Wybuch nuklearny i jego szkodliwe czynniki. Szkody dla ludzi w wyniku narażenia na promieniowanie świetlne Promieniowanie powstałe w wyniku wybuchu jądrowego

Emisja światła.

Promieniowanie świetlne(SI.) to strumień energii promieniowania powstający w wyniku wybuchu jądrowego.

SI. rozprzestrzenia się natychmiast i działa przez krótki czas. Jasność SI znacznie silniejszy od słońca, a powstała w wyniku eksplozji nuklearnej kula ognia jest widoczna z odległości setek kilometrów.

Źródło SI eksplozja nuklearna jest obszar świetlny (SO), składające się z gorących produktów wybuchu i gorącego powietrza.

Masa powietrza w świecącym obszarze eksplozji o mocy 100 000 ton w powierzchniowych warstwach atmosfery sięga dziesiątek tysięcy ton, a produkty eksplozji (w tym odparowana powłoka ładunku i jego nośnik - rakieta, bomba) - nie więcej niż kilka ton. Dlatego właściwości S.I. zdeterminowane właściwościami gorącego powietrza.

Temperatura powietrza w świecącym obszarze jest ogromna. Waha się ona od milionów stopni na początku blasku do kilku tysięcy stopni w temperaturze koniec.

Skład widmowy SI, tj. Procent promieniowania ultrafioletowego, widzialnego i podczerwonego zależy od temperatury obszaru świecącego. W wysokiej temperaturze S.I. bogate w promienie UV i stosunkowo ubogie w promienie IPA. Wraz ze spadkiem temperatury zmniejsza się udział promieni UV, a

Promieniowanie IFC wzrasta. Ponieważ podczas eksplozji temperatura obszaru świecącego stale się zmienia, zmienia się również skład widmowy SI. Średni skład widmowy promieniowania jest zbliżony do składu widmowego promieniowania słonecznego

Czas świecenia gorących gazów i powietrza w obszarze świecącym zależy od siły eksplozji. Im dłuższy blask, tym większa siła eksplozji. Kiedy wybucha amunicja małego kalibru, blask trwa 1-2 sekundy, średni kaliber - 2-4 sekundy, duży kaliber - 4-8 sekund. Czas świecenia podczas eksplozji potężnych materiałów termojądrowych może sięgać kilkudziesięciu sekund.

Czas trwania blasku można wykorzystać do przybliżonego określenia siły eksplozji. Im silniejszy wybuch, tym większy rozmiar obszaru świetlnego, który osiąga swoją maksymalną wartość pod koniec blasku. Przezmaks. rozmiary S.O. można ocenić siłę eksplozji.

Szkodliwe działanie promieniowania świetlnego.

SI. rozchodzi się prostoliniowo we wszystkich kierunkach od świecącego obszaru z prędkością około 300 000 km/s. i tylko stosunkowo niewielka jego część jest rozpraszana przez cząsteczki kurzu i cząsteczki powietrza i dociera do obiektu z różnych kierunków. Z tego powodu tworzy się nieprzezroczysta bariera na drodze propagacji promieniowania strefa cienia, w której można uniknąć kontuzji. Część promieniowania rozproszonego padającego za barierę jest z reguły niewielka i w większości przypadków nie powoduje szkód dla ludzi, a jedynie prowadzi do gwałtownego, chwilowego wzrostu oświetlenia.

Główną cechą SI działającego na obiekt jest impuls świetlny, te. ilość energii SI spadającej na 1 cm kwadratowy. powierzchnię prostopadłą do kierunku propagacji promieniowania przez cały okres świecenia. Wielkość impulsu świetlnego wyraża się w kal/cm w kw.

Wielkość impulsu świetlnego maleje wraz ze wzrostem odległości od centrum eksplozji. Szkodliwy wpływ S.I. O wybuchu jądrowym decyduje przede wszystkim wielkość impulsu świetlnego i czas napromieniania. Szkodliwy wpływ S.I. Wybuch nuklearny charakteryzuje się tym, że powoduje ogromną liczbę pożarów na dużym obszarze. Podczas pożaru na dużym obszarze może wystąpić tzw. „burza ogniowa”, w wyniku której przeciąg powietrza z obwodu do środka pożaru niszczy wszystkie obiekty zdolne do zapalenia się. Intensywność SI jest w dużym stopniu uzależnione od warunków meteorologicznych. Mgła, deszcz i śnieg osłabiają jego działanie.

Uszkodzenie ludzi przez promieniowanie świetlne.

W zależności od głębokości uszkodzeń skóry istnieją oparzenia czterech stopni. Ciężkość obrażeń ciała S.I. zależy nie tylko od stopnia oparzenia, ale także od wielkości oparzonej powierzchni ciała i lokalizacji oparzenia.

Światło emitowane w wyniku wybuchu jądrowego jest strumieniem energii promienistej składającej się z promieni ultrafioletowych, widzialnych i podczerwonych.

Źródłem promieniowania świetlnego jest obszar świetlny wybuchu jądrowego, powstający w wyniku nagrzania powietrza otaczającego centrum wybuchu do wysokich temperatur. Temperatura na powierzchni obszaru świetlnego w początkowej chwili sięga setek tysięcy stopni. Jednak w miarę rozszerzania się obszaru świetlnego i przenoszenia ciepła do otoczenia temperatura na jego powierzchni spada.

Promieniowanie świetlne, jak każda inna fala elektromagnetyczna, rozchodzi się w przestrzeni kosmicznej z prędkością niemal 300 000 km/s i trwa, w zależności od siły wybuchu, od jednej do kilku sekund.

Głównym parametrem promieniowania świetlnego jest impuls świetlny U, tj. ilość energii promieniowania świetlnego, która przypada na 1 cm 2 napromienianej powierzchni, prostopadle do kierunku promieniowania, przez cały czas świecenia.

W atmosferze energia promieniowania jest zawsze osłabiona na skutek rozpraszania i pochłaniania światła przez cząsteczki kurzu, dymu i kropelki wilgoci (mgła, deszcz, śnieg). Stopień przezroczystości atmosfery zwykle ocenia się za pomocą współczynnika DO, charakteryzujący stopień tłumienia strumienia świetlnego. Uważa się, że w dużych miastach przemysłowych stopień przezroczystości atmosfery można scharakteryzować widocznością 10-20 km;

na obszarach podmiejskich - 30-40 km; na obszarach wiejskich - 60-80 km.

Promieniowanie świetlne padające na obiekt jest częściowo pochłaniane, częściowo odbijane, a jeśli obiekt przepuszcza promieniowanie, częściowo przez niego przechodzi. Na przykład szkło przepuszcza ponad 90% energii promieniowania świetlnego. Pochłonięta energia świetlna zamieniana jest na ciepło, powodując nagrzanie, zapalenie lub zniszczenie obiektu.

Stopień tłumienia promieniowania świetlnego zależy od przezroczystości atmosfery, tj. czystość powietrza. Dlatego te same wartości impulsów świetlnych w czystym powietrzu będą obserwowane na większych odległościach niż w obecności zamglenia, zapylenia czy mgły.

Szkodliwe działanie promieniowania świetlnego na ludzi i różne przedmioty spowodowane jest nagrzewaniem napromienianych powierzchni, co prowadzi do oparzeń ludzkiej skóry i uszkodzeń oczu, zapalenia lub zwęglenia materiałów palnych, odkształcenia, topnienia i zmian strukturalnych materiałów niepalnych.

Promieniowanie świetlne w przypadku bezpośredniego kontaktu z ludźmi może spowodować oparzenia odsłoniętych części ciała i osłoniętych odzieżą, a także uszkodzenie narządu wzroku. Ponadto w wyniku gotowania i działania łatwopalnego powietrza w fali uderzeniowej mogą wystąpić oparzenia.

Promieniowanie świetlne oddziałuje przede wszystkim na otwarte obszary ciała – dłonie, twarz, ciało, a także oczy. Wyróżnia się cztery stopnie oparzeń: oparzenie pierwszego stopnia to powierzchowne uszkodzenie skóry, objawiające się zewnętrznie zaczerwienieniem; oparzenie drugiego stopnia charakteryzuje się powstawaniem pęcherzy; Oparzenie trzeciego stopnia powoduje martwicę głębokich warstw skóry; W przypadku oparzenia czwartego stopnia skóra i tkanka podskórna, a czasami głębsze tkanki, ulegają zwęgleniu.

Tabela 5. Natężenia impulsów świetlnych odpowiadające oparzeniom skóry o różnym stopniu, Cal/cm2

Ochrona przed SR jest prostsza niż przed innymi szkodliwymi czynnikami wybuchu jądrowego, ponieważ każda nieprzezroczysta bariera, każdy obiekt tworzący cień może służyć jako ochrona przed promieniowaniem świetlnym.

Skutecznym sposobem ochrony personelu przed promieniowaniem świetlnym jest szybkie ukrycie się za przeszkodą. Jeśli podczas błysku eksplozji broni nuklearnej dużego kalibru osobie uda się ukryć w ciągu 1-2 sekund, wówczas czas narażenia na promieniowanie świetlne na niego zostanie kilkakrotnie skrócony, co znacznie zmniejszy prawdopodobieństwo kontuzji.

W przypadku zagrożenia użyciem broni nuklearnej załoga czołgu, bojowego wozu piechoty lub transportera opancerzonego ma obowiązek zamknąć włazy, a zewnętrzne urządzenia obserwacyjne muszą posiadać urządzenia automatyczne zamykające je w przypadku wybuchu jądrowego.

Sprzęt wojskowy i inne obiekty naziemne mogą zostać zniszczone lub uszkodzone przez pożary w wyniku narażenia na promieniowanie świetlne. A w noktowizorach przetworniki elektrooptyczne mogą zawieść. Promieniowanie świetlne powoduje pożary V lasy i obszary zaludnione.

Jako dodatkowe środki ochrony przed szkodliwym działaniem promieniowania świetlnego zaleca się:

wykorzystanie właściwości osłonowych wąwozów i obiektów lokalnych;

ustawianie zasłon dymnych pochłaniających energię promieniowania świetlnego;

zwiększenie współczynnika odbicia materiałów (bielenie kredą, pokrywanie jasnymi farbami);

zwiększenie odporności na promieniowanie świetlne (powlekanie gliną, posypywanie ziemią, śniegiem, impregnowanie tkanin związkami ognioodpornymi);

prowadzenie działań gaśniczych (usuwanie suchej trawy i innych materiałów palnych, wycinanie polan i pasów przeciwpożarowych);

stosowanie środków ochrony oczu przed chwilowym oślepieniem (okulary, rolety świetlne itp.) w nocy.

Promieniowanie penetrujące powstałe w wyniku wybuchu jądrowego.

Promieniowanie penetrujące powstałe w wyniku wybuchu jądrowego to strumień promieni gamma i neutronów emitowany do środowiska ze strefy wybuchu jądrowego.

Tylko wolne neutrony mają szkodliwy wpływ na organizm ludzki, tj. te, które nie są częścią jąder atomowych. Podczas wybuchu jądrowego powstają one podczas reakcji łańcuchowej rozszczepienia jąder uranu lub plutonu (neutrony natychmiastowe) oraz podczas rozpadu radioaktywnego ich fragmentów rozszczepienia (neutrony opóźnione).

Całkowity czas działania głównej części neutronów w obszarze wybuchu jądrowego wynosi około jednej sekundy, a prędkość ich propagacji ze strefy wybuchu jądrowego wynosi dziesiątki i setki tysięcy kilometrów na sekundę, ale mniejsza od prędkości światła.

Główne źródło strumienia gamma - promieniowanie podczas wybuchu jądrowego jest reakcją rozszczepienia jąder substancji ładunku, rozpadu promieniotwórczego fragmentów rozszczepienia oraz reakcją wychwytu neutronów przez jądra atomów ośrodka.

Czas działania promieniowania przenikliwego na obiekty naziemne zależy od mocy amunicji i może wynosić 15-25 s od momentu wybuchu.

Radioaktywne fragmenty rozszczepienia znajdują się początkowo w świecącym obszarze, a następnie w chmurze eksplozji. W wyniku wznoszenia się tej chmury odległość od niej do powierzchni Ziemi szybko rośnie, a całkowita aktywność fragmentów rozszczepienia z powodu ich rozpadu radioaktywnego maleje. W związku z tym następuje gwałtowne osłabienie dopływu promieni gamma docierających do powierzchni ziemi i oddziaływanie promieniowania gamma na obiekty ziemskie praktycznie ustaje w określonym czasie (15-25 s) po wybuchu.

Promienie gamma i neutrony rozchodzące się w ośrodku jonizują jego atomy, czemu towarzyszy zużycie energii pochodzącej z promieni gamma i neutronów. Ilość energii utraconej przez kwanty gamma i neutrony w celu zjonizowania jednostki masy ośrodka charakteryzuje zdolność jonizacyjną, a co za tym idzie, szkodliwy wpływ promieniowania przenikającego.

Promieniowanie gamma i neutronowe, a także promieniowanie alfa i beta mają różny charakter, ale łączy je to, że mogą jonizować atomy ośrodka, w którym się rozchodzą.

Promieniowanie alfa jest strumieniem cząstek alfa rozchodzących się z prędkością początkową około 20 000 km/s. Cząstka alfa to jądro helu składające się z dwóch neutronów i dwóch protonów. Każda cząstka alfa niesie ze sobą pewną ilość energii. Cząstki alfa ze względu na stosunkowo małą prędkość i znaczny ładunek oddziałują z materią najskuteczniej, tj. mają wysoką zdolność jonizacyjną, w związku z czym ich zdolność penetracji jest znikoma. Arkusz papieru całkowicie blokuje cząstki alfa. Niezawodną ochroną przed cząsteczkami alfa podczas napromieniowania zewnętrznego jest odzież ludzka.

Promieniowanie beta reprezentuje strumień cząstek beta. Cząstka beta to wyemitowany elektron lub pozyton. Cząsteczki beta, w zależności od energii promieniowania, mogą poruszać się z prędkościami bliskimi prędkości światła. Ich ładunek jest mniejszy, a prędkość większa niż cząstek alfa. Dlatego cząstki beta mają mniejszą siłę jonizującą, ale większą zdolność penetracji niż cząstki alfa. Odzież ludzka pochłania do 50% cząstek beta. Należy zaznaczyć, że cząstki beta są niemal całkowicie pochłaniane przez szyby okienne lub samochodowe oraz metalowe ekrany o grubości kilku milimetrów.

Ponieważ promieniowanie alfa i beta ma niską przenikalność, ale wysoką zdolność jonizującą, ich działanie jest najbardziej niebezpieczne, gdy emitujące je substancje dostaną się do organizmu lub bezpośrednio na skórę (zwłaszcza oczy).

Promieniowanie gamma to promieniowanie elektromagnetyczne emitowane przez jądra atomowe podczas przemian radioaktywnych. Promieniowanie gamma ze swej natury przypomina promieniowanie rentgenowskie, ma jednak znacznie większą energię (krótsza długość fali), jest emitowane w oddzielnych porcjach (kwantach) i rozchodzi się z prędkością światła (300 000 km/s). Kwanty gamma nie mają ładunku elektrycznego, dlatego zdolność jonizująca promieniowania gamma jest znacznie mniejsza niż cząstek beta, a jeszcze bardziej cząstek alfa (setki razy mniejsza niż beta - i dziesiątki tysięcy większa). cząstek alfa). Jednak promieniowanie gamma ma największą siłę przenikania i jest najważniejszym czynnikiem wpływającym na szkodliwe skutki promieniowania radioaktywnego.

Promieniowanie neutronowe reprezentuje strumień neutronów. Prędkość neutronów może osiągnąć 20 000 km/s. Ponieważ neutrony nie mają ładunku elektrycznego, łatwo przenikają i są wychwytywane przez jądra atomów. Promieniowanie neutronowe ma silne działanie szkodliwe pod wpływem promieniowania zewnętrznego.

Istota jonizacji polega na tym, że pod wpływem promieniowania radioaktywnego atomy i cząsteczki substancji, które w normalnych warunkach są elektrycznie obojętne, rozpadają się na pary cząstek jonów naładowanych dodatnio i ujemnie. Jonizacji substancji towarzyszy zmiana jej podstawowych właściwości fizykochemicznych, a w tkance biologicznej - zaburzenie jej funkcji życiowych. Jedno i drugie w określonych warunkach może zakłócić pracę poszczególnych elementów, urządzeń i układów urządzeń produkcyjnych, a także spowodować uszkodzenie ważnych narządów, co w ostatecznym rozrachunku zaważy na życiu.

Stopień jonizacji ośrodka przez promieniowanie penetrujące charakteryzuje się dawką promieniowania. Wyróżnia się dawki narażenia i dawki pochłonięte.

Dawka ekspozycyjna wyraża stopień jonizacji ośrodka poprzez całkowity ładunek elektryczny jonów (każdego znaku) powstały na jednostkę masy substancji w wyniku napromieniowania radioaktywnego. Obecnie dawkę ekspozycyjną promieniowania rentgenowskiego i gamma mierzy się zwykle w rentgenach.

Promieniowanie rentgenowskie (P) to dawka promieniowania rentgenowskiego i gamma, przy której 1 cm3 suchego powietrza ma temperaturę 0°C i ciśnienie 760 mm Hg. Sztuka. Przy całkowitym ładunku każdego znaku wynoszącym 1 jednostkę elektryczną energii elektrycznej powstaje 2,08 miliarda par jonów

(1P=2,5810 -4 C/kg; IC/kg=3880 P).

Dawka pochłonięta wyraża stopień jonizacji ośrodka poprzez ilość energii utraconej przez promieniowanie na jednostkę masy substancji na jej jonizację. Obecnie jednostkami używanymi do pomiaru propagacji dawki pochłoniętej są RAD i BER.

I RAD to dawka promieniowania, której absorpcji towarzyszy wyzwolenie 100 erg energii na 1 g substancji. I RAD = 1,18 P lub 1 P = 0,83 RAD.

Przy tej samej pochłoniętej dawce różne rodzaje promieniowania różnią się pod względem biologicznego wpływu na organizmy żywe. Dlatego do oceny biologicznych skutków narażenia na dawki różnych promieni (w szczególności neutronów) stosuje się specjalną jednostkę miary - biologiczny odpowiednik promieni rentgenowskich - BER.

I rem to dawka promieniowania, której działanie biologiczne jest równoważne działaniu promieni gamma IP.

Stosunek części dawki promieniowania D zgromadzonej w nieskończenie małym przedziale czasu t do wartości tego przedziału nazywa się mocą dawki promieniowania przenikliwego

P=D/t, (P/s).

W wyniku jonizacji atomów tworzących organizm ludzki wiązania chemiczne w cząsteczkach ulegają zniszczeniu, co prowadzi do zakłócenia normalnego funkcjonowania komórek, tkanek i narządów organizmu, a przy znacznych dawkach promieniowania – do określonej choroby zwaną chorobą popromienną.

Nasilenie szkód wyrządzonych ludziom przez promieniowanie przenikliwe zależy od ilości całkowitej dawki otrzymanej przez organizm, charakteru narażenia i czasu jego trwania.

Przy dużych dawkach jednorazowego napromieniowania awaria personelu może nastąpić natychmiast po przyjęciu dawki, a w przypadku napromieniowania małymi dawkami jednorazowo w dłuższym okresie awaria może nie nastąpić natychmiast.

Istnieją dopuszczalne dawki promieniowania, przy których z reguły nie obserwuje się zmian w organizmie prowadzących do zmniejszenia skuteczności bojowej personelu:

W zależności od ciężkości choroby wyróżnia się następujące stopnie choroby popromiennej:

Choroba popromienna pierwszego stopnia (łagodna) rozwija się przy dawkach promieniowania 100-250 rubli. Występuje ogólne osłabienie, zwiększone zmęczenie, zawroty głowy, nudności, które ustępują po kilku dniach. Wynik choroby jest zawsze korzystny i przy braku innych uszkodzeń (urazy, oparzenia) u większości chorych po wyzdrowieniu utrzymuje się zdolność bojowa;

Choroba popromienna drugiego stopnia (umiarkowane nasilenie) występuje przy całkowitej dawce promieniowania 250-400 rubli. Charakteryzuje się objawami choroby popromiennej III stopnia, ale mniej wyraźnymi. Choroba kończy się wyzdrowieniem po aktywnym leczeniu po 1,5 - 2 miesiącach;

Choroba popromienna trzeciego stopnia (ciężka) występuje w dawce 400-600 rubli. Występuje silny ból głowy, podwyższona temperatura ciała, osłabienie, gwałtowny spadek apetytu, pragnienie, zaburzenia żołądkowo-jelitowe i krwotoki. Powrót do zdrowia jest możliwy pod warunkiem terminowego i skutecznego leczenia po 6-8 miesiącach;

Choroba popromienna czwartego stopnia (bardzo ciężka) występuje przy dawce ponad 600 rubli. i w większości przypadków kończy się śmiercią.

Przy dawkach przekraczających 5000 rubli personel traci skuteczność bojową w ciągu kilku minut.

Awaria personelu przed skutkami promieniowania przenikliwego zależy od umiarkowanych obrażeń, ponieważ łagodne obrażenia z reguły nie obezwładniają personelu pierwszego dnia.

Tabela 6. Odległości, na których obserwuje się awarię personelu znajdującego się na otwartej przestrzeni przed działaniem promieniowania przenikliwego, km

Promieniowanie penetrujące z reguły nie powoduje uszkodzeń sprzętu wojskowego. Dopiero znaczne dawki promieniowania powodują ciemnienie zwykłego szkła, a działanie silnego strumienia neutronów może uszkodzić urządzenia półprzewodnikowe. W sprzęcie i broni wojskowej pod wpływem neutronów może powstać aktywność indukowana, która wpływa na skuteczność bojową załóg i personelu jednostek naprawczych i ewakuacyjnych.

Ochronę przed promieniowaniem przenikliwym zapewniają różne materiały tłumiące promieniowanie gamma - promieniowanie i neutrony. Rozwiązując kwestie ochrony, należy wziąć pod uwagę, że zakres - promieniowanie najsilniej tłumią ciężkie materiały, które mają dużą gęstość elektronową (ołów, beton, stal), a strumień neutronów najsilniej osłabiają materiały lekkie zawierające jądra lekkich pierwiastków, takich jak wodór (woda, polietylen).

Zdolność każdego materiału do tłumienia promieniowania przenikliwego charakteryzuje się wartościami warstw półtłumienia dawek promieni gamma i neutronów 0-l. _ Warstwa półtłumiąca odnosi się do grubości płaskiej bariery, która tłumi dawkę promieniowania o połowę.

Pytanie nr 4. Wymień szkodliwe czynniki wybuchu jądrowego. Definicja pojęcia „fala uderzeniowa”. Wpływ fal uderzeniowych na ludzi.

Do czynników szkodliwych wybuchu jądrowego należą: fala uderzeniowa, promieniowanie świetlne, promieniowanie przenikliwe (promieniowanie jonizujące), skażenie radioaktywne terenu, impuls elektromagnetyczny i fale sejsmiczne (grawitacyjne).

Fala uderzeniowa- najpotężniejszy czynnik niszczący eksplozję nuklearną. Około 50% całkowitej energii wybuchu zużywa się na jego powstawanie podczas eksplozji amunicji średniego i dużego kalibru. Jest to strefa ostrej kompresji powietrza, rozprzestrzeniająca się we wszystkich kierunkach od środka eksplozji z prędkością ponaddźwiękową. Wraz ze wzrostem odległości prędkość szybko maleje, a fala słabnie. Źródłem fali uderzeniowej jest wysokie ciśnienie w centrum eksplozji, sięgające miliardów atmosfer. Największe ciśnienie występuje na przedniej granicy strefy kompresji, zwanej potocznie frontem fali uderzeniowej.

O niszczącym działaniu fali uderzeniowej decyduje nadciśnienie, czyli różnica między normalnym ciśnieniem atmosferycznym a maksymalnym ciśnieniem w czole fali uderzeniowej. Mierzy się ją w kilopaskalach (kPa) lub kilogramach – siła na 1 cm² (kgf/cm²).

Fala uderzeniowa może spowodować urazy, wstrząśnienia mózgu lub śmierć niezabezpieczonych osób. Szkody mogą być bezpośrednie lub pośrednie.

Bezpośrednie uszkodzenie falą uderzeniową następuje w wyniku narażenia na nadciśnienie i prędkość ciśnienia powietrza, to znaczy pojawia się strefa kompresji, po której następuje strefa rozrzedzenia. Ze względu na niewielki rozmiar ciała człowieka fala uderzeniowa niemal natychmiast go pokrywa i poddaje silnemu uciskowi.

Ludzie mogą odnieść obrażenia pośrednie w wyniku uderzenia gruzem ze zniszczonych budynków i budowli, fragmentami szkła, kamieniami, drzewami i innymi obiektami lecącymi z dużą prędkością.

Dotykając ludzi, fala uderzeniowa powoduje obrażenia o różnym nasileniu:

Ø łagodne zmiany występują przy nadciśnieniu 20–40 kPa (0,2–0,4 kgf/cm²). Charakteryzują się przejściowymi zaburzeniami funkcji organizmu (dzwonienie w uszach, zawroty głowy, ból głowy), możliwe są zwichnięcia i siniaki;

Ø Umiarkowane zmiany występują przy nadciśnieniu 40–60 kPa (0,4–0,6 kgf/cm²). W takim przypadku mogą wystąpić kontuzje, uszkodzenia narządu słuchu, krwawienie z uszu i nosa, złamania i zwichnięcia;

Ø Przy nadciśnieniu 60–100 kPa (0,6–1,0 kgf/cm²) możliwe są poważne obrażenia. Charakteryzują się poważnymi stłuczeniami całego ciała, utratą przytomności, licznymi urazami, złamaniami, krwawieniem z nosa i uszu; możliwe uszkodzenie narządów wewnętrznych i krwawienie wewnętrzne;

Ø wyjątkowo poważne zmiany powstają przy nadciśnieniu większym niż 100 kPa (1 kgf/cm²).

Dochodzi do pęknięć narządów wewnętrznych, złamań, krwawień wewnętrznych, wstrząśnień mózgu i długotrwałej utraty przytomności. Pęknięcia obserwuje się w narządach zawierających duże ilości krwi (wątroba, śledziona, nerki) wypełnionych płynem (komory mózgu, pęcherzyk moczowy i żółciowy). Obrażenia te mogą być śmiertelne.

Promieniowanie świetlne to strumień widzialnych promieni podczerwonych i ultrafioletowych emanujący ze świetlistego obszaru składającego się z produktów wybuchu jądrowego i powietrza ogrzanego do kilku tysięcy stopni. Jego utworzenie pochłania 30–35% całkowitej energii wybuchu amunicji średniego kalibru. Czas trwania emisji światła zależy od mocy i rodzaju eksplozji i może trwać do dziesięciu sekund.

Najbardziej szkodliwe jest promieniowanie podczerwone. Głównym parametrem charakteryzującym promieniowanie świetlne jest impuls świetlny, czyli ilość energii świetlnej padającej na 1 cm 2 (1 m 2) powierzchni prostopadle do kierunku propagacji promieniowania świetlnego w czasie świecenia. Impuls świetlny mierzony jest w kaloriach na 1 cm 2 (cal/cm) lub kilodżulach na 1 m 2 (kJ/m 2) powierzchni Promieniowanie świetlne powstałe w wyniku wybuchu jądrowego powoduje oparzenia w przypadku bezpośredniego narażenia. Możliwe są wtórne oparzenia, powstałe w wyniku płomieni płonących budynków, konstrukcji i roślinności.

Promieniowanie świetlne jest pochłaniane przez nieprzezroczyste materiały i może powodować masowe pożary budynków i materiałów, a także oparzenia skóry i uszkodzenia oczu.

Promieniowanie świetlne to promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie ultrafioletu, światła widzialnego i podczerwieni. Jest to kula ognia o temperaturze 8-10 tysięcy stopni. Do 30-35% energii wybuchu jądrowego zużywa się na promieniowanie świetlne. Czas działania wynosi około 12 sekund.

Źródłem promieniowania świetlnego jest obszar świetlny wybuchu, składający się z oparów materiałów konstrukcyjnych amunicji i powietrza podgrzanego do wysokiej temperatury, a w przypadku wybuchów naziemnych – odparowanej gleby. Obszar świetlisty w swoim rozwoju przechodzi przez cztery fazy: początkową, pierwszą, drugą i końcową.

Faza początkowa jest bardzo krótka – od momentu rozpoczęcia reakcji jądrowych w amunicji do momentu oddzielenia się czoła fali uderzeniowej od powierzchni obszaru świecącego. Za początek pierwszej fazy uważa się moment, w którym czoło fali uderzeniowej dotrze do powierzchni obszaru świecącego. W temperaturach powyżej 1700°C powietrze w czole fali uderzeniowej świeci samoczynnie i nie przepuszcza (ekranuje) promieniowania pochodzącego z obszaru wewnętrznego. Dlatego dla „obserwatora zewnętrznego” temperatura obszaru świetlnego jest określana na podstawie temperatury ogrzanego powietrza w czole fali uderzeniowej. Ekranowanie wewnętrznego promieniowania kuli świetlnej ułatwiają także tlenki azotu powstające w obliczu fali uderzeniowej w tak wysokich temperaturach.

W miarę posuwania się czoła fali uderzeniowej ciśnienie i temperatura znajdującego się w niej powietrza spadają i następuje moment, w którym powietrze przestaje się świecić. Front fali uderzeniowej staje się przezroczysty. Temperatura po przejściu przez minimum zaczyna ponownie rosnąć i od tego momentu rozpoczyna się druga faza rozwoju obszaru świetlnego (ryc. 3).

Ryż. 3. Zmiana temperatury świecącego obszaru wybuchu jądrowego:

a - faza początkowa; 6 - pierwsza faza: c - druga faza: d - faza końcowa

W drugiej fazie rozwoju obszaru świetlnego temperatura wzrasta i osiąga maksimum (5700-7700°C). Następnie temperatura powierzchni obszaru świecącego zaczyna spadać w wyniku strat energii na skutek promieniowania i chłodzenia gorących gazów w wyniku ich rozszerzania. W temperaturze około 1700°C obszar świetlny przestaje emitować promieniowanie w widzialnej części widma i zamienia się w chmurę wybuchową. Od tego momentu rozpoczyna się faza końcowa, podczas której występuje wyłącznie promieniowanie podczerwone.

Główna część energii promieniowania świetlnego (do 98%) przypada na drugą fazę.

Niszczące działanie promieniowania świetlnego charakteryzuje się impulsem świetlnym, czyli ilością energii świetlnej padającej w czasie trwania promieniowania na 1 cm 2 powierzchni położonej prostopadle do kierunku promieni świetlnych. Jednostką miary impulsu świetlnego jest 1 cal/cm2. Promieniowanie świetlne może powodować oparzenia odsłoniętych części ciała, oślepienie ludzi i zwierząt, zwęglenie lub spalenie różnych materiałów. Zatem przy impulsie świetlnym wynoszącym 2-4 cal/cm2 u osób niezabezpieczonych mogą wystąpić oparzenia pierwszego stopnia, przy 4-7,5 cal/cm2 - oparzenia drugiego stopnia (pęcherze), przy 7,5-12 cal/cm2 - trzeciego stopnia oparzenia (całkowita martwica skóry), z tętnem świetlnym powyżej 12 cal/cm 2 - oparzenia IV stopnia (skóra ulega martwicy na całej głębokości i jest zwęglona).

Promieniowanie świetlne może powodować masowe pożary na obszarach zaludnionych, w lasach, stepach i na polach.

Ochrona przed promieniowaniem świetlnym jest prostsza niż przed innymi szkodliwymi czynnikami wybuchu jądrowego, ponieważ każda nieprzezroczysta bariera, każdy obiekt tworzący cień może służyć jako ochrona przed promieniowaniem świetlnym.

Jako dodatkowe środki ochrony przed szkodliwym działaniem promieniowania świetlnego zaleca się:

Wykorzystanie właściwości osłonowych wąwozów, zagłębień i obiektów lokalnych;

Montaż zasłon dymnych pochłaniających energię promieniowania świetlnego;

Zwiększanie współczynnika odbicia materiałów (bielenie kredą, pokrywanie jasnymi farbami);

Zwiększanie odporności na promieniowanie świetlne (powlekanie gliną, posypywanie ziemią, śniegiem, impregnowanie tkanin związkami ognioodpornymi);

Prowadzenie działań gaśniczych (usuwanie suchej trawy i innych materiałów palnych, wycinanie polan i pasów przeciwpożarowych);

Stosowanie środków ochrony oczu przed chwilowym oślepieniem (okulary, rolety świetlne itp.) w nocy.

Natężenie promieniowania świetlnego silnie zależy od warunków meteorologicznych. Mgła, deszcz i śnieg osłabiają jego działanie, a przejrzysta i sucha pogoda sprzyja powstawaniu pożarów i oparzeń.

Promieniowanie świetlne wybuchu jądrowego jest kombinacją zakresów widma ultrafioletowego, podczerwonego i widzialnego. Jego źródłem jest świecący obszar eksplozji nuklearnej. Szkodliwe działanie promieniowania świetlnego charakteryzuje się impulsem świetlnym, czyli ilością energii promieniowania świetlnego spadającą w czasie promieniowania na jednostkę powierzchni nieosłoniętej, położonej prostopadle do kierunku promieniowania bezpośredniego, gdy wpływ promieniowania odbitego i ruch obiektu można pominąć. Impuls świetlny mierzy się w kaloriach na centymetr kwadratowy. Ilość promieniowania świetlnego jest wprost proporcjonalna do siły wybuchu i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości do środka wybuchu. Na intensywność promieniowania świetlnego duży wpływ ma przezroczystość atmosfery.

W wyniku narażenia na promieniowanie świetlne w dużych odległościach od centrum wybuchu jądrowego mogą wystąpić pożary. Promieniowanie świetlne i pożary mogą prowadzić do ogromnych ofiar w ludziach. Bezpośrednie narażenie ludzi na promieniowanie świetlne powoduje oparzenia odsłoniętych części ciała chronionych odzieżą (patrz Oparzenia), a także uszkodzenie oczu. W przypadku uszkodzenia oka rozróżnia się uszkodzenie nieodwracalne (oparzenie dna oka) i przejściową ślepotę. Do ochrony ludzi przed promieniowaniem świetlnym nadają się różne typy schronów. Na terenach otwartych stosuje się płaszcze przeciwdeszczowe i specjalną odzież chroniącą przed poparzeniem, a do ochrony oczu stosuje się specjalne okulary.

Promieniowanie penetrujące to strumień promieniowania gamma i neutronów emitowany ze strefy wybuchu jądrowego w okresie reakcji jądrowych oraz podczas rozpadu radioaktywnego produktów rozszczepienia. Pomimo odmiennego charakteru przepływu neutronów i promieniowania gamma, łączy je to, że w zależności od siły eksplozji mogą rozprzestrzeniać się na setki i tysiące metrów, wnikając do różnych środowisk, jonizując je i cząsteczki. Stopień jonizacji ośrodka zależy od dawki, której jednostką miary jest rentgen (r). Biologicznym odpowiednikiem promieniowania rentgenowskiego jest dawka neutronów odpowiadająca ekspozycji na jedno promieniowanie rentgenowskie promieniowania gamma. Dawkę promieniowania mierzy się za pomocą specjalnych przyrządów (patrz Dozymetry promieniowania jonizującego). Wnikając w żywą tkankę, promieniowanie gamma i neutrony zakłócają procesy biologiczne, funkcje fizjologiczne narządów i układów, powodując rozwój (patrz).

Promieniowanie neutronowe jest dobrze pochłaniane przez materiały lekkie (drewno, woda, polietylen itp.) i materiały ciężkie (beton, ziemia, cegła itp.). Połączenie lekkich i ciężkich materiałów w konstrukcji różnego rodzaju schronów może zapewnić niezawodną ochronę przed promieniowaniem przenikliwym.