Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Декабря 2011 в 17:00, курсовая работа
Проникающая радиация ядерного взрыва представляет со¬бой совместное g-излучение и нейтронное излучение.
g-излучение и нейтронное излучение различны по своим физическим свойствам, а общим для них является то, что они могут распространяться в воздухе во все стороны на расстояния до 2,5—3 км. Проходя через биологическую ткань, g-кванты и нейтроны ионизируют атомы и молеку¬лы, входящие в состав живых клеток, в результате чего нарушается нормальный обмен веществ и изменяется харак¬тер жизнедеятельности клеток, отдельных органов и си¬стем организма, что приводит к возникновению специфиче¬ского заболевания — лучевой болезни.
1. Проникающая радиация…………………………………………………… 2
2. Поражающее воздействие проникающей радиации………………………7
3. Радиоактивное заражение местности, приземного слоя атмосферы и объектов……………………………………………………………………………9
4. Список использованной литературы……………………………………...21
В подвижных объектах для защиты от проникающей радиации необходима комбинированная защита, состоящая из легких водородсодержащих веществ и материалов с высокой плотностью. Без специальных противорадиационных экранов, например, средний танк имеет кратность ослабления проникающей радиации, равную примерно 4, что недостаточно для обеспечения надежной защиты экипажа. Поэтому вопросы защиты личного состава должны решаться выполнением комплекса различных мероприятий.
Наибольшей кратностью ослабления дозы проникающей радиации обладают фортификационные сооружения (перекрытые траншеи — до 100, убежища — до 15000).
В качестве
средств, ослабляющих действие ионизирующих
излучений на организм человека, могут
быть использованы различные противорадиационные
препараты (радиопротекторы).
Радиоактивное заражение местности, приземного слоя атмосферы и объектов
Радиоактивное заражение местности, приземного слоя атмосферы, воздушного пространства, воды и других объектов возникает в результате выпадения радиоактивных веществ из облака ядерного взрыва.
Значение радиоактивного заражения как поражающего фактора определяется тем, что высокие уровни радиации могут наблюдаться не только в районе, прилегающем к месту взрыва, но и на расстоянии десятков и даже сотен километров от него. В отличие от других поражающих факторов, действие которых проявляется в течение относительно короткого времени после ядерного взрыва, радиоактивное заражение местности может быть опасным на протяжении нескольких суток и недель после взрыва.
Наиболее сильное заражение местности происходит при наземных ядерных взрывах, когда площади заражения с опасными уровнями радиации во много раз превышают размеры зон поражения ударной волной, световым излучением и проникающей радиацией. Сами радиоактивные вещества и испускаемые ими ионизирующие излучения не имеют цвета, запаха, а скорость их распада не может быть изменена какими-либо физическими или химическими методами.
Зараженную
местность по пути движения облака,
где выпадают радиоактивные частицы
диаметром более 30— 50 мкм, принято
называть ближним следом заражения.
На больших расстояниях — дальний
след — небольшое заражение
Источниками радиоактивного излучения при ядерном взрыве являются: продукты деления (осколки деления) ядерных взрывчатых веществ (Pu-239, U-235 и U-238); радиоактивные изотопы (радионуклиды), образующиеся в грунте и других материалах под воздействием нейтронов — наведенная активность; неразделившаяся часть ядерного заряда.
Рис 1. Пример радиоактивных превращений двух осколков деления ядра урана-235
Продукты деления, выпадающие из облака взрыва, представляют собой первоначально смесь около 80 изотопов 35 химических элементов средней части периодической системы Д. И. Менделеева: от цинка (№ 30) до гадолиния (№64). Почти все образующиеся ядра изотопов перегружены нейтронами, являются нестабильными и претерпевают b-распад с испусканием g-квантов. Первичные ядра осколков деления в последующем испытывают в среднем три-четыре распада и в итоге превращаются в стабильные изотопы. Таким образом, каждому первоначально образовавшемуся ядру (осколку) соответствует своя цепочка радиоактивных превращений. Пример последовательных превращений, по двум цепочкам, когда их «родоначальниками» являются изотопы циркония 9740Zr и теллура 13752Те, приведен на рис. 1, где показано, что каждое радиоактивное ядро, образовавшееся при делении, распадается с испусканием b-частиц и g-квантов до тех пор, пока не образуется стабильный изотоп. Всего на разных этапах радиоактивного распада возникает около 300 различных радионуклидов.
Суммарная активность смеси продуктов деления Аb, Ки, через 1 мин после взрыва может быть определена по формуле
где qдел — тротиловый эквивалент взрыва по делению, т.
В системе СИ активность измеряется в беккерелях (Бк), 1 Бк равен одному распаду в секунду (1 Ки = 3,7*1010Бк).
Изотопный состав смеси осколков деления зависит от вида ЯВВ, использованных в ядерном заряде, и от времени, прошедшего после взрыва.
Изменение активности во времени, как и уровней радиации на местности или плотности заражения, определяют по формуле
где ао и At — активность осколков деления ко времени t0 и tпосле взрыва.
По мере увеличения времени, прошедшего после взрыва, величина активности осколков деления быстро падает.
Образование наведенной активности в грунте в пределах зоны распространения нейтронов имеет практическое значение при воздушном ядерном взрыве. В грунте в основном образуются радиоактивные Al-28, Na-24, количество которых пропорционально выходу нейтронов при взрыве данного ядерного заряда. Максимальное количество нейтронов на единицу мощности заряда образуется при взрыве нейтронного боеприпаса.
Активность неразделившейся части ядерного заряда следует учитывать только в случае аварийных взрывов ядерных боеприпасов или при их ликвидации взрывом обычного ВВ.
При наземном ядерном взрыве светящаяся область касается поверхности земли и образуется воронка выброса. Значительное количество грунта, попавшего в светящуюся область, плавится, испаряется и перемешивается с радиоактивными веществами. По мере остывания светящейся области и ее подъема пары конденсируются, образуя радиоактивные частицы различной величины. Сильный прогрев грунта и приземного слоя воздуха способствует образованию в районе взрыва восходящих потоков воздуха, которые формируют пылевой столб («ножку» облака). Когда плотность воздуха в облаке взрыва станет равной
Рис. 2. Схема наземного ядерного взрыва:
Л — активность; Н — высота подъема верхней кромки облака; Дв—вертикальный размер облака; Дг - горизонтальный диаметр облака: q —мощность взрыва; V — скорость среднего ветра; R— расстояние от центра взрыва
плотности
окружающего воздуха, подъем облака
прекращается. При этом в среднем за 7—10
мин облако достигает максимальной высоты
подъема H, которую иногда называют высотой
стабилизации облака (рис. 2, табл. 3).
Таблица 3
Зависимость высоты подъема и размеров радиоактивного облака от мощности ядерных взрывов
Мощность
взрыва.
тыс. т |
Высота
подъема
облака, км |
Размеры облака, км | |
горизонтальный диаметр | высота | ||
1 | 3,5 | 2,0 | 1,3 |
5 | 5,0 | 3,0 | 1.6 |
10 | 7,0 | 4,0 | 2,0 |
30 | 9,0 | 5,0 | 3,0 |
50 | 10,5 | 6,0 | 3,5 |
100 | 12,2 | 10,0 | 4,5 |
300 | 15,0 | 14,0 | 6,0 |
500 | 17,0 | 18,0 | 7,0 |
1000 | 19,0 | 22,0 | 8,5 |
5000 | 24,0 | 34,0 | 12,0 |
10000 | 25,0 | 43,0 | 15,0 |
В каждой точке следа, например в точке А, находящейся на удалении R от центра взрыва, выпадают радиоактивные частицы разного размера; средний размер частиц уменьшается по мере удаления от места взрыва.
На местности, подвергшейся радиоактивному заражению при ядерном взрыве, образуются два участка: район взрыва и след облака (рис. 3). В свою очередь в районе взрыва различают наветренную и подветренную стороны.
Рис. 3. Схема радиоактивного заражения местности в районе взрыва и по следу движения облака
Причиной заражения местности в районе взрыва является оседание осколков деления и образование наведенной активности. Плотность заражения местности, уровни радиации на ней, а значит, и дозы до полного распада радиоактивных веществ на границах зон заражения убывают с удалением от центра взрыва. Радиус района взрыва не превышает 2 км. С подветренной стороны заражение местности в районе взрыва увеличено за счет наложения на след облака.
Границы зон радиоактивного заражения с разной степенью опасности для личного состава можно характеризовать как мощностью дозы излучения (уровнем радиации) , Р/ч, на определенное время после взрыва, так и дозой до полного распада РВ,Р.
По степени опасности зараженную местность по следу облака взрыва принято делить на следующие четыре зоны.
Зона А — умеренного заражения. Дозы до полного распада РВ на внешней границе зоныД∞ = 40 Р, на внутренней границе Д∞=400Р. Ее площадь составляет 70—80% площади всего следа.
Зона Б —сильного заражения. Дозы на границах Д∞ = = 400 Р и Д∞ =1200 Р. На долю этой зоны приходится примерно 10% площади радиоактивного следа.
Зона В — опасного заражения. Дозы излучения на ее
•внешней границе за период полного распада РВ Д∞ — 1200 Р, а на внутренней границе Д∞=4000 Р. Эта зона занимает примерно 8— 10% площади следа облака взрыва.
Зона Г — чрезвычайно опасного заражения. Дозы излучения на ее внешней границе за период полного распада РВ Д∞ = 4000 Р, а в середине зоны Д∞ =10000 Р.
Рис.
4. Схема распределения уровней радиации
на время образования радиоактивного
заражения в сечениях:
а — по следу низкого воздушного ядерного взрыва, б — по следу наземного ядерного взрыва |
Уровни радиации на внешних границах этих зон через 1 ч после взрыва составляют соответственно 8, 80, 240 и 800 Р/ч, а через 10 ч — 0,5; 5; 15 и 50 Р/ч. Со временем уровни радиации на местности снижаются по зависимости, записанной в формуле (2.4), или ориентировочно в 10 раз через отрезки времени, кратные 7. Например, через 7 ч после взрыва мощность дозы уменьшается в 10 раз, а через 49 ч — в 100 раз.
Объем воздушного пространства, в котором происходит осаждение радиоактивных частиц из облака взрыва и верхней части пылевого столба, принято называть шлейфом облака(см. рис. 2). По мере приближения шлейфа к объекту уровни радиации возрастают вследствие
γ-излучения радиоактивных веществ, содержащихся в шлейфе. После подхода края шлейфа наблюдается выпадение радиоактивных частиц. Ориентировочно время
tвып, ч, начала выпадения определяется по формуле
Вначале из облака выпадают наиболее крупные частицы с высокой степенью их активности, по мере удаления от места взрыва — более мелкие, а уровень радиации при этом постепенно снижается. В поперечном сечении следа уровень радиации уменьшается от оси следа к его краям. На рис. 4 приведено распределение уровней радиации на местности при наземном и низком воздушном взрывах.
Мощности доз излучения на следе облака в чрезвычайно опасной зоне заражения к моменту подхода фронта радиоактивного заражения могут доходить до тысяч рентген в час, что при открытом расположении личного состава приведет к дозе облучения до 10000 Р. Поскольку облучение в дозах 250—400 Р вызывает тяжелые поражения человека, то пребывание личного состава в этой зоне возможно только в сооружениях с кратностью ослабления дозы около 1 000, т. е. до величины ниже опасного уровня.
Инженерные
сооружения и объекты подвижной
военной техники обеспечивают разный
уровень защиты от γ-излучения радиоактивно
зараженной местности (табл. 4).
Таблица 4 Кратность ослабления дозы излучения от зараженной местности
Укрытия | Косл |
Дезактивированные открытые щели, траншеи, окопы | 20 |
Недезактивированные открытые щели, траншеи, окопы | 3 |
Перекрытые щели | 40 |
Убежища | 1000 |
Дома:
деревянные одноэтажные |
3 |
каменные:
одноэтажные |
10 |
двухэтажные | 20 |
трехэтажные | 40 |
многоэтажные | 70 |
Подвалы
домов:
одноэтажных |
40 |
двухэтажных | 100 |
многоэтажных | 400 |
Автомобили | 2 |
Бронетранспортеры | 4 |
Танки | 10 |
Информация о работе Проникающая радиация. Воздействие на людей, здания и технику