Зони зараження і осередки хімічного і біологічного ураження

Атом є найменшою частинкою хімічного елемента. Кожний хімічний елемент складається з атомів. Атоми відрізняються один від одного масами і розмірами. Атом має складну будову. В центрі нього знаходиться ядро, навколо ядра обертаються електрони. Ядра атомів, у свою чергу, складаються з протонів і нейтронів. Число про­тонів характеризує хімічні властивості елемента і є його атомним номером, а сумарне число протонів і нейтронів в ядрі становить ма­сове число елементів. Елементи, які мають різні масові числа при одному і тому ж атомному номері, називають ізотопами.

Між протонами, що входять до складу ядра, діють епекричні сили відштовхування. Але, крім того, між всіма елементарними ядерни­ми частинками (протонами і нейтронами) діють ядерні сили зчеп­лення, які обумовлюють стійкі ядра. Менш стійкі ядра хімічних еле­ментів за певних умов, можуть перетворюватися у більш стійкі ядра інших хімічних елементів.

Енергія, яка звільнюється при ядерних перетвореннях, називаєть­ся атомною, а точніше, внутрішньоядерною.

Відомо три шляхи звільнення атомної енергії: радіоактивний роз­пад ядер, поділ важких ядер і сполучення легких ядер атомів у більш важкі.

Радіоактивний розпад ядер супроводжується виділенням внутріш­ньої енергії радіоактивним випромінюванням, тобто випусканням у навколишнє середовище альфа-, бета- і гамма-променів.

Альфа-промені — це потік позитивно заряджених частинок, які являють собою ядра атомів гелію. З ядра, що зазнає радіоактивного розпаду, ці частинки викидаються зі швидкістю, яка досягає 20 тис. км/с. У повітрі альфа-частинки проходять шлях у кілька санти­метрів.

Бета-промені — це потік негативно заряджених частинок — елек­тронів, що випускаються ядрами атомів. Бета-частинки викидають­ся з ядра радіоактивного атома з різними швидкостями. При цьому швидкість деяких електронів досягає швидкості світла. У повітрі вони проходять шлях у кілька метрів.

Гамма-промені, подібно до рентгенівського проміння, являють со­бою короткохвильове електромагнітне випромінювання і поширю­ються зі швидкістю світла. У повітрі гамма-промені поширюються на сотні метрів.

Кожному радіоактивному ізотопу властива певна швидкість розпаду. Одиницею вимірювання швидкості радіоактивного розпаду є, так званий період напіврозпа­ду, тобто час, протягом якого половина атомів будь-якої кількості радіоактивної речовини зазнає розпаду.

Радіоактивний розпад — це внутрішньоядерні перетворення, що ведуть до зміни числа протонів у ядрі.

Довжина пробігу альфа-частинок у повітрі не перевищує кількох сантиметрів, у рідких і твердих тілах набагато більше. Пробіг, на­приклад, у металах менше 0,01 мм. Одяг людини поглинає альфа-частинки повністю, навіть листок паперу затримує їх.

Незважаючи на незначну проникаючу здатність альфа-частинок, цей вид випромінювання дуже небезпечний для живого організму, оскільки, потрапляючи в організм через органи дихання або з їжею чи водою, уражає тканини.

Бета-частинки мають значно більшу проникаючу здатність, ніж аль­фа-частинки, але вони можуть бути затримані підошвою взуття, вікон­ним склом і будь-якими металевими пластинами товщиною кілька міліметрів. У живих тканинах максимальний пробіг бета-частинок не перебільшує 1,5 см. Основна частина радіоактивних продуктів, які Утворюються під час ядерного вибуху, також є бета-активними.

Гамма-промені — це кванти енергії, які випромінюються ядрами атомів. Цей вид випромінювання має найбільшу проникаючу здатність, а іонізуюча здатність гамма-променів у сотні разів менша, ніж у бета-частинок. У повітрі на шляху в 1 см утворюється лише кілька пар іонів. Проникаюча здатність гамма-променів значно більша, ніж бета-і альфа-променів. У повітрі гамма-промені можуть пройти декілька сотень метрів.

За характером реакції одержання енергії ядерна зброя поділяється на ядерну, термоядерну і комбіновану.

В ядерних боєприпасах застосовується реакція поділу ядер важ­ких елементів — урану-235, плутонію-239, урану-233, які легко поділяються при захваті нейтронів будь-якої енергії, але особливо інтен­сивно тепловими.

У термоядерній зброї застосовуються ядерні реакції, які відбува­ються одна за одною: поділ ядер урану-235 або плутонію-239 і з'єднан­ня ядер більш легких елементів у ядра атомів більш важких. Для здійснення реакції синтезу як термоядерне паливо застосовують ізото­пи водню: важкий водень — дейтерій, надважкий — тритій і з'єднан­ня дейтерію і літію — дейтерит літію.

Висока температура, необхідна для підтримання реакції синтезу ядер дейтерію і тритію, утворюється за рахунок реакції поділу ура­ну-235 або плутонію-239. Таким чином, звичайний ядерний заряд є запалом у термоядерному боєприпасі. У зв'язку з цим говорять, що термоядерний.заряд ґрунтується на принципі "ділення — синтез".

У комбінованих боєприпасах застосовують три ядерних реакції, які проходять одна за одною: поділ ядер урану-235 або плутонію-239, з'єднання атомів легких елементів поділ ядер урану-238, тобто дія заряду заснована на принципі "ділення — синтез — ділення".

При ядерному вибуху виникають слідуючи уразливі фактори:

а).Ударна хвиля — це ділянка сильного стиснення повітря, розігрі­того до декількох мільйонів градусів, що поширюється з надзвуко­вою швидкістю (335 м/с) в усі сторони від центру вибуху.

Джерелом виникнення ударної хвилі є високий тиск у центрі вибуху, що досягає 105 млрд Па.

Вона складається із зони стиснення (де тиск вище атмосферного) і зони розрідження (тиск нижче атмосферного). Уражаюча дія ударної хвилі визначається двома параметрами: надмірним тиском DР_Ф і швидкісним напором DР_шв повітря.

Надмірний тиск — (DР_Ф) — це різниця між нормальним атмос­ферним тиском перед фронтом хвилі й максимальним тиском у фронті ударної хвилі Р₀, тобто DР_Ф = Р_ф - Р₀.

Одиницею надмірного тиску в системі СІ є паскаль (Па), несистем­на одиниця кгс/см², 1 кгс/см² = 9,80665 × 10⁴ Па = 100 кПа.

Швидкісний напір тиску (DР_Ф) — це динамічне навантаження, яке створюється потоком повітря. Так само, як і надмірний тиск, швидкісний напір вимірюється в паскалях (Па).

Тривалість дії ударної хвилі t_уд — вимірюється секундами. Ця величина залежить від потужності вибуху q. Зі збільшенням по­тужності вибуху, час дії стискання збільшується і тим сильніша її уражаюча сила.

Ударна хвиля викликає ураження в результаті дії надмірного тиску, швидкісного напору повітря, вона миттєво охоплює людину з усіх боків.

При зіткненні фронту ударної хвилі з людиною чи твариною на тіло діє великий тиск і це відчувається як удар. Цей удар створює хвилю стискання, яка поширюється в тканинах і органах з великою швидкістю до 1500 м/с. Тканини й органи не встигають відреагувати (змінити форму, стиснутися або розширитися), тому на деякі з них діє тиск, який значно більший, ніж вони можуть витримати і, звичайно, відбуваються пошкодження органів. Ступінь пошкоджен­ня тканин і органів залежить від тиску ударної хвилі, швидкості її поширення. Особливо сильно пошкоджуються органи, наповнені га­зами (легені, кишечник), кров'ю (печінка, селезінка, великі судини) і ті, які мають порожнини і наповнені рідинами (жовчний міхур, шлу­нок, сечовий міхур). При дії вибухової хвилі проходить сильне стис­кання, а потім дуже швидке розширення повітря, яке знаходиться в органах, що призводить до розриву значної кількості тканин.

Таким чином, пошкоджуються головний і спинний мозок, але частіше і сильніше пошкоджуються легені.

Залежно від надмірного тиску і швидкісного напору повітря ви­никають різні пошкодження у людей і тварин, які за складністю ураження поділяються на легкі, середні і дуже важкі.

Легкі травми виникають при надмірному тиску 20-40 кПа (0,2-0,4 кгс/см²) і характеризуються вивихами, тимчасовим пошкоджен­ням слуху, контузією.

Середні травми виникають при надмірному тиску 40- 60 кПа (0,4-0,6 кгс/см²) і виявляються в контузії, пошкодженні органів слуху, вивихах кінцівок, кровотечі з носа і вух, розривах барабанних перетинок,

Важкі травми виникають при надмірному тиску 60-100 кПа (0,6-1 кгс/см²) і характеризуються важкими контузіями, перелома­ми кінцівок, часто відкритими, сильними кровотечами з носа і вух.

Дуже важкі травми виникають при надмірному тиску понад 100 кПа (більше 1 кгс/см²). Для них характерні переломи кісток, розриви внутрішніх органів (печінки, селезінки, нирок, легенів та інших), відкриті переломи кінцівок, струси мозку, переломи хребта.

Дата добавления: 2014-01-03