Соғыс және бейбіт уақытындағы жаппай зақымдау құралдарының түрлері

Ядролық қару - уран мен плутонийдің бірқатар изотоптарының ауыр ядроларды ыдырауынан болатын тізбекті реакция кезінде немесе сутегінің (дейтерий мен тритий) жеңіл ядролық изотоптары синтезінің термоядролық реакциялары кезінде бөлініп шығатын ішкі ядролық энергияны пайдалануга негізделген осы замангы зақымдау құрал.

Ядролық жарылыс кезінде мынадай зақымдаушы факторлар пайда болады:

• сокқы толқыны;

• сәуле жарқылы;

• өткіш радиация;

• жердің радиоактивтік ластануы;

• электромагниттік импульс.

Ядролық ұрыс жабдықтарға ракеталардың, торпедалардың жарылатын бөліктері, ядролық бомбалар, артиллериялық снарядтар, тереңдікте жарылатын бомбалар, миналар (фугастар) жатады.

Ядролық ұрыс жабдықтарынын қуаты тротилдік эквивалентпен өлшенеді. Тротилдік эквивалент - әдеттегі жарылғыш заттың (тротилдің) массасы, оның жарылғыш энергиясы сол ядролық жарылғыштың жарылыс энергиясына тең болады. Тротилдік эквивалент тоннамен, килотоннамен және мегатоннамен өлшенеді.

Қолдану мақсатына қарай ядролық жарылыс түрлері мынадай түрде болуы мүмкін:

• биіктегі ядролық жарылыс;

• әуедегі ядролық жарылыс;

• жер бетіндегі (су үстіндегі) ядролық жарылыс;

• жер астындағы (су астындағы) ядролық жарылыс (1 сур.).

ЯДРОЛЫҚ ЖАРЫЛЫСТЫҢ ЗАҚЫМДАУШЫ ФАКТОРЛАРЫ:

I. Соққы толқыны, түрлері: ауа соққы толқыны; су соққы толкыны; сейсмо толқындар (грунттағы). 1 сурет - Ядролық жарылыс түрлері

Ауа соққы толқыны - жарылыс орталығынан жан-жақка дыбыстан тез жылдамдықпен тарайтын күшті сығылған ауа аймағы. Ауа соққы толқынының қуат көзі - жарылыс орталығындағы миллиард атмосфераға дейін жететін жоғарғы қысым. Ядролық жарылыстың жанған өнімдері тез таралып, төңірегіндегі ауа қабаттарындағы қысым туғызады. Тығыздалған ауа массасы одан әрі ұлғаяды да, қысым келесі қабаттарға өтеді. Осылайша қысым тез бір қабаттан екінші қабатқа өтіп ауа соққы бөлігі ауа соққы толкынының аймағы деп аталады. Сығылған ауа массаның ұлғаю есебінен оның кабатының қалыңдығы өсе түседі де өзінің жолындагы құрылыстар мен басқа да объектілерді қиратып, ашық жердегі адамдарды зақымдайды. Ауа соққы толқынының қирату күші мен әсер ету радиусы жарылыстың түрі мен қуатына, жер бедеріне, ауа райы жағдайларына байланысты болады. Ауа соққы толқынының зақымдау әсерін айқындайтын негізгі көрсеткіштері:

артық қысым; ауа ағынының жылдамдығы (жоғарғы ауа екпіні) артық қысымының әсер ету уақыты.

Ауа соққы толқыны әсер еткен кезде, сондай-ақ оның қосалқы зақымының үйлер мен ағаштардың және басқадай заттардың ішкі органдары зақымдануы, контузия және әртүрлі зардапты жарақаттар артық қысым 20-40 кПа (0,2-0,4 кг/см²) болғанда, мұнда адам мертігеді, естуі нашарлап, контузия алады (жеңіл жарақат). Артық қысымның мелшері 40-60 кПа болған кезде адам орташа жарақат алады: ол ауыр контузия алады, есту мүшелері зақымданады, мұрын мен құлақтан қан кетеді, аяқ пен қол буыны шығады. Ауыр жарақаттану артық қысым мелшері 60-100 кПа болған кезде байқалады. Ол ауыр контузия алумен, аяқ-қолдардың сыныуымен, құлақ пен мұрыннан күшті қан кетуімен сипатталады. Өте ауыр жаракат артық кысым 100 кПа-ден жоғары болған кезде байқалады. Өте ауыр жарақат адамның өліміне келдіреді.

Соққы толкынының әсерінен қорғанудың негізгі құралдары: паналау ғимараттары, радиациядан қорғану орындары, адамдардың паналауына ыңғайлап жасалынған метрополитендер мен шахталар, қарапайым паналау орындары (ор, жыра).

Үйлер мен ғимараттарды қирату дәрежесіне қарай ядролық зақымдау ошагын мынадай төрт аймаққа: толық, күшті, орташа және әлсіз қирау аймақтары деп бөлу қабылданған.

II. Сәуле жарқылы - ядролық жарылыстың зақымдаушы факторы, ультракүлгін, инфрақызыл және көрінетін сәулелерден түрады.

Сәуле жарқылы пайда болғаннан кейін секундтың алғашқы үлесінде температура миллиондаған градусқа жетеді және ультракүлгін сәулелер басым болады, ал отгы шардың суыну дәрежесіне қарай көрінетін және инфрақызыл сәулелер басым болады.

Жарықтың сәуле шығару көзі - жарылыстың жарық шығару бөлігі, бұл бөлік жарылыстың 8000-10000°С температураға дейін қызып, балқыған газ түріндегі өнімдерінен түрады.

Ол адамдар мен жануарлар терісінің ашық бөліктерін күйдіріп (I - IV дәрежелі күйік туындайды), көзді зақымдайды, өнеркәсіп нысандарда, елді мекендерде және ормандарда өрт тудырып, түрлі материалдарды тұтандырады.

Түрлі заттардың көлеңкелері сондай-ақ паналау ғимараттары мен паналау орындары қорғаныш бола алады.

III. Өткіш радиация - ядролық жарылыс кезінде пайда болатын гамма-сәулелер мен нейтрондар ағыны. Өткіш радиацияның көзі - ядролық реакциялар. Өткіш радиацияның әрекет ету мерзімі 10-15 секундтан аспайды.

Өткіш радиацияның зақымдау әсерін айқындайтын негізгі көрсеткіші: иондаушы сәуле дозасы. Иондаушы сәуле дозасы (радиация дозасы) дегеніміз белгілі бір ортада иондаушы сәуленің әсер ету шегі. Ол төмендегіше бөлінеді:

· жұтылған доза — сәулеленген ортанын масса бірлігі жұтқан энергия, ол халықаралық (СИ) жүйе бойынша грэймен (ГР) өлшенеді. 1ГР = 1 Дж/кг. Дозаның жүйеде жоқ бірлігі - "рад" болып табылады (рентгенің биологиялық эквиваленті). 1 ГР=100 рад; 1 Р = 1 рад

· экспозициялық доза — ауанын иондалуы бойынша кл/кг (кулон кг-ға) өлшенетін рентген және гамма-сәуленін мөлшері. Жүйеде жоқ бірлігі - рентген (Р) қолданылады. Рентген - гамма-сәуленің мөлшері, оның әсерінен температурасы 0°С, қысымы сынап бағанасы бойынша 760 мм 1 см³ құрғақ ауада 2 млрд. жұп ион пайда болады.

· эквиваленттік доза – ағзадағы радиациялық қауіпінің биологиялық әсер етуі мен дәрежесін анықтайтын және зивертпен ("ЗВ") өлшенетін доза. Жүйеде жоқ бірлігі - "бэр" (рентгеннің биологиялық эквиваленті). 1 бэр =1 Р; 1 ЗВ = 100 бэр

Өткіш радиацияның зақымдаушы әрекеті адамдардың сәулеленуін тудырады, зақымдаушы фактордың мәні: гамма-сәулелер мен нейтрондар жасушаның молекулаларын иондап, олардың қалыпты тіршілік қызметін бұзады. Мұның нәтижесінде адамдар сәулеленуіне шалдығады, көп доза алған адамдар мерт болады.

Үсті жабылған жаралар, блиндаждар, паналау ғимараттары және басқа қорғаныс құрылыстары, сондай-ақ қорғаныс киімдер өткіш радиация әсерін күрт әлсіретеді.

Әр түрлі материалдардың гамма-сәуле жарқылын әлсіретуін сипаттау үшін жартылай әлсірету қабатының жарты мөлшері, яғни, гамма-сәуле жарқылының жиілігін екі есе әлсірете алатындай материал қабатының қалындығы пайдаланылады.

IV. Жердің радиоактивтік ластануы - ядролық жарылыс бұлтынан жауған радиоактивті заттар жерге түсіп жерді ластайды.

Радиоактивті заттардың көздері:

• ядролық зарядтың ыдырау өнімдері, сәуле шығаратын альфа-бета бөлшектері мен гамма-сәулелері;

• ядролық зарядтың реакцияға қатыспаған бөлшектері (уран, плутоний);

• бетабөлшектері мен гамма-сәулелері сәулелендірген топырақтағы нейтрондардың әсерінен пайда болған радиактивті заттар (топырақтағы радиоактивтілік).

Радиоактивтілік - бірқатар химиялық элементтердің (уран, радий, фторий және т.б) өзінен-өзі ыдырауы және көзге көрінбейтін сәулелер (альфа және бета бөлшектер, гамма-сәулелер) шығару қабілеті.

Бұл радиоактивті элементтер жартылай ыдырау кезеңімен, яғни барлық атомдардың жартысы ыдырайтын уақытпен өлшенетін қатаң белгілі бір жылдамдықпен ыдырайды. Түрлі радиоактивті заттар үшін жартылай ыдырау кезеңі секундтың бірнеше белігінен миллиардтаған жылдарға дейінгі кең шектің аралығында болады (цезий - 33 жыл, стронций - 28-30 жыл, плутоний - 24 мың жыл).

Ағзада жайылуына қарай барлық радиоактивті изотоптар 4 топқа бөлінеді:

- сүйекте жиналатын (стронций, радий, кальций, уран).

- бауырда жиналатын (церий, плутоний);

- бірдей бірнеше мүшелерде (бауырда, бүйректе, бұлшық етте және т.б.) жиналатын (тритий, цезий).

- тек бір мүшеде (йод - қалқанша безде, цинк - ұйқы безде).

Радиация деңгейі — бұл радиоактивті сәулелердің қарқындығы, зақымданған жерде белгілі уақыт ішінде адамның сәуленуы мүмкін доза қуаты. Жердің радиоактивті заттармен ластануы Р/сағ өлшенеді. Радиацияның деңгейі 0,5 Р/сағ және одан да жоғары болған кезде жер зақымданған деп есептеледі.

Негізгі өзгешілігі: радиация дәрежесі "7-10" принцип бойынша бәсендей береді, яғни 7 мәрте уакыт өткен сайын радиация деңгейі кез келген нүктеде шамамен 10 есе төмендейді.

Киімге және теріге қонған радиоактивті заттар, сондай-ақ гамма-сәулелерімен сәулеленуы адамдар мен жануарларда сәуле ауруын тудырады.

Радиоактивті зақымнан қорғанудың негізгі әдістері - қорганыс құрылыстарына (паналау ғимараттарына, радиациядан қорғайтын паналау орындарына, қарапайым паналау орындарына) адамдарды паналату және жеке құраддарын пайдалану.

V. Электромагниттік импульс. Ядролық жарылыс кезінде электрлі және магнитті өрістер пайда болады, өте қысқа мерзімде ғана болғандықтан оларды электромагниттік импульс деп атайды.

Электромагниттік импульс байланыс аппараттарына зиян келтіріп, сыртқы желілірге қосылған электр қондырғыларының жұмысын істен шығарады. Адамға әсері жоқ.

РАДИОАКТИВТІК ЛАСТАНУ АЙМАҒЫ

Түзілген радиоактивтік бұлт желдің екпінімен қозғалады. Одан жауған радиоактивтік заттар жерде көзге көрінбейтін радиоактивтік тозаң іздерін құрайды. Радиоактивтік заттар жауған аудандарда жер бірдей ластанбайды. Ең күшті ластану жарылысқа таяу манда болады, ал одан алыстаған сайын азая береді. Жазық жерде радиоактивтік бұлт ізі эллипс формаға йе болады.

Радиоактивтік ластану 4 аймаққа бөлінеді:

• А аймағы (баяу радиоактивтік ластану аймағы);

• Б аймағы (күшті радиоактивті ластану аймағы);

• В аймағы (қауіпті радиоактивті ластану аймағы);

• Г аймағы (төтенше қауіпті радиоактивті ластану аймағы) (2 сур.).

Аймақ радиация деңгейімен (Р₁) және экспозициялық доза (Д) мөлшерімен өлшенеді.

 

2 сурет - Радиоактивтік ластану аймағы

 

ЯДРОЛЫҚ ЗАҚЫМ ОШАҒЫ

Ядролық жарылыстың зақымдаушы факторларының әсерінен өрт, жаппай қирау, коммуналдық-энергетикалық тораптарда апаттар, жердің радиоактивті ластануы және халық арасында едәуір шығын пайда болатын аумақ.

Ядролық зақым ошағының аумағы қолданылған қарудың мөлшері мен қуатына, жарылыстардың түріне, құрылыстың сипатына, жер бедеріне (акватория терендігі) және ауа райы жағдайларына байланысты.

Қирау сипатына қарай және құтқару жұмыстарының көлемін белгілеу үшін ядролық зақым ошағын 4 аймаққа бөледі:

• толық қирау аймағы;

• күшті қирау аймағы;

• орташа қирау аймағы;

• әлсіз қирау аймағы (3 сур.).

 

3 сурет - Ядролық зақым ошағы