Проникающая радиация ядерного взрыва
Проникающая радиация представляет собой мощный поток нейтронов и гамма-лучей, возникающих в момент взрыва и распространяющийся во все стороны от него. Проникающая радиация действует в течение 15 - 20с. На ее долю приходится примерно 5% энергии ядерного взрыва.
Нейтроны это элементарные частицы, не имеющие электрического заряда и входящие в состав ядер практически всех химических элементов за исключением водорода. При ядерных взрывах в процессе реакций деления и синтеза испускаются мгновенные нейтроны (99%),а в результате распада осколков деления – запаздывающие нейтроны (1%).
Поток нейтронов лучше ослабляется материалами, в которых много легких ядер, например, ядер атомов водорода, углерода и др. Дело в том, что нейтроны взаимодействуют не с электронами атомов, а с их ядрами, теряя энергию за счет упругого соударения, подобно передаче энергии при соударении бильярдных шаров.
Ослабление нейтронов легкими материалами
Ослабление нейтронов легкими материалами
 
Относительно легко нейтроны проходят через материалы, состоящие из тяжелых ядер, например, железа, свинца и др., у которых массы ядер значительно больше массы нейтрона.
Ослабление нейтронов тяжелыми  материалами
Ослабление нейтронов тяжелыми  материалами
 
При столкновении нейтрон отскакивает от ядра, как мяч при ударе о стенку, теряя часть своей энергии.
Гамма-излучение представляет собой очень короткие электромагнитные волны. При ядерных взрывах в процессе реакции деления испускается мгновенное гамма-излучение, а в результате распада осколков деления – осколочное гамма-излучение являющееся основным.
Гамма-излучение лучше ослабляется материалами из тяжелых элементов, так как у атомов этих элементов наблюдается высокая электронная плотность. В тоже время гамма-излучение легко проходит через материалы из легких элементов (вода, бор и т.п.) так как у атомов этих элементов наблюдается низкая электронная плотность.
Соотношение между нейтронами и гамма-излучением зависит от типа и мощности ядерных боеприпасов, а также от расстояния до центра взрыва. Для ядерных и термоядерных боеприпасов мощностью менее 1 тыс. т основным является нейтронное излучение (70%), для боеприпасов мощностью бо­лее 100 тыс. т – гамма-излучение (80%).
При подводном ядерном взрыве проникающая радиация состоит в основном из гамма-излучения, так как нейтроны в основном поглощаются водой. Источниками гамма-излучения являются султан и базисная волна ядерного взрыва. Длительность действия проникающей радиации зависит от продолжительности существо­вания базисной волны и составляет примерно 3 - 5 мин.
Гамма-излучение и нейтроны, распространяясь в любой среде, вызывают ее ионизацию. В результате ионизации атомов, входящих в состав живого организма, нарушаются процессы жизнедеятельности клеток и органов, что приводит к заболеванию лучевой болезнью.
Поражающее действие проникающей радиации определяется главным образом дозой излучения, т.е. той энергией излучения, которая поглощена единицей массы биологической ткани.
Различают экспозиционную и поглощенную дозу.
Экспозиционную дозу измеряют в рентгенах (Р). Один рентген - это такая доза гамма-излучения, которая создает в 1 куб.см воздуха около 2 млрд. пар ионов. Поглощенную дозу измеряют в радах. Один рад - это такая доза, при которой энергия излучения 100 эрг передается одному грамму вещества (единица измерения поглощенной дозы в системе СИ — грей. 1 Гр равен 100 рад).
Поражение личного состава проникающей радиацией определяется суммарной дозой, полученной организмом, характером облучения и его продолжительностью. В зависимости от длительности облучения приняты следующие суммарные дозы гамма-излучения, не приводящие к снижению боеспособности личного состава:
  • однократное облучение (импульсное или в течение первых 4 сут) - 50 рад;
  • многократное облучение (непрерывное или периодическое) в течение первых 30 сут - 100 рад, в течение 3 месяцев - 200 рад, в течение 1 года - 300 рад.
В зависимости от полученной организмом дозы облучения различают 4 степени лучевой болезни.
Лучевая болезнь 1 степени развивается при дозах от 100 до 200 рад. Первичная реакция отсутствует или проявляется слабо. Через 2-3 недели могут наблюдаться потливость, головокружение, тошнота. В крови отмечается медленное уменьшение количества лейкоцитов до 2-3 тыс. в 1 мм крови. Исход болезни благоприятный. Период выздоровления длится 1,5-2 месяца.
Лучевая болезнь 2 степени развивается при дозах от 200 до 400 рад. Первичная реакция проявляется уже через 2 ч после облучения в виде головной боли, тошноты, рвоты, повышения температуры и продолжается 1-3 суток. Скрытый период длится 2-3 недели. Разгар болезни длится 1,5-3 недели. Продолжается ослабление организма, снижение иммунитета, выпадают волосы, наблюдаются кровоизлияния. Количество лейкоцитов уменьшается до 1-1,5 тыс. в 1 мм крови. Исход болезни благоприятный, но период выздоровления затягивается до 2-2,5 месяцев.
Лучевая болезнь 3 степени развивается при дозах от 400 до 600 рад. Первичная реакция проявляется в течение первого часа: многократная рвота, жажда, сухость и горечь во  рту. Скрытый период длится от нескольких часов до 3 недель. В этот период наблюдается общая слабость, быстрая утомляемость, расстройство желудка. Разгар болезни характеризуется повышенной температурой тела до 38-40 С, кровоточивостью, выпадением волос, наблюдается низкое кровяное давление, резко уменьшается количество лейкоцитов до 500-600 в 1 мм крови. Исход болезни может закончиться относительным выздоровлением только при своевременном и эффективном лечении. Период выздоровления затягивается на 3-6 месяцев.
Лучевая болезнь 4 степени развивается при дозах свыше 600 рад и в большинстве случаев заканчивается смертельным исходом. Первичная реакция проявляется впервые 30 мин после облучения. Скрытый период чаще всего отсутствует, за первичной реакцией наступает сразу разгар болезни. Смерть наступает в течение первых 10 суток после облучения. Существенной особенностью радиационного поражения является то, что в момент воздействия радиации человек не испытывает никаких болевых или иных ощущений.
В течение лучевой болезни различают 4 периода:
  • начальный период или период первичной реакции;
  • скрытый период или период мнимого благополучия;
  • период разгара лучевой болезни;
  • период разрешения болезни.
Поражающее действие проникающей радиации на технику, вооружение заключается в том, что она вызывает потемнение стекол оптических приборов, засвечивание фотоматериалов, вывод из строя полупроводниковых приборов, особенно при действии нейтронного излучения.
Степень ослабления проникающей радиации на личный состав зависит от качества защитного материала и его толщины. Защитные свойства материала характеризуются слоем половинного ослабления, которым называют слой того или иного материала, ослабляющего излучение в 2 раза. Степень ослабления гамма-излучения и нейтронного потока некоторыми материалами приведена в таблице.
 
Значения слоев половинного ослабления гамма-излучения и нейтронного потока для некоторых материалов
Материал
Плотность вещества,
г/куб.см.
Толщина слоя половинного ослабления
гамма-излучения, см
нейтронного потока, см
Свинец
11,3
2,0
12,0
Железо (броня)
7,8
3,5
11,5
Железобетон
2,3
9,5
8,2
Кирпичная кладка    
1,6
13,0
10,0
Грунт
1,6
13,0
9,0
Вода
1,0
20,4
2,7
Полиэтилен
0,9
21,8
2,7
Древесина
0,7
30,5
9,7
Защитой от проникающей радиации могут служить различные естественные укрытия: овраги, канавы, скаты холмов и другие неровности местности, а также убежища, боевая техника, боевые посты корабля. Наилучшими защитными свойствами, как показано в таблице, от гамма-излучения обладают тяжелые материалы (свинец, броня), а от нейтронного излучения - полиэтилен, вода. Учитывая то, что проникающая радиация действует непродолжительное время после взрыва, очень важно укрыться от воздействия проникающей радиации сразу же после взрыва.
Публикация материалов возможна при ссылке на http://gochs.info
© Сергей Кульпинов 2003
Яндекс.Метрика