Навчальний посібник для студентів всіх спеціальностей та усіх форм навчання За редакцією проф. В. В. Березуцького




Сторінка3/22
Дата конвертації19.12.2016
Розмір5.19 Kb.
ТипНавчальний посібник
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   22
1.2.4. Аварії на хімічно небезпечних об’єктах.

До виникнення надзвичайних ситуацій призводять також аварії на хімічно небезпечних об’єктах. Наслідками таких аварій можуть бути: групове ураження обслуговуючого персоналу та населення прилеглих районів; спричинення небажаних генетичних та економічних наслідків; необхідність проведення дегазаційних робіт; можливість викидів в оточуюче середовище небезпечних речовин.
До сильнодіючих отруйних речовин належать хімічні сполуки, які використовуються у виробництві, мають токсичні й шкідливі для здоров’я людей властивості, що можуть викликати у них ураження, в тому числі й смертельні. У сучасному виробництві використовуються сотні таких сполук. До них відносяться:
хлор – зеленуватий газ з різким подразнюючим запахом, важчий за повітря, спричиняє подразнення слизових оболонок та шкіри, уражає легені;
аміак – безбарвний газ з різким запахом нашатирного спирту, легший за повітря. Викликає ураження дихальних шляхів, а при великих концентраціях− центральної нервової системи;
сірководень – безбарвний газ з неприємним запахом, важчий за повітря, є сильною нервовою отрутою;
синильна кислота – безбарвний газ із запахом мигдалю, діє як загальноотруйна речовина;


34
фосген – безбарвний газ із запахом прілого сіна, важчий за повітря, дихання ним уражає легені;
бензол – безбарвна рідина з характерним запахом, пари цієї рідини важчі за повітря, уражають дихальні шляхи та нервову систему.
У світі зареєстровано тисячі аварій з витіканням сильнодіючих отруйних речовин (далі СДОР), часто зі смертельними наслідками. На терені України виготовляють, переробляють та використовують СДОР у 137 містах і населених пунктах, через 8 областей України проходить аміакопровід Тольятті – Одеса
(814 км). У кожному погонному кілометрі труби знаходиться 55 т аміаку під тиском
83 − 98 кг/см². На залізничних магістралях України також у великих розмірах здійснюються перевезення СДОР.
У Харківській області хімічно небезпечні об’єкти розміщені практично в кожному місті. Найбільш небезпечними в хімічному відношенні є міста Харків,
Люботин, Первомайськ, Куп’янcк, Лозова. Всього в області застосовують СДОР
62 об’єкти. Наприклад, у Харкові діє близько 40 об’єктів, які використовують
СДОР.
Ступінь хімічної небезпеки об’єкта (ХНО) визначається кількістю населення, яке може опинитися в зоні можливого хімічного забруднення, якщо на об’єкті трапиться аварія. Встановлено чотири ступеня небезпеки: І ступінь ХНО – в зону можливого ураження може потрапити більше 75 тис. чоловік; ІІ ступінь небезпеки – в зону можливого хімічного ураження потрапляє від 75 до 40 тисяч чоловік;
ІІІ ступінь небезпеки – в зону ураження потрапляє менше 40 тисяч чоловік; ІV ступінь небезпеки – зона можливого хімічного ураження не виходить за межі санітарно-захисної зони ХНО.
Внаслідок аварії на ХНО може статися викид СДОР в оточуюче середовище, його випаровування й утворення хмари, забрудненої токсичними речовинами. При руйнуванні оболонок ємкостей зі СДОР весь процес випаровування можна умовно розділити на два періоди:
перший період – бурхлива реакція – впродовж 1–2 хвилин випаровування внаслідок різниці тиску ємкості та оточуючого середовища;


35
другий період – стаціонарне випаровування рідкої фази СДОР.
Внаслідок аварії на ХНО можуть виникнути зони хімічного забруднення. Їх поділяють на: зону смертельних токсодоз, або зону надзвичайно небезпечного забруднення. Ця зона характеризується тим, що на зовнішньому кордоні
50 % людей одержать смертельну токсодозу за весь час дії забрудненої хмари; зону смертельних токсодоз, або зону небезпечного забруднення. У цій зоні на зовнішньому кордоні 50 % людей одержать вражаючу токсодозу; дискомфортну дозу, або порогову зону. На зовнішньому кордоні й усередині
її люди зазнають дискомфорт, у них починаються загострення хронічних захворювань.
Наслідки аварії на ХНО визначаються, перш за все, хімічним забрудненням оточуючого середовища, а також вибухами газоповітряних сумішей і пожежами,що, як правило, супроводжують ці аварії.
Масштаби та тривалість хімічного забруднення повітря, місцевості, джерел води, населення, сільськогосподарських тварин тощо залежно від різних факторів можуть змінюватися в широких межах.
Тривалість хімічного зараження приземного шару повітря парами й тонкодисперсними аерозолями СДОР при їхній відсутності на місцевості в рідинному або твердому стані може коливатися від десятків хвилин до декількох діб. Тривалість зараження місцевості, техніки, будівель, споруд тощо СДОР, що знаходяться в грубо дисперсному аерозольному й капельно-рідинному стані, може складати період від декількох годин до декількох місяців. Наприклад, забруднення джерел води окремими СДОР може утримуватися декілька років (діоксин).
Зонами
хімічного
забруднення називається територія, яка зазнала безпосереднього забруднення при аварії, а також територія, над якою розповсюджується хмара сильнодіючої речовини.
Усередині зон хімічного ураження виникають осередки хімічного ураження.
Осередком хімічного ураження називають територію, в межах якої внаслідок дії
СДОР можуть відбуватися масові ураження людей, тварин і рослин.


36
Розміри зони хімічного забруднення характеризуються глибиною розповсюдження хмари, яка заражена СДОР з вражаючими концентраціями, шириною та площею. Вони залежать від кількості викинутої в атмосферу СДОР, швидкості вітру, температури повітря, ґрунту, стану вертикальної стійкості атмосфери тощо.
Визначають розміри хімічного забруднення штаби ЦО за спеціальними методиками.
1.2.5. Аварії на радіаційно небезпечних об’єктах

Радіаційно небезпечний об’єкт (РНО) – науковий, промисловий, оборонний об’єкт, при аваріях чи руйнуванні якого можуть трапитися масові радіаційні ураження людей, тварин і рослин, а також радіоактивне забруднення середовища.
Найбільш небезпечними в радіаційному відношенні є атомні електростанції, атомні теплоелектростанції, атомні станції теплопостачання. Джерелами радіоактивного випромінювання та забруднення також є: об’єкти уранової промисловості, які займаються видобутком, переробкою та збагаченням урану й виготовленням ядерного палива; об’єкти радіохімічної промисловості, де проводиться регенерація ядерного палива – виділення урану та плутонію, а також продуктів їх поділу з відпрацьованих тепловиділяючих елементів –ТВЕЛів – з метою подальшого їх використання; транспорті засоби, які мають ядерні силові агрегати – великі військові кораблі, підводні човни тощо; місця переробки та поховання радіоактивних відходів.
Найбільшу небезпеку для населення становлять аварії на РНО, які пов’язані з неконтрольованим викидом радіоактивних продуктів й (або) виходом іонізуючих випромінювань за передбачені проектом для нормальної експлуатації РНО межі в кількостях, які перевищують встановлені норми безпеки експлуатації об’єкта.
Як правило, у початковий період радіаційної аварії, яка пов’язана з викидом ядерних продуктів з реактора в навколишнє середовище, до 99 % дози випромінювання припадає на внутрішнє випромінювання щитовидної залози


37 внаслідок інгаляції радіоактивних ізотопів йоду – йоду 131 та 133, і лише біля 1 % – на зовнішнє опромінювання від радіоактивної хмари, що проходить над місцевістю, та від випадання радіоактивних нуклідів на підстилаючу поверхню.
Аварія з повним руйнуванням ядерного реактора може статися внаслідок стихійного лиха, падіння літального апарата на споруди АЕС, дії вибуху звичайних боєприпасів тощо. Як показує досвід аварії на Чорнобильській АЕС, причиною аварії може бути також недосконалість проекту атомного реактора, безграмотна експлуатація його, особливо коли вказані причини діють сумісно.
Така аварія може призвести до вибуху реактора. Так, 26 квітня 1986 року на 4- му ядерному блоці ЧАЕС стався вибух в активному контурі, внаслідок чого була зруйнована частина захисної стінки зі сталі та бетону, а також графітова кладка й стеля центрального залу управління реактором. Хмара вибуху піднялася на висоту близько 1 км.
Стався викид радіоактивних газів, пари, залишків конструкції й тепловиділяючих елементів. Загальна активність викиду склала 3,5±5 % палива. У складі викиду були радіонукліди плутонію-239, цезію-137, стронцію-90, цирконію-
95, йоду-131 та ряд інших ізотопів. На момент аварії в реакторі 4-го енергоблоку знаходилося біля 200 т ядерного палива. Активність винесених з реактора продуктів розпаду склала 20–22 мегакюрі, яка з часом поступово зменшилася до 4 мегакюрі на
2 травня 1986 року. Потім активність викидів знову виросла до 5–8 мегакюрі й, нарешті, до кінця травня знизилася практично до 0.
Внаслідок викидів радіоактивних ізотопів була сильно забруднена
30-кілометрова зона в районі ЧАЕС. Крім того, забруднення охопило окремі райони
Київської, Житомирської, Гомельської, Могилевскої, Брянської та багатьох інших областей. Із сільськогосподарського обороту виведена значна частина угідь, призупинена діяльність промислових підприємств, колгоспів та радгоспів.
Економічні збитки на 1988 рік склали 8 млрд рублів, на 1990 рік – 16 млрд рублів.
Під час аварії та в процесі ліквідації її наслідків значна кількість громадян отримали небезпечні дози випромінювання, а багатьох людей уряд змушений був евакуювати. Роботи по ліквідації наслідків аварії тривають і досі.


38
У Харківській області мешкає більш ніж 16 тис. чол., які постраждали від
Чорнобильської аварії та її наслідків, з них 400 чоловік уже загинуло, налічується більш ніж 2,5 тис. інвалідів.
Безпосередні наслідки радіаційної аварії обумовлюються радіоактивним забрудненням об’єктів та оточуючого середовища, а також вражаючою дією
іонізуючого випромінювання.
У ході радіаційної аварії виникають зони забруднення радіоактивними речовинами. Ці зони мають різну ступінь небезпеки для здоров’я людей, вони можуть характеризуватися тою чи іншою дозою випромінювання, тому всю забруднену місцевість поділяють на такі зони: зону можливого небезпечного радіоактивного забруднення, тобто територію, в межах якої в разі радіаційної аварії прогнозуються дози навантаження, що перевищують 100 бер на рік; зону екстрених заходів захисту населення – територію, в межах якої доза зовнішнього гамма-випромінювання населення за час формування радіоактивного сліду може перевищити 75 рад, а доза внутрішнього опромінення щитовидної залози за рахунок надходження до організму людини радіоактивного йоду – 250 рад; зону профілактичних засобів, тобто територію, на якій доза зовнішнього опромінювання лежить у межах 25–75 рад, а доза внутрішнього опромінювання – в межах 30–250 рад; зону обмежень, або територію, в межах якої відповідні показники складають величину 10–25 рад.
Після стабілізації радіаційної обстановки в районі аварії та в період ліквідації її довгострокових наслідків встановлюють зони: відчуження – з забрудненням по гамма-випромінюванню більш ніж
20 мР/год по цезію − вище 40 Кюрі/км² і по стронцію − вище 10 Кюрі/км²; тимчасового відселення − з забрудненням по гамма-випромінюванню
6–20 мР/год, по цезію – 15–40 Кюрі/км² і по стронцію – 3–10 Кюрі/км²; жорсткого контролю − з забрудненням по гамма-випромінюванню 3–5 мР/г, по цезію − до 15 Кюрі/км² і по стронцію − до 3 Кюрі/км².


39
У разі аварії зі зруйнуванням ядерного реактора та викидом радіоактивних
ізотопів виникає необхідність ліквідації наслідків в умовах радіоактивного забруднення. В такому випадку слід мати можливість прогнозувати дози опромінювання людей і слідкувати за зменшенням рівню радіації з часом. Для цього використовують інший принцип зонування забрудненої території. Назва зон та їх характеристики наведені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 − Радіаційні характеристики зон радіаційного забруднення місцевості при аварії на АЕС

Назва зони

Індек с зони
Доза опромінювання за перший рік після аварії
Рівень радіації на місцевості через 1 рік після аварії
На зовнішній межі на внутрішній межі на зовнішній межі на внутрішній межі
Радіаційної небезпеки
М
5 рад
50 рад
14 мрад/год
140 мрад/год
Помірного забруднення
А
50 500 140 мрад/год
1,4 рад/год
Сильного забруднення
Б
500 1500 1,4 рад/год 4,2 рад/год
Небезпечного забруднення
В
1500 5000 4,2 рад/год 14,2 рад/год
Надзвичайно небезпечного забруднення
Г
5000 більш ніж
5000 14,2 рад/год більш ніж
14,2 рад/год

Особливостями радіаційного забруднення при аваріях на радіаційно небезпечних об’єктах у порівнянні з забрудненням від ядерних вибухів є:


40 більша тривалість викидів радіоактивних речовин у навколишнє середовище.
Це затруднює, а інколи й виключає можливість прогнозування радіаційної обстановки на терені, що оточує аварійні реактори; при аварії створюються дрібнодисперсні аерозолі з розміром частинок
0,5–3 мкм, тоді як під час ядерного вибуху характерний діаметр частинок складає біля 60 мкм. Такі дрібнодисперсні частинки здатні тривалий час знаходитися у суспензованому стані в повітрі й розповсюджуватися у напрямі вітру на великі відстані. Вони не фільтруються носоглоткою людини й, осідаючи в легенях, далі розносяться кров’ю по всьому організму, при цьому більшість із них в окремі органи людини; зменшення рівнів радіації на місцевості, яка забруднена продуктами зруйнованого реактора, протікає повільніше, ніж при забрудненні місцевості радіоактивними продуктами ядерного вибуху, внаслідок чого місцевість забруднюється на роки й десятиліття; висока хімічна активність та дрібнодисперсний стан викинутих з реактора продуктів забезпечує міцне зчеплення їх з різними поверхнями, наприклад, з технікою або обладнанням, що суттєво ускладнює проведення робіт з дезактивації.
У ході й після аварії рівень радіації на забрудненій місцевості може значно змінюватися. Це викликано як природним розпадом радіоактивних речовин, так і міграцією цих речовин в оточуючому середовищі за рахунок дії кліматичних та метеорологічних факторів. Міграція не дозволяє, як правило, провести чіткі межі забруднення і потребує організації постійного радіаційного контролю.
Через кілька місяців після аварії зменшення радіоактивності продуктів зруйнованого ядерного реактора визначається довго діючими продуктами, які мають період напіврозпаду від кількох сотень діб до декількох тисячоліть. З цих ізотопів тривалий час основну долю в динаміку радіаційної обстановки вносять біологічно небезпечні радіонукліди: цезій-137 з періодом напіврозпаду 30 років, стронцій-90, період напіврозпаду якого становить 28,7 року, плутоній-233 з періодом напіврозпаду 24000 років.


41
1.3. Надзвичайні ситуації воєнного часу.

Сучасні засоби, які використовуються для ведення бойових дій, мають руйнівний характер і здатні не тільки зруйнувати або ушкодити окремі будівлі чи споруди, а повністю знищити велике місто або весь регіон. Тільки добре вивчивши можливості, вражаючі фактори та засоби застосування сучасної зброї, можна організувати та здійснити захист населення й об’єктів народного господарства країни. Виходячи з цього, слід глибоко вивчати уражаючі фактори зброї масового ураження та сучасної звичайної зброї.
1.3.1. Уражаючі фактори ядерної зброї

До сучасних засобів ураження відносять зброю масового ураження – ядерну, хімічну, бактеріологічну та звичайні засоби нападу.
Ядерною називається зброя, вражаюча дія якої обумовлена енергією, що виділяється при протіканні ядерних реакцій поділу та синтезу. Ця зброя включає різні ядерні боєприпаси, засоби керування ними й засоби доставки боєприпасів до цілі. Вона є найпотужнішим видом зброї масового ураження, призначеної для масового ураження людей, знищення або зруйнування адміністративних і промислових центрів, різних об’єктів, споруд, техніки.
Вражаюча дія ядерного вибуху залежить від типу ядерного боєприпасу, його потужності та виду вибуху. Потужність ядерного боєприпасу характеризується тротиловим еквівалентом, тобто масою тротилу, при вибусі якої утворюється енергія вибуху даного ядерного боєприпасу. Вимірюють тротиловий еквівалент у тонах, кілотонах, мегатонах. За потужністю ядерні боєприпаси поділяються на найменші (менше 1 тис. т), малі (1–10 тис. т), середні (10–100 тис .т), великі
(100–1 млн т) та найбільші (більш ніж 1 млн т).
Ядерні вибухи можуть здійснюватися на поверхні землі або води, під землею або водою та в повітрі на різній висоті. У зв’язку з цим розрізняють наземний, підземний, повітряний та висотний вибухи.


42
Наземний ядерний вибух – це вибух, який здійснено на поверхні землі або на такій висоті, коли його світлова область торкається землі й має форму напівсфери або усіченої сфери. У цьому випадку висота (H, м) наземного вибуху над поверхнею землі складає менш ніж 0,5 3
q , де q – потужність вибуху. При наземному вибусі, якщо H складає менш ніж 0,5 3
q м, у ґрунті створюється воронка, діаметр і глибина якої залежить від висоти, потужності вибуху й виду ґрунту. Розміри воронки можуть досягати кілька сотень метрів у діаметрі й кілька десятків метрів у глибину.
Повітряним ядерним вибухом називається такий ядерний вибух, максимальна висота якого над поверхнею землі визначається за умови H =
3
q , при цьому світлова область не торкається землі й має вид сфери, іноді дещо деформованої
(при низьких вибухах). Розрізняють низький
3 3
10 5
,
3
q
H
q
та високий повітряні вибухи
3 10 q
H
Наземні ядерні вибухи здійснюють для руйнування споруд великої міцності, а також у тих випадках, коли бажане сильне радіоактивне забруднення місцевості.
Повітряні ядерні вибухи здійснюють для руйнування маломіцних споруд, ураження людей, техніки на великих площах або тоді, коли сильне радіоактивне забруднення небажане.
Величезна кількість енергії, що вивільняється в момент вибуху, витрачається на створення ударної хвилі, світлового випромінювання, проникаючої радіації, радіоактивного забруднення місцевості та навколишнього середовища, електромагнітного імпульсу. Всі ці показники називаються вражаючими факторами ядерного вибуху.
При вибухах у низьких шарах атмосфери вся енергія вибуху розподіляється між вражаючими факторами таким чином: ударна хвиля переносить до 50 % енергії вибуху; світлове випромінювання – до 35 %; проникаюча радіація – 5 %; радіоактивне забруднення – 10 %; електромагнітний імпульс – 1 – 3 %.
У різних умовах вибухів ці частки змінюються таким чином, що вражаючі фактори в цілому переносять 100 % енергії.


43
Ударна хвиля. Основним вражаючим фактором ядерного вибуху є ударна хвиля.
Залежно від того, в якому середовищі виникає і розповсюджується ударна хвиля – в повітрі, воді чи ґрунті, її називають відповідно повітряною ударною хвилею, ударною хвилею у воді та сейсмовибуховою хвилею.
Повітряною ударною хвилею називають область різкого стиснення повітря, яка розповсюджується на всі боки від центру вибуху з надзвуковою швидкістю. Передня межа хвилі називається фронтом хвилі, їй властивий різкий стрибок тиску. Цей стрибок називається надлишковим тиском на фронті ударної хвилі.
Маючи великий запас енергії, ударна хвиля ядерного вибуху здатна викликати ураження людей, руйнування різних споруд, бойової техніки та інших об’єктів на значних відстанях від місця вибуху. На розповсюдження ударної хвилі та її вражаючу дію істотно впливає рельєф місцевості та лісові масиви в районі вибуху, а також метеоумови.
Основними параметрами ударної хвилі, що визначають її вражаючу дію, як раніше зазначалось, є надлишковий тиск на фронті ударної хвилі ( P
Ф)
, тобто різниця між максимальним тиском на фронті хвилі та нормальним атмосферним тиском перед цим фронтом:
P
Ф
= P
Ф

P; швидкісний напір повітря (
P
шв)
, тобто динамічне порушення, яке створює потік повітря, що рухається в ударній хвилі, та тривалість дії надлишкового тиску.
Ударна хвиля ядерного вибуху здатна уражати людей так, як і ударна хвиля звичайного вибуху. Але слід зазначити, що зона ураження за ядерного вибуху має значно більші розміри, ніж після вибуху звичайних боєприпасів.
Ураження людей викликають як безпосередня дія ударної хвилі, так і вторинні фактори.
При безпосередній дії ударної хвилі основною причиною появи травм людей є раптове збільшення тиску повітря, що сприймається як удар. При цьому можливі ушкодження внутрішніх органів, травми кровоносних судин, струс мозку, різні переломи тощо. Крім того, швидкісний напір повітря, який обумовлює метальну дію ударної хвилі, спроможний відкинути людину на значну відстань і спричинити їй при ударі об землю або якусь перепону різні ушкодження.


44
Метальна дія швидкісного напору помітно виявляється в зоні, де надлишковий тиск більший за 50 кПа, тобто там, де швидкість переміщення повітря перевищує
100 м/с. Така швидкість утричі більша за швидкість сильного урагану.
Характер і тяжкість ураження людей залежить від величини параметрів ударної хвилі, положення людини в момент стикання її з фронтом ударної хвилі та ступенем
її захищеності. Так, за інших різних умов, найтяжчі ураження одержують люди, які в момент появи ударної хвилі знаходяться поза сховищами в положенні стоячи. У цьому випадку, площа дії швидкісного напору повітря буде приблизно в 10 разів більша, ніж у положенні лежачи.
Ураження людей, які виникають за рахунок дії ударної хвилі, поділяють, як уже зазначалося вище, на легкі, середні, важкі та надважкі.
Непряма або побічна дія ударної хвилі полягає в ураженні людей уламками будівель та споруд, камінням, деревами та їхніми уламками, битим склом і іншими предметами, які стрімко утягуються ударною хвилею й з великою швидкістю пересуваються у просторі.
Під час дії ударної хвилі на будівлі і споруди головною причиною руйнації є початковий удар, який виникає в момент відбиття хвилі від стінок. Руйнування заводських димарів, опор ліній електропередач, стовпів, мостових ферм тощо відбувається під дією швидкісного напору повітря.
Заглиблені споруди – сховища, укриття, підземні мережі комунального господарства руйнуються меншою мірою, ніж споруди, що здіймаються над поверхнею землі. З наземних будівель та споруд найбільш стійкими до дії ударної хвилі виявляються будівлі з металевими каркасами й сейсмостійкі споруди.
Під дією навантажень, які створює ударна хвиля, будівлі можуть отримувати повні, сильні, середні й слабкі руйнування, як було вказано вище.
Особливістю дії ударної хвилі є її здібність затікати всередину негерметичних укриттів через повітрозабірні труби, віддушини та завдавати там руйнувань й уражати людей. Для запобігання ураженню людей затікаючею ударною хвилею повітрозабірні канали сховищ обладнують хвилегасниками.


45
Повітряна ударна хвиля викликає також знищення лісових масивів. Так, у зоні з надлишковим тиском більш ніж 50 кПа ліс повністю знищується й місцевість набуває такого вигляду, начіб то на ній ніколи не було ніякої рослинності, тут немає ні завалів, ні пожеж. У зоні з надлишковим тиском 30 – 50 кПа створюються суцільні завали й руйнується 60 % дерев; у зоні з тиском 30 – 10 кПа спостерігаються часткові завали й знищується до 30 % дерев.
Надійним захистом від ударної хвилі є сховища. При їх відсутності використовуються протирадіаційні укриття, підземні виробки, складки рельєфу місцевості.
Світлове випромінювання. Під світловим випромінюванням ядерного вибуху розуміють електромагнітне випромінювання, яке включає ультрафіолетову, видиму та інфрачервону області спектра. Джерелом світлового випромінювання є світлова область ядерного вибуху.
Тривалісь дії світлового випромінювання й розміри світлової області залежать від потужності ядерного вибуху. За тривалістю світлового випромінювання можна орієнтовно визначити потужність вибуху. Так, з емпіричної формули
3 1
,
0
q
t
с, де t – тривалість випромінювання, с;
q – потужність ядерного вибуху, тис. т, видно, що тривалість дії світлового випромінювання наземних та повітряних вибухів потужністю 1 тис. т складає 1 с,
10 тис. т – 2,2 с, 100 тис. т. – 4,6 с, 1 млн т – 10 с.
Світлове випромінювання ядерного вибуху уражає людей, діє на будівлі, споруди, техніку, ліси, викликаючи при цьому пожежі.
На відкритій місцевості світлове випромінювання має більший радіус дії порівнянно з ударною хвилею й проникаючою радіацією.
Основним параметром, який визначає уражаючу дію ядерного вибуху, є світловий імпульс, про який вже згадувалось вище.
Світлове випромінювання при дії на людей викликає опіки відкритих та захищених одягом ділянок тіла, очей, а також може бути причиною тимчасового осліплення людей.


46
Тяжкість ураження людей світловим випромінюванням залежить не тільки від ступеня опіку, але й від його місця й площі спечених ділянок шкіри. Люди втрачають працездатність при опіках другого і третього ступеня відкритих ділянок тіла – обличчя, рук або під одягом при опіках другого ступеня на площі не менше
3 % поверхні тіла, що складає приблизно 500 см².
Опіки очного дна можливі тільки при безпосередньому погляді на світлову область. Опіки повік та рогівки очей виникають при тих же значення світлових
імпульсів, що й опіки відкритих ділянок шкіри.
Тимчасове осліплення, як оборотне порушення зору, виникає при раптовій зміні яскравості поля зору вночі або у сутінках. Вночі тимчасове осліплення людей має масовий характер і може продовжуватись від декількох секунд до декількох десятків хвилин.
Вражаюча дія світлового випромінювання в лісі значно знижується, що приводить до зменшення радіусів дії та ураження людей у 1,5.– 2 рази в порівнянні з відкритою місцевістю. Однак необхідно пам’ятати, що світлове випромінювання при дії на деякі матеріали викликає їх запалення, що може бути причиною виникнення пожеж. У населених пунктах ці пожежі виникають за світлових
імпульсів від 300 до 1500 кДж/м². При легкому серпанку (димці) величина світлового випромінювання зменшується вдвічі, в легкому тумані – в 10 разів, в густому – у 20 разів.
Світлове випромінювання вкупі з ударною хвилею призводить до численних пожеж і вибухів унаслідок руйнування в населених пунктах газових комунікацій та пошкоджень на електромережах.
Проникаюча радіація. Проникаючою радіацією ядерного вибуху називають потік гамма-випромінювання та нейтронів, які з’являються внаслідок ядерного вибуху.
Джерелами проникаючої радіації є ядерні реакції, що протікають у ядерному боєприпасі у момент вибуху, радіоактивний розпад продуктів поділу атомних ядер, а також деякі реакції захвату нейтронів ядрами елементів, які містяться в повітрі.


47
Тривалість дії проникаючої радіації складає 15 – 25 с і визначається часом підйому хмари вибуху на висоту 2 – 3 км, при цьому дія гамма- та нейтронного випромінювання практично не досягає землі з причини поглинання їх товщею повітря.
Основним параметром, який характеризує уражаючу дію проникаючої радіації,
є доза випромінювання, або опромінювання.
Доза опромінювання – це кількість енергії іонізуючого випромінювання, яка поглинається одиницею маси середовища, котре опромінюється. Розрізняють експозиційну, поглинену й еквівалентну дози опромінювання.
Експозиційна доза – це доза випромінювання в повітрі, вона характеризує потенційну небезпечність дії іонізуючих випромінювань загального й рівномірного опромінювання тіла людини. Експозиційна доза в системі СІ (система вимірів) виміряється в кулонах на кілограм. Позасистемною одиницею експозиційної дози є рентген (1 Р = 2,85∙
4 10
Кл/кг).
Рентген – це доза гамма-випромінювання, завдяки дії котрої в одному см³ сухого повітря за нормальних умов, тобто при температурі 0°С, тискові 760 мм рт. ст. створюються іони, які несуть одну електростатичну одиницю кількості електрики кожного знака. Дозі 1 Р відповідає утворення 2,08∙
9 10
пар іонів в 1 см³ повітря.
Поглинена доза точніше характеризує дію іонізуючих променів на біологічні тканини. У системі одиниць СІ вона вимірюється в греях. 1 грей (Гр) – це доза, при якій 1 кг речовини, що опромінюється, поглинає енергію 1 Дж (джоуль), тобто
1 Гр = 1 Дж/кг. Позасистемною одиницею поглиненої дози є рад, який складає 0,001
Гр. Рад приблизно дорівнює 1 рентгенові.
Для оцінки біологічної дії іонізуючих променів використовується еквівалентна
доза. Вона дорівнює добутку поглиненої дози на так званий коефіцієнт якості, або біологічний еквівалент. Для рентгенівського, гамма- та бета-випромінювання коефіцієнт якості К = 1; для нейтронів теплових з енергією меншою 20 екв – К = 3, для швидких електронів, що мають велику енергію – К = 10.


48
За одиницю еквівалентної дози в системі СІ править зіверт, позасистемною одиницею є біологічний еквівалент рада – бер. 1 зіверт дорівнює 100 бер, або 1 Гр∙К.
Проникаюча радіація, що розповсюджується в якомусь середовищі, іонізує його атоми. При поглинанні випромінювання живою тканиною іонізує атоми і молекули, що входять до складу клітин цієї тканини, та призводить до порушення нормального обміну речовин, до змін характеру життєдіяльності клітин, окремих органів і систем організму. А наслідок такої дії на організм – променева хвороба.
Променева хвороба 1 ступеня, або легка, виникає після одержання сумарної дози опромінювання 100 – 200 рад. Прихований період продовжується 3 – 5тижнів, після чого з’являється нездужання, загальна слабкість, нудота, запаморочення, підвищення температури. При видужанні працездатність людей зберігається.
Променева хвороба 2 ступеня, або середня, виникає при отриманні сумарної дози опромінювання 200 – 400 рад. Впродовж перших 2 – 3 діб зберігається бурхлива первинна реакція організму – сильна нудота й блювота. Потім настає прихований період тривалістю 15 – 20 діб, після чого захворювання вже виявляється більш яскраво. Одужання при активному лікуванні настає через 2 – 3 місяці.
Променева хвороба 3 ступеня, або тяжка, настає при дозі опромінювання
400 – 600 рад. Первинна реакція різко виражена. Прихований період складає
5 – 10 діб. Хвороба протікає інтенсивно і тяжко. При сприятливому результаті одужання настає через 3 – 6 місяців.
Променева хвороба 4 ступеня, або вкрай тяжка, настає при дозі більш ніж
600 рад. Вона є найбільш небезпечною і, як правило, закінчується смертю.
При опромінюванні дозами понад 5000 рад виникає блискавична форма променевої хвороби. Первинна реакція з’вляється в перші хвилини після отриманої дози, а прихований період взагалі відсутній. Уражені помирають в перші дні після опромінювання.
Надійним захистом від проникаючої радіації ядерного вибуху є захисні споруди цівільної оборони. При проходженні через різні матеріали потік гамма- квантів та нейтронів послабляється. Здатність того чи іншого матеріалу послаблювати гамма-випромінювання або потік нейтронів зазвичай характеризують


49 шаром половинного послаблення, тобто товщиною шару матеріалу, який зменшує дозу в 2 рази. Товщина шару половинного послаблення для деяких матеріалів наведена в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1 – Товщина шару половинного послаблення для деяких матеріалів
Матеріал
Питома вага, г/см³
Товщина шару половинного послаблення по нейтронам
По гамма- випромінюванню
Вода
Поліетилен
Сталь, броня
Свинець
Ґрунт
Бетон
Деревина
1,0 0,92 7,8 11,3 1,6 2,3 0,7 2,7 2,7 11,5 12 12 12 9,7 23 24 3
2 14,4 10 33
Коефіцієнт послаблення випромінювань або дози опромінювання пов’язаний з товщиною половинного послаблення залежністю б
h
2
р посл
П
К
К
, де h – товщина матеріалу, що послаблює дозу;
n
d – товщина шару половинного послаблення цього матеріалу; К
р
– коефіцієнт розміщення об’єкта.
Проходячи через матеріали, потік гамма-квантів і нейтронів викликає в них різні зміни. Так, при дозах проникаючої радіації в декілька рад засвічуються фотоматеріали, які знаходяться в світлонепроникній упаковці, а при дозах у сотні рад виходять з ладу напівпровідники та радіоелектронна апаратура, темніють скельця оптичних приладів.
Проникаюча радіація є одним з основних вражаючих факторів нейтронної зброї.
Нейтронною зброєю називають різновидність термоядерної зброї малої та надмалої потужності, тобто такої, що має тротиловий еквівалент до 10 тис. т. У


50 склад такого боєприпасу входить плутонієвий детонатор, тобто звичайний ядерний заряд, і деяка кількість важких ізотопів водню – дейтерію й тритію. При ініціюванні вибуху ланцюгова реакція поділу ядер плутонію потрібна тільки для нагрівання дейтерієво-тритієвої суміші, а основна енергія вибуху створюється внаслідок реакції з’єднання ядер легких елементів і виявляється у вигляді виходу потужного нейтронного потоку. Таким чином, особливість уражаючої дії нейтронної зброї пов’язана з підвищенним виходом проникаючої радіації, в якій переважає нейтронне випромінювання.
За загрожуючою дією проникаючої радіації на людей, вибух нейтронного боєприпасу 1 тис. т еквівалентний вибуху атомного боєприпасу потужністю
10 – 20 тис. т.
Однією з особливостей дії потужного нейтронного потоку проникаючої радіації нейтронних боєприпасів є те, що проходження нейтронів високих енергій через матеріали конструкцій, техніки та різних споруд, а також через ґрунт у районі вибуху викликає появу в них наведеної радіоактивності. Наведена радіоактивність впродовж багатьох годин після вибуху до її зменшення може стати причиною ураження людей, які обслуговують цю техніку.
Захист від проникаючої радіації нейтронного боєприпасу становить деякі труднощі: речовини гірше захищають від гамма-випромінювання й навпаки. Звідси висновок: для захисту від проникаючої радіації нейтронного боєприпасу необхідно комбінувати речовини, що містять у собі водень та матеріали з підвищеною питомою вагою. Перші ліпше послабляють потік нейтронів, другі – потік гамма- квантів.
Радіоактивне забруднення. Серед вражаючих факторів ядерного вибуху радіоактивне забруднення займає особливе місце, тому що його дії зазнає не тільки район, що прилягає до місця вибуха, але й місцевість, яка віддалена на десятки й навіть сотні кілометрів. При цьому на великих площах і на тривалий час утворюється забруднення, небезпечне для людей та тварин. Наприклад, забруднення, яке трапилося внаслідок Чорнобильської катастрофи.


51
Джерелами радіоактивного забруднення на місцевості є: осколки (продукти) поділу ядерної вибухової речовини, наведена радіоактивність ґрунту й інших матеріалів, неподілена частина ядерного заряду.
Осколки поділу, що утворюються при ядерних реакціях, являють собою суми декількох десятків ізотопів 35-ти хімічних елементів середньої частини таблиці
Мендєлєєва. Ці ізотопи нестабільні, вони зазнають бета-розпаду з випромінюванням гамма-квантів. З плином часу, який пройде після вибуху, величина активності осколків поділу спадає.
Наведена активність у ґрунті обумовлена створенням за рахунок дії нейтронів низки радіоактивних ізотопів, наприклад, алюмінію-28, натрію-24, марганцю-56 тощо. Максимальна наведена радіоактивність створюється тоді, коли вибухає нейтронний боєприпас.
Неподільна частка ядерного заряду містить у собі альфа-активні ізотопи плутонію-239, урану-235, урану-238, інколи торію-232.
Після вибуху ядерного боєприпасу радіоактивні продукти підіймаються в купі з хмарою вибуху на декілька кілометрів у висоту. При цьому вони перемішуються з оплавленими часточками ґрунту й під дією висотних вітрів розповсюджуються на великі відстані випадають, забруднюючи місцевість як у районі вибуху, так і за шляхом пересування хмари. На місцевості створюється забруднена зона, яка називається слідом радіоактивної хмари.
Слід радіоактивної хмари на рівнині при незмінних швидкостях та напрямку вітру має форму витягнутого еліпса. Він умовно поділяється на чотири зони: помірного забруднення, або зону А, сильного забруднення – зону Б, небезпечного забруднення – зону В, надзвичайно небезпечного забруднення, або зону Г. Межі зон радіоактивного забруднення, які мають різний ступінь небезпечності для людей, характеризують дозою гамма-випромінювання (Д) та рівнем радіації на місцевості
(
1
Р ),
які визначаються через годину з моменту вибуху до повного розпаду радіоактивних речовин.
На зовнішній межі зони А : Д = 40 рад, Р
1
= 8 Р/год. Частка зони від площі усього радіоактивного сліду складає 60 %. Як правило, роботи при знаходженні


52 людей всередині будівель та споруд, які розміщені на зовнішній межі зони А, не припиняються. Біля внутрішньої межі або всередині зони роботи на відкритій місцевості повинні припинятися на декілька годин.
На зовнішній межі зони Б Д = 400 рад, Р
1
= 80 Р/год. Частка зони Б складає 20 % від усієї площі сліду. Усі роботи в цій зоні припиняються на термін до однієї доби, а люди укриваються в захисних спорудах, підвалах та інших укриттях.
На зовнішній межі зони В Д = 1200 рад, Р
1
= 240 Р/год. Частка зони складає
13 % від усієї площі сліду. Усі роботи в цій зоні на об’єктах припиняються на термін від однієї до трьох діб, а люди укриваються в захисних спорудах ЦО.
На зовнішній межі зони Г Д = 4000 рад, Р
1
= 800 Р/год, усередині зони
Д = 10000 рад. Частка зони Г складає 7 % від площі радіоактивного сліду. Роботи на об’єктах господарювання у середині зони припиняються на четверо й більше діб, люди захищаються в сховищах.
На схемах і картах кордони зон радіоактивного забруднення малюють різними кольорами: зона А – синім, зона Б – зеленим, зона В – коричневим, зона Г – чорним, зона М – червоним.
З плином часу внаслідок природного розпаду радіоактивних речовин рівні радіації на забрудненій радіонуклідами місцевості зменшуються. Зменшення рівня радіації підкоряється залежності
2
,
1 1
Т
Р
Р
, де Р – рівень радіації на любий заданий час від моменту вибуху;
1
Р – рівень радіації через годину після вибуху;
Т – час, який сплинув після ядерного вибуху.
Рівні радіації на місцевості залежать від виду, потужності ядерного вибуху, рельєфу, наявності лісових масивів, метеорологічних та геологічних умов.
Місцевість вважається забрудненою тоді, коли рівень радіації, який замірено на висоті 0,7 – 1 м, становить 0,5 Р/год і більше. При таких рівнях слід застосовувати засоби захисту.


53
При ядерних вибухах радіоактивними речовинами забруднюється не тільки терен, а й ті предмети, що на ньому знаходяться. Забруднюються будівлі, майно, одяг людей, а також підземний шар повітря, вода тощо.
Ступінь забруднення місцевості та різних об’єктів характеризується кількістю радіоактивних речовин, які припадають на 1 м
2
поверхні, тобто питомою забрудненістю. Її вимірюють у Кюрі/см², або Кюрі/ км², у деяких випадках – у розпадах см²/хв, інколи застосовується така одиниця виміру забруднених поверхонь, як мілірентген/см², а забрудненість повітря, води, продуктів харчування вимірюється кількістю радіоактивних речовин в одиниці об’єму або маси.
Кюрі – це така кількість радіоактивної речовини, в якій трапляється 37 міліардів розпадів атомів за секунду. Швидкість радіоактивного розпаду зветься активністю.
В системі виміру фізичних величин, яку вживають зараз, тобто в системі СІ, за одиницю активності приймають беккерель, який дорівнює одному розпаду за секунду. Таким чином, 1 Кюрі дорівнює
10 10 7
,
3
Бк.
Забруднення радіоактивними речовинами під час знаходження на забрудненому терені може бути первинним (під час випадання радіоактивних речовин із хмари вибуху) та вторинним (наприклад, під час руху техніки та транспортних засобів через забруднену ділянку внаслідок пилозабруднення). Під час руху техніки
ґрунтовими шляхами в суху погоду середня забрудненість автомашин та одягу особового складу, який знаходиться на відкритих машинах, через 30 – 40 км маршу буде складати 16 % середньої забрудненості шляхів; під час руху по вологому шляху ступінь забрудненості техніки значно зростає, однак забрудненість особового складу може зменшитися.
Рівні радіації на місцевості, а також ступінь забрудненості поверхні різних об’єктів радіоактивними речовинами визначають за допомогою дозиметричних та радіаційних приладів.
Радіоактивне забруднення може спричинити ураження людей як за рахунок зовнішнього опромінювання радіацією осколків поділу, так і попадання цих речовин на шкіру й усередину організму.


54
Внаслідок дії зовнішнього опромінювання розвивається променева хвороба, клінічна картина якої така ж, як при дії на організм гамма- та нейтронного випромінювання проникаючої радіації ядерного вибуху.
Потрапляння радіоактивних речовин (РР) усередину організму може здійснюватися як інгаляційним шляхом (при знаходженні на терені у період випадання радіоактивного пилу і формування сліду та після його створення), так і при споживанні харчових продуктів, що забруднені радіоактивними речовинами.
Ураження шкіри альфа- та бета-випромінюванням РР може статися внаслідок контактної дії випромінювання при осіданні цих речовин безпосередньо на шкіру та слизові оболонки людини.
Найбільш вірогідним є забруднення незахищених ділянок або частин тіла. Одяг повністю захищає від альфа-випромінювання і на 25 – 60 % знижує дозу бета- випромінювання.
Санітарна обробка шкіри, яка проведена через годину після забруднення, запобігає ураженню від контактного опромінення продуктами ядерного вибуху. Для зменшення ступеня забрудненості техніки й інших об’єктів до безпечних меж здійснюється спеціальна їх обробка.
Надійним захистом від радіоактивного забруднення є захисні споруди: сховища, протирадіаційні укриття, перекриті щілини, підвальні приміщення промислових та житлових будівель тощо. Захищають також засоби індивідуального захисту – протигази, респіратори, протипилові маски та ін.
Електромагнітний імпульс. Під час ядерного вибуху уворюються потужні електромагнітні поля, які в силу їх тимчасового існування називаються електромагнітним імпульсом (ЕМІ).
Уражаюча дія ЕМІ обумовлена виникненням електричної напруги і струмів у проводах та кабелях повітряних і підземних ліній зв’язку, сигналізації, електропередач, в антенах радіостанцій. Одночасно з ЕМІ виникають радіохвилі, які розповсюджуються на великі відстані від центру вибуху. Ці хвилі сприймаються радіоапаратурою як перешкоди.


55
Вражаючим фактором ЕМІ є напруженість. Напруженість електричного та магнітного полів залежить від потужності й висоти вибуху, відстані від центру вибуху й властивостей оточуючого середовища. Найбільшого значення напруженість електричних та магнітних полів досягає при наземних та низьких повітряних вибухах. При низькому повітряному вибусі потужністю 1 млн т ЕМІ з вражаючими величинами напруженості полів розповсюджується на площі радіусом
32 км, 10 млн т – з радіусом до 115 км.
Дію ЕМІ значною мірою зазнають лінії електропередач, зв’язку та сигналізації, тому що кабелі та апаратура їх часто мають не дуже високу електричну тривалість.
Тому особливу небезпеку ЕМІ становить навіть для особливо міцних споруд, наприклад, для підземних пунктів керування, в яких усі лінії зв’язку можуть бути ушкодженими.
Захист від електромагнітного імпульсу досягається екрануванням ліній енергопостачання й управління, а також апаратури. Усі зовнішні лінії повинні бути двопровідними, добре ізольованими від землі, з малоінерційними розрядниками й плавкими вставками.
Вторинні вражаючі фактори ядерної зброї. До вторинних вражаючих факторів при ядерних вибухах, які проведені в містах або поблизу об’єктів народного господарства, відносять вибухові пожежі, затоплення місцевості, забруднення атмосфери, місцевості й сховищ, а також обвалення ушкоджених конструкцій будівель тощо. Все це може статися внаслідок руйнації ємкостей, комунікацій та агрегатів із запасами природного газу, пошкодження опалювальних приладів, електропроводки, ємкостей і трубопроводів з речовинами, що легко спалахують, руйнування загат і гребель тощо.
У деяких випадках, наприклад, при руйнуванні великих складів паливно- мастильних матеріалів та речовин, які легко спалахують, підприємств нафто- та газопереробної промисловості, загат гідроелектростанцій і водосховищ, ураження від вторинних факторів за своїми масштабами можуть перевищити ураження від безпосередньої дії ударної хвилі та світлового випромінювання.


56
Потенційно особливо небезпечними джерелами вторинних факторів є підприємства високої пожежо- та вибухонебезпечності. Руйнування і пошкодження будівель, споруд, технологічних установок, ємностей та трубопроводів можуть привести до витікання газоподібних або скраплених вуглецево-водневих продуктів, наприклад, метану, пропану, бутану, етилену, пропілену, бутилену тощо. Вони утворюють з повітрям вибухові пожежонебезпечні суміші, мають велику руйнівну силу.
Найчастіше вторинними факторами ураження є пожежі. Пожежі, які виникають на підприємствах хімічної промисловості, мають свої особливості – швидкий розвиток і розповсюдження на великі площі, особливо коли розлито рідинні паливні суміші.
З метою зменшення наслідків таких пожеж на підприємствах обваловують
ємності з горючими рідинами, а шляхи пересування на території об’єктів прокладають по насипу висотою не менше 0,7 – 0,8 м. Пожежі можуть продовжуватися тривалий час, тому що швидкість вигорання рідини не перевищує
10 – 15 см на годину.
Велику небезпеку являє затоплення місцевості за рахунок руйнування гідротехнічних споруд, а також при підводних та надводних вибухах поблизу узбережжя, внаслідок чого значна територія з населеними пунктами, інженерними спорудами, сільськогосподарськими угіддями може опинитися затопленою.
Таким чином, об’єкт, який потрапив в осередок ураження, сам може стати джерелом уражаючої та руйнівної дії або опинитися в зоні вражаючої дії вторинних факторів, що виникли внаслідок руйнування інших об’єктів господарства країни.


Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   22


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал