Размещено на http://www.allbest.ru/

Вражаючі фактори ядерної зброї та їх вплив на населення

Коротка характеристика ядерного осередку ураження

Ознаки враження організму залежно від дози опромінення

1. Вражаючі фактори ядерної зброї та їх вплив на населення

Ядерна зброя - це один з основних видів зброї масового знищення. Вона здатна в короткий час вивести з ладу велику кількість людей, зруйнувати будинки і споруди на великих територіях. Масове застосування ядерної зброї здатне викликати катастрофічні наслідки для всього людства, тому ведеться його заборона.

Вражаюча дія ядерної зброї заснована на енергії, що виділяється при ядерних реакціях вибухового типу. Потужність вибуху ядерних боєприпасів прийнято виражати тротиловим еквівалентом, тобто кількістю звичайної вибухової речовини (тротилу), при вибуху якого виділяється стільки ж енергії, скільки її виділяється при вибуху цих ядерних боєприпасів. Тротиловий еквівалент виміряється в тоннах (кілотоннах, мегатоннах).

Вражаючими факторами ядерного вибуху є ударна хвиля, світлове випромінювання, проникаюча радіація, радіоактивне зараження та електромагнітний імпульс.

Ударна хвиля

Це основний вражаючий фактор ядерного вибуху, тому що більшість руйнувань і ушкоджень споруд, будинків, а також поразки людей обумовлені, як правило, її впливом. Вона являє собою область різкого стиску середовища, що поширюється в усі сторони від місця вибуху з надзвуковою швидкістю. Передня межа стиску повітря називається фронтом ударної хвилі.

Вражаюча дія ударної хвилі характеризується величиною надлишкового тиску. Надлишковий тиск -- це різниця між максимальним тиском у фронті ударної хвилі і нормальним атмосферним тиском перед ним. Він вимірюється в ньютонах на квадратний метр (Н/м2). Ця одиниця тиску називається паскалем (Па). 1 Н/м2=1 Па (1 кПа»0,01 кгс/см2).

При надлишковому тиску 20--40 кПа незахищені люди можуть одержати легкі поразки (легкі забиті місця і контузії). Вплив ударної хвилі з надлишковим тиском 40--60 кПа приводить до поразок середньої важкості: втраті свідомості, ушкодженню органів слуху, сильним вивихам кінцівок, кровотечі з носа й вух. Важкі травми виникають при надлишковому тиску понад 60 кПа і характеризуються сильними контузіями всього організму, переломами кінцівок, ушкодженням внутрішніх органів. Вкрай важкі поразки, нерідко зі смертельним результатом, спостерігаються при надлишковому тиску понад 100 кПа.

Швидкість руху і відстань, на яку поширюється ударна хвиля, залежать від потужності ядерного вибуху; зі збільшенням відстані від місця вибуху швидкість швидко падає. Так, при вибуху боєприпасів потужністю 20 кт ударна хвиля проходить 1 км за 2 с, 2 км за 5 с, 3 км за 8 с. За цей час людина після спалаху може укритися й уникнути поразки.

Світлове випромінювання

Це потік променистої енергії, що включає видимі ультрафіолетові й інфрачервоні промені. Його джерело -- світна область, утворена розпеченими продуктами вибуху і розпеченим повітрям. Світлове випромінювання поширюється практично миттєво і триває в залежності від потужності ядерного вибуху до 20 с. Однак сила його така, що, незважаючи на короткочасність, воно здатне викликати опіки шкіри (шкірних покривів), поразку (постійну чи тимчасову) органів зору людей і загоряння пальних матеріалів і об'єктів.

Світлове випромінювання не проникає через непрозорі матеріали, тому будь-яка перешкода, що здатна створити тінь, захищає від прямої дії світлового випромінювання і виключає опіки. Значно послабляється світлове випромінювання в запиленому (задимленому) повітрі, у туман, дощ, снігопад.

Проникаюча радіація

Це потік гамма-променів і нейтронів. Вона триває 10--15 с. Проходячи через живу тканину, гамма-випромінювання і нейтрони іонізують молекули, що входять до складу клітин. Під впливом іонізації в організмі виникають біологічні процеси, що приводять до порушення життєвих функцій окремих органів і розвитку променевої хвороби. В результаті проходження випромінювань через матеріали навколишнього середовища зменшується їхня інтенсивність. Послаблюючу дію прийнято характеризувати шаром половинного ослаблення, тобто такою товщиною матеріалу, проходячи через який інтенсивність випромінювання зменшується в два рази. Наприклад, у два рази послабляють інтенсивність гамма-променів сталь товщиною 2,8 см, бетон - 10 см, ґрунт - 14 см, деревина - 30 см.

Відкриті й особливо перекриті щілини зменшують вплив проникаючої радіації, а сховища і протирадіаційні укриття практично цілком захищають від неї.

Радіоактивне зараження

Основними її джерелами є продукти поділу ядерного заряду і радіоактивні ізотопи, що утворюються в результаті впливу нейтронів на матеріали, з яких виготовлені ядерні боєприпаси, і на деякі елементи, що входять до складу ґрунту в районі вибуху.

При наземному ядерному вибуху світна область торкається землі. Всередину її затягуються маси ґрунту, що випаровуються та піднімаються вгору. Охолоджуючись, пара продуктів поділу ґрунту конденсується на твердих частках. Утворюється радіоактивна хмара. Вона піднімається на багатокілометрову висоту, а потім зі швидкістю 25-100 км/год рухається в напрямку вітру. Радіоактивні частки, випадаючи з хмари на землю, утворюють зону радіоактивного зараження (слід), довжина якої може досягати кількох сотень кілометрів.

Найбільшу небезпеку радіоактивні речовини представляють у перші години після випадання, тому що їхня активність у цей період найвища.

Електромагнітний імпульс

Це короткочасне електромагнітне поле, що виникає при вибуху ядерних боєприпасів в результаті взаємодії гамма-променів і нейтронів, що випускаються при ядерному вибуху, з атомами навколишнього середовища. Наслідком його впливу є перегоряння або пробої окремих елементів радіоелектронної й електротехнічної апаратури.

Поразка людей можлива тільки в тих випадках, коли вони в момент вибуху стикаються з простягнутими провідними лініями.

Найбільш надійним засобом захисту від усіх вражаючих факторів ядерного вибуху є захисні споруди. У полі варто укриватися за міцними місцевими предметами, зворотними схилами висот, у складках місцевості.

При діях у зонах зараження для захисту органів дихання, очей і відкритих дільниць тіла від радіоактивних речовин використовуються засоби захисту органів дихання (протигази, респіратори, протипилові тканинні маски і ватно-марлеві пов'язки), а також засоби захисту шкіри.

2. Коротка характеристика ядерного осередку ураження

Вогнищем ядерної поразки називається територія, яка була піддана безпосередньому впливу вражаючих факторів ядерного вибуху. Воно характеризується масовими руйнуваннями будинків, споруд, завалами, аваріями в мережах комунально-енергетичного господарства, пожежами, радіоактивним зараженням і значними втратами серед населення.

Розміри вогнища тим більше, чим могутніше ядерний вибух. Характер руйнувань у вогнищі залежить також від міцності конструкцій будинків і споруд, їхньої поверховості і щільності забудови.

За зовнішню межу вогнища ядерної поразки приймають умовну лінію на місцевості, проведену на такій відстані від епіцентру (центру) вибуху, де величина надлишкового тиску ударної хвилі дорівнює 10 кПа.

Вогнище ядерної поразки умовно поділяють на зони - ділянки з приблизно однаковими за характером руйнуваннями.

Зона повних руйнувань - територія, що була піддана впливу дії ударної хвилі з надлишковим тиском (на зовнішній межі) понад 50 кПа.

У зоні цілком руйнуються всі будинки і споруди, а також протирадіаційні укриття і частина сховищ, утворюються суцільні завали, ушкоджується комунально-енергетична мережа.

Зона сильних руйнувань - з надлишковим тиском у фронті ударної хвилі від 50 до 30 кПа. У цій зоні наземні будинки і споруди одержують сильні руйнування, утворюються місцеві завали, виникають суцільні і масові пожежі. Більшість сховищ збережеться, у окремих сховищ будуть завалені входи і виходи. Люди в них можуть одержати поразки тільки через порушення герметизації, затоплення або загазованість приміщень.

Зона середніх руйнувань - з надлишковим тиском у фронті ударної хвилі від 30 до 20 кПа. У ній будинки і споруди одержать середні руйнування. Сховища й укриття підвального типу збережуться. Від світлового випромінювання виникнуть суцільні пожежі.

Зона слабких руйнувань - з надлишковим тиском у фронті ударної хвилі від 20 до 10 кПа. Будинки одержать невеликі руйнування. Від світлового випромінювання виникнуть окремі вогнища пожеж.

Зона радіоактивного зараження - це територія, яка була піддана зараженню радіоактивними речовинами в результаті їх випадання після наземних (підземних) і низьких повітряних ядерних вибухів.

Шкідливе діяння іонізуючих випромінювань оцінюється отриманою дозою випромінювання (дозою радіації) Д, тобто енергією цих променів, поглиненою в одиниці об'єму середовища, що опромінюється. Ця енергія вимірюється існуючими дозиметричними приладами в рентгенах (Р).

Рентген - це така кількість гамма-випромінювання, що створює в 1 см2 сухого повітря (при температурі 0°C і тиску 760 мм рт. ст.) 2,08 x 109 іонів.

Для оцінки інтенсивності іонізуючого випромінювання, що випускається радіоактивними речовинами на зараженій місцевості, введено поняття «потужність дози іонізуючого випромінювання» (рівень радіації). Її вимірюють у рентгенах у годину (Р/год), невеликі потужності в мілірентгенах у годину (мр/год).

Поступово потужність дози випромінювання знижується. Так, потужність дози випромінювання, заміряна через 1 год після наземного ядерного вибуху, через 2 год зменшиться вдвічі, через 3 год - у чотири рази, через 7 год - у десять разів, а через 49 - у сто разів.

Необхідно відзначити, що при аварії на АЕС з викидом осколків ядерного палива (радіонуклідів) місцевість може бути забруднена протягом від декількох місяців до декількох років.

Ступінь радіоактивного зараження і розміри зараженої ділянки (радіоактивного сліду) при ядерному вибуху залежать від потужності і виду вибуху, метеорологічних умов, а також від характеру місцевості і ґрунту.

Розміри радіоактивного сліду умовно поділяють на зони.

Зона надзвичайно небезпечного зараження. На зовнішній межі зони доза випромінювання з моменту випадання радіоактивних речовин із хмари на місцевість до повного їх розпаду дорівнює 4000 Р (в середині зони - 10000 Р), потужність дози випромінювання через 1 год після вибуху -- 800 Р/год.

Зона небезпечного зараження. На зовнішній межі зони випромінювання - 1200 Р, потужність дози випромінювання через 1 год - 240 Р/год.

Зона сильного зараження. На зовнішній межі зони випромінювання - 400 Р, потужність дози випромінювання через 1 год - 80 Р/год.

Зона помірного зараження. На зовнішній межі зони випромінювання - 40 Р, потужність дози випромінювання через 1 год - 8 Р/год.

В результаті дії іонізуючих випромінювань, як и при дії проникаючої радіації, у людей виникає променева хвороба. Доза 150--250 Р викликає променеву хворобу першого ступеня, доза 250--400 Р -- променеву хворобу другого ступеня, доза 400--700 Р -- променеву хворобу третього ступеня, доза понад 700 Р -- променеву хворобу четвертого ступеня.

Доза однократного опромінення протягом чотирьох діб до 50 Р, як і багаторазового до 100 Р за 10--30 днів, не викликає зовнішніх ознак захворювання і вважається безпечною.

3. Ознаки враження організму залежно від дози опромінення

Під час вибуху атомної бомби поряд із загальними та місцевими радіаційними ураженнями спостерігаються так звані профільні опіки відкритих частин шкіри (обличчя, шия, руки) світловими, тепловими та ультрафіолетовими променями. Ці опіки можуть займати величезну питому вагу в складі комбінованих уражень (до 80 %). Їх клініка та лікування принципово нічим не відрізняються від таких при звичайних термічних опіках.

Під впливом іонізаційного випромінювання атоми і молекули живих клітин іонізуються, в результаті чого відбуваються складні фізико-хімічні процеси, які впливають на характер подальшої життєдіяльності людини.

Згідно з одними поглядами, іонізація атомів і молекул, що виникає під дією випромінювання, веде до розірвання зв'язків у білкових молекулах, що призводить до загибелі клітин і поразки всього організму. Згідно з іншими уявленнями, у формуванні біологічних наслідків іонізуючих випромінювань відіграють роль продукти радіолізу води, яка, як відомо, становить до 70% маси організму людини. При іонізації води утворюються вільні радикали Н⁺ та ОН^-, а в присутності кисню -- пероксидні сполуки, що є сильними окислювачами. Останні вступають у хімічну взаємодію з молекулами білків та ферментів, руйнуючи їх, в результаті чого утворюються сполуки, не властиві живому організму. Це призводить до порушення обмінних процесів, пригноблення ферментних і окремих функціональних систем, тобто порушення життєдіяльності всього організму.

Вплив радіоактивного випромінювання на організм людини можна уявити в дуже спрощеному вигляді таким чином. Припустімо, що в організмі людини відбувається нормальний процес травлення, їжа, що надходить, розкладається на більш прості сполуки, які потім надходять через мембрану усередину кожної клітини і будуть використані як будівельний матеріал для відтворення собі подібних, для відшкодування енергетичних витрат на транспортування речовин і їхню переробку. Під час потрапляння випромінювання на мембрану відразу ж порушуються молекулярні зв'язки, атоми перетворюються в іони. Крізь зруйновану мембрану в клітину починають надходити сторонні (токсичні) речовини, робота її порушується. Якщо доза випромінювання невелика, відбувається рекомбінація електронів, тобто повернення їх на свої місця. Молекулярні зв'язки відновлюються, і клітина продовжує виконувати свої функції. Якщо ж доза опромінення висока або дуже багато разів повторюється, то електрони не встигають рекомбінувати; молекулярні зв'язки не відновлюються; виходить з ладу велика кількість клітин; робота органів розладнується; нормальна життєдіяльність організму стає неможливою.

Специфічність дії іонізуючого випромінювання полягає в тому, що інтенсивність хімічних реакцій, індуційованих вільними радикалами, підвищується, й у них втягуються багато сотень і тисячі молекул, не порушених опроміненням. Таким чином, ефект дії іонізуючого випромінювання зумовлений не кількістю поглинутої об'єктом, що опромінюється, енергії, а формою, в якій ця енергія передається. Ніякий інший вид енергії (теплова, електрична та ін.), що поглинається біологічним об'єктом у тій самій кількості, не призводить до таких змін, які спричиняє іонізуюче випромінювання.

Також необхідно відзначити деякі особливості дії іонізуючого випромінювання на організм людини:

органи чуття не реагують на випромінювання;

малі дози випромінювання можуть підсумовуватися і накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект);

випромінювання діє не тільки на даний живий організм, але і на його, спадкоємців (генетичний ефект);

різні організми мають різну чутливість до випромінювання.

Найсильнішого впливу зазнають клітини червоного кісткового мозку, щитовидна залоза, легені, внутрішні органи, тобто органи, клітини яких мають високий рівень поділу. При одній і тій самій дозі випромінювання у дітей вражається більше клітин, ніж у дорослих, тому у дітей всі клітини перебувають у стадії поділу. ядерний вибух некротомія радіація

Небезпека різних радіоактивних елементів для людини визначається спроможністю організму їх поглинати і накопичувати.

Радіоактивні ізотопи надходять всередину організму з пилом, повітрям, їжею або водою і поводять себе по-різному: деякі ізотопи розподіляються рівномірно в організмі людини (тритій, вуглець, залізо, полоній), деякі накопичуються в кістках (радій, фосфор, стронцій), інші залишаються в м'язах (калій, рубідій, цезій), накопичуються в щитовидній залозі (йод), у печінці, нирках, селезінці (рутеній, полоній, ніобій) тощо.

Ефекти, викликані дією іонізуючих випромінювань (радіації), систематизуються за видами ушкоджень і часом прояву. За видами ушкоджень їх поділяють на три групи: соматичні, соматико-стохатичні (випадкові, ймовірні), генетичні. За часом прояву виділяють дві групи --' ранні (або гострі) і пізні. Ранні ураження бувають тільки соматичні. Це призводить до смерті або променевої хвороби. Постачальником таких часток є в основному ізотопи, що мають коротку тривалість життя, y - випромінювання, потік нейтронів.

Гостра форма виникає в результаті опромінення великими дозами за короткий проміжок часу. При дозах порядку тисяч рад ураження організму може бути миттєвим. Хронічна форма розвивається в результаті тривалого опромінення дозами, що перевищують ліміти дози (ЛД). Більш віддаленими наслідками променевого ураження можуть бути променеві катаракти, злоякісні пухлини та інше.

Лікування радіаційних опіків І--II ступеня полягає в призначенні місцевих консервативних заходів: накладанні пов'язок з антисептичними речовинами після обробки опікової поверхні (обмивання стерильними розчинами -- ізотонічним натрію хлориду чи 0,25 -- 0,5 % аміаку, зрізування пухирів та висушування поверхні).

При глибоких опіках застосовують оперативне лікування (некротомія, некректомія, пластика дефектів після очищення рани). Поряд із місцевими заходами призначають загальнозміцнювальну терапію, дезінтоксикаційні, імуностимулюючі засоби, симптоматичне лікування, спрямовані на ліквідацію променевої хвороби, а також можливих ускладнень.

Размещено на Allbest.ru