают разной проникающей способностью, поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на ткани живого организма. Повреждений, вызванных в живом организме излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям. Количество такой, переданной организму энергии, или, другими словами, количество энергии ионизирующих излучений, поглощенной единицей массы облучаемой среды, называется дозой (Д). Дозу облучения организм может получить от любого радионуклида или их смеси независимо от того, находятся ли они вне организма или внутри его (в результате попадания с пищей, водой или воздухом).

Проникающая радиация ядерного взрыва представляет со­бой совместное g-излучение и нейтронное излучение.

g-излучение и нейтронное излучение различны по своим физическим свойствам, а общим для них является то, что они могут распространяться в воздухе во все стороны на расстояния до 2,5—3 км. Проходя через биологическую ткань, g-кванты и нейтроны ионизируют атомы и молеку­лы, входящие в состав живых клеток, в результате чего нарушается нормальный обмен веществ и изменяется харак­тер жизнедеятельности клеток, отдельных органов и си­стем организма, что приводит к возникновению специфиче­ского заболевания — лучевой болезни.

Источником проникающей радиации являются ядер­ные реакции деления и синтеза, протекающие в боеприпасах в момент взрыва, а также радиоактивный распад ос­колков деления.

Время действия проникающей радиации при взрыве зарядов деления и комбинированных зарядов не превышает нескольких секунд. При взрыве зарядов деления и комби­нированных зарядов время действия проникающей радиа­ции определяется временем подъема облака взрыва на такую высоту, при которой излучение поглощается тол­щей воздуха и практически не достигает поверхности земли.

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 g-излучения, которая создает в 1 см³ воздуха 2,1 • 10⁹ пар ионов. В новой системе единиц СИ экспозиционная доза измеряется в кулонах на килограмм (1Р = 2,58• 10^-4 Кл/кг). Экспозиционная доза в рентгенах достаточно надежно характеризует потенциальную опас­ность воздействия ионизирующей радиации при общем и равномерном облучении тела человека.

Поглощенную дозу измеряли в радах (1 рад = 0,01 Дж/кг=100 Эрг/г поглощенной энергии в ткани). Новая единица поглощенной дозы в системе СИ — грэй (1 Гр = 1 Дж/кг=100 рад). Поглощенная доза более точно оп­ределяет воздействие ионизирующих излучений на биологи­ческие ткани организма, имеющие различные атомный со­став и плотность.

В зависимости от величины поглощенной дозы облучения и индивидуальных особенностей организма вызванные изменения могут быть обратимыми или необратимыми.

Малые дозы облучения могут привести к развитию раковых поражений или к генетическим повреждениям, появляющимся через несколько или много лет.

Большие дозы облучения приводят к развитию у человека острой или хронической лучевой болезни. Считается, что однократное облучение в дозе менее 100 рад (бэр) не вызывает ОЛБ. Дозы, приводящие к развитию острой лучевой болезни при одноразовом облучении или облучении за короткое время (4

суток):

100 – 200 рад – первая степень – легкая;

200 – 400 рад – вторая степень – средняя;

400 – 600 рад – третья степень – тяжелая;

600 – 1000 рад – четвертая степень – крайне тяжелая.

Характерной особенностью течения ОЛБ является фазность (стадии или периоды в течении заболевания). Различают 4 периода в течении ОЛБ при любой степени тяжести:

1. Начальный период (первичная реакция на облучение);

2. Скрытый период (период мнимого благополучия);

3. Разгар болезни (период выраженных клинических проявлений);

4. Период разрешения болезни (с полным или частичным выздоровлением, а в крайне тяжелых случаях – летальным исходом).

В момент облучения пострадавший никаких ощущений не испытывает.

См. таблицу про характеристику лучевой болезни

Вопрос 13. Аварии на АЭС. Особенности радиоактивного заражения местности.

Основными и наиболее опасными источниками ионизирующих излучений и радиоактивного заражения окружающей среды являются аварии на АЭС. Радиационные аварии на АЭС - нарушение их безопасной эксплуатации, при котором произошел выход радиоактивных продуктов и (или) ионизирующего излучения за предусмотренные проектом для нормальной эксплуатации границы в количествах, превышающих установленные значения. Радиационные аварии характеризуются исходным событием, характером протекания и радиационными последствиями.

В соответствии с решением МАГАТЭ (Международным агентством по атомной энергетике) установлены 7 баллов (степеней опасности) аварийных ситуаций на АЭС: 1) незначительные происшествия; 2) происшествия средней тяжести; 3) серьезные происшествия; 4) аварии в пределах АЭС; 5) аварии с риском для окружающей среды; 6) тяжелые аварии; 7) Глобальные (крупные) аварии.

1957 г. графство Камберленд, Великобритания - пожар в Виндскэйл (Windscale Fire) в ядерном реакторе. Огонь привел к выбросу существенного количества радиоактивного загрязнения.

1957 г. Озерск (Кыштым), Челябинская область, СССР — взрыв ёмкостей с радиоактивными отходами, которые привели к сильному радиоактивному заражению большой территории и к эвакуации населения.

1966 г. Детройт, США — частичное расплавление активной зоны после выхода из строя охлаждения реактора неподалеку от Детройта. Почти 200 тысяч литров загрязненной радиоактивными веществами воды вытекло в реку.

1979 г. штат Пенсильвания, США — самая тяжёлая авария на территории США на АЭС Три-Майл-Айленд в Мидлтауне. Произошло расплавлание активной части реактора

1981 г. штат Теннеси, США — разлив 400 тыс. литров радиоактивного охладителя на заводе "Секвойя-1".

1983 г. Торонто, Канада - вышел из строя реактор, и в озеро Онтарио 20 минут вытекала радиоактивная вода — по тонне в минуту.

1986 г. Хамм, Германия - на АЭС произошел выброс радиоактивного газа в атмосферу.

1986 г. Чернобыль, Украина, СССР — авария на Чернобыльской АЭС, крупнейшая в истории человечества авария на АЭС. В результате разрушения четвёртого энергоблока в атмосферу было выброшено несколько миллионов кубических метров радиоактивных газов. Последствия этой аварии ощущается и по сей день

1993 г. Томск-7, Россия - произошёл взрыв резервуара, по ошибке очищенного азотной кислотой на Сибирском химическом комбинате (Северск, он же Томск-7) и выброс облака радиоактивного газа.

1999 г. Токиамура, Япония - авария на АЭС "Токаимура" (Tokaimura) к северо-востоку от Токио. Взрыв произошел, в то время как рабочие смешивали жидкий уран.

2011 г. Фукусима, Япония - в результате сильнейшего за время наблюдения землетрясения в Японии произошла радиационная авария. Хоть эта авария и была признана локальной, однако исключать серьезные последствия японской техногенной катастрофы пока рано.

Радиоактивное заражение приземного слоя атмосферы, воздушного пространства, местности происходит за счет радиоактивных веществ (РВ), выпадающих из облака ядерного взрыва. Опасность поражения местности может сохранятся продолжительное время – дни, недели, месяцы. Заражение местности зависит от вида взрыва. Наиболее опасен наземный взрыв. Здесь сильна так называемая наведенная активность. Она увеличивается за счет вовлечения частиц грунта в облако взрыва.

Масштабы и степень заражения местности зависят от количества, мощности и вида ядерного взрыва, метеорологических условий, от скорости и направления ветра. Например, при взрыве мощностью в 1 мегатонну испаряется и вовлекается в огненный шар около 20 тысяч тонн грунта. Образуется огромное облако, состоящее из большого количества радиоактивных частиц. Облако перемещается. Радиоактивные частицы, выпадая из облака на землю, образую зону радиоактивного заражения (след). Этот процесс длится в течение 10-20 часов после взрыва.

Очень важно первое время после ядерного взрыва, особенно первые сутки, пересидеть в убежищах, противорадиационных укрытиях или в подвалах.

Местность заражается неравномерно. В зависимости от степени заражения и опасности поражения людей делится на четыре зоны:

А – умеренного,

Б – сильного,

В – опасного,

Г – чрезвычайно опасного заражения.

Дозы излучения за время полного распада таковы:

На внешней границе зоны А – 40 Р, на внутренней – 400Р.

На внешней границе зоны Б – 400 Р, на внутренней – 1 200 Р.

На внешней границе зоны В – 1 200 Р, на внутренней – 4 000 Р.

На внешней границе зоны Г – 4 000 Р (в середине зоны –10 000 Р и более).

Постепенно уровень радиации на местности снижается ориентировочно в 10 раз через отрезки времени, кратные 7. Например, через 7часов после взрыва уровень радиации уменьшается в 10 раз, а через 49 часов почти в 100 раз.

Радиационно опасный объект (РОО) – объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют радиоактивные вещества и при аварии на котором (или его разрушении) может произойти облучение ионизирующим излучением или радиоактивное излучение людей, сельскохозяйственных животных и растений, объектов экономики,а также окружающей природной среды (ГОСТ Р 22.0.05.-94).

На РОО выделяют две основные зоны безопасности. Первая– санитарно-защитная зона – территория вокруг источники ионизирующего излучения, на которой уровень облучения людей в условиях нормальной эксплуатации данного источника может превышать установленный предел дозы облучения для населения и где запрещается постоянное и временное проживание людей, вводится режим ограничения хозяйственной деятельности и проводится радиационный контроль. Вторая – зона наблюдения – представляет собой территорию за пределами санитарно-защитной зоны, на которой проводится радиационный контроль.

Федеральным законом «О радиационной безопасности населения» установлены допустимые пределы доз в результате использования источников ионизирующего излучения. Средняя годовая эффективная доза облучения составляет: для населения в течение 1 года – 0,001, 70 лет –0,07; для специалистов в течение 1 года – 0,02, 50 лет – 1,0.

Особо тяжелые условия облучения населения и работников создаются при радиационных авариях.