2.2.Основные поражающие факторы чрезвычайных ситуаций.
Чрезвычайные ситуации порождают разнообразные факторы, способные в момент возникновения ЧС или в последствии оказать вредное или губительное воздействие на человека, животных и растительный мир, а также на объекты народного хозяйства.
Как правило, в результате этого воздействия происходят гибель или опасные для здоровья поражения людей, частичное или полное разрушение инфраструктуры.
Различают «первичные», «вторичные» и «комбинированные» поражающие факторы. Так, в результате воздействия взрывной волны (первичный поражающий фактор) разрушаются объекты, возникают пожары, которые будут являться вторичным поражающим фактором. В отдельных ЧС возможно одновременное воздействие нескольких поражающих факторов, в таких случаях поражение людей и повреждение объектов народного хозяйства будут носить комбинированный характер.
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.