Современные средства массового поражения и способы защиты от них.
Чрезвычайные ситуации военного времени могут создаваться применением оружия массового поражения (ОМП), т.е. оружия большой поражающей способности. К существующим видам ОМП относятся:
ядерное;
химическое;
бактериологическое.
Кроме этого, возможно применение новых видов оружия массового поражения:
геофизического;
лучевого;
радиологического;
радиочастотного;
инфразвукового и др.
Для разработки новых видов ОМП привлекаются ранее не известные или неиспользованные в прошлом технические принципы и явления. При этом, зачастую, ставится цель не столько увеличить масштабы поражения, сколько получить новые возможности внезапного поражения противника.
Ядерным называется оружие, поражающее действие которого обусловлено энергией, выделяющейся при ядерных реакциях деления и синтеза. Оно является самым мощным видом оружия массового поражения. Ядерное оружие предназначено для массового поражения людей, уничтожения или разрушения административных и промышленных центров, различных объектов, сооружений и техники.
|
|
Поражающее действие ядерного взрыва зависит от мощности боеприпаса, вида взрыва, типа ядерного заряда. Мощность ядерного боеприпаса характеризуется тротиловым эквивалентом. Единица ее измерения - т, кт, Мт.
Рассмотрим поражающие факторы наземного ядерного взрыва и их воздействие на человека, промышленные объекты и т.д.
Поражающими факторами наземного ядерного взрыва являются:
воздушная ударная волна (50% энергии взрыва);
световое излучение (35% энергии взрыва);
проникающая радиация (4% энергии взрыва);
радиоактивное заражение (10% энергии взрыва);
электромагнитный импульс (1% энергии взрыва).
Воздушная ударная волна - это зона сжатого воздуха, распространяющаяся от центра взрыва. Ее источник - высокое давление и температура в точке взрыва. Основные параметры ударной волны, определяющие ее поражающее действие:
избыточное давление во фронте ударной волны, ΔРф, Па (кгс/см2);
скоростной напор, ΔРск, Па (кгс/см2).
Скоростной напор ΔРск - это динамическая нагрузка, создаваемая потоком воздуха, движущимся за фронтом ударной волны. Метательное действие скоростного напора воздуха заметно сказывается в зоне с избыточным давлением более 50 кПа, где скорость перемещения воздуха более 100 м/с. При давлениях менее 50 кПа влияние ΔРск быстро падает.
Время действия ударной волны (с): при q=20 кт - = 0,6 с, при q=1 Мт - = 3 с.
При воздействии на людей ударная волна вызывает различные по степени тяжести поражения (травмы):
прямые - от избыточного давления и скоростного напора;
|
|
косвенные - от ударов обломками ограждающих конструкций, осколков стекла и т.д.
По степени тяжести поражения людей от ударной волны делятся:
на легкие при ΔРф = 20-40 кПа (0,2-0,4 кгс/см2), (вывихи, ушибы);
средние при ΔРф = 40-60 кПа (0,4-0,6 кгс/см2), (контузии, кровь из носа и ушей);
тяжелые при ΔРф ≥ 60 кПа (тяжелые контузии, повреждения слуха и внутренних органов, потеря сознания, переломы);
смертельные при ΔРф ≥ 100 кПа.
Характер разрушений промышленных зданий в зависимости от нагрузки, создаваемой ударной волной:
полные разрушения при ΔРф ≥ 50 кПа (разрушение всех элементов конструкции зданий);
сильные разрушения при ΔРф ≥ 30-50 кПа (обрушение 50% конструкций зданий);
средние разрушения при ΔРф = 20-30 кПа (трещины в несущих элементах конструкций, обрушение отдельных участков стен);
слабые разрушения при ΔРф ≥ 10-20 кПа (повреждения окон, дверей, легких перегородок).
Световое излучение -электромагнитное излучение, включающее в себя ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра.
Световое излучение поражает людей, воздействует на здания, сооружения, технику и леса, вызывая пожары.
Основным параметром, характеризующим поражающее действие светового излучения, является световой импульс (Uсв). При воздействии на людей световое излучение вызывает ожоги тела.
Uсв - это количество световой энергии, падающей на 1 м2 площади, пер-пендикулярной к направлению излучения за все время свечения огненного шара. Величина Uсв зависит от интенсивности и продолжительности излучения. Продолжительность в свою очередь зависит от мощности боеприпаса:
при q = 20 кт - 3 с;
q = 1 Мт - 10 с;
q = 10 Мт - 23 с.
На величину Uсв также влияют вид взрыва и прозрачность атмосферы.
Световое излучение вызывает ожоги тела:
1 степени при Uсв = 80-160 кДж/м2 (покраснение, припухлость кожных покровов);
2 степени при Uсв = 160-400 кДж/м2 (образование пузырей);
3 степени при Uсв = 400-600 кДж/м2 (омертвление кожи и мышечных тканей);
4 степени при Uсв ≥ 600 кДж/м2 (обугливание кожи, тканей, воз-можна как временная, так и полная потеря зрения и т.д.).
Большую опасность для людей в очаге ядерного поражения представляют пожары. В Хиросиме и Нагасаки ожоги от пожаров составили 70÷80%. 6 августа 1945 г. в Хиросиме огневой шторм продолжался 6 ч, сгорело около 60 тысяч домов, скорость ветра в зоне огневого шторма составляла 50÷60 км/ч.
Распределение пожаров в зонах разрушений:
в зоне полных разрушений (ΔРф ≥ 50 кПа) - наблюдается тление в завалах;
в зонах сильных и средних разрушений (ΔРф = 50-20 кПа) - сплошные пожары, горит ≈ 90% зданий;
в зоне слабых разрушений (ΔРф = 20-10 кПа) - отдельные пожары, горит одно или несколько зданий.
При тепловом воздействии на материалы световое излучение вызывает их воспламенение, обугливание и оплавление, что приводит к выходу из строя оборудования и технических средств.
Проникающая радиация - это поток γ- и нейтронных излучений в окружающую среду из зоны ЯВ в течение первых 15-20 с после взрыва, радиус 3÷5 км.
γ-излучение составляет основную часть проникающей радиации. Нейтронное (n) излучение имеет место лишь в момент взрыва и после взрыва до 10 с.
В практической дозиметрии основным параметром, характеризующим поражающее действие на людей проникающей радиации, является доза излучения.
Проникающая радиация, распространяясь в среде, ионизирует ее атомы, а при прохождении через живую ткань - атомы и молекулы, входящие в состав клеток. Это приводит к нарушению нормального обмена веществ, изменению характера жизнедеятельности клеток, отдельных органов и систем организма или к генетическим (наследственным) изменениям. В результате такого воздействия возникает лучевая болезнь.
|
|
Основной параметр, характеризующий поражающее действие ионизирующего излучения - это доза ионизирующего излучения. В зависимости от способа измерения или степени воздействия излучения на отдельные органы или организм в целом используются различные виды доз
Для характеристики степени, глубины и формы воздействия излучений на облучаемое тело, зависящих, прежде всего, от величины поглощенной им энергии, вводят понятие поглощенной дозы излучения (D П). Она показывает среднюю энергию излучения, которая поглощается облучаемым объектом с единичной массой. За единицу измерения D Ппринимается: в СИ - грей, 1Гр=1Дж/кг, внесистемная - рад. Соотношение между ними 1Гр=100 рад. Однако наиболее просто можно измерить дозу излучения по эффекту ионизации воздуха (т.е. по возникновению заряда в воздухе), который в практике и принимается в качестве эквивалентного вещества. Поэтому в практической дозиметрии для характеристики дозы по данному эффекту, оценки радиационной обстановки (РО) на местности, в помещениях, обусловленной внешним γ- или рентгеновским (фотонным) излучением, используют внесистемный параметр - понятие экспозиционной дозы облучения (D ЭКС). Она характеризует ионизирующую способность излучения в воздухе и имеет размерности: внесистемная единица – рентген (Р), а в системе СИ не применяется. Соотношение между поглощенной дозой в радах и экспозиционной дозой в рентгенах:
в воздухе – D ЭКС (Р) = 0.873 D П(рад) или D (рад) = 1,14 D (P).
В практике принимают 1P = 0,873 рад 1рад или 1рад=1,14Р 1P, характеризуя сравнительно с небольшой ошибкой поражающее действие фотонного излучения в рентгенах; в живой ткани – D ЭКС (Р) = 0,93 D П (рад) и 1P=0,93рад 1рад. Значение коэффициента 0,873 или 1,14 называют энергетическим эквивалентом рентгена.
Для характеристики биологического воздействия ионизирующих излучений на человека используют параметры эквивалентная доза и эффективная доза.
№ пп | Наименование дозы | Определение | Единицы измерения | |
Внесист. | СИ | |||
1. | Экспозиционная доза (поглощенная доза по воздуху) | Мера, характеризующая опасность воздействия фотонного (гамма и рентгеновского) излучения, определенная по ионизации воздуха | Рентген (Р) | Кл/кг (кулон/кг) |
2. | Поглощенная доза | Средняя энергия, переданная источником ионизирующего излучения единице массы облучаемого вещества | рад | Гр (грей) 1 Гр=100 рад |
3. | Эквивалентная доза | Поглощенная доза, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения | бэр | Зв (зиверт) |
100 бэр = 1 Зв | ||||
4. | Эффективная доза | Величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности | бэр | Зв |
При однократном внешнем общем облучении человека в зависимости от поглощенной дозы излучения (Дп) различают 4 степени лучевой болезни.
|
|
Степень лучевой болезни | Дп (рад; Р) | Характер протекания процессов после облучения |
1 степень (легкая) | 100-200 | Скрытый период 3-6 недель, затем слабость, тошнота, повышение температуры, работоспособность сохраняется. |
2 степень (средняя) | 200-400 | 2-3 дня тошнота и рвота, затем скрытый период 15-20 суток, выздоровление через 2-3 месяца. |
3 степень (тяжелая) | 400-600 | Скрытый период 5-10 суток, протекает тяжело, выздоровление через 3-6 месяцев. |
4 степень (крайне тяжелая) | ≥ 600 | Наиболее опасна, может привести к смертельному исходу. |
Мощностью дозы называется доза ионизирующего излучения, отнесенная к единице времени. Единицами измерения мощности доз являются соответственно для:
экспозиционной дозы – Р/ч, мР/ч, мкР/ч;
поглощенной дозы – рад/с, рад/ч, Гр/с, Гр/ч;
эквивалентной и эффективной доз – бэр/ч, Зв/с, Зв/ч.
В практической дозиметрии для оценки РЗ местности γ- излучением часто используют понятие уровень радиации. Под уровнем радиации понимают мощность экспозиционной дозы γ- излучения, измеренной на высоте 0,7 - 1 м над зараженной поверхностью. Уровень радиации чаще всего измеряют в Р/ч, мР/ч, мкР/ч.
Радиоактивное заражение местности (РЗМ)
На радиоактивно зараженной местности источниками радиоактивного излучения являются: осколки (продукты) деления ядерного взрывчатого вещества, наведенная активность в грунте и других материалах, не разделившаяся часть ядерного заряда. Зоны радиоактивного заражения, выделяемые в очаге ядерного поражения
Параметры характеризующие зоны РЗ | Зона чрезвычайно опасного заражения, Г | Зона опасного заражения, В | Зона сильного заражения, Б | Зона умеренного заражения, А |
Д ∞, (Р) | ||||
Р1, (Р/ч) | ||||
Р10, (Р/ч) | 0,5 |
Радиоактивно зараженная местность может вызвать поражение людей как за счет внешнего γ- излучения от осколков деления, так и от попадания радиоактивных продуктов α,β - излучения на кожные покровы и внутрь организма человека.
Допустимые дозы внешнего облучения людей для военного времени:
однократное облучение (до 4-х суток) 50 Р;
в течение 30 суток 100 Р;
в течение 3-х месяцев 200 Р;
до 1 года 300 Р.
Электромагнитный импульс (ЭМИ) - это неоднородное электромагнитное излучение в виде мощного короткого импульса (с длиной волны от 1 до 1000м), которое сопровождает ядерный взрыв и поражает электрические, электронные системы и аппаратуру на значительных расстояниях. Источник ЭМИ - это процесс взаимодействия γ-квантов с атомами среды. Поражающим параметром ЭМИ является мгновенное нарастание (и спад) напряженности электрического и магнитного полей под действием мгновенного γ-импульса (несколько миллисекунд). Например, при низком воздушном взрыве q = 1 Мт ЭМИ с поражающими величинами напряженности полей распространяется на площади с радиусом до 32 км, а при q = 10 Мт - до 115 км.
"Приемники" ЭМИ: линии связи и электропередачи, опоры ЛЭП, мачты, антенны, металлические крыши и др. металлические конструкции. В них под действием ЭМИ возникает импульс электрического тока и появляется разность потенциалов относительно Земли. Под действием этих напряжений происходит: пробой изоляции, повреждение входных элементов аппаратуры, выжигание элементов электросхем, короткие замыкания, искажения магнитных записей и стирание "памяти" ЭВМ.
При проектировании систем и аппаратуры необходимо разрабатывать защиту от ЭМИ. Защита от ЭМИ достигается экранированием линий энергоснабжения и управления, а также аппаратуры. Все наружные линии должны быть двухпроводными, хорошо изолированными от земли, с малоинерционными разрядниками и плавкими вставками.
Рассматривая проблемы развития ядерного оружия, следует иметь в виду, что США, Россия и другие ядерные государства ведут разработки и создание ядерного оружия третьего поколения, или ядерного оружия направленной энергии, в котором значительная часть энергии взрыва перераспределяется и усиливается в пользу одного из поражающих факторов. Например, нейтронное оружие - основной поражающий фактор проникающая радиация с преобладанием нейтронного излучения; тектоническое, или геофизическое оружие - основной поражающий фактор ударная сейсмическая волна; "кобальтовая бомба" - основной поражающий фактор радиоактивное заражение местности радиоактивным кобальтом; заряд "Супер ЭМИ" - основной поражающий фактор усиленный электромагнитный импульс; радиологическое оружие - поражающим фактором являются специально приготовленные радиоактивные рецептуры для поражения людей, местности, воздуха, воды, боевой техники и других военных и гражданских объектов и т.п.
Наиболее надежным средством защиты от всех поражающих факторов ядерного взрыва являются защитные сооружения. При действиях в зонах заражения для защиты органов дыхания, глаз и открытых участков тела от радиоактивных веществ используются средства защиты органов дыхания (противогазы, респираторы, противопыльные тканевые маски и ватно-марлевые повязки), а также средства защиты кожного покрова.
Для защиты от нейтронных боеприпасов используются те же средства и способы, что и для защиты от ядерных боеприпасов. Кроме того, при сооружении убежищ и укрытий рекомендуется уплотнять и увлажнять укладываемый над ними грунт, увеличивать толщину перекрытий, устраивать дополнительную защиту входов и выходов. Защитные свойства техники повышаются применением комбинированной защиты, состоящей из водородсодержащих веществ (например, полиэтилена) и материалов с высокой плотностью (свинец).
В случае ядерного удара в населенных пунктах большую опасность для людей будут представлять пожары, вызванные световым излучением ядерного взрыва, вторичными факторами после взрыва, а также в результате применения противником зажигательных веществ.
После выхода из очага ядерного поражения (зоны радиоактивного заражения) необходимо провести частичную дезактивацию и санитарную обработку, т. е. удалить радиоактивную пыль. При дезактивации ее удаляют с одежды, обуви, со средств индивидуальной защиты; при санитарной обработке - с открытых участков тела и слизистых оболочек глаз, носа и рта.
При частичной санитарной обработке открытые участки тела, в первую очередь руки, лицо и шею, а также глаза обмывают незараженной водой. Нос, рот и горло полощут. Важно, чтобы при обмывке лица зараженная вода не попала в глаза, рот и нос. При недостатке воды обработку проводят путем многократного протирания участков тела тампонами из марли (ваты, пакли, ветоши), смоченными незараженной водой. Протирание следует проводить в одном направлении (сверху вниз), каждый раз переворачивая тампон чистой стороной.
Зимой для частичной дезактивации одежды, обуви, средств защиты и даже для частичной санитарной обработки может использоваться незараженный снег. Летом санитарную обработку можно организовать в реке или другом проточном водоеме.
Частичная дезактивация и санитарная обработка, проводимые в одноразовом порядке, не всегда гарантируют полное удаление радиоактивной пыли. Поэтому после их проведения обязательно проводится дозиметрический контроль. Если заражение одежды и тела окажется выше допустимой нормы, частичные дезактивацию и санитарную обработку повторяют. В необходимых случаях проводится полная санитарная обработка.