Прошло несколько десятилетий после того, как впервые американскими империалистами было применено ядерное оружие. 6 августа 1945 года с американского бомбардировщика В-29 была сброшена ядерная бомба на японский г. Хиросима; тремя днями позже - вторая ядерная бомба сброшена на г.Нагасаки. В основе этих варварских актов лежали не военные, а политические соображения, травящие круги США питали надежду на то, что, продемонстрировав силу имеющегося только у них ядерного оружия, они смогут установить мирное господство, диктовать свою волю Советскому Союзу и другим странам. Именно ради этого было совершено чудовищное преступление, жертвой которого стали около 300 тыс. человек двух японских городов.
Когда вскоре после окончания Великой Отечественной войны по воле империалистов началась холодная война и из-за океана стали размахивать ядерной бомбой, шантажируя Советский Союз, советские ученые в короткие сроки создали такое оружие.
Жан Жак Бебель подсчитал, что за 5,5 тыс. лет на Земле мир был всего 292 года. За это время отгремело почти 15 тыс. войн и больше половины из них в Европе. В 17 веке на Европейском континенте погибло 3 млн. человек, в 18 веке - больше 5 млн. человек, в 19 веке - почти 6 млн., В XX столетии первая мировая война унесла около 10 млн. человек, а вторая мировая война унесла около 55 млн. человек.
Эти цифры не идут ни в какие сравнения с жертвами, которые пришлось бы заплатить человечеству в случае ядерного конфликта. Как сказал Эйнштейн: "Если произойдет третья мировая война, то четвертая мировая война будет вестись каменным топором."
По мнению Л.Полинга, в течении 60 дней такой войны может погибнуть до 500-750 млн. человек. Только в ССША может быть разрушено более 70 крупных городов, может погибнуть около половины населения и половина территории может быть загрязненная радиоактивными осадками.
Мощь современных ядерных арсеналов планеты эквивалентна 50 тыс. мегатонн тринитротолуола. Эта цифра в 10 раз превосходит сумму всех взрывчатых веществ, использованных в годы второй мировой войны.
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРАЖАЮЩИХ ФАКТОРОВ
ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА.
Ядерным называют оружие, поражающее действие которого обусловлено энергией, высвобождающейся при реакциях деления ядер тяжелых и синтеза ядер легких элементов.
Ядерными зарядами называются устройства, предназначенные для осуществления ядерных взрывов. Ядерными боеприпасами называют снаряженные зарядами боеголовки ракет, бомб и др.
Мощность ядерных боеприпасов определяется тротиловым эквивалентом, т.е. количеством тротила, мощность взрыва которого равна мощности взрыва данного ядерного заряда. По мощности различают пять калибров ядерных боеприпасов: сверхмалого калибра - тротиловый эквивалент менее 1 Кт (тысяча тонн), малого -1-10 кт, среднего - 20 - 100 кт, крупного - несколько сот КТ, сверхкрупного -1-10 мегатонн (миллионов тонн).
Для того, чтобы осуществилась цепная реакция деления ядер взрывного характера в заряде, необходимо создать критическую массу.
Критической массой называют наименьшее количество делящегося вещества, в котором возможно в данных условиях развитие цепной реакции деления ядер.
В зависимости от ядерных реакций, используемых для получения энергии при взрыве, боеприпасы бывают ядерные, термоядерные, комбинированного типа и нейтронные.
В ядерных боеприпасах энергия взрыва выделяется при реакции деления ядер тяжелых элементов - урана 235 или плутония - 239,
В термоядерных боеприпасах (нейтронных) энергия взрыва выделяется в две стадии: в начале реакции деления ядер тяжелых элементов, а затем реакция синтеза ядер легких элементов (изотопы водорода и лития).
В комбинированных боеприпасах энергия взрыва выделяется в три стадии: первая - деление ядер тяжелых элементов, вторая - синтез ядер легких элементов, третья - деление оболочки боеприпаса (уран - 238). Известно, что при делении всех ядер, содержащихся в 1 гр. урана высвобождается энергия равная взрыву 20 тонн тротила. При синтезе всех ядер, содержащихся в 1 гр. дейтерий - тритиевой смеси высвобождается энергия равная взрыву 80 т. тротила.
Радиологическое оружие - один из возможных видов оружия массового поражения, действие которого основано на использовании радиоактивных веществ для поражения живой силы ионизирующими излучениями, заражения местности, акватории, воздуха, военной техники и др. объектов. Радиоактивные вещества для этих целей могут быть выделены из продуктов отхода действующих ядерных реакторов или получены специально путем воздействия потока нейтронов на различные химические элементы для образования изотопов, обладающих наведенной радиоактивностью. Радиоактивные вещества могут быть применены как в виде боеприпасов (боевые части ракет, бомбы, снаряды и др.), так и с помощью других устройств, предназначенных для радиоактивного заражения среды.
Нейтронный боеприпас представляет собой малогабаритный термоядерный заряд мощностью не более 10 тыс, т. Источник его энергии является термоядерная реакция типа деления - синтез. Состав ядерного горючего, а также конструкция нейтронного заряда позволили добиться перераспределения энергии взрыва. Если при взрыве обычного ядерного заряда средней и малой мощности на образование воздушной ударной волны затрачивается до 50%, а на ионизирующее только 15%, то при взрыве нейтронного боеприпаса на долю ионизирующего излучения приходиться более 80%, а на образование воздушной ударной волны и светового излучения всего 20% всей энергии взрыва. При нейтронном взрыве отсутствуют комбинированные поражения. Это объясняется тем, что зоны поражения ударной волной и световыми излучениями при нейтронном взрыве очень малый и перекрываются зоной смертельных поражений от ионизирующего излучения. Санитарные потери формируются в течении первых суток.
При применении ядерного оружия выделяет следующие виды ядерных взрывов: воздушные ядерные взрывы (применяются в наступательном бою), наземные ядерные взрывы (в обороне), подводные - против атомных субмарин, подземные - против подземных сооружений.
Ядерное оружие, по взглядам вероятного противника, преимущественно планируется применять с использованием воздушных и наземных взрывов, В первом варианте поражающими факторами ядерного взрыва будут: ударная волна, световое излучение и проникающая радиация действующие б момент взрыва. Во втором случае к вышеприведенным поражающим факторам кратковременно действия присоединяется долговременный поражающий фактор -радиоактивное заражение местности. При всех видах ядерных взрывов имеет место, в различно выраженной степени, пятый фактор - электромагнитный импульс. При взрыве ядерного заряда за миллионные доли секунды выделяется колоссальное количество энергии и поэтому в зоне протекания ядерных реакций температура повышается до нескольких миллионов градусов, а максимальное давление достигает миллиардов атмосфер. Высокие температуры и давление вызывают мощную ударную волну.
1) Ударная волна
Ударная волна является основным поражающим фактором ядерного взрыва и на ее долю приходится около 50% всей его энергии. В зависимости от того, в какой среде распространяется волна - в воздухе, воде иди грунте, ее называют соответственно воздушной ударной волной, ударной волной в воде, сейсмовзрывной волной в грунте.
Воздушная ударная волна представляет собой резкое сжатие воздуха, распространяющееся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Передняя граница волны называется фронтом. Разность между давлением во фронте ударной волны и атмосферным давлением называется избыточным давлением во фронте ударной волны. Движение воздуха в ударной волне воспринимается как сильно ветровое давление. Это давление носит название скоростного напора.
Основными параметрами ударной волны, определяющими ее поражающее действие, являются избыточное давление, скоростной напор воздушных масс и время действия.
Процесс взаимодействия ударной волны с нефиксированным телом человека подразделяется на две фазы.
Первая фаза занимает интервал времени от соприкосновения фронта ударной волны с телом до момента, когда она обтечет его полностью. При соприкосновении ударной волны с телом на обращенной к взрыву его поверхности создается скачек уплотнения в 2-5 раз и более превышающей избыточное давление. В результате человек испытывает тотальный лобовой, касательный удары и сотрясение всего тела. Одновременно ударная волна в силу преобладания в ее спектре высоких частот легко проникает в организм, порождая в нем слоящую систему продольных, поперечных и поверхностных волн, скорость которых близка к скорости звука в среде данной плотности.
Вторая фаза, занимающая почти все время действия ударной волны, представляет собой в сотни - тысячи раз более длительный и поэтому более стабильный процесс. В данный период человек подвергается преимущественному влиянию динамического напора. Разница давлений передней поверхности тела и тыльной рождает смещающую силу, параллельную плоскости земли и направленную от центра взрыва.
Одновременно с этим ударная волна, разрушая на своем пути здания, технику, деревья и др. местные предметы, разгоняет обломки до скоростей соизмеримых со скоростью осколков авиационных бомб и артиллерийских снарядов. Эти летящие "вторичные снаряды" в свою очередь могут наносить ранения незащищенным людям.
Исходя из рассмотренных представлений, различают непосредственное (прямое) и косвенное действие ударной волны на человека.
В механизме травм, возникающих под влиянием ударной волны, следует учитывать следующие особенности:
- неодинаковое ускорение различных частей тела, соединенных сочленениями;
- появление, так называемых, вторичных ударных волн в полых органах;
- создание высокого напряжения в тканях организма;
- формирование в системе кровеносных сосудов и церебральной жидкости гидродинамического удара.
Общее поражающее действие ударной волны на человека принято связывать с величиной избыточного давления в ее фронте. Поражения, наносимые людям прямым действием ударной волны, обычно подразделяются на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые. В Хиросиме смертельные травмы от воздействия ударной волны наблюдались на расстоянии 750 м от эпицентра взрыва. Наряду с закрытыми травмами могут быть открытые травмы главным образом за счет косвенного воздействия ударной волны. Примерно 70-80% травм в Хиросиме и Нагасаки были вызваны летящими предметами и обломками обрушивающихся зданий.
Поражающее действие ударной волны на людей, находящихся на момент взрыва на открытой местности» может быть значительно снижено, если к моменту прихода волны они успеют лечь на землю. Лучше всего ложиться вдоль направления движения волны, так как при таком положении площадь поверхности тела, испытывающая прямой удар волны, уменьшается в несколько раз и в следствии этого снижается действие скоростного напора.
Простейшие оборонительные сооружения - окопы, траншеи, ходы сообщения, а также канавы, ямы, воронки от разрывов снарядов могут служить эффективными средствами защиты личного состава от поражающего действия ударной волны и существенно изменить характер поражений. Это объясняется тем, что в данном случае исключается действие напора перемещающихся масс воздуха в зоне сжатия ударной волны.
Наиболее эффективными средствами защиты от ударной волны являются подбрустверные блиндажи, убежища, подвалы многоэтажных зданий, а также танки. Действие ударной волны на людей ослабляется в 1,5 - 2 раза в окопах, в 4-5 раз в танках и БМП, в 10 раз в убежищах. Естественные укрытия (леса, овраги и т.п.) значительно снижают поражающее действие ударной волны.
2) Световое излучение.
Световое излучение при ядерном взрыве длится всего несколько секунд. Оно способно вызвать у людей ожоги различной степени тяжести, возгорание различного легковоспламеняющегося имущества, а также пожары в населенных пунктах и лесах.
Световое излучение ядерного взрыва представляет собой электромагнитное излучение в ультрафиолетовой видимой и инфракрасной областях спектра. Основным параметром, характеризующим световое излучение, является световой импульс.
Световым импульсом называется количество энергии светового излучения, падающего за все время излучения на единицу площади неэкранированной поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению прямого излучения, без учета отраженного излучения. Световой импульс измеряется в джоулях на М2 (дж/м2).
Ожоги кожи локализуются как на открытых участках тела, так и под обмундированием. Отличительной чертой ожогов кожи на открытых участках тела является "профильный" характер их расположения: большая часть светового излучения распространяется прямолинейно и поэтому поражается сильнее та часть тела, которая обращена в сторону взрыва,
В зависимости от величины воспринятого светового импульса и глубины поражения кожных покровов ожоги разделяются на I II IIIа, IIIб и IV степени тяжести: ожоги I ст. тяжести (2-4 дж/м2) характеризуются появлением эритемы, припухлости, болезненности. Ожог III степени (световой импульс 4-10 дж/м2) более глубокими поражениями кожи с образованием пузырей. IIIа (световой импульс 10-15 дж/м2) поражением, при котором частично сохраняются железы кожи и участки мальпигиева (росткового) слоя. Ожог IIIб степени -некрозом кожи на всю ее толщу. При ожогах IV степени (световой импульс более 15 дж/м2) поражается не только кожа, но и глубжележащиеткани.
Кроме ожогов кожи световое излучение может вызвать временное ослепление, ядерную офтальмию, ожоги век, ожоги переднего отдела глазного яблока, ожоги глазного дна. При внезапном ядерном взрыве примерно у 85% личного состава, находящегося ночью на открытой местности, разовьются явления временного ослепления. Клинически ядерная офтальмия проявляется симптомами острых конъюнктивитов, кератитов, кератоко-конъюнктивитов Величина светового импульса, при которой развивается ожог сетчатки, составляет 0,1 дж/м2.
Защита людей от поражения световым излучением достигается использованием специальной защитной одежды и укрытием в защитных сооружениях или складках местности. Любая непрозрачная преграда на пути распространения светового излучения создает зону тени, находясь в которой можно избежать поражения.
Определенным защитным свойством в отношении светового излучения обладает обмундирование. Обычное обмундирование значительно уменьшает или полностью исключает ожоги тела человека. Ожоги под темным обмундированием могут воспламеняться: в этом случае нужно быстро потушить огонь или сбросить обмундирование.
При расположении личного состава в убежищах, блиндажах, перекрытых щелях, подбрустверных нишах, танках, ШП, бронетранспортерах закрытого типа поражение его световым излучением практически полностью исключается, при расположении в открытых щелях, окопах, траншеях или ходах сообщений лежа - вероятность непосредственного поражения световым излучением уменьшается от 1,5 до 5 раз.
Поражающее действие светового излучения в значительной степени зависит от прозрачности атмосферы. Так уже при легкой дымке величина светового импульса уменьшается в два раза, при небольшом тумане и задымлении б 10, а при густом тумане б 20 раз по сравнению с ясной погодой.
Необходимо учитывать, что от светового излучения возможно образование массовых пожаров и, как следствие, длительное задымление больших площадей. Нередко это становится важным фактором боевой обстановки (в Хиросиме 70% жертв было вызвано возникшим там огненным штормом).
В защите от светового излучения важное место занимают противопожарные мероприятия, очищение зон размещения от горючих материалов, подготовки средств для тушения пожаров и т.д.
3) Проникающая радиация
Проникающая радиация представляет собой поток гамма-излучения и нейтронов, испускаемых в окружающую среду из области ядерного взрыва.
Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение, подобное рентгеновским лучам. Оно распространяется со скоростью света. Причиной возникновения гамма-излучения, а отличии от рентгеновского, являются процессы, происходящие не в электронной оболочке атома, а внутри ядра - внутриядерные превращения. Гамма-излучение, распространяясь в воздухе, значительно ослабляется. В результате взаимодействия гамма-кванта с атомами воздуха или другой среды, в которой он распространяется, на пути его движения остается след из свободных электронов и ионизированных атомов. Степень ионизации среды гамма-излучением определяется дозой гамма-излучения, единицей измерения которой служит рентген, доза излучения характеризуется количеством энергии радиоактивных излучений, поглощенной единицей массы облучаемой среды. Различают дозу излучения в воздухе (экспозиционную дозу) и поглощенную дозу.
Экспозиционная доза измеряется в рентгенах. Один рентген -это такая дюза рентгеновского или гамма-излучения, которая создает в 1 см3 воздуха 2,1´109 пар ионов. Экспозиционная доза измеряется и в кулонах на кг (IP =
2,58´10-4кл/кг).
Поглощенную дозу измеряют в радах, (а также поглощенная доза измеряется и в греях (1 гр = 1 дж/кг = 100 рад).
Для характеристики проникающей радиации используются рентген - для гамма-излучения и биологический эквивалент рентгена -для дозы нейтронов. Один БЭР - это такая доза нейтронов, биологическое воздействие которой эквивалентно воздействию одного рентгена гамма-излучения.
Одним из основных источников гамма-излучения являются осколки деления ядерного горячего, создающие поток осколочного гамма-излучения. Время действия его на наземные объекты зависит от калибра боеприпаса и может составлять 15 - 20 сек.
При ядерном взрыве образуются нейтроны как непосредственно при реакциях деления и синтеза (мгновенные), так и в результате распада осколков деления (запаздывающие нейтроны). Нейтроны будучи электрически нейтральными частицами, при прохождении через вещество сами непосредственно не вызывают его ионизации. Однако они могут вызвать ионизацию косвенным путем, например, взаимодействуя с некоторыми легкими ядрами. Ионизирующая способность нейтронов, как и гамма-излучения, определяется дозой, измеряемой в бэр. Биологическое действие нейтронов, в зависимости от их энергии будет в 3-20 раз более сильным, чем гамма-излучения. В связи с этим поражения, вызванные нейтронами будут более тяжелыми.
Имеется четкая зависимость степени поражения от полученной дозы проникающей радиации. Вели выход из строя через 10 - 15 мин. (немедленный выход из строя) при дозе 0,5 грея составляют единичные случаи, то при дозе 10 грей – 50%, а 15 грей – 100% облученных.
Количество смертельных исходов также зависит от полученной дозы: при дозе 2 грея - это единичные случаи, 3,5 грея – 30%, 5 грей – 70%, а 6 грей – 100% смертельных исходов.
При общем одномоментном воздействии излучений в дозе от 6 до 10 грей развивается острая лучевая болезнь 4 степени (крайне тяжелая), при облучении в дозе 4 - 6 грея - 3 степени (тяжелая). При облучении в дозе 2 - 4 грея - острая лучевая болезнь 2 степени (средней тяжести) и от 1 до 2 грей - лучевая болезнь 1 степени (легкая).
Безопасными дозами радиации при внешнем облучении считаются: при однократном облучении в течении 4 суток - 0,5 грея, при многократном облучении: в течении 10 суток - 1грей, трех месяцев - 2 грея, года - 3 грея. Принципы защиты от ионизирующей радиации: экранированием, расстоянием, временем, приемом радиопротекторов.
Защитой от проникающей радиации служат различные материалы ослабляющие гамма-излучение и нейтроны. Гамма-излучение сильнее всего ослабляется тяжелыми материалами, имеющими высокую электронную плотность (свинец, сталь, бетон.). Поток нейтронов лучше ослабляется легкими материалами, содержащими ядра легких элементов, например, водорода (вода, полиэтилен).
При взрыве ядерного боеприпаса среднего калибра подбрустверные ниши и щели ослабляют проникающего радиацию в 25-50 раз, покрытие блиндажи ослабляет проникающую радиацию 200 - 400 раз, а покрытые убежища в 2000 - 3000 раз, стена железобетонного сооружения толщиной в 1м.ослабляет радиацию примерно в 1000, броня танков ослабляет радиацию в 8-10 раз.
Для лиц, постоянно работающих с источниками ионизирующих излучении, установлены допустимые дозы облучения: не более 0,1р неделю и не более 5 рад в год. При облучении в дозах, превышающих допустимых, может развиться хроническая лучевая болезнь.
4) Радиоактивное заражение
Среди поражающих факторов ядерного взрыва радиоактивное заражение занимает особое место. Особенность этого фактора заключается в том, что радиоактивному заражению подвергаются очень большие территории, а кроме того действие его продолжается длительное время (недели, месяцы, даже годы). На больших площадях может создаваться заражение, представляющее опасность для личного состава и затрудняющее боевые действия войск.
Источниками радиоактивного заражения при ядерных взрывах являются продукты ядерной реакции - осколки деления урана - 235 или плутония - 289; радиоактивные вещества образовавшиеся в почве (наведенная активность), и неразделившаяся часть ядерного горючего.
Радиоактивные вещества, поднимаясь вместе с облаком взрыва, относятся ветром и оседают по пути движения облака, создают радиоактивный след облака в виде зараженной радиоактивными осадками полосы земли. В районе взрыва, так и на следе облака принято выделять четыре зоны: зона А - умеренное заражение; зона Б сильнобо заражения; зона В - опасного заражения; зона Г - чрезвычайно опасного заражения.
Степень заражения местности радиоактивными веществами оценивается по двум показатеяям:
А) по уровню радиации на определенное время после взрыва, например, через 1 час на внешних границах уровень радиации после взрыва составит зона А - 8 р/г, Б - 80 р/г, В - 240 р/г, Г - 800 р/г
Б) по дозам облучения, которые может получить незащищенный личный состав до полного распада радиоактивных веществ составит на внешних границах зоны А -40 р, Б - 400 р, В - 1200р, Г - 4000р.
При выпадении радиоактивных частиц из облака ядерного взрыва заражаются не только местность, но и находящиеся на ней предметы, техника, вооружение и имущество. При заражении обмундирования и кожных покровов радиоактивными веществами выше допустимых норм (500 мр/ч). проводится частичная санитарная обработка. При загрязнении радиоактивными веществами боевой техники выше допустимых норм (200 мр/ч проводится частичная и полная их дезактивация.
Различают первичное заражение, обусловленное выпадающими из облака радиоактивными веществами и вторничное заражение - за счет радиоактивной пыли, поднимающейся в воздухе под действием ветра или передвижения техники. Интенсивность гамма-излучения, иссекаемого радиоактивными веществами на зараженной местности характеризуется уровнем радиации. Под уровнем радиации понимают дозу гамма-излучения, накапливаемую за единицу времени. Характерной особенностью радиоактивного заражения местности является быстрый спад уровней радиации в первые часы после взрыва. За семикратный промежуток времени уровень радиации уменьшается в 10раз.
Поражающее, действие радиоактивного заражения обусловлено главным образом общим внешним облучением. Попадание радиоактивных веществ на кожу или во внутрь организма может в незначительной степени увеличивать поражающий эффект внешнего облучения. Поэтому характеристикой поражающего действия радиоактивного заражения местности является доза радиации, которую может получить личный состав за время пребывания в зараженном районе. При попадании радиоактивных веществ во внутрь организма или на кожу возникают острые или хронические радиационные поражения.
5) Электромагнитный импульс
Ядерные взрывы в атмосфере и в более высоких слоях приводят к возникновению мощных электромагнитных полей. Эти поля ввиду их кратковременного существования принято называть электромагнитным импульсом (ЭМИ).
Поражающее действие ЭМИ проявляется по отношению к радиоэлектронной аппаратуре, находящейся на военной технике и других объектах. Под действием ЭМП в указанной аппаратуре наводятся электрические токи и напряжения, которые могут вызвать пробой изоляции, повреждение трансформаторов, сгорание разрядников, порчу полупроводниковых приборов, перегорание плавких вставок и других элементов радиотехнических устройств.
Если ядерные взрывы произойдут вблизи линий энергоснабжения, связи, имеющих большую протяженность, то наведение в них напряжения могут распространяться по проводам на многие километры и вызывать повреждения аппаратуры и поражения личного состава, находящегося на безопасном удалении по отношению к другим поражающим факторам ядерного взрыва.
Защита от электромагнитного импульса достигается экранированием линий энергоснабжения и управления, а также аппаратуры.
3. ВЛИЯНИЕ ИОНИЗИРУЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА ОРГАНИЗМ.
Сложный патогенез радиационных поражений можно разделить на две фазы:
- первичного действия радиации на молекулярном и клеточном уровне, т.е. механизмов поглощения радиации, ионизации атомов и молекул, первичных физико-химических процессов вызванных непосредственным действием радиации в момент облучения и являющихся пусковым моментом развития дальнейших патологических процессов.
- фазы развития патологических процессов в организме на молекулярном, органном, системном и организменном уровнях.
Патогенетически наиболее важные процессы развития поражения связаны с поражением радиочувствительных клеток организма. Высоко чувствительны к радиации интенсивно размножающиеся клетки кроветворной ткани красного костного мозга, гонад, слизистой кишечника, а также лимфоциты (хотя последние не размножаются, но постоянно претерпевают различные трансформации). Эти клетки погибают от облучения сравнительно низких доз (1 – 4 Гр).
Неразмножающиеся нервные и мышечные клетки разнорезистентны, гибель их наступает при облучении в высоких дозах (от 40 до 10 Гр).
Следует отметить, что нервные клетки на ранних стадиях развития плода также высоко чувствительны к облучению т.к. на этих стадиях развития они размножаются.
Каковы механизма первичного действия радиации на клетки? Приведем некоторые теории и гипотезы, которые, как оказалось, не противоречат, а дополняют друг друга.
Теория прямого действия или теория мишени (Н.В.Тимофеев -Ресовский и др.) объясняет лучевое поражение клетки как результат прямого попадания гамма-кванта или ионизирующей частицы в особо чувствительный объем клетки, в "мишень", удар по которому (прежде всего в ядро клетки) ведет к инактивации, гибели клетки. Эта теория была дополнена теорией непрямого, косвенного действия радиации, в частности на воду, занимающую около 80% массы клетки. При облучении воды образуются ионы и свободные радикалы, которые существуют миллионные доли секунды, и могут оказывать повреждающее действие на структуры клетки.
Кислородный эффект выражается в усилении повреждающего действия радикалов в присутствии кислорода, который взаимодействует с радикалами воды гидратированным электроном, образуя окисляющиеся радикалы. Оказывается при облучении в присутствии нормального содержания кислорода все клетки и организмы более чувствительны к радиации, наоборот, любая гипоксия, недостаток кислорода в момент облучения снижает радиочувствительность в 2-3 раза, т.е. при этом повышается сопротивляемость (толерантность) к облучению.
Была выдвинута сульфгидрильная гипотеза (Баррон, З.Баб, З.Я.Траевский и др.): окисляющему действию радиации высоко чувствительный SH - группы ферментом и белков, и это может приводить к изменениям и нарушениям биоструктур клетки. Эта гипотеза не оправдалась в полной мере, но в состав многих радиопротекторов входят SH -группы (например - цистамии). Были выдвинуты теории образования первичных радиотоксинов: липидных радиотоксинов (активация процессов _________, снижение системы антиоксидантной защиты) в результате действия на ненасыщенные жирные кислоты (Б.Н.Тарусов) и хиноидных, при облучении ароматических соединений (А.М.Кузин).
Следующий важный вопрос б радиобиологии: поражение каких биоструктур имеет наиболее важное значение б радиационном поражении клетки, поражение ядра или цитоплазмы?
В настоящее время все большее признание получает теория о решающей роли действия радиации на генетические структуры клетки, нарушения функций и структуры ДНК хромосом, ядра. ДНК - это уникальная структура клетки, наиболее чувствительная к облучению, повреждение ее чревато различными трагическими последствиями для всей клетки и даже последующих поколений.
При облучении в результате прямого и косвенного действия радиации в ДНК наступают различные структурные нарушения: разрывы водородных связей, нарушения оснований и точковые мутации, одиночные и двойные разрывы цеди ДНК, усиление распада ДНК, нарушение мембранного комплекса ДНК, разрывы хромосом и хромосомные мутации. Одновременно нарушаются ее функции: синтез ДНК, наступает задержка митозов, нарушается генетический код, синтез РНК, нарушается обмен веществ и т.д. Эти структурно-метаболические изменения ДНК могут привести к гибели клетки. С другой стороны, одновременно происходят восстановительные процессы, восстанавливание ДНК с помощью специальных ферментных систем, причем легче восстанавливаются одиночные разрывы, труднее - двойные разрывы ДНК.
При облучении нарушаются и структуры цитоолазмы. Высоко чувствительны внутриклеточные мембраны и митхондрии, повреждения их приводит к нарушениям обмена веществ, окислительного фосфорилирования, недостатку АТФ и внутриклеточной энергии. Нарушения лизосом приводят к высвобождению протеолитических ферментов, которые могут вызвать аутолиз клетки. Однако эти структуры в клетке многочисленны, менее чувствительны, эти нарушения легче восстанавливаются.
Степень радиационного поражения клетки зависит от дозы, вида и мощности излучений, условий среды, содержание кислорода, жизненного цикла клетки. В результате нарушений ДНК и цитоплазмы могут быть различные эффекты действий радиации на клетки: интерфазная гибель вскоре после облучения; репродуктивная гибель в процессе митоза или через несколько митозов, в некоторых клетках происходит репарация сублетальных повреждений, могут появиться мутантные клетки с генетическими нарушениями или с онкологическими последствиями.
Таким образом, характерной чертой лучевой болезни, отличающейся от многих других заболеваний, является поражение генетического аппарата клетки (ДНК, хромосом), нарушение размножения клеток, массовая гибель радиочувствительных клеток, опустошение радиочувствительных тканей и систем, прежде всего кроветворной системы и слизистой кишечника.
4. МЕДИКО-ТАКТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОЧАГОВ
ЯДЕРНОГО ПОРАЖЕНИЯ. ОСОБЕННОСТИ
ФОРМИРОВАНИЯ САНИТАРНЫХ ПОТЕРЬ.
Под очагом ядерного поражения понимается территория с находящимися на ней людьми, боевой техникой, транспортом и другими объектами, подвергшаяся непосредственному воздействию поражающих факторов ядерного взрыва, Принимая во внимание калибр боеприпаса и вид ядерного взрыва, можно условно выделить очаги с преимущественными радиационными, комбинированными и преимущественно термическими поражениями.
Количество возникающих в очаге санитарных потерь, структура поражений находятся в прямой зависимости от вида, мощности ядерного взрыва и степени защиты личного состава.
Преобладающее значение при взрывах боеприпасов до 10 тыс. тонн имеет проникающая радиация, что обуславливает возникновение чистых радиационных поражений, количество которых может достигать 70-90% к числу санитарных потерь от ядерного оружия. Остальные санитарные потери в этих случаях будут представлены комбинированными поражениями (травма, ожог, лучевая болезнь) за счет действия всех трёх факторов. Если учесть преобладание роли нейтронов при взрывах боеприпасов малого и сверхмалого калибров, а также особенности их биологического действия и способность вызывать наведенную активность, то, очевидно что степень тяжести радиационный поражений будет значительно большей.
Общее Бремя действия проникающей радиации составляет несколько секунд, при взрывах боеприпасов сверхмалого и малого калибров и 15-25 сек. при взрывах боеприпасов крупного калибра.
Наиболее резко при увеличении мощности боеприпасов возрастает роль светового излучения. Радиус его действия на личный состав увеличивается с 0,2- 0,3 км при мощности 0,1тыс. тонн, до 3,3 км при мощности 100 тыс. тонн и до 6,5 км при нощности 500 тыс. тонн. Действия светового излучения продолжается от десятых долей секунд при взрывах мощностью более 1 млн. тонн. При взрывах большой мощности радиусы поражения открыто расположенного личного состава световым излучением больше, чем от ударной волны и проникающей радиации. При подземном и подводном ядерных взрывах световое излучение как поражающий фактор практического значения не имеет, так как почти полностью поглощается грунтом и водой.
Воздушная ударная волна начинает действовать на объект через некоторых промежуток времени после взрыва, продолжительность которого зависит от мощности взрыва и удаления объекта от эпицентра. действие ударной волны продолжается от нескольких десятков далей сек. при взрывах боеприпасов сверхмалого и малого калибров до нескольких секунд при взрывах боеприпасов большой мощности. Радиус действия ударной волны (легкая степень) при применении боеприпасов сверхмалого и малого калибров значительно отстает от радиусов действия проникающей радиации. При взрыве мощностью 10 тыс. тонн эти радиусы выравниваются, при взрывах мощностью 500 тыс.тонн зона действия ударной волны уже в 1,5 раза больше радиуса действия проникающей радиации. Возрастание радиусов выхода из строя от влияния ударной волны далее происходит достаточно резко, однако они оказываются в 2- 2,5 раза меньшими, чем радиусы действия светового излучения
Можно сделать вывод об относительном преобладании количества травм и особенно ожогов при взрывах боеприпасов крупного и сверхкрупного калибров..
Суммируя вышеизложенные данные, можно считать, что очаги применения боеприпасов сверхмалого и малого калибров будут характеризоваться в основном тяжелыми санитарными потерями терапевтического профиля, а очаги применения боеприпасов крупного и сверхкрупного калибра - санитарные потерями хирургического профиля.
Действие радиоактивных веществ начинается или с момента подхода облака взрыва к данному участку местности и выпадения на него радиоактивной пили, или с момента образования радиоактивных веществ в почве (наведенная активность). Чем мощнее ядерный взрыв, тем большее радиоактивное заражение следует ожидать как по площади заражения, так и по уровням радиации. При одних и тех же мощностях ядерных взрывов радиоактивное заражение наблюдается: при наземных взрывах - на больших площадях, при подземных взрывах -по следу движения облака на меньшей площади, однако площадь с высокими уровнями радиации будет больше, чем при наземном взрыве, при воздушных взрывах - сравнительно незначительное (в большинстве случаев не представляющее опасности для войск).
Основная масса пострадавших от ядерного оружия будет иметь комбинированный характер поражения. Поражения могут быть разнообразными, а структура санитарных потерь непостоянной. На структуру санитарных потерь прежде всего влияет мощность взрыва. Так, при взрывах боеприпасов среднего калибра и открытом расположении войск чаще всего будут встречаться сочетание ожогов и закрытых травм (контузий, переломов) с лучевой болезнью, при взрывах боеприпасов сверхмалого и малого калибров - сочетание лучевой болезни с травмами, при взрывах боеприпасов крупного калибра - в основном сочетание травм и ожогов.
При перемещении войск в населенных пунктах большее число пораженных будут иметь ожоги не только от непосредственного действия светового излучения, но и в результате пожаров. В этих условиях люди могут получить различные травмы от обломков разрушающихся зданий и осколков стекла. Поражения нередко будут сочетаться с лучевой болезнью.
Структура санитарных потерь неодинакова также при взрывах, произведенных на различной высоте. При воздушном взрыве, при прочих равных условиях более значителен процент ожогов, а при наземном - травматических повреждений.
Структура потерь зависит от расположения пострадавших подразделений по отношению к центру взрыва. В подразделениях, находящихся на периферии будут в основном легкими, в то время как на местности, расположенной ближе к центру взрыва будут наблюдаться преимущественно тяжелые комбинированные поражения.
Для всех видов ядерных очагов характерна одномоментность и массовость формирования санитарных потерь.
5. ОРГАНИЗАЦИЯ МЕДИЦИСКОЙ ПОМОЩИ
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОЧАГА.
Особенности проведения лечебно-эвакуационых мероприятий в ядерном очаге заключается в следующем. Непосредственно после прохождения ударной волны личный состав, подразделений, подвергшихся нападению, приступает к оказанию первой помощи. С помощью товарищей и сохранившегося медицинского персонала (санитаров, санинструкторов) ранение и больные извлекаются (или самостоятельно выходяд) из поврежденных боевых машин, транспортных средств блиндажей, убежищ. В доследующем в эту работу подключаются личный состав подразделений, отряд ликвидации последствий.
В боевых условиях обстановка может сложиться так, что,
несмотря на преимущественно тяжелые поражения у людей, необходимость срочного оказания им медицинской помощи при осуществлении противником наземных, подземных, подводных ядерных взрывов, своевременное проведение мероприятий по ликвидации последствий будет ограничено опасностью внешнего облучения в результате радиоактивного заражения.
В условиях радиоактивного заражения местности для личного состава устанавливается режим работы с учетом определенной командиром на операцию допустимой дозы внешнего облучения. При значительном радиоактивном заражении местности в очаге время, затрачиваемое на оказание медицинской помощи пострадавшим, должно быть минимальным, а помощь ограничена только теми мероприятиями которые обеспечивают сохранение их жизни и возможности эвакуации.
Планирование мероприятий по ликвидации последствий применения ядерного оружия в очаге осуществляется с учетом зон вероятных разрушений. Обычно выделяют три зоны: полных, сильных и слабых разрушений. Как правило, в первую очередь медпомощь пораженным оказывается в зоне слабых разрушений.
По мере устройства проходов, ликвидации пожаров, обеспечения доступа к завалам, где находятся пораженные, помощь оказывается в зонах сильных и полных разрушений. С целью обеспечения наиболее быстрого розыска и оказания помощи пострадавшим б очаге следует учитывать, что в первую) очередь обследуются те места, где наиболее вероятно было нахождение личного составь.
Розыск осуществляется методом двукратного сплошного обследования территории очага с интервалом между каждым обследованием в 2 - 4 часа. Места расположения пораженных обозначаются специальными сигнальными устройствами (флаги, надувные шары, радиопеленгаторы и пр.)
Выдвигаются в очаг поражения на средствах с высокой защитной способностью, быстро вывозят пораженных в безопасное место и оказывают первую медицинскую помощь. При отсутствии заражения местности первую медицинскую помощь оказывают в очаге, и затем осуществляются вывоз (вынос) пораженных в местах сбора (на медпункты). При уровнях радиации на местности, превышающих 0,5 р. розыск пораженных и оказание им помощи производится в противогазе или респираторе, в комбинезоне, защитных чулках ит.д.
Легкораненые из очага выходят самостоятельно. При отсутствии возможности вывоза тяжелораненых из очага на ближайшие развернутые медицинские пункты их сосредотачивают в "гнездах раненых". Эти места сбора выбирают на незараженных участках местности с низкими уровнями радиации.
Существенным отличием ядерных очагов при применении боеприпасов среднего и крупного калибра с одной стороны, малого и сверхмалого - с другой, является уменьшение в последнем случае количества комбинированных поражений, изолированных повреждений ударной волной и световым излучением и резкое увеличение чисто радиационных поражений. За счет более медленного развития симптомов поражения у многих облученных (легкая и средняя степень лучевой болезни) общее количество пострадавших, нуждающихся в неотложной медицинской помощи в очаге применения боеприпасов малого и сверхмалого калибров уменьшается в 1,5 - 2 раза. Однако у тех, кто выходит из строя в течении 10 - 15 мин. до 1 суток, будет развиваться крайне тяжелая степень лучевой болезни.
В очаге воздушных ядерных взрывов уровни радиации на местности не высокие (исключение составляет эпицентр) и не препятствуют розыску пораженных., оказанию им помощи и вывозу; необходимость в использовании средств защиты органов дыхания и кожи не возникает.
Принимая во внимание все вышесказанное необходимо заметить, что планирование и проведение конкретных мероприятий медицинской службой по ликвидации последствий применения ядерного оружия в очаге поражения реально осуществимо только при получении информации о масштабах применения ядерного оружия, виде взрыва, калибра примененных боеприпасов, степени радиоактивного заражения местности в очаге на основных путях эвакуации, вероятном количестве санпотерь. До поручения вышеперечисленных данных (через штабы соединений и объединений) оказание первой медицинской помощи пострадавшим осуществляется, как правило, за счет сил и средств частей и соединений, оказавшихся в очаге.
Доцент кафедры военной и экстремальной медицины
Кандидат медицинских наук
В. РЕЗИН