Оценка радиационной обстановки на сельскохозяйственном объекте

Закон спада уровня радиации.

     Характерной особенностью радиоактивного заражения  является спад уровня радиации со временем вследствие распада радиоактивных  веществ. Спад уровня радиации во время  описывает зависимость:

        или         (1)

     где P_t - уровень радиации в рассматриваемый момент времени t, отсчитываемый с момента ядерного взрыва, ч; P₀ - уровень радиации в момент времени t₀ после взрыва, Р/ч;

     K_t = (t/t₀)^{-1/2 (или n)} - коэффициент для пересчета уровней радиации на различное время после взрыва;

     Коэффициенты К_t = (t/t₂)^{-1,2 (или n)} для пересчета уровней радиации на любое время t, прошедшее после ядерного взрыва.

     P_t = P₀(t/t₀)^{-1,2 (или n)}, или P_t = P₀/K_t,

     где P₀ - уровень радиации в момент времени t₀ после взрыва;

     P_t - уровень радиации в рассматриваемый момент времени t, отсчитываемый также с момента взрыва.

     Из  закона спада вытекает следующее  правило определения уровня радиации: при семикратном увеличении времени  после взрыва уровень радиации уменьшается  в 10 раз.

     

     Рис. 2. Изменение уровня радиации во времени  в точке на местности, зараженной радиоактивными веществами (заштрихованная площадь - доза излучения).

     Знание  закона спада позволяет определить уровень радиации на любое время  после взрыва или привести его  к одному времени, используя коэффициенты пересчета на различное время. Например, если известен уровень радиации через 10 ч после взрыва (P₁₀ = 0,5 Р/ч), то уровень радиации на 1 ч после взрыва составит P₀ = P₁₀/K₁₀ = 0,5/0,063 = 8,0 Р/ч. 

     Задача  № 1.

     Рассчитайте величину уровня радиации через 10, 20, 40 и 60 часов после аварийной ситуации на радиационно-опасном объекте и после ядерного взрыва.

     Постройте график, сделайте вывод.

     Дано:

     P₀=9 Р/ч;

     t=10; 20; 40; 60 ч.;

     P_t - ?

     Решение:

     Закон спада уровня радиации:

    , где

• степень 0,5 – используют для расчета спада уровня радиации после аварии на радиационно-опасном объекте;
• степень 1,2 – используют для расчета спада уровня радиации после ядерного взрыва.

    

    

  

         

 

- Спад уровня радиации после  аварии на радиационно-опасном объекте.

- Спад уровня радиации после  ядерного взрыва. 

     Рис. 1. Закономерность спада уровня радиации. 

     Вывод: После ядерного взрыва спад уровня радиации происходит интенсивнее. 
 

     Поражающее  воздействие РВ на людей.

Поражающее  воздействие РВ на с/х животных.

     Находящиеся на зараженной местности люди, животные подвергаются как внешнему гамма-облучению, так и поверхностному заражению осевшими на одежду, кожу, шерстный покров радиоактивными веществами, поражающее действие которых в основном обусловлено наличием в них бета-излучателей. Кроме того, вместе с зараженным воздухом и пищей они попадают внутрь организма человека и животных, вызывая внутреннее заражение.

     Воздействие внешнего гамма-облучения  на людей и животн: Оно вызывает такой же эффект, как и проникающая радиация. Разница лишь в том, что дозу проникающей радиации живой организм получает в течение нескольких секунд, а доза внешнего облучения накапливается в течение всего времени пребывания на зараженной территории. Накопление в организме происходит неравномерно. Большая ее часть накапливается в первые часы и дни после выпадения радионуклидов, когда уровень радиации наиболее высокий. В первые сутки накапливается 50% суммарной дозы до полного распада РВ, за четверо суток — 60%. Поэтому особенно важно обеспечить защиту от радиации в первые четверо суток после взрыва.

     Доза, полученная живым организмом в течение 4 суток подряд (в любом распределении по дням), называется однократной. При продолжительном облучении в организме наряду с процессами поражения происходят и процессы восстановления. В связи с этим суммарная доза облучения, вызывающая один и тот же эффект, при продолжительном многократном облучении более высокая, чем при однократном. Дозы, не приводящие к потере работоспособности при однократном и многократном облучении, следующие, Р: однократная (в течение 4 суток) — 50; многократная: в течение 10—30 суток — 100, 3-х месяцев — 200, в течение года — 300. Для сельскохозяйственных животных дозой, не приводящей к снижению продуктивности и работоспособности, считается 100 Р.

     

     Превышение  указанной дозы вызывает заболевание  лучевой болезнью. Лучевая болезнь, вызванная гамма-облучением на зараженной местности, как и вызванная проникающей радиацией в районе ядерного взрыва, протекает, как правило, в острой форме и в зависимости от дозы может быть разной степени тяжести: легкой, средней, тяжелой и крайне тяжелой.

     Течение острой лучевой болезни подразделяется на четыре периода. Первый период начинается сразу после облучения и продолжается от нескольких часов до 2—3 суток. При этом наблюдаются угнетенное состояние, рвота, отсутствие аппетита, покраснение слизистых оболочек. Второй период (скрытый или мнимого благополучия) продолжается в зависимости от полученной дозы облучения от 3 до 14 суток. В это время внешние признаки болезни исчезают и пораженные не отличаются от здоровых, хотя патологические изменения в кроветворных органах прогрессируют. В третий период (разгар лучевой болезни) развиваются все типичные признаки болезни. В четвертом периоде (разрешения) наступает либо выздоровление, либо гибель пораженного человека или животного.

     Внешнее воздействие бета-частиц на людей и животных: При наружном заражении радиоактивными веществами наблюдаются «бета-ожоги» кожных покровов. У людей наиболее часто отмечаются поражения кожи на руках, голове, в области шеи, поясницы; у животных—на спине, а при поедании травы с загрязненного пастбища—на морде. Тяжесть поражения зависит от продолжительности контакта радионуклидов с поверхностью тела человека, животного, с растением. Допустимая степень радиоактивного заражения поверхности тела человека 20 мР/ч, животного— 100 мР/ч при контакте в течение суток.

     Внутреннее  поражение людей  и животных РВ: Оно может произойти при попадании внутрь организма зараженной пищи и корма. Большая часть радионуклидов проходит кишечник транзитом и выделяется из организма. При этом они вызывают радиационное поражение слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, что приводит к расстройству функций органов пищеварения и снижению продуктивности животных. Другая часть изотопов, биологически наиболее активных, к которым в первую очередь относятся йод-131, стронций-90, цезий-137, обладает высокой радиотоксичностью и почти полностью всасывается в кишечник, распределяясь по органам и тканям организма.

     Органы  и ткани, в которых происходит избирательная концентрация радионуклида, вследствие чего они подвергаются наибольшему облучению и повреждению, называются критическими. Так, наибольшее количество радиоактивного йода концентрируется в щитовидной железе. Это приводит к ее воспалению, некрозу, полному прекращению функции, что является причиной истощения и гибели организма.

     Радиоизотопы  стронция концентрируются в костной  ткани, нарушая функцию кроветворения  костного мозга. Цезий-137 равномерно распределяется в мышечной ткани и поэтому менее опасен, чем радиоизотопы йода и стронция. Для всех радионуклидов критическими органами будут кроветворная система и половые железы. Попавшие в организм радиоактивные изотопы выводятся из него. Период, в течение которого из организма выводится половина поступившего количества элемента, называется биологическим периодом полувыведения.

     Большая часть РВ выделяется из организма с калом, меньшая—с мочой. Биологически активные элементы выделяются с молоком (с 1 л молока выделяется 1% поступившего за сутки йода-131, 0,6-0,9% изотопов стронция и бария, до 2% цезия-137). У сельскохозяйственной птицы наибольшее количество изотопов выделяется с яйцами, при этом в скорлупе преимущественно концентрируется стронций, в белке - цезий, в желтке -йод. 

Поражающее  воздействие РВ на растения.

     Излучение, поглощаемое отдельными растениями, испускается радиоактивными частицами, лежащими на этом растении, а также находящимися на поверхности почвы или соседних растениях. В зависимости от размеров частиц, густоты травостоя или плотности насаждений, формы листа и характера его поверхности (гладкая или опушенная) на растениях задерживается от 8 до 25% оседающей на землю радиоактивной пыли.

     В радиационном поражении растений в отличие от людей и животных главную роль играет бета-, а не гамма-излучение. Это объясняется тем, что бета-частицы, обладая определенной массой и меньшей скоростью, сильнее поглощаются растениями, имеющими за счет листьев очень большую поверхность непосредственного контакта с частицами, препятствовать чему практически невозможно.

     Радиоактивные вещества, выпадающие на растения, не только загрязняют поверхность, но и всасываются через листья внутрь (йод, цезий), а оказавшись в почве (особенно долго они задерживаются в ее верхнем слое (5—7 см), начинают поступать в растения через корневую систему. Растения наиболее чувствительны к облучению в ранние фазы развития, когда страдают зоны активного роста, т. е. молодые делящиеся клетки. Существует также видовая и сортовая радиочувствительность. Радиочувствительность растений сильно зависит от фазы развития их во время облучения.

     Лучевое поражение растений проявляется  в замедлении роста и развития, снижении урожайности, понижении репродуктивности семян. Тяжелое поражение приводит к полной остановке роста и гибели растений через несколько дней или недель после облучения.

     При выпадении радиоактивных веществ на лесные массивы продукты деления задерживаются преимущественно кронами деревьев (40—90%), причем лиственных пород лучше, чем хвойных. Атмосферные осадки и ветер перемещают радиоизотопы под полог леса. Значительное количество радиоактивных веществ в лесах будет поглощено грибами и ягодами, и содержаться в мясе диких зверей и птиц. 

Поражающее  воздействие РВ на технику, постройки, корма и воду.

     Стойкие отравляющие вещества заражают технику, постройки, воду, незащищенные корма  и продовольствие.

     Отравляющие вещества проникают в строительный материал – дерево, бетон, кирпич. В  туманообразном и особенно в парообразном состоянии отравляющие вещества проникают через щели и поры в животноводческие и складские помещения, в жилые дома, заражая в них воздух, людей, животных, фураж, различные предметы, внутренние стены. В любом агрегатном состоянии они заражают незащищенные корма и продукты, а в парообразном – проникают через поры и неплотности различной тары. Жидкие отравляющие вещества проникают через мешкотару, брезент, оберточную бумагу, целлофан. Отравляющие вещества типа Vх-газы проникают даже через синтетическую пленку и резину.