Характеристика стихийных бедствий, аварий, катастроф в Республике Беларусь

В зависимости от характера происходящих при взрыве реакций различают ядерные заряды деления (атомные заряды), заряды типа «деление-синтез» и «деление-синтез-деление» (термоядерные заряды).

Ядерными и термоядерными зарядами снаряжаются боевые части ракет, авиационные бомбы, торпеды, артиллерийские снаряды и ядерные фугасы. Эти  средства называются ядерными боеприпасами.

Мощность ядерных боеприпасов характеризуется тротиловым эквивалентом (q), то есть массой тротилового заряда, энергия взрыва которого равна энергии взрыва ядерного заряда. Чтобы представить мощность ядерного взрыва, достаточно знать, что при взрыве 1 кг тротила образуется 1000 ккал, а 1 кг урана – 18 млрд ккал.

В зависимости от мощности ядерные  боеприпасы условно делят на калибры:

– сверхмалый – менее 1 тыс. т (1 кт);

– малый – от 1 до 10 тыс. т включительно (1–10 кт);

– средний – от 10 до 100 тыс. т включительно (10–100 кт);

– крупный – от 100 тыс. до 1 млн. т включительно (100 кт–1 Мт);

– сверх крупный – свыше 1 млн. т (свыше 1 Мт).

В зависимости от положения центра ядерного взрыва относительно поверхности  земли (воды) различают наземный воздушный, высотный, надводный, подводный и подземный взрывы.

 

5.2. Боевые свойства  ядерного оружия

 

Развитие ядерного взрыва начинается с цепной ядерной реакции деления, которая продолжается в течение 10^–7–10^–6 сек.

В ходе этой реакции из зоны взрыва в окружающую среду пускаются нейтроны и гамма-кванты, называемые мгновенными, поток которых составляет проникающую радиацию (ПР) ядерного взрыва.

Мгновенное гамма-излучение, взаимодействуя с атомами окружающей среды, создает поток быстрых электронов, летящих с большой скоростью от центра взрыва, и положительных ионов, остающихся практически на месте. Таким образом в пространстве происходит разделение положительных и отрицательных зарядов, что приводит к возникновению электрических и магнитных полей. Эти поля ввиду их кратковременности принято называть электромагнитным импульсом (ЭМИ) ядерного взрыва.

В зоне ядерной реакции вследствие превращения кинетической энергии осколков деления в тепловую в течение малого промежутка времени (миллионные доли секунды) температура возрастает до десятков миллионов градусов, а давление достигает миллиардов Паскалей. В таких условиях вещество ядерного боеприпаса превращается в высокотемпературный  
и ионизированный газ-плазму, испускающий интенсивный поток электромагнитного излучения, основная доля которого приходится на рентгеновский участок спектра.

Поглощаясь окружающим воздухом, рентгеновское  излучение нагревает его, в результате чего возникает светящаяся область, представляющая собой объем разогретого воздуха и газов, образующихся в зоне взрыва. Светящаяся область является источником светового излучения ядерного взрыва (СИЯВ).

У поверхности светящейся области  наблюдается очень резкий перепад температуры и давления. Вследствие резкого перепада давления светящаяся область начинает стремительно расширяться, сжимая окружающие слои воздуха. Сжатие передается от одного слоя воздуха к другому, образуя ударную волну (УВ).

Температура светящейся области падает и по достижении 2000– 
3000 К эта область превращается в клубящееся облако взрыва, в котором содержатся радиоактивные вещества, образовавшиеся при реакции деления. Плотность облака значительно меньше плотности окружающего воздуха, поэтому оно быстро поднимается вверх.

При подъеме облака создается мощный восходящий поток воздуха, который  увлекает поднятую взрывом пыль, образуя пылевой столб. При наземном взрыве пылевой столб соприкасается с облаком взрыва и в него вовлекается огромное количество грунта (примерно 30 тонн пыли на 1 кт мощности взрыва). В начальный момент после взрыва вследствие очень высокой температуры в облаке радиоактивные вещества находятся в газообразном состоянии, а попавший в него грунт расплавляется, частично испаряется и перемешивается с радиоактивными веществами.

По мере подъема и остывания  облака образуется радиоактивная пыль в виде шарообразной формы оплавленных частиц грунта с поверх- 
ностным объемным распределением в них радиоактивных веществ.

Высота и время подъема облака взрыва и его размеры зависят  от мощности взрыва.

Воздушными потоками облако переносится  на большие расстояния, а содержащаяся в нем радиоактивная пыль выпадает на поверхность земли, образуя радиоактивное заражение местности (РЗМ).

При ядерном взрыве на большой высоте пылевой столб может не соединиться с облаком взрыва. В этом случае радиоактивное заражение местности не образуется.

Ударную волну, световое излучение, проникающую радиацию, радиоактивное  заражение и электромагнитный импульс  принято называть поражающими факторами  ядерного взрыва.

При подземном взрыве образуется сейсмовзрывная волна в грунте.

Раньше всего (практически в момент взрыва) на объект начинают  действовать проникающая радиация, электромагнитный импульс и световое излучение. Продолжительность действия проникающей радиации и светового излучения в зависимости от мощности взрыва составляет от долей секунды до 20–30 с, электромагнитного импульса – несколько десятков миллисекунд.

Воздушная ударная волна начинает действовать на объект через промежуток времени, равный периоду прохождения  ею расстояния до объекта. Продолжительность ее воздействия в зависимости от мощности взрыва колеблется от долей секунды до нескольких секунд.

Радиоактивное заражение начинается в основном с момента подхода  облака взрыва к объекту (территории) и может длиться продолжительное  время (сутки, месяцы и годы).

Энергия, приходящаяся на поражающие  факторы взрыва, ориентировочно распределяется следующим образом: 50% – на ударную волну, 35% – на световое излучение, 5% – на проникающую радиацию, 9% – на радиоактивное заражение и 1% – на ЭМИ.

 

5.3. Поражающее  действие ядерного оружия

 

Поражающее действие воздушной ударной волны.

Поражение людей непосредственно  ударной волной проявляется в  воздействии на тело человека повышенного  давления, возникающего мгновенно в  момент прихода ударной волны. Оно  воспринимается как резкий удар, и действует как односторонне направленная смещающая сила, вызывающая деформации и перегрузки как в начальный момент воздействия, так и при ударах тела о землю или о другие преграды.

При непосредственном воздействии  ударной волны в организме  человека возникают различные повреждения и функциональные нарушения (сотрясение головного мозга, повреждение внутренних органов, переломы костей, баротравмы органов слуха).

Косвенное воздействие ударной  волны проявляется в виде травм, причиняемых осколками разрушающихся  объектов.

Степень поражения зданий и сооружений зависит от их формы, размеров и характера размещения (см. гл. 3).

Поражающее действие светового излучения. Световое излучение, падающее на объект, частично поглощается, частично отражается. Поглощенная энергия светового излучения, превращаясь в тепловую, нагревает облучаемый объект.

Нагрев материалов под воздействием светового излучения зависит  от коэффициентов поглощения энергии, теплофизических свойств и толщины  этих материалов. Коэффициент поглощения зависит от окраски материала, его плотности и чистоты обработки поверхности. Например, коэффициент поглощения ткани белого цвета в четыре раза меньше, чем ткани черного цвета.

Опасными поражениями считаются: для промышленных объектов - приводящие к выходу их из строя: для горючих материалов и растительности – тление, воспламенение и горение, создающие предпосылки возникновения пожаров; для негорючих материалов – повреждения, выводящие из строя отдельные конструкции или сооружения в целом.

Одним из серьезных последствий  светового излучения является возникновение пожаров на большой площади. Возможность, характер и скорость распространения пожара в населенных пунктах зависят от огнестойкости зданий и плотности застройки.

Световое излучение  при воздействии на людей может  вызвать ожоги открытых участков тела, ожоги под одеждой и поражение глаз. Кроме того, ожоги возможны в результате воспламенения одежды, а также от пожаров.

Принято различать четыре степени  ожогов:

– ожоги I степени характеризуются покраснениями кожи;

– ожоги II степени – образованием пузырей, наполненных прозрачной жидкостью светло-желтого цвета;

– ожоги III степени – омертвлением кожи;

– ожоги IV степени – обугливанием кожи и подкожных тканей.

Степень ожога зависит от величины светового импульса. Ожоги кожи I, II, III степени под летней хлопчатобумажной одеждой наблюдаются соответственно при световых импульсах 252, 294 и 378 кДж/м², а под зимней одеждой – при импульсах 1472, 1680 и 2100 кДж/м².

Тяжесть поражения световым излучением определяется как степенью ожога, так и размером пораженных участков тела человека.

Поражение глаз световым излучением выражается во временном ослеплении, ожоге роговицы и век и ожоге  глазного дна.

Поражающее действие проникающей радиации обусловлено тем, что гамма-излучение и нейтроны, проходя через живую ткань, вызывают процессы, в результате которых происходит ионизация атомов и молекул, входящих в состав клеток. Это приводит к нарушению жизненных функций отдельных органов и систем и к развитию в организме специфического заболевания, называемого лучевой болезнью.

Характерной особенностью проникающей  радиации является отсутствие боли и видимых изменений в организме человека во время облучения. Лучевая болезнь у пораженных развивается только спустя некоторое время.

Степень поражения организма проникающей радиацией определяется главным образом величиной дозы, полученной человеком, временем набора этой дозы и зависит также от индивидуальных особенностей организма и общего состояния его в момент облучения.

При воздействии проникающей радиации может возникнуть острая форма лучевой болезни. В зависимости от тяжести лучевую болезнь принято подразделять на четыре степени.

Лучевая болезнь I степени (легкая) развивается при дозах облучения 1,0–2,5 Гр (100–250 рад) и характеризуется общей слабостью, повышенной утомляемостью, головокружением, тошнотой, которые исчезают обычно через несколько дней. В большинстве случаев специального лечения не требуется.

Лучевая болезнь II степени (средней тяжести) развивается при дозах облучения 2,5–4 Гр (250–400 рад). Характеризуется тем, что у пораженных появляется сильная головная боль, повышенная температура, слабость, резкое снижение аппетита, жажда, тошнота, рвота, понос (часто  
с кровью), кровоизлияние во внутренних органах и в коже, изменение состава крови.

Заболевание в большинстве случаев заканчивается выздоровлением.

Лучевая болезнь III степени (тяжелая) развивается при дозах облучения 4–6 Гр (400–600 рад). Она характеризуется теми же признаками, что и лучевая болезнь II степени, но выраженными более резко.

Выздоровление возможно при условии  своевременного и эффективного лечения.

Лучевая болезнь IV степени (крайне тяжелая) развивается при облучении дозами свыше 6 Гр (600 рад) и в большинстве случаев заканчивается смертельным исходом.

В лечении лучевой болезни различают четыре периода, которые отчетливо проявляются при лучевой болезни II и III степени:

– начальный период (период первичной  реакции);

– скрытый период (период мнимого  благополучия);

– период разгара лучевой болезни;

– период разрешения болезни.

При дозах облучения свыше 100 Гр (10000 рад) у пораженных развивается молниеносная форма лучевой болезни, приводящая к немедленной потере трудоспособности.

Проникающая радиация вызывает засвечивание находящихся в светонепроницаемой упаковке (в темноте) фотоматериалов при дозах 0,02–0,03 Гр (2–3 рада), потемнение стекол оптических приборов (при дозах в десятки и тысячи Грей), может вывести из строя радиоэлектронную аппаратуру, особенно содержащую полупроводниковые элементы.

Поражающее  действие радиоактивных веществ. Радиоактивные вещества, образующиеся при ядерном взрыве, выпадая из облака ядерного взрыва, заражают местность как в районе взрыва, так и по пути движения облака.

Местность, зараженная по пути движения облака, называется радиоактивным следом. В зависимости от степени заражения и возможных последствий внешнего облучения на зараженной местности выделяют четыре зоны заражения:

– умеренного заражения (зона А);

– сильного заражения (зона Б);

– опасного заражения (зона В);

– чрезвычайно опасного заражения  (зона Г).

Зоны заражения характеризуются  дозами радиации за время полного  распада радиоактивных веществ, которые для внешних (дальних) границ зоны равны: зоны А – 40 рад, зоны Б – 400 рад, зоны В – 1200 рад, зоны Г – 4000 рад. Указанным дозам соответствуют вполне определенные мощности экспозиционной дозы (уровни радиации) на заданное время. Так, через 1 ч после взрыва уровни радиации на внешних границах зон А, Б, В и Г соответственно составляют 8; 80; 240 и 800 рад/ч.

Люди, находящиеся на зараженной местности, могут получать радиационное поражение путем внешнего облучения, а также при попадании радиоактивных частиц внутрь организма и на кожу.

Поражающее действие радиоактивных  веществ (как и проникающей радиации) состоит в ионизации биологической  ткани. Альфа- и бета-частицы имеют небольшую проникающую способность и поэтому могут оказывать действие на организм только при непосредственном контакте радиоактивных веществ с открытыми участками тела или при попадании их внутрь организма с пищей, водой и воздухом. Внешнее облучение определяется в основном гамма-излучением.

Внешнее облучение может вызвать  у человека развитие лучевой болезни, как и при проникающей радиации.