Світлове випромінювання ядерного вибуху - ядерну зброю і його нищівну силу

Світлове випромінювання ядерного вибуху

Світлове випромінювання ядерного вибуху являє собою потік променевої енергії, що складається з ультрафіолетових, видимих ​​і інфрачервоних променів.

Джерелом світлового випромінювання є світна область ядерного вибуху, що утворилася в результаті нагрівання до високих температур навколишнього центр вибуху повітря. Температура на поверхні світиться області початковий момент досягає сотень тисяч градусів. Але міру розширення світиться області та тепловіддачі в навколишнє середовище температура на її поверхні знижується.

Світлове випромінювання, як і будь-які інші електромагнітні хвилі, поширюється в просторі зі швидкістю почті300.000 км / с і триває в залежності від потужності вибуху від однієї до кількох секунд.

Основним параметром світлового випромінювання є світловий імпульс U, тобто кількість енергії світлового випромінювання, яке припадає на I см 2 опромінюваної поверхні, перпендикулярної напрямку випромінювання, за весь час світіння.

В атмосфері промениста енергія завжди послаблюється через розсіювання і поглинання світла частинками пилу, диму, краплями вологи (туман, дощ, сніг). Ступінь прозорості атмосфери прийнято оцінювати коефіцієнтом К, що характеризує ступінь ослаблення світлового потоку. Вважається, що в великих промислових містах ступінь прозорості атмосфери можна охарактеризувати видимістю в 10-20 км;

в приміських районах - 30-40 км; в районах сільської місцевості - 60-80 км.

Світлове випромінювання, падаюче на об'єкт, частково поглинається, частково відбивається, а якщо об'єкт пропускає випромінювання, то частково проходить крізь нього. Скло, наприклад, пропускає понад 90% енергії світлового випромінювання. Поглинена світлова енергія перетворюється в теплову, викликає нагрівання, займання або руйнування об'єкта.

Ступінь ослаблення світлового випромінювання залежить від прозорості атмосфери, тобто чистоти повітря. Тому, одні і ті ж значення світлових імпульсів при чистому повітрі будуть спостерігатися на великих відстанях, ніж при наявності димки, запиленому повітрі, тумані.

Вражаюча дія світлового випромінювання на людей і різні об'єкти обумовлена ​​нагріванням опромінюються поверхонь, що призводять до опіків шкіри людини і поразок очей, запалення або обвуглювання горючих матеріалів, деформацій, оплавлення і структурних змін негорючих матеріалів.

Світлове випромінювання при безпосередньому впливі на людей може викликати опіки відкритих і захищених одягом ділянок тіла, а також ураження органу зору. Крім того опіки можуть виникати в результаті кухарів і дії пального повітря в ударній хвилі.

Світлове випромінювання, в першу чергу, впливає на відкриті ділянки тіла - кисті рук, обличчя, тіло, а також на очі. Розрізняють чотири ступені опіків: опік першого ступеня являє собою поверхневе ураження шкіри, що зовні виявляються в її почервоніння; опік другого ступеня характеризується утворенням пухирів; опік третього ступеня викликає омертвіння глибоких шарів шкіри; при опіку четвертого ступеня обвуглюється шкіра і підшкірна клітковина, а іноді і більш глибокі тканини.

Таблиця 5. Величини світлових імпульсів, що відповідають опіків шкіри різного ступеня, Кал / см 2

Захист від СІ простіша, ніж від інших вражаючих факторів ядерного вибуху, оскільки будь-яка непрозора перепона, будь-який об'єкт, що створюють тінь, можуть служити захистом від світлового випромінювання.

Ефективним способом захисту особового складу від світлового випромінювання є швидке залягання за якою-небудь перешкоду. Якщо під час спалаху вибуху ядерного боєприпасу великого калібру людина встигне зайняти укриття на протязі 1-2 с, то час дії на нього світлового випромінювання буде зменшено в кілька разів, що значно знизить ймовірність ураження.

При загрозі застосування ядерної зброї екіпажі танка, БМП, БТР повинні закрити люки, а зовнішні прилади спостереження повинні мати автоматичні пристрої, що закривають їх при ядерному вибуху.

Військова техніка та інші наземні об'єкти в результаті впливу світлового випромінювання можуть бути знищені або пошкоджені пожежами. А в приладах нічного бачення можуть виходити з ладу електронно-оптичні перетворювачі. Світлове випромінювання призводить до виникнення пожеж в лісі і населених пунктах.

В якості додаткових заходів захисту від вражаючої дії світлового випромінювання рекомендується наступне;

використання екранують властивостей ярів, місцевих предметів;

постановка димових завіс для поглинання енергії світлового випромінювання;

підвищення відбивної здатності матеріалів (побілка крейдою, покриття фарбами світлих тонів);

підвищення стійкості до дії світлового випромінювання (обмазка глиною, обсипання грунтом, снігом, просочення тканин вогнестійкими складами);

проведення протипожежних заходів (видалення сухої трави та інших горючих матеріалів, вирубка просік і вогнезахисних смуг);

використання в темний час доби засобів захисту очей від тимчасового засліплення (очок, світлових затворів та ін.).

Проникаюча радіація ядерного вибуху.

Проникаюча радіація ядерного вибуху являє собою потік гамма променів і нейтронів, що випускаються в навколишнє середовище із зони ядерного вибуху.

Вражаюча дія на організм людини роблять тільки вільні нейтрони, тобто ті, які не входять до складу ядер атомів. При ядерному вибуху вони утворюються в процесі ланцюгової реакції поділу ядер урану або плутонію (миттєві нейтрони) і при радіоактивної розпаді осколків їх розподілу (запізнілі нейтрони).

Сумарний час дії основної частини нейтронів в районі ядерного вибуху дорівнює приблизно одній секунді, а швидкість їх поширення від зони ядерного вибуху десятки і сотні тисяч кілометрів в секунду, але менше, ніж швидкість світла.

Основним джерелом потоку гамма-випромінювання при ядерному вибуху є реакція поділу ядер речовини заряду, радіоактивний розпад осколків розподілу і реакція захоплення нейтронів ядрами атомів середовища.

Час дії проникаючої радіації на наземні об'єкти залежить від потужності боєприпасу і може скласти 15-25 з з моменту вибуху.

Радіоактивні осколки поділу ядер знаходяться на початку в світиться області, а потім в хмарі вибуху. Внаслідок підйому цієї хмари, відстані від нього до земної поверхні швидко збільшується, а сумарна активність осколків розподілу внаслідок їх радіоактивного розпаду знижується. Тому відбувається швидке ослаблення потоку гамма променів, що досягають земної поверхні і дію гамма-випромінювання на земні об'єкти через зазначений час (15-25 с) після вибуху практично припиняється.

Гамма промені і нейтрони, поширюючись в середовищі, іонізують її атоми, що супроводжується витратою енергії гамма квантів і нейтронів. Кількість енергії, що втрачається гамма квантами і нейтронами на іонізацію одиниці маси середовища, характеризує іонізуючу здатність, а отже, і нищівну силу проникаючої радіації.

Гамма - і нейтронне випромінювання, так само як і альфа - і бета-випромінювання, розрізняються за своїм характером, проте загальним для них є те, що вони можуть іонізувати атоми того середовища, в якій вони поширюються.

Альфа-випромінювання являє собою потік альфа-частинок, що поширюються з початковою швидкістю близько 20 000 км / с. Альфа-часткою називається ядро ​​гелію, що складається з двох нейтронів і двох протонів. Кожна альфа-частинки несе з собою певну енергію. Через відносно малій швидкості і значного заряду альфа-частинки взаємодіють з речовиною найефективніше, тобто мають велику іонізуючої здатністю, внаслідок чого їх проникаюча здатність незначна. Аркуш паперу повністю затримує альфа-частинки. Надійним захистом від альфа-частинок при зовнішньому опроміненні є одяг людини.

Бета-випромінювання являє собою потік бета-частинок. Бета-годину-тіцей називається випромінювань електрон або позитрон. Бета-частинки в залежності від енергії випромінювання можуть поширюватися зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Їх заряд менше, а швидкість більше, ніж альфа-частинок. Тому бета-частинки мають меншу іонізуючої, але більшу проникаючу здатність, ніж альфа-частинки. Одяг людини поглинає до 50% бета-частинок. Слід зазначити, що бета-частинки майже повністю поглинаються віконними або автомобільними стеклами і металевими екранами товщиною в кілька міліметрів.

Оскільки альфа - і бета-випромінювання володіють малою проникаючою, але великий іонізуючої здатністю, то найбільш небезпечно їх дію при попаданні всередину організму або безпосередньо на шкіру (особливо на очі) речовин їх випускають.

Гамма-випромінювання являє собою електромагнітне випромінювання, що випускається ядрами атомів при радіоактивних перетвореннях. За своєю природою гамма-випромінювання подібно рентгенівському, але має значно більшу енергією (меншою довжиною хвилі), випускається окремими порціями (квантами) і розповсюджується зі швидкістю світла (300 000 км / с). Гамма-кванти не мають електричного заряду, тому іонізуюча здатність гамма-випромінювання значно менше, ніж у бета-частинок і тим більше у альфа-частинок (в сотні разів менше, ніж у бета - і в десятки тисяч, ніж у альфа-частинок) . Зате гамма-випромінювання володіє найбільшою проникаючою здатністю і є найважливішим фактором вражаючої дії радіоактивних випромінювань.

Нейтронне випромінювання являє собою потік нейтронів. Швидкість нейтронів може досягати 20 000 км / с. Так як нейтрони не мають електричного заряду, вони легко проникають в ядра атомів і захоплюються ними. Нейтронне випромінювання робить сильний нищівну силу при зовнішньому опроміненні.

Сутність іонізації полягає в тому, що під впливом радіоактивних випромінювань електрично нейтральні в нормальних умовах атоми і молекули речовини розпадаються на пари позитивно і негативно заряджених частинок-іонів. Іонізація речовини супроводжується зміною його основних фізико-хімічних властивостей, в біологічної тканини - порушенням її життєдіяльності. І те й інше при певних умовах може порушити роботу окремих елементів, приладів і систем виробничого обладнання, а також викликати ураження життєво важливих органів, що в кінцевому підсумку вплине на життєдіяльність.

Ступінь іонізації середовища проникаючою радіацією характеризується дозою радіації. Розрізняють експозиційну і поглинену дози радіації.

Експозиційна доза виражає ступінь іонізації середовища через сумарний електричний заряд іонів (кожного знака), що утворюються в одиниці маси речовини в результаті радіоактивного опромінення. В даний час експозиційну дозу рентгенівського і гамма-випромінювання прийнято вимірювати в рентгенах.

Рентген (Р) - така доза рентгенівського і гамма випромінювання, при якій в 1 см 3 сухого повітря при температурі 0 ° С і тиску 760 мм рт. ст. утворюється 2,08 млрд. пар іонів з сумарним зарядом кожного знака в I електричну одиницю електрики

(1Р = 2,5810 -4 Кл / кг; I Кл / кг = 3880 Р).

Поглинена доза виражає ступінь іонізації середовища через величину енергії, що втрачається випромінюванням в одиниці маси речовини на його іонізацію. В даний час в якості одиниць виміру поглиненої дози поширення РАД і БЕР.

I РАД - це доза випромінювання, поглинання якої супроводжується виділенням 100 ерг енергії в 1г речовини. I РАД = 1,18Р або 1Р = 0.83 РАД.

При одній і тій же поглиненої дози різні види випромінювань відрізняються своїм біологічним впливом на живі організми. Тому для оцінки біологічних наслідків впливу дози різних випромінювань (зокрема, нейтронів) використовуються спеціальна одиниця вимірювання - біологічний еквівалент рентгена - БЕР.

I бер - це така доза випромінювання "біологічне дія якої еквівалентно впливу IР гамма променів.

Ставлення частини дози радіації D, що накопичується за нескінченно малий проміжок часу t, до величини цього проміжку називається потужністю дози проникаючої радіації

В результаті іонізації атомів, що входять до складу людського організму, руйнуються хімічні зв'язки в молекулах, що призводить до порушення нормальної життєдіяльності клітин організму, його тканин і органів, а при значних дозах опромінення - до специфічного захворювання, званого на променеву хворобу.

Ступінь тяжкості ураження людей проникаючою радіацією визначається величиною сумарної дози, отриманої організмом, характером опромінення і його тривалістю.

При великих дозах одноразового опромінення вихід з ладу особового складу може послідувати негайно після отримання дози, а в разі опромінення невеликими дозами одноразово протягом тривалого часу вихід з ладу може наступити не відразу.

Існують допустимі дози опромінення, при яких змін в організмі, що призводять до зниження боєздатності особового складу, як правило, не спостерігається:

По тяжкості захворювання розрізняють наступні ступені променевої хвороби:

променева хвороба 1-го ступеня (легка) розвивається при дозах опромінення 100-250 р. Спостерігається загальна слабкість, підвищена стомлюваність, запаморочення, нудота, які зникають через кілька днів. Результат захворювання завжди сприятливий і при відсутності інших уражень (травм, опіків) боєздатність після одужання зберігається у більшості уражених;

променева хвороба 2-го ступеня (середньої тяжкості) виникає при сумарній дозі випромінювання 250-400 р. Характеризується ознаками променевої хвороби Ш ступеня, але вираженими менш різко. Захворювання закінчується одужанням при активному лікуванні через 1,5 - 2 місяці;

Променева хвороба 3-го ступеня (важка) настає при дозе400-600 р. Спостерігається сильний головний біль, підвищення температура тіла, слабкість, різке зниження апетиту, спрага, шлунково-кишкові розлади, крововиливи. Одужання можливе за умови своєчасного та ефективного лікування через 6-8 місяців;

променева хвороба 4-Й ступеня (вкрай важка) настає при дозі понад 600 р. і в більшості випадків закінчується смертельним результатом.

При дозах, що перевищують 5000 р. особовий склад втрачає боєздатність через кілька хвилин.

Вихід з ладу особового складу від дії проникаючої радіації визначається ураженнями середньої тяжкості, оскільки легкі ураження, як правило, не виводять особовий склад з ладу в першу добу.

Таблиця 6. Відстані, на яких спостерігається вихід з ладу відкрито розташованого особового складу від дії проникаючої радіації, км

Потужність вибуху, кт