Проникающая радиация

Проникающая радиация представляет собой поток гамма-лучей и нейтронов, излучаемых из зоны ядерного взрыва.

Источниками проникающей радиации являются ядерная реакция и радиоактивный распад продуктов ядерного взрыва.

Время действия проникающей радиации не превышает 10—15 сек с момента взрыва. За это время заканчивается распад коротко живущих осколков деление, образовавшихся в результате ядерной реакции. Кроме того, радиоактивное облако поднимается на большую высоту и радиоактивные излучения поглощаются толщей воздуха, не достигая поверхности земли.

Проникающая радиация характеризуется дозой излучения, т. е. количеством энергии радиоактивных излучений, поглощенной единицей объема облучаемой среды. Доза излучения количественно характеризует ионизацию, которую потоки гамма-лучей и нейтронов могут произвести в воздушном объеме.

Процесс ионизации состоит в «выбивании» электронов из электронной оболочки атомов. Вследствие этого нейтральные в электрическом отношении атомы превращаются в разноименно заряженные частицы — ионы.

Проникающая радиация представляет собой сумму доз гамма-излучения и нейтронов.

Гамма-излучение, составляющее основную часть про­никающей радиации, возникает как непосредственно в момент взрыва в процессе взрывной ядерной реакции, так и после взрыва в результате радиоактивного захвата нейтронов ядрами атомов различных элементов. Действие гамма-излучения продолжается 10—15 сек.

За единицу измерения дозы излучений гамма-лучей принят рентген—специальная международная физиче­ская единица дозы (количество энергии).

Рентген — это такое количество гамма-излучения, которое при температуре 0° и давлении 760 мм создает в 1 см³ сухого воздуха 2 млрд. пар ионов (точнее, 2,08-10⁹). Обозначается рентген буквой р. Тысячная часть рентгена носит название миллирентгена и обозначается мр.

Поток нейтронов, возникающий при ядерном взрыве, содержит быстрые и медленные нейтроны, которые по-разному действуют на живые организмы. Доля нейтронов в общей дозе проникающей радиации меньше доли гамма-лучей. Она несколько увеличивается с уменьшением мощности ядерного взрыва.

Основным источником нейтронов при ядерном взрыве является цепная ядерная реакция. Поток нейтронов излучается в течение долей секунды после взрыва и может вызвать искусственную наведенную радиацию в металлических предметах и грунте. Наведенная радиоактивность наблюдается только в зоне, непосредственно прилегающей к месту взрыва.

Доза излучения потоком нейтронов измеряется специальной единицей — биологическим эквивалентом рентгена.

Биологический эквивалент рентгена (БЭР) — это доза нейтронов, биологическое воздействие которой эквива­лентно воздействию 1 р гамма-излучения.

Поражающее действие проникающей радиации на людей вызывается облучением, которое оказывает вредное биологическое действие на живые клетки организма. Сущность поражающего действия проникающей радиации на живые организмы заключается в том, что гамма-лучи и нейтроны ионизируют молекулы живых клеток. Эта ионизация нарушает нормальную жизнедеятельность клеток и при больших дозах приводит к их гибели. Клетки теряют способность к делению, в результате чего человек заболевает так называемой лучевой болезнью.

Поражение людей проникающей радиацией зависит от величины дозы облучения а времени, в течение которого эта доза получена.

Однократная доза облучения в течение четырех суток до 50 р, как и доза систематического облучения-до 100 р за десять дней, не вызывает внешних признаков заболевания и считается безопасной. Дозы облучения свыше 100 р вызывают заболевание лучевой болезнью.

В зависимости от дозы облучения различают три степени лучевой болезни: первую (легкую), вторую (среднюю) и третью (тяжелую).

Лучевая бcлeзнь первой степени возникает при общей дозе облучения 100 — 200 р Скрытый период продолжается две-три недели, после чего появляется недомогание, общая слабость, тошнота, головокружение, периодическое повышение температуры. В крови уменьшается содержание белых кровяных шариков. Лучевая болезнь первой степени излечима.

Лучевая болезнь второй степени возникает при общей дозе обличения 200 — 300 р. Скрытый период длится около недели, после чего появляются такие же признаки заболевания, что и при лучевой болезни первой степени, по в более ярко выраженной форме. При активном лечении наступает выздоровление через1,5—2 месяца.

Лучевая болезнь третьей степени возникает при общей дозе облучения 300—500 р. Скрытый период сокращается до нескольких часов. Болезнь протекает более интенсивно. При активном лечении выздоровление наступает через несколько месяцев.

Доза облучения свыше 500 р для человека обычно считается смертельной.

Дозы проникающей радиации зависят от вида, мощности взрыва и расстояния от центра взрыва. Значения радиусов, на которых возможны различные дозы проникающей радиации при взрывах различной мощности, приводятся в табл 8.

Таблица 8

Доза, р	Радиус, км
тротиловый эквивалент
20 кТ	100 кТ	1 МТ	5 МТ	10 МТ
	1,2	1,8	2,4	3,0	3,4
	1,4	1,9	2,6	3,2	3,6
	1,5	2,0	2,8	3,4	3,9
	1.6	2,1	3,0	3,6	4,2

Из табл. 8 видно, что радиус поражения проникающей радиацией значительно меньше радиусов поражения ударной волной и световым.

Проникающая радиация на большинство предметов заметного действия не оказывает. Однако под действием проникающей радиации могут темнеть стекла оптические приборов, а фотоматериалы, находящиеся в светонепроницаемой упаковке, засвечиваются.

Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие гамма-лучи и нейтроны. Cтeпень ослабления гамма-лучей зависит от свойств материалов и толщины защитного слоя. Ослабление интенсивности гамма-излучения характеризуется слоем половинногого ослабления, который зависит от плотности материалов.

Pис. 11 Сравнительная толщина слоя половин­ного ослабления гамма лучей для различных материалов 1—свинец 2 —сталь, 3 —бетон, 4 —гоунт, 5—дерево

Слой половинного ослабления — это слой вещества, при прохождении которого интенсивность гамма-лучей уменьшается в два раза (рис. 11). Толщина этого слоя определяется по формуле

где d — толщина слоя половинного ослабления, см;

о — плотность материала, г/см³;

23 —толщина слоя половинного ослабления воды, см.

Величины толщин слоев половинного ослабления гамма-лучей и нейтронов для различных материалов приводятся в табл.9.

Таблица 9

Материалы	Плотность р, г/см'	Толщина слоя половинного ослабления, см
гамма-лучей	нейтронов
Свинец....	11,3
Сталь.....	7,8		- 5
Бетон.....	2,3
Грунт.....	1,6
Дерево....	0,7

Из табл. 9 видно, что гамма-лучи и нейтроны различно ослабляются материалами. Для наиболее распространенных строительных материалов (бетона и грунта) слои половинного ослабления приблизительно одинаковы, что позволяет вести расчеты только на гамма-излучение.

Для обеспечения эффективной защиты людей от проникающей радиации учитывается степень ее ослабления защитными сооружениями. Степень ослабления проникающей радиации иначе называется коэффициентом защитысооружения и обозначается буквой К..

Коэффициент защиты К показывает, во сколько раз данное сооружение ослабляет проникающую радиацию. Он определяется по формуле

где h — толщина защитного слоя, см;

d — слой половинного ослабления, см. Коэффициент защиты убежищ составляет 500— 10СО и более.