| антизомбик | Дата: Вторник, 25.10.2011, 20:52 | Сообщение # 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Группа:
Новенький
|
|
|
|
Сообщений: 749
Награды: 3 +
Статус: Вне базы
Ранг: Бывалый
| Невидимая опасность
Сейчас вы получите ответы на эти, и может быть, на другие — пока ещё не заданные — вопросы о радиации.
Ионизирующее излучение
Начать стоит с вопроса: что же такое радиация? И сразу следует оговориться, что нас интересует не всякая радиация (то есть излучение), а только ионизирующая. Безусловно, во время ядерного взрыва возникают и другие виды излучения, но ни одно из них не послужило источником для стольких вредных и опасных мифов.
Итак, ионизирующая радиация представляет собой поток частиц и квантов электромагнитного излучения, которые, проходя через вещество, вызывают его ионизацию. Ионизация — это процесс превращения атомов и молекул в ионы.
Опасность для организма
В реакции организма на облучение выделяют четыре фазы. Первая — физическая, вторая — физико-химическая и третья — химическая, в течение которых происходят сначала ионизация и возбуждение атомов, потом образование химических радикалов и взаимодействие их с органическими молекулами клеток, что приводит к изменению биологических свойств молекул. Эти фазы являются определяющими дальнейшее развитие лучевого поражения организма. Четвёртая фаза — биологическая, в её ходе химические изменения молекул преобразуются в клеточные, то есть клетка в результате облучения или погибает, или становится функционально неполноценной. Первые три фазы протекают в течение долей секунды, а четвёртая может по времени растянуться на целые годы или даже на всю жизнь.
Эффекты воздействия радиации на человека обычно делятся на две категории: соматические, возникающие в организме, который подвергался облучению (лучевая болезнь, лейкозы, опухоли различных органов); и генетические, связанные с повреждением генетического аппарата и проявляющиеся в следующем или последующих поколениях.
Хроническое облучение слабее действует на живой организм по сравнению с однократным облучением в той же дозе. Это объясняется тем, что в организме постоянно протекают процессы восстановления радиационных повреждений. Считается, что примерно 90% радиационных повреждений восстанавливается.
Дозы излучения и единицы измерения
Действие ионизирующих излучений на организм представляет собой сложный процесс. Эффект облучения зависит от величины поглощённой дозы, её мощности, вида излучения, объёма облучения тканей и органов. Для его количественной оценки введены специальные единицы. Все рассматривать мы не будем, поскольку в нашем контексте интересны только некоторые из них.
Степень ионизации среды гамма-излучением (также и рентгеновским) определяется дозой гамма-излучения (экспозиционная доза), единицей измерения которой служит рентген.
Для измерения дозы гамма-излучения, поглощаемой в любом веществе (поглощённая доза), применяют единицу рад. 1 рад соответствует 100 эрг поглощённой энергии в 1 г вещества. Поглощённая доза является основной дозиметрической величиной.
Основной величиной, характеризующей степень радиоактивного заражения, является мощность поглощённой дозы излучения — доза излучения в единицу времени. В качестве единиц её измерения используют рад/час.
Ядерный взрыв
Продукты ядерного деления при взрыве представляют собой сложную смесь более чем двухсот радиоактивных изотопов тридцати шести химических элементов. Большую часть активности составляют короткоживущие радионуклиды. Соответственно, после ядерного взрыва радиация относительно быстро уменьшается.
Кроме продуктов ядерного деления радиоактивное загрязнение обусловлено радионуклидами наведённой активности (особенно велика роль наведённой активности при термоядерных взрывах) и неразделившейся частью урана и плутония.
При ядерных взрывах в атмосфере часть осадков (при наземных взрывах — до пятидесяти процентов) выпадает вблизи района взрыва, а часть радиоактивных веществ остаётся в атмосфере и под действием ветра перемещается на большие расстояния. Находясь в воздухе примерно месяц, радиоактивные вещества во время этого перемещения постепенно выпадают на землю. Большая часть радионуклидов выбрасывается в стратосферу (на высоту десяти-пятнадцати километров), где происходит их глобальное рассеивание и в значительной степени распад.
Проникающая радиация
При ядерном взрыве испускаются нейтроны, альфа- и бета-частицы, а также гамма-лучи. Альфа- и бета-частицы в воздухе не способны распространяться на значительное расстояние, поэтому каких-либо поражений при взрыве эти частицы вызвать не могут. Нейтроны же и гамма-лучи легко могут преодолеть относительно большое расстояние (сотни метров). Когда говорят о проникающей радиации как поражающем факторе ядерного взрыва, говорят именно о нейтронах и гамма-лучах.
Следует знать, что при каждом семикратном увеличении времени уровень радиации снижается примерно на порядок.
Гамма-излучение испускается из центра ядерного взрыва в течение нескольких секунд с момента начала ядерной реакции. По своему происхождению оно бывает:
— моментальным, возникает в процессе деления ядер, испускается за доли микросекунды, существенно ослабляется при взаимодействии с материалами конструкции ядерного боеприпаса, поэтому его роль в поражающем воздействии незначительна;
— вторичным, возникает при неупругом рассеянии и захвате нейтронов в воздухе, испускается практически мгновенно;
— осколочным, сопровождает распад осколков деления, действует в течение десяти-двадцати секунд после взрыва.
Гамма-излучение значительно ослаб-ляется в воздухе. Это происходит потому, что с увеличением расстояния от центра взрыва увеличивается площадь поверхности сферы, через которую проходит поток гамма-квантов, то есть уменьшается количество энергии излучения, падающего на 1 квадратный сантиметр поверхности сферы. Кроме того, часть гамма-квантов поглощается атомами воздуха, а часть теряет некоторую долю энергии и изменяет направление движения (рассеивается).
Нейтроны по своему происхождению также делятся на:
— мгновенные, испускаются в процессе реакции деления и синтеза за доли секунды, полностью поглощаются воздухом;
— запаздывающие, испускаются осколками деления в течение десяти-двадцати секунд.
Следует знать, что электрически нейтральные нейтроны при прохождении через вещество непосредственно ионизации не вызывают. Однако они способны вызывать её косвенно, например, после взаимодействия с некоторыми лёгкими ядрами.
С увеличением расстояния от центра взрыва поток нейтронов, как и поток гамма-квантов, ослабляется. Основными видами взаимодействия нейтронов со средой являются их рассеяние при соударениях с ядрами атомов среды и захват ядрами.
Радиоактивное заражение
Радиоактивное заражение создаётся радиоактивными элементами, испускающими при своём распаде, главным образом, гамма-излучение и бета-частицы. Оно так же опасно, как и проникающая радиация, и может вызвать лучевую болезнь.
Характерной особенностью радиоактивного заражения является то, что создающие его радиоактивные продукты не имеют ни вкуса, ни запаха. Оно может быть обнаружено только с помощью специальных приборов. Его поражающее действие может проявляться в течение длительного времени.
Радиоактивное заражение местности при ядерных взрывах создаётся не только в районе эпицентра, но и по пути движения облака взрыва на значительных (десятки, а иногда и сотни километров) расстояниях.
Основными источниками заражения являются продукты ядерной реакции деления и наведённая активность элементов поверхностного слоя почвы, образующихся под действием нейтронов, выходящих из зоны взрыва. Заражение местности по пути движения облака взрыва образуется в результате выпадения из облака и пылевого столба радиоактивных частиц.
Поскольку происходит распад радио-активных продуктов, то степень заражения местности с течением времени уменьшается.
Задача
Вот и подошло к концу вступление, и теперь мы приступаем непосредственно к изложению того материала, ради которого и была написана эта статья.
Нам необходимо решить одну задачу, получить ответ на вопрос, вынесенный в начало статьи: какова же будет радиация на поверхности после ядерного удара?
Конечно, мы не обладаем информацией во всей полноте, поэтому некоторые данные придётся взять не абсолютно точные, а всего лишь вероятные, а кое-где сделать некоторое допущение. Однако, заметим, от этого произведённые расчёты своей ценности ничуть не потеряют, и картина, нарисованная нами, не станет менее реальной.
Итак, город-герой Москва, столица нашей Родины, подверглась ядерному удару. Такова ситуация.
В «Ядерный клуб» входят восемь государств: США, Россия, Великобритания, Франция, Китай, Индия, Пакистан и с недавнего времени КНДР. Как минимум у половины из них есть возможность совершить нападение.
Есть ещё страны, не входящие в «Ядерный клуб», но у которых есть (Израиль) или может быть ядерное оружие (например, Иран). Ни одна из этих стран не может нанести удар по нашей, так как у них отсутствуют средства доставки стратегических ядерных зарядов и мотивация.
Можно очень долго гадать, кто же совершил — ещё только совершит — это вероломное нападение. Можно, но не нужно. Достаточно вспомнить, чьи войска ведут в настоящее время две войны, какое государство совсем недавно попыталось спровоцировать третью (но у него ничего не вышло). На наш взгляд, это наиболее вероятный кандидат.
Следует знать, что если сутки разделить на равные промежутки времени, то доза радиации будет накапливаться следующим образом:
— за первые 6 часов — 60% двухсуточной дозы;
— за вторые 6 часов — 16% двухсуточной дозы;
— за третьи 6 часов — 6% двухсуточной дозы;
— за четвёртые 6 часов — 4% двухсуточной дозы.
Таким образом, за первые сутки человек получит 86% двухсуточной дозы и лишь 14% — за вторые сутки.
Чем мог быть нанесён ядерный удар? Например, двумя или тремя ракетами Минитмен-3 (LGM-30G), каждая из которых оснащена тремя боевыми блоками W87 (мощностью по 300 кт) или W78 (от 335 до 350 кт). Или ракетой Трайдент-II (UGM-133A Trident II (D5) в варианте с боевыми блоками W76 по 100 кт — их произведено больше, чем блоков W88 (475 кт), которыми также оснащаются Трайденты. Боевых блоков W88 было произведено всего на пятьдесят ракет, которым наверняка есть и другие достойные цели (а принимая во внимание способ поражения W88 таких объектов как, например, ракетные шахты, когда два блока с разных ракет атакуют одну цель, вероятность получить Трайдент именно с W76 увеличивается). Это могли быть и крылатые ракеты Томагавк (UGM-109A).
Ну, пусть для иллюстрации будет Трайдент.
Одна ракета несёт 14 боевых блоков W76. Каждый блок — это термоядерный заряд в 100 кт тротилового эквивалента.
Допустим, что московское ПВО пропустило ракету, и все блоки взорвались над целью, при этом распределившись относительно равномерно над городом (на самом деле такая ситуация крайне маловероятна).
Допустим, ядерный удар был нанесён с тем, чтобы вызвать наибольшие разрушения и потери среди населения. Для этого следует подрывать заряд на некоторой высоте над землёй. Наземный взрыв в связи с плотной застройкой (например в центре) вызовет менее значительные жертвы и разрушения.
Наиболее эффективная высота взрыва должна устанавливаться с учётом зависимости от неё всех поражающих факторов. Известно, что промышленные и жилые сооружения являются весьма непрочными и разрушаются уже при давлении 0,4-0,5 кг/см2. Ориентируясь на эти и другие известные данные, а также используя закон подобия ядерных взрывов, можно вычислить наиболее вероятную высоту взрыва для боеприпаса мощностью 100 кт:
высота = 20v100 000, то есть примерно 928 м.
Радиусы зон разрушений городских построек взрывной волной будут в этом случае следующими:
~850 м от эпицентра — полное разрушение всех зданий, смертельные повреждения людей.
~1,17 км от эпицентра — разрушения средней тяжести бетонных и железобетонных зданий, полное разрушение кирпичных зданий, тяжёлые и смертельные повреждения людей.
~2,85 км от эпицентра — лёгкие разрушения бетонных и железобетонных зданий, средние — кирпичных, повреждения людей средней тяжести.
~4,85 км от эпицентра — средние повреждения кирпичных зданий, деревянных домов — сильные.
Следует заметить, что цифры эти не абсолютные, а приближённые. Очень многое будет зависеть от характера городской застройки. Например, относительно низкоэтажный центр получит значительно большие разрушения, по сравнению с многоэтажными спальными районами. Дело в том, что для того, чтобы уничтожить (грубо говоря «сдуть») многоэтажное здание, ударной волне необходимо затратить гораздо большую энергию.
Про световое излучение много рассказывать не будем. Заметим лишь, что для воздушного ядерного взрыва мощностью 100 кт смертельные поражения световым излучением можно получить находясь на расстоянии 2,7 км и менее от эпицентра взрыва, а лёгкие поражения (тем не менее вызывающие выход человека из строя) на расстоянии 5,1 км.
Теперь о самом интересном, о радиации. Как уже было сказано, её значение очень сильно изменяется с расстоянием. Например, на расстоянии 1 км от центра взрыва доза гамма-излучения составит 20 000 рад, но уже на расстоянии примерно 2,67 км она будет всего 20 рад. Суммарная же доза проникающей радиации (гамма-излучение плюс нейтронное) на расстоянии 1 км от центра взрыва составит что-то около 31000-32000 рад.
А теперь сюрприз: радиоактивное заражение местности при воздушных взрывах на высотах Н > 6,5vq, где q — мощность взрыва в тротиловом эквиваленте, существенной опасности не представляет.
Почему так происходит? А всё потому, что при воздушном взрыве в облако попадает сравнительно небольшое количество пыли (столб пыли с облаком взрыва не соединяется), да и то при взрывах на небольших высотах. Крупные радиоактивные частицы из неактивных пылинок и продуктов взрыва практически не образуются. Основная масса радиоактивных продуктов взрыва находится в облаке в виде чрезвычайно мелких частиц, имеющих очень небольшую скорость падения. Такие частицы выпадают на огромной площади, в результате чего плотность заражения оказывается ничтожна. Лишь при очень малых скоростях ветра, а также при попадании облака взрыва в дождевое облако уровни радиации на отдельных участках могут достигнуть нескольких рентгенов в час.
Нападение, как известно, произошло летом. А летом в Москве чаще всего дует северо-западный ветер, его средняя скорость всего 3,4 м/с (12,24 км/ч). Соответственно, тот максимум в самом худшем случае, на который мы можем рассчитывать, — несколько рентген.
Вот он — ответ! Получается, что не было и нет никакой необходимости просиживать всю свою жизнь в туннелях метро.
Скорее же, друзья, идёмте на поверхность, к синему небу и тёплому солнцу, строить новую счастливую жизнь!
| |
| |
