Файл: лекции ядер безопас.doc

Интенсивность потока проникающей радиации и расстояние на котором ее действие может нанести существенный ущерб, зависят от мощности взрывного устройства и его конструкции. Доза радиации, полученная на расстоянии около 3 км от эпицентра термоядерного взрыва мощностью 1 Мт достаточна для того чтобы вызвать серьезные биологические изменения в организме человека. Ядерное взрывное устройство может быть специально сконструировано таким образом чтобы увеличить ущерб, наносимый проникающей радиацией по сравнению с ущербом, наносимым другими поражающими факторами (так называемое нейтронное оружие).

Процессы, происходящие в ходе взрыва на значительной высоте, где плотность воздуха невелика, несколько отличаются от происходящих при проведении взрыва на небольших высотах. Прежде всего, из-за малой плотности воздуха поглощение первичного теплового излучения происходит на гораздо больших расстояниях и размер облака взрыва может достигать десятков километров. Существенное влияние на процесс формирования облака взрыва начинают оказывать процессы взаимодействия ионизированных частиц облака с магнитным полем Земли. Ионизированные частицы, образовавшиеся в ходе взрыва, оказывают также заметное влияние на состояние ионосферы, затрудняя, а иногда и делая невозможным распространение радиоволн (этот эффект может быть использован для ослепления радиолокационных станций).

Одним из результатов проведения высотного взрыва оказывается возникновение мощного электромагнитного импульса, распространяющегося над очень большой территорией. Электромагнитный импульс возникает и в результате взрыва на малых высотах, однако напряженность электромагнитного поля в этом случае быстро спадает по мере удаления от эпицентра. В случае же высотного взрыва, область действия электромагнитного импульса охватывает практически всю видимую из точки взрыва поверхность Земли.

В случае если взрыв произведен под землей, на начальной стадии взрыва поглощение окружающей средой первичного теплового излучения приводит к образованию полости, давление в которой в течение менее чем микросекунды возрастает до нескольких миллионов атмосфер. Далее, в течение долей секунды в окружающей породе формируется ударная волна, фронт которой обгоняет распространение полости взрыва. Ударная волна вызывает разрушение породы в непосредственной близости от эпицентра и, ослабляясь по мере своего продвижения, дает начало серии сейсмических импульсов, сопровождающих подземный взрыв. Полость взрыва продолжает расширяться с несколько меньшей чем в начале скоростью, достигая в итоге значительных размеров. Так, радиус полости, образованной взрывом мощностью 150 кт может достичь 50 метров. На этом этапе стены полости представляют собой расплавленную породу. На третьем этапе газ внутри полости остывает, а расплавленная порода застывает на дне.

В течение следующей стадии, которая может длиться от нескольких секунд до нескольких часов, давление газов в полости падает так, что они больше неспособны выдерживать нагрузку верхних слоев породы, которые обрушиваются вниз. В результате образуется вертикальная сигарообразная структура, заполненная обломками породы. Размеры этой структуры зависят от характера породы, в которой произведен взрыв. В верхнем конце этой структуры остается полость, заполненная радиоактивными газами. В случае если взрыв произошел на недостаточно большой глубине, часть газов может выйти на поверхность.

Литература

1. Thomas B. Cochran, William M. Arkin, Milton M. Hoenig, Nuclear Weapons Databook. Vol. I: U.S. Nuclear Forces and Capabilities (Ballinger: 1984).

2. Samuel Glasstone, Philip J. Dolan, The Effects of Nuclear Weapons, (U.S. GPO: 1977).

Тема 6. Радиационно – опасные объекты.

1. Зоны очагов поражения

2. Характеристика радиоактивных излучений

3. Радиоактивное загрязнение

К радиационно-опасным объектам относятся атомные электростанции и реакторы, предприятия радиохимической промышленности, объекты по переработке и захоронению радиоактивных отходов и т.д.

В 26 странах мира на АЭС насчитывается 430 энергоблоков (строится еще 48). Они вырабатывают электроэнергии: во Франции –75%, в Швеции – 51%, в Японии – 40%, в США – 24%, в России – 12%. У нас работает 9 АЭС, имеющих 29 блоков.
При авариях или катастрофах на объектах атомной энергетики образуется очаг радиоактивного заражения (территория, на которой произошло радиоактивное заражение окружающей среды, повлекшее поражение людей, животных, растительного мира на длительное врем).

Очаг поражения делится на зоны: Г \\ В \\ 1 \\ 2 \\ 3

Зона Г – чрезвычайно опасного заражения Р > 250 рад/ч;

Зона В – опасного заражения Р > 30 рад/ч;

1 зона - зона отчуждения 30 км Р > 20 мР/ч или D > 40 бер/год;

2 зона - зона отселения Р = 5-20 мР/ч или D = 10-40 бер/год;

3 зона - зона жесткого радиоактивного контроля Р < 5 мР/ч или D не превышает 10
бер/год.
Услышав сообщение об опасности радиоактивного заражения, необходимо:
1. Принять противорадиационный препарат из индивидуальной аптечки (йодистый калий).
2. Надеть средства защиты органов дыхания (противогазы, респираторы, ватно-марлевые повязки) взрослым и детям.

3. Загерметезировать квартиру (заклеить окна, вентиляционные отверстия, уплотнить стыки).

4. Надеть куртки, брюки, комбинезоны, плащи из прорезиненной или плотной ткани.

5. Укрыть продукты питания в герметичной таре.

6. Автобусы и другие крытые машины подавать непосредственно к подъездам.

Опасность, возникающая во время аварий на РОО, связана с выходом радиоактивных веществ в окружающую среду.
Радиоактивность – это способность ядер некоторых элементов к самопроизвольному распаду.
Распад (превращение) ядер атомов под воздействием условий, созданных человеком, называется искусственной радиацией.

Характеристика радиоактивных излучений.

Рассматривая, ионизирующую и проникающую способность, можно сделать выводы:

1. Альфа – излучение опасно при попадании внутрь организма.
2. Защитой от гамма и нейтронного излучения могут быть убежища, противорадиационные укрытия, простейшие укрытия.

Радиоактивное загрязнение (заражение).

Радиоактивное загрязнение (заражение) местности происходит в двух случаях: при взрывах ядерных боеприпасов или при аварии на объектах ядерной энергетики.

При ядерном взрыве преобладают радионуклиды с коротким периодом полураспада. Поэтому происходит быстрый спад уровней радиации. При авариях на АЭС характерно, во-первых, радиоактивное заражение атмосферы и местности легколетучими радионуклидами (йод, цезий, стронций), а во-вторых, цезий и стронций обладают длительным периодом полураспада. Поэтому резкого спада уровней радиации нет. При ядерном взрыве главную опасность представляет внешнее облучение (90 – 95% от общей дозы). При авариях на АЭС значительная часть продуктов деления ядерного топлива находится в парообразном и аэрозольном состоянии. Доза внешнего облучения здесь составляет 15%, а внутреннего – 85%.

Тема 7. Аварии на радиационно-опасных объектах

Цель: Ознакомление с радиационно-опасными объектами

Вопросы к теме

1.Защита населения и территорий при авариях на радиационно- опасных объектах с выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду

2. Воздействие ионизирующих излучений на населе­ние

3. Воздействие ионизирующих излучений на окру­жающую среду

4. Радиационно (ядерно) опасные объекты и характер аварий на них

Защита населения и территорий при авариях на радиационно-опасных объектах с выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду

За последние четыре десятилетия атомная энергети­ка и использование расщепляющихся материалов проч­но вошли в жизнь человечества. В настоящее время в мире работает около 450 ядерных реакторов. Атомная энергетика позволила существенно снизить «энергети­ческий голод» и оздоровить экологию в ряде стран. Так, во Франции более 75 % электроэнергии получают от АЭС и при этом количество углекислого газа, поступаю­щего в атмосферу, удалось сократить в 12 раз.

В условиях безаварийной работы АС атомная энергетика пока самое экономичное и экологически чистое производство энергии, и альтернативы ей в ближайшем будущем не предвидится. Радиоактив­ные вещества широко используются также и в других областях. Расширение сферы применения источни­ков радиоактивности ведет к увеличению риска воз­никновения аварий с выбросом радиоактивных ве­ществ и загрязнением окружающей среды. В резуль­тате таких аварий могут возникать обширные зоны радиоактивного загрязнения местности и происхо­дить облучение персонала радиационно (ядерно) опасных объектов (РОО и ЯОО) и населения, что бу­дет характеризовать создающуюся ситуацию как чрезвычайную. Подобные аварии будут носить ха­рактер радиационных и ядерных.

Общие сведения о радиоактивности и радиоактивном загрязнении окружающей среды

Под радиоактивностью понимается самопроизволь­ное превращение неустойчивых атомных ядер радиоак­тивных веществ в ядра других радиоактивных веществ, сопровождаемое ионизирующим излучением.

Под радиоактивными веществами понимаются ве­щества, содержащие изотопы (атомы одного и того же элемента, имеющие разное количество протонов и нейтронов, способных к самопроизвольному распаду).

Радиоактивность, наблюдающаяся у ядер элемен­тов в природных условиях, называется естественной, а у изотопов, полученных в результате ядерных реак­ций, — искусственной.

Явление радиоактивности используется в экономи­ке, атомной энергетике, медицине, военной сфере. В условиях «мирного атома» осуществляется управ­ляемая реакция деления ядер атомов, с помощью, кото­рой достигается нужный результат.
В военной сфере (ядерное оружие) создаются усло­вия неуправляемой цепной реакции с выходом значи­тельного количества энергии различного характера в минимальное время (ядерный взрыв).

Под радиоактивным загрязнением окружающей среды понимается наличие в элементах биосферы ра­диоактивных веществ, ионизирующее излучение ко­торых создает радиационный фон, превышающий нормы радиационной безопасности населения.

Радиоактивное загрязнение окружающей среды различной степени может происходить при авариях на радиационно (ядерно) опасных объектах, в условиях проведения актов ядерного терроризма, а также в воен­ное время при применении ядерного оружия.

Ионизирующие излучения — квантовые (электро­магнитные) или корпускулярные (поток элементарных Частиц) излучения; под воздействием которых в среде из нейтральных атомов и молекул образуются положи­тельно или отрицательно заряженные частицы — ионы.

При искусственно вызванном распаде ядер вещест­ва (ядерный взрыв, работа ядерного реактора или ускорителя электронных частиц и т. д.) имеет место, также нейтронное излучение.

Число пар ионов, создаваемых ионизирующими излучениями в данной среде, отнесенное к единице расстояния, характеризует ее удельную ионизацию, а расстояние, пройденное от места их образования до места потери частицей избыточной энергии, — длину ее пробега. Эти характеристики зависят от энергии ча­стиц, их размеров, скорости, а также от среды (веще­ства), в которой они перемещаются.

Радиоактивность, наблюдающаяся у ядер элемен­тов, существующих в природных условиях, называет­ся естественной, а у изотопов, полученных в результа­те ядерных реакций, — искусственной.

Виды ионизирующих излучений. Радиоактивные вещества в ходе их распада испускают альфа-, бета-ча­стицы, гамма-излучения и нейтроны.

Альфа-частицы — это тяжелые положительно за­ряженные ядра гелия, обладающие высокой ионизи­рующей, но крайне слабой проникающей способно­стью. Длина их пробега в воздухе составляет 2,5 см, а в биологической ткани — 31 мкм.

Бета-частицы — электроны, имеющие меньшую, чем у альфа-частиц, ионизирующую, но большую проникаю­щую способность. Длина их пробега в воздухе более 15 см. Вместе с тем они в значительной степени задержи­ваются одеждой, обувью и кожным эпителием человека.

Гамма и рентгеновское излучение — электромагнит­ные излучения высокой энергии и сравнительно слабой ионизирующей способности. Они могут проходить сотни метров в воздухе, проникать через преграды из вещества с большой плотностью, в том числе и через тело человека.

Нейтронное излучение — поток электрически нейт­ральных частиц — нейтронов, способных вследствие это­го беспрепятственно проникать вглубь атомов облучае­мого вещества. Достигая ядер атомов, нейтроны либо по­глощаются ими, либо рассеиваются на них, теряя значительную часть энергии и скорость. Особенно боль­шое количество энергии (до 50 %) нейтроны теряют при столкновении с почти равными им по весу ядрами атомов
элементов. Поэтому вещества, имеющие минимальное количество электронов вокруг ядра (вода, графит, азот), широко используются как для защиты от нейтронного из­лучения, так и для замедления движения нейтронов.

Нейтронный поток, так же как и гамма-излучение, обладает большой проникающей способностью через различные вещества и преграды, в том числе и через тело человека. При этом в результате облучения нейтронами атомных ядер химических элементов окружающей сре­ды возникает наведенная радиация, когда последние сами становятся источниками ионизирующих излучений.

К критериям ионизирующего излучения относятся: критерии источника ионизирующего излучения, крите­рии ионизирующего поля, создаваемого этим источником и характеризующего степень радиоактивного загрязне­ния окружающей среды, а также дозовые критерии, поз­воляющие определить возможную степень облучения человека, находящегося в ионизирующем поле.

В целях более системного восприятия критериев ионизирующих излучений они рассматриваются в ви­де таблицы.

Пояснения к таблице критериев

Активность и период полураспада радионуклидов связаны обратной зависимостью: чем меньше период полураспада радионуклида, тем выше его активность.
Поглощенная доза (В) является основной дозимет­рической единицей, так как единицы измерения по­глощенной дозы и ее мощности используются в пока­заниях всех дозиметрических приборов.