РАЗДЕЛ I. Поражающее действие вредных веществ среды обитания и современного оружия на человека .
1. Понятие среды обитания человека, сферы среды обитания: биосфера, производственная, бытовая их краткая характеристика с точки зрения безопасности жизнедеятельности.
2. Обеспечение безопасности человека в системе "человек-среда обитания
-машина" - объективная основа возникновения проблемы безопасности жизнедеятельности.
Безопасность оборудования и производственные процессы. Эксплуатация любого вида оборудования связана потенциально с наличием тех или иных опасных или вредных производственных факторов.
Основные направления создания безопасных и безвредных условий труда.
Цели механизации: создание безопасных и безвредных условий труда при
выполнении определенной операции.
Исключение человека из сферы труда обеспечивается при использовании РТК,
создание которых требует высоко научно-технического потенциала на этапе как
проектирования, так и на этапе изгот-я и обслуживания, отсюда значительные
капитальные затраты.
Требования безопасности при проектировании машин и механизмов.
ГОСТ 12.2... ССБТ Требования направлены на обеспечение безопасности,
надежности, удобства в эксплуатации.
Безопасность машин опред. отсутствием возможности изменения параметров
технологич. процесса или конструктивных параметров машин, что позволяет
исключить возм-ть возникновения опасн. факторов.
Надежность определяется вероятностью нарушения нормальной работы, что
приводит к возникновению опасных факторов и чрезвычайных (аварийных)
ситуаций. На этапе проектирования, надежность определяется правильным
выбором конструктивных параметров, а также устройств автоматического
управления и регулирования.
Удобства эксплуатации определяются психофизиологическим состоянием
обслуж. персонала. На этапе проектирования удобства в эксплуатации
определяются правильным выбором дизайна машин и правильно-спроектированным
РМ пользователя. ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ
сидя. Общие эргономические требования. ГОСТ 12.2.033-78 ССБТ. Рабочее место
при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования.
Задачи БЖД:1. Идентификация (распознавание) опасностей с указанием их
количественных характеристик и координат в 3-х мерном пространстве.
2.Определение средств защиты от опасностей на основе сопоставления затрат с
выгодами, т.е. с т.з. экономической целесообразности. 3. Ликвидация
отрицательных последствий (опасностей).
3. Элементы системы безопасности: промышленная экология, охрана тру да, гражданская оборона, их краткая характеристика.
4. Опасные и вредные факторы окружающей среды. Вторичные явления: смог, кислотные дожди, раз рушение озонного слоя, снижение плодородия почв, качества продуктов питания, их влияние на человека и природу.
5. Парниковый эффект, электромагнитные поля, ионизирующие из лучения, их влияние на человека в процессе жизнедеятельности.
Электромагнитное поле. Источник возникновения — пром. установки, радиотехнич. объекты, мед. апп., уст-ки пищ. пром-ти.
Характеристики эл. магнитного поля:
1. длина волны, [м] 2.частота колебаний [Гц]
( = VC/f, где VC = 3(10 м/с
Номенклатура диапазонов частот (длин волн) по регламенту радиосвязи:
|Ном|Диапазо|Диапазон|Соотв. |
|ер |н |длин |метрическое|
|диа|частот |волн |подразд. |
|паз|f, Гц | | |
|она| | | |
|5 |30-300 |104-103 |НЧ |
| |кГц | | |
|6 |300-300|103-102 |СЧ |
| |0 кГц | |(гектометро|
| | | |вые) |
|7 |3-30 |102-10 |ВЧ |
| |МГц | |(декометров|
| | | |ые) |
|8 |30-300 |10-1 |метровые |
| |МГц | | |
|9 |300-300|1-0,1 |УВЧ |
| |0 МГц | |(дециметров|
| | | |ые) |
|10 |3-30 |10-1 см |СВЧ |
| |ГГц | |(сантиметро|
| | | |вые) |
|11 |30-300 |1-0,1 см|КВЧ |
| |ГГц | |(миллиметро|
| | | |вые) |
Эл. магн. поля НЧ часто используются в промышленном производстве
(установках) - термическая обработка.
ВЧ — радиосвязь, медицина, ТВ, радиовещание.
УВЧ — радиолокация, навигация, мед., пищ. пром-ть.
Пространство вокруг источника эл. поля условно подразделяется на зоны: —
ближнего (зону индукции); — дальнего (зону излучения).
Граница между зонами является величина: R=(/2(.
В зависимости от расположения зоны, характеристиками эл.магн. поля
является: — в ближней зоне ( составляющая вектора напряженности эл. поля
[В/м] составляющая вектора напряженности магн. поля [А/м] — в дальней зоне
( используется энергетическая характеристика: интенсивность плотности
потока энергии [Вт/м2],[мкВт/см2].
Вредное воздействие эл. магнитных полей.
Эл. магн. поле большой интенсивности приводит к перегреву тканей, воздействует на органы зрения и органы половой сферы. Умеренной интенсивности: нарушение д-ти центральной нервной системы; сердечно- сосудистой; нарушаются биологические процессы в тканях и клетках. Малой интенсивности: повышение утомляемости, головные боли; выпадение волос.
Нормирование эл. магн. полей.
ГОСТ 12.1.006-84
Нормируемым параметром эл. магн. поля в диапазоне частот 60 кГц-300 МГц
является предельно-допустимое значение составляющих напряженностей эл. и
магнитных полей.
, [В/м] , [А/м]
ЭНЕПД - предельно-допустимая энергетическая нагрузка составляющей напряженности эл. поля в течение раб. дня [(В/м)2(ч]
ЭННПД - предельно-допустимая энергетическая нагрузка составляющей напряженности магн. поля в течение раб. дня [(А/м)2(ч]
Нормируемым параметром эл. магн. поля в диапазоне частот 300 МГц-300 ГГц
является предельно-допустимое значение плотности потока энергии.
ППЭПД - предельное значение плотности потока энергии [Вт/м2],[мкВт/см2]
К - коэф. ослабления биологических эффектов
ЭНППЭПД - пред-доп. величина эн. нагрузки [В/м2(ч]
Т - время действия [ч]
Пред. величина ППЭпд не более 10 Вт/м2; 1000 мкВт/см2 в производственном
помещении.
В жилой застройке при круглосуточном облучении в соответствии с СН ( ППЭпд
не более 5 мкВт/см2.
Мероприятия по защите от воздействия электромагнитных полей.
1. Уменьшение составляющих напряженностей электрического и магнитного полей в зоне индукции, в зоне излучения — уменьшение плотности потока энергии, если позволяет данный технологический процесс или оборудование. Защита временем (ограничение времяпребывания в зоне источника эл. магн. поля).
Защита расстоянием (60 — 80 мм от экрана). Метод экранирования рабочего места или источника излучения электромагнитного поля. Рациональная планировка рабочего места относительно истинного излучения эл. магн. поля.
Применение средств предупредительной сигнализации. Применение средств индивидуальной защиты.
Ионизирующее излучение — излучение, взаимодействие которого со средой
приводит к возникновению ионов различных знаков.
Характеристики ионизирующего излучения.
Экспозиционная доза — отношение заряда вещества к его массе [Кл/кг];
Мощность экспозиционной дозы [Кл/кг(с];
Поглощенная доза — средняя энергия в элементарном объеме на массу вещества
в этом объеме [Гр=Грей], внесистемная единица - [Рад];
Мощность поглощенной дозы [Гр/с], [Рад/с];
Эквивалентность — вводится для оценки заряда радиационной опасности при
хроническом воздействии излучения произвольным составом [Зв=Зиверт],
внесистемная единица [бэр].
1 Зв=1Гр/Q, где Q - коэф. качества (зависит от биологического эффекта ИИ).
Радиоактивность — самопроизвольное превращение неустойчивого нуклида в
другой нуклид, сопровождающееся испусканием ионизирующего излучения
Активностью радионуклида назыв. величина, к-ая хар-ся числом распада
радионуклидов в ед. времени или числом радиопревращений в ед. времени.
[Беккерель — Бк]
Виды и источники ИИ в бытовой, произв. и окружающей среде:
К ИИ относится:
— корпускулярная ((, ( нейтроны); — ((,лент, электромагн.)
По ионизирующей способности наиболее опасно ( излучение, особенно для
внутреннего излучения (внутр. органы, проникая с воздухом и пищей).
Внешнее излучение действует на весь организм человека.
Фоновое облучение организма человека создается космическим излучением,
искусственными и естественными радиоактивными веществами, которые
содержатся в теле человека и окружающей среде.
Фоновое облучение включает:
1) Доза от космического облучения; 2) Доза от природных источников; 3) Доза от источников, испускающих в окружающую среду и в быту; 4) Технологически повышенный радиационный фон; 5) Доза облучения от испытания ядерного оружия; 6) Доза облучения от выбросов АЭС; 7) Доза облучения, получаемая при медицинских обследованиях и радиотерапии;
Эквивалентная доза — от космического облучения — 300 мкЗв/год.
В биосфере Земли находится примерно 60 радиоактивных нуклидов.
Эффективность дозы облучения ТЭЦ в 5 - 10 раз выше, чем АЭС в увеличении
фона.
При полете в самолете на высоте 8 км дополнительное облучение составляет
1,35 мкЗв/год. Цветной телевизор на расстоянии 2,5 метра от экрана 0,0025
мкЗв/час, 5 см. от экрана — 100 мкЗв/час. Ср. эквивалентная доза облучения
при медицинских исследованиях 25 - 40 мкЗв/год. Дополнительные дозы
облучения 0,5 млБэр/час на расст. 5 м. от бытовой аппаратуры 28 млРент/час.
Биологическое действие геонизир. изл.
1. Первичные (возникают в молекулах ткани и живых клеток)
2. Нарушение функций всего организма
Наиболее радиочувствительными органами являются:
— костный мозг;
— половая сфера;
— селезенка
Изменения на клеточном уровне различают:
1. Соматические или телесные эффекты, последствия которых сказываются на человеке, но не на потомстве.
2. Стохастические (вероятностные): лучевая болезнь, лейкозы, опухоли.
3. Нестохастические — поражения, вероятность которых растет по мере увеличения дозы облучения. Существует дозовый порог облучения.
4. Генетические. 100%-я доза летальности при облучении всего тела 6 Гр, доза 50% выживания — 2,4-4,2 Гр. Лучевая болезнь — более одного Гр. У большинства кажущиеся клинич-ое улучшение длится 14 — 20 суток.
Период восстановления продолжается 3-4 месяца. Повышенной опасностью
обладают радионуклиды, попавшие внутрь (с пищей, воздухом, водой).
Наиболее опасен воздушный путь (за 6 ч. вдыхает 9 м воздуха, 2,2 л воды).
Биологические периоды выведения радионуклидов из внутренних органов
колеблется от нескольких десятков суток до бесконечности.
( Стронций — 90; Несколько десятков суток ( C14,Na24
Нормирование ИИ.
Нормы радиационной безопасности (НРБ — 76/78)
Регламентируются 3 категории облучаемых лиц:
А — персонал, связей с источником ИИ; Б — персонал (ограниченная часть
населения), находящихся вблизи источника ИИ; В — население района, края,
области, республики.
Группа критических органов (по мере уменьшения чувствительности):
1. Все тело, половая сфера, красный костный мозг
1. Мышцы, щитовидная железа, жировая ткань и др. органы за исключением тех, которые относятся к 1 и 3 группам
2. кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, стопы.
Основные дозовые пределы, допустимые и контрольные уровни, которые
приводятся в НРБ — 76/78 установлены для лиц категории А и Б.
Нормы радиационной безопасности для категории В не установлены, а
ограничение облучений осуществляются регламентацией или контролем
радиоакт. объектов окр. среды.
А дозовый предел — ПДД - наибольшее значение индивидуальной
эквивалентной дозы за календарный год, которое при равномерном воздействии
в течении 50 лет не вызывает отклонении в состоянии здоровья обслуживающего
персонала, обнаруживаемые современными методами исследования. Б дозовый
предел — ПД - основной дозовый предел, который при равномерном облучении в
течение 70 лет не вызывает отклонений у обслуживающего персонала,
обнаруживаемые современными методами исследования. Основные дозовые пределы
для категорий А и Б:
|Категории |группы крит. органов |
| |I |II |III |
|А |50 |150 |300 |
|Б |5 |15 |30 |
Основные санитарные правила (ОСП) работы с источниками ионизирующих
излучений. ОСП 72/78 — нормативный документ Включает: Требования к
размещению установок с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих
излучений. Требования к организации работ с ними. Требования к поставке,
учету и перевозке. Требования к работе с закрытыми источниками. Требования
к отоплению, вентиляции и газоочистки при работе с источниками.
Методы защиты от ионизирующих излучений.
Основные методы: Метод защиты количеством, т.е. по возможности снижение
нормы дозы облучения. Защита временем Экранирование (свинец, бетон) Защита
расстоянием
6. Понятие ядерного оружия, тротиловый эквивалент. Сущность ядерной реакции деление тяжелых ядер.
Ядерное оружие состоит из ядерных боеприпасов, средств доставки их к цели
(носителей) и средств управления. Ядерные боеприпасы (боевые части ракет и
торпед, ядерные бомбы, артснаряды, мины и др.) относятся к самым мощным
средствам массового поражения. Действия их основаны на использовании
внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых
ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях
синтеза легких ядер — изотопов водорода (дейтерия, трития).
Мощность ядерных боеприпасов принято измерять тротиловым эквивалентом, т.
е. количеством обычного взрывчатого вещества (тротила), при взрыве которого
выделяется столько же энергии, что и при взрыве данного ядерного
боеприпаса. Тротиловый эквивалент выражается в тоннах, килотоннах и
мегатоннах. По мощности ядерные боеприпасы условно подразделяют на:
сверхмалые (мощностью до 1 кт); малые (1—10 кт); средние (10—100 кт);
крупные (100 кт—1 Мт) и сверхкрупные (мощностью свыше 1 Мт).
Масштабы возможных поражений зависят от мощности и вида взрыва, степени
защищенности объекта, места расположения, а также от среды, в которой
произошел взрыв, и ряда других причин.
Виды ядерных взрывов. В зависимости от решаемых задач ядерный взрыв может
быть произведен в разреженных слоях атмосферы или в космосе, в плотных
(приземных) слоях атмосферы у поверхности земли (воды) или под землей (под
водой). Вот почему различают высотный, воздушный, наземный (надводный) и
подземный (подводный) взрывы.
Поражающее действие ядерного взрыва определяется механическим
воздействием ударной волны, тепловым воздействием светового излучения,
радиационным воздействием проникающей радиации и радиоактивного заражения.
Для некоторых элементов объектов поражающим фактором является
электромагнитное излучение (электромагнитный импульс) ядерного взрыва.
Распределение энергии между поражающими факторами ядерного взрыва зависит от вида взрыва и условий, в которых он происходит. При взрыве в атмосфере примерно 50% энергии взрыва расходуется на образование ударной волны,
30—40% — на световое излучение, до 5% — на проникающую радиацию и электромагнитный импульс и до 15% — на радиоактивное заражение.
7. Характеристика термоядерной реакции. Поражающее действие нейтронных боеприпасов.
Разновидность ядерного оружия — нейтронные боеприпасы (с термоядерным
зарядом малой мощности), поражающее действие которых в основном
определяется воздействием потока быстрых нейтронов и гамма лучей. Это так
называемое «гуманное» оружие повышенной радиации планируется стратегами для
поражения живой силы противника при максимальном сохранении материальных
ценностей. Например, при взрыве нейтронного боеприпаса мощностью 1 кт за
пределами радиуса 500 м основным поражающим фактором является проникающая
радиация: в радиусе до 1 км люди будут погибать от действия потока
нейтронов и гамма лучей, а в радиусе до 2 км — получать тяжелую лучевую
болезнь, в результате которой большая часть людей погибнет в течение
нескольких недель.
Распределение энергии между поражающими факторами ядерного взрыва зависит
от вида взрыва и условий, в которых он происходит. При взрыве в атмосфере
примерно 50% энергии взрыва расходуется на образование ударной волны,
30—40% — на световое излучение, до 5% — на проникающую радиацию и
электромагнитный импульс и до 15% — на радиоактивное заражение.
Для нейтронного взрыва характерны те же поражающие факторы, однако
несколько по-иному распределяется энергия взрыва: 8— 10% — на образование
ударной волны, 5—8% — на световое излучение и около 85% расходуется на
образование нейтронного и гамма-излучений (проникающей радиации).
8. Характеристика воздушной ударной волны. Понятие скоростного напора, избыточного давления, метательного действия, поражающее действие ударной волны, способы защиты.
Ударная волна — это область резкого сжатия среды, которая в в виде
сферического слоя распространяется во все стороны от места взрыва со
сверхзвуковой скоростью. В зависимости от среды распространения различают
ударную волну в воздухе, в воде или грунте (сейсмовзрывные волны).
Ударная волна в воздухе образуется за счет колоссальной энергии,
выделяемой в зоне реакции, где исключительно высокая температура, а
давление достигает миллиардов атмосфер (до 105 млрд. Па). Раскаленные пары
и газы, стремясь расшириться, производят резкий удар по окружающим слоям
воздуха, сжимают их до больших давления и плотности и нагревают до высокой
температуры. Эти слои воздуха приводят в движение последующие слои. И так
сжатие и перемещение воздуха происходит от одного слоя к другому во все
стороны от центра взрыва, образуя воздушную ударную волну. Расширение
раскаленных газов происходит в сравнительно малых объемах, поэтому их
действие на более заметных удалениях от центра ядерного взрыва исчезает и
основным носителем действия взрыва становится воздушная ударная волна.
Вблизи центра взрыва скорость распространения ударной волны в несколько раз
превышает скорость звука в воздухе. С увеличением расстояния от места
взрыва скорость распространения волны быстро падает, а ударная волна
ослабевает; на больших удалениях ударная волна переходит, по существу, в
обычную акустическую волну и скорость ее распространения приближается к
скорости звука в окружающей среде, т. е. к 340 м/с. Воздушная ударная волна
при ядерном взрыве средней мощности проходит примерно 1000 м за 1,4 с, 2000
м — за 4 с, 3000 м — за 7 с, 5000 м— за 12 с. Отсюда следует, что человек,
увидев вспышку ядерного взрыва, за время до прихода ударной волны, может
занять ближайшее укрытие (складку местности, канаву, кювет, простенок и т.
п.) и тем самым уменьшить вероятность поражения ударной волной.
Непосредственно за фронтом ударной волны, в области сжатия, движутся массы
воздуха. Вследствие торможения этих масс воздуха, при встрече с преградой
возникает давление скоростного напора воздушной ударной волны. Когда фронт
ударной волны достигает Данной точки пространства (преграды), скоростной
(ветровой) напор, как и избыточное давление, моментально поднимается от
нуля до максимального значения. По мере удаления от фронта скоростной напор
уменьшается до нуля несколько позднее, нежели избыточное давление. Это
объясняется инерцией движущегося за фронтом ударной волны воздуха. Однако
для оценки разрушающего действия воздушной ударной волны ядерного взрыва
эта разница несущественна и при расчетах принимают продолжительность воз-
1ействия скоростного напора равным времени действия фазы сжатия.
Избыточное давление во фронте ударной волны (АР^,— это разность между
максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным
давлением Р„ перед этим фронтом. Единица избыточного давления — паскаль
(Па) или килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см2):
1 Па == 1 Н/м2 = 0,102 кгс/м2 = 1,0.2 • Ю-5 кгс/см:-
1 кгс/см2 =98,1 кПа или Г кгс/см2 w 100 кПа.
Значение избыточного давления в основном зависит от мощности и вида взрыва
и расстояния. Влияние других условий (рельефа местности, метеоусловий и
др.) может быть учтено путем введения соответствующих поправок в значения
величин, определяемых для различных условий взрыва.
Характер воздействия ударной волны на
людей и животных. Ударная волна может нанести незащищенным людям и животным
травматические поражения, контузии или быть причиной их гибели. Поражения
могут быть непосредственными или косвенными.
Непосредственное поражение ударной волной возникает в результате
воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха. Ввиду
небольших размеров тела человека ударная волна почти мгновенно охватывает
человека и подвергает его сильному сжатию. Процесс сжатия продолжается со
снижающейся интенсивностью в течение всего периода фазы сжатия, т. е. в
течение нескольких секунд. Мгновенное повышение давления в момент прихода
ударной волны воспринимается живым организмом как резкий удар. В то же
самое время скоростной напор создает значительное лобовое давление, которое
может привести к перемещению тела в пространстве.
Косвенные поражения люди и животные могут получить в результате ударов
обломками разрушенных зданий и сооружений или в результате ударов летящих с
большой скоростью осколков стекла, шлака, камней, дерева и других
предметов. Например, при избыточном давлении во фронте ударной волны 35 кПа
плотность летящих осколков достигает 3500 шт. на квадратный метр при
средней скорости перемещения этих предметов 50 м/с.
Характер и степень поражения незащищенных людей и животных зависят от
мощности и вида взрыва, расстояния, метеоусловий, а также от места
нахождения (в здании, на открытой местности) и положения (лежа, сидя, стоя)
человека.
Воздействие воздушной ударной волны на незащищенных людей характеризуется
легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми травмами.
Разрушение постройки 20-30 кПа.
9. Световое излучение ядерного взрыва. Световой импульс, длительность действия светового из лучения, степени ожогов людей, способы защиты от светового излучения.
Световое излучение. По своей природе световое излучение ядерного взрыва —
поток лучистой энергии оптического диапазона (близок к спектру солнечного
излучения). Источник светового излучения — светящаяся область взрыва,
состоящая из нагретых до высокой температуры веществ ядерного боеприпаса,
воздуха
-и грунта (при наземном взрыве). Температура светящейся области в течение
некоторого времени сравнима с температурой поверхности солнца (максимум
8000—10000 и минимум 1800°С). Размеры светящейся области и ее температура
быстро изменяются во времени. Продолжительность светового излучения зависит
от мощности и вида взрыва и может продолжаться до десятков секунд. При
воздушном взрыве ядерного боеприпаса мощностью 20 кт световое излучение
продолжается 3 с, термоядерного заряда 1 Мт—10 с.
Поражающее действие светового излучения характеризуется световым
импульсом. Световой импульс—количество энергии прямого светового излучения
ядерного взрыва, падающей за все время излучения на единицу площади
неподвижной и неэкранируемой поверхно-.сти, расположенной перпендикулярно
направлению излучения. Единица светового импульса — джоуль на квадратный
метр (Дж/м2)
-или калория на квадратный сантиметр (кал/см2). 1 Дж/м2=23,9x X 10-6
кал/см2; 1 кДж/м2=О.0239 кал/см2; 1 кал/см2=40 кДж/м2.
Световое излучение ядерного взрыва при непосредственном воздействии
вызывает ожоги открытых участков тела, временное ослепление или ожоги
сетчатки глаз. Возможны вторичные ожоги, возникающие от пламени горящих
зданий, сооружений, растительности, воспламенившейся или тлеющей одежды.
Независимо от причин возникновения, ожоги разделяют по тяжести поражения
организма.
Ожоги первой степени выражаются в болезненности, покраснении и
припухлости кожи. Они не представляют серьезной опасности и быстро
вылечиваются без каких-либо последствий. При ожогах второй степени
образуются пузыри, заполненные прозрачной белковой жидкостью; при поражении
значительных участков кожи человек может потерять на некоторое время
трудоспособность и нуждается в специальном лечении. Пострадавшие с ожогами
первой и второй степеней, достигающими даже 50—60 % поверхности кожи,
обычно выздоравливают. Ожоги третьей степени характеризуются омертвлением
кожи с частичным поражением росткового слоя. Ожоги четвертой степени:
омертвление кожи и более глубоких слоев тканей (подкожной клетчатки, мышц,
сухожилий костей). Поражение ожогами третьей и четвертой степени
значительной части кожного покрова может привести к смертельному исходу.
Степени ожогов и световые импульсы, при которых они возникают, приведены в
табл. 4.
Одежда людей и шерстяной покров животных защищает кожу от ожогов. Поэтому
ожоги чаще бывают у людей на открытых частях . тела, а у животных — на
участках тела, покрытых коротким и редким волосом. Импульсы светового
излучения, необходимые для
поражения кожи животных, покрытой волосяным покровом, более высокие.
Степень ожогов световым излучением закрытых участков кожи зависит от
характера одежды, ее цвета, плотности и толщины. Люди, одетые в свободную
одежду светлых тонов, одежду из шерстяных тканей, обычно меньше поражены
световым излучением, чем люди, одетые в плотно прилегающую одежду темного
цвета или прозрачную, особенно одежду из синтетических материалов.
Поражение глаз человека может быть в виде временного ослепления — под
влиянием яркой световой вспышки. В солнечный день ослепление длится 2—5
мин, а ночью, когда зрачок сильно расширен и через него проходит больше
света,— до 30 мин и более. Более тяжелое (необратимое) поражение — ожог
глазного дна — возникает в том случае, когда человек или животное фиксирует
свой взгляд на вспышке взрыва.
Тепловое воздействие на материалы. Энергия светового импульса, падая на
поверхность предмета, частично отражается его поверхностью, поглощается им
и проходит через него, если предмет прозрачный. Поэтому характер (степень)
поражения элементов объекта зависит как от светового импульса и времени его
действия, так и от плотности, теплоемкости, теплопроводности, толщины,
цвета, характера обработки материалов, расположения поверхности к падающему
световому излучению,— всего, что будет определять степень поглощения
световой энергии ядерного взрыва.
Пожары на объектах и в населенных пунктах возникают от светового
излучения и вторичных факторов, вызванных воздействием ударной волны.
Наименьшее избыточное давление, при котором могут возникнуть пожары от
вторичных причин,— 10 кПа (0,1 кгс/см2). Возгорание материалов может
наблюдаться при световых импульсах 125 кДж (3 кал/см2) и более. Эти
импульсы светового излучения в ясный солнечный день наблюдаются на
значительно больших расстояниях, чем избыточное давление во фронте ударной
волны 10 кПа. Так, при воздушном ядерном взрыве мощностью 1 Мт в ясную
солнечную погоду деревянные строения могут воспламеняться на расстоянии до
20 км от центра взрыва, автотранспорт — до 18 км, сухая трава, сухие листья
и гнилая древесина в лесу — до 17 км. Тогда, как действие избыточного
давления 10 кПа для данного взрыва отмечается на расстоянии 11 км. Большое
влияние на возникновение пожаров оказывает наличие горючих материалов на
территории объекта и внутри зданий и сооружений. Световые лучи на близких
расстояниях от центра взрыва падают под большим углом к поверхности земли;
на больших расстояниях — практически параллельно поверхности земли. В этом
случае световое излучение проникает через застекленные проемы в помещения и
может воспламенять горючие материалы, изделия и оборудование в цехах
предприятий (большинство' сортов хозяйственных тканей, резины и резиновых
изделий загорается при световом импульсе 250—420 кДж/м2 (6—10 кал/см2).
10. Проникающая радиация: источники, понятие дозы облучения, способы защиты от проникающей радиации.
Проникающая радиация. Это один из поражающих факторов ядерного оружия,
представляющий собой гамма-излучение и поток нейтронов, испускаемых в
окружающую среду из зоны ядерного взрыва. Кроме гамма-излучения и потока
нейтронов выделяются ионизирующие излучения в виде альфа- и бета-частиц,
имеющих малую длину свободного пробега, вследствие чего их воздействием на
людей и материалы пренебрегают. Время действия проникающей радиации не
превышает 10—15 с с момента взрыва.
Основные параметры, характеризующие ионизирующие излучения,— доза и
мощность дозы излучения, поток и плотность потока частиц.
Ионизирующая способность гамма-лучей характеризуется экспозиционной дозой
излучения. Единицей экспозиционной дозы гамма-излучения является кулон на
килограмм (Кл/кг). Согласно стандарту, кулон на килограмм — экспозиционная
доза рентгеновского и гамма-излучений, при которой сопряженная
корпускулярная эмиссия на 1 кг сухого атмосферного воздуха производит в
воздухе ионы, несущие заряд в один кулон электричества каждого знака. В
практике в качестве единицы экспозиционной дозы применяют несистемную
единицу рентген (Р). Рентген — это такая доза (количество энергии) гамма-
излучения, при поглощении которой в 1 см3 сухого воздуха (при температуре 0
°С и давлении 760 мм рт. ст.) образуется 2,083 миллиарда пар ионов,
Единица мощности экспозиционной дозы — ампер на килограмм (А/кг), рентген в
секунду (Р/с) и рентген в час (Р/ч). Ампер на килограмм равен мощности
экспозиционной дозы, при которой за время, равное одной секунде, сухому
атмоссрерному воздуху передается экспозиционная доза кулон на килограмм:
1 Р/с=2,58-10-4 А/кг; 1 А/кг=3876 Р/с или 1 А/кг»3900 Р/с= =14-10е Р/ч; 1
Р/ч=7,167-Ю"8 А/кг. Процесс ионизации атомов нейтронами отличен от процесса
ионизации гамма-лучами. Поток нейтронов измеряется числом нейтронов,
приходящихся на квадратный метр поверхности,— нейтрон /м2. Плотность потока
-— нейтрон/(м2хс).
Степень тяжести лучевого поражения главным образом зависит от поглощенной
дозы. Для измерения поглощенной дозы любого вида ионизирующего излучения
Международной системой измерений «СИ» установлена единица грэй (Гр); в
практике применяется внесистемная единица — рад. Грэй равен поглощенной
дозе излучения, соответствующей энергии 1 Дж ионизирующего излучения любого
вида, переданной облучаемому веществу массой 1 кг. Для:
типичного ядерного взрыва один рад соответствует потоку нейтронов (с
энергией, превышающей 200 эВ) порядка 5-Ю14 нейтрон /м2 [5]: 1 Гр=1
Дж/кг=100 рад=10000 эрг/г.
Распространяясь в среде, гамма-излучение и нейтроны ионизируют ее атомы и
изменяют физическую структуру веществ. При ионизации атомы и молекулы
клеток живой ткани за счет нарушения химических связей и распада жизненно
важных веществ погибают или теряют способность к дальнейшей
жизнедеятельности.
При воздействии проникающей радиации у людей и животных может возникнуть лучевая болезнь. Степень поражения зависит от экспозиционной дозы излучения, времени, в течение которого эта доза получена, площади облучения тела, общего состояния организма. Экспозиционная доза излучения до 50—80 Р (0,013—0,02 Кл/кг), полученная за первые четверо суток, не вызывает поражения и потери трудоспособности у людей, за исключением некоторых изменений крови. Экспозиционная доза в 200—300 Р, полученная за короткий промежуток времени (до четырех суток), может вызвать у людей средние радиационные поражения, но такая же доза, полученная в течение нескольких месяцев, не вызывает заболевания. Здоровый организм человека способен за это время частично вырабатывать новые клетки взамен погибших при облучении [6, 7].
При установлении допустимых доз излучения учитывают, что облучение может
быть однократным или многократным. Однократным считается облучение,
полученное за первые четверо суток. Облучение, полученное за время,
превышающее четверо суток, является многократным. При однократном облучении
организма человека в зависимости от полученной экспозиционной дозы
различают четыре степени лучевой болезни.
Лучевая болезнь первой (легкой) степени возникает при общей
экспозиционной дозе излучения 100—200 Р (0,026—0,05 Кл/кг). Скрытый период
может продолжаться две-три недели, после чего появляются недомогание, общая
слабость, чувство тяжести в голове, стеснение в груди, повышение
потливости, может наблюдаться периодическое повышение температуры. В крови
уменьшается содержание лейкоцитов. Лучевая болезнь первой степени излечима.
Лучевая болезнь второй (средней) степени возникает при общей
экспозиционной дозе излучения 200—400 Р (0,05—0,1 Кл/кг). Скрытый период
длится около недели. Лучевая болезнь проявляется в более тяжелом
недомогании, расстройстве функций нервной системы, головных болях,
головокружениях, вначале часто бывает рвота, понос, возможно повышение
температуры тела; количество лейкоцитов в крови, особенно лимфоцитов,
уменьшается более чем наполовину. При активном лечении выздоровление
наступает через 1,5—2 мес. Возможны смертельные исходы—до 20 %.
Лучевая болезнь третьей (тяжелой) степени возникает при общей
экспозиционной дозе 400—600 Р (0,1—0,15 Кл/кг). Скрытый период — до
нескольких часов. Отмечают тяжелое общее состояние, сильные головные боли,
рвоту, понос с кровянистым стулом, иногда потерю сознания или резкое
возбуждение, кровоизлияния в слизистые оболочки и кожу, некроз слизистых
оболочек в области десен. Количество лейкоцитов, а затем эритроцитов и
тромбоцитов резко уменьшается. Ввиду ослабления защитных сил организма
появляются различные инфекционные осложнения. Без лечения болезнь в 20—70 %
случаев заканчивается смертью, чаще от инфекционных осложнений или от
кровотечений.
При облучении экспозиционной дозой более 600 Р (0,15 Кл/кг) развивается
крайне тяжелая четвертая степень лучевой болезни, которая без лечения
обычно заканчивается смертью в течение двух недель.
При взрывах ядерных боеприпасов средней и большой мощности зоны поражения проникающей радиации несколько меньше зон поражения ударной волной и световым излучением. Для боеприпасов малой мощности, наоборот, зоны поражения проникающей радиации превосходят зоны поражения ударной волной и световым излучением. Ориентировочные радиусы зон поражения для различных экспозиционных доз гамма-излучений и мощностей взрывов ядерных боеприпасов в приземном слое приведены в табл. 5.
Радиационные повреждения. При воздушных (приземных) и наземных ядерных взрывах плотности потоков (дозы) проникающей радиации на тех расстояниях, где ударная волна выводит из строя здания, сооружения, оборудование и другие элементы производства, в большинстве случаев для объектов являются безопасными. Но с увеличением высоты взрыва все большее значение в поражении объектов приобретает проникающая радиация. При взрывах на больших высотах и в космосе основным поражающим фактором становится импульс проникающей радиации.
Проникающая радиация может вызывать обратимые и необратимые изменения в
материалах, элементах радиотехнической, электротехнической, оптической и
другой аппаратуры. В космическом пространстве эти повреждения могут
наблюдаться на расстояниях десятков и сотен километров от центра взрывов
мегатонных боеприпасов.
Необратимые изменения в материалах вызываются нарушениями структуры кристаллической решетки вещества вследствие возникновения дефектов (в неорганических и полупроводниковых материалах), а также в результате прохождения различных физико-химических процессов. Такими процессами являются: радиационный нагрев, происходящий вследствие преобразования поглощенной энергии проникающей радиации в тепловую; окислительные химические реакции, приводящие к окислению контактов и поверхностей электродов; деструкция и «сшивание» молекул в полимерных материалах, приводящие к изменению физико-механических и электрических параметров; газовыделения и образование пылеобразных продуктов, которые могут вызвать вторичные факторы воздействия (взрывы в замкнутых объемах, запыление отдельных деталей приборов и т. д.).
Обратимые изменения, как правило, являются следствием ионизации
материалов и окружающей среды. Они проявляются в увеличении концентрации
носителей тока, что приводит к возрастанию утечки тока, снижению
сопротивления в изоляционных, полупроводниковых, проводящих материалах и
газовых промежутках. Обратимые изменения в материалах, элементах и
аппаратуре в целом могут возникать при мощностях экспозиционных доз 1000
Р/с. Проводимость воздушных промежутков и диэлектрических материалов
начинает существенно увеличиваться при мощностях доз 10 000 Р/с и более.
Проникающая радиация, проходя через различные среды (материалы),
ослабляется. Степень ослабления зависит от свойств материалов и толщины
защитного слоя. Нейтроны ослабляются в основном за счет столкновения с
ядрами атомов. Вероятность процессов взаимодействия нейтронов с ядрами
количественно характе