Состав радиоактивного излучения

Введение.

Развитие ядерной энергетики во многих странах мира в последние годы сделала угрозу радиоактивного заражения больших территорий реально не только в случае применения ядерного оружия, но и в случае разрушения объектов ядерно-топливного цикла, находящихся в районе введения боевых действий, обычным оружием или при их аварии в ходе промышленной эксплуатации. Поэтому радиационной безопасность превращается в одну из важнейших задач по обеспечению безопасности жизнедеятельности человека.

Сама по себе радиоактивность – явление не новое, как считают некоторые, связывая её с появлением ядерного оружия и со строительством АЭС. Она существовала на Земле задолго до зарождения жизни. Известно, что в природе существуют химические элементы устойчивые и неустойчивые (уран, торий, радий и др.). Внутриядерных сил для сохранения прочности ядра у последних недостаточно, ядра атомов неустойчивого элемента превращаются в ядра атомов другого элемента. Такой процесс самопроизвольных превращений ядер атомов неустойчивых элементов называют радиоактивным распадом или радиоактивностью.

В России с 1976 г. действуют нормы радиационной безопасности, уточнённые после Чернобыльской аварии в 1987 г., согласно которым всё население разбито на три категории: А – персонал радиационных объектов, АЭС, радиологи, рентгенологи и др.; Б – население, проживающее вблизи радиационных объектов; В – всё остальное население.

Состав радиоактивного излучения.

Проникающая радиация не однородна. Классический опыт, позволяющий обнаружить сложный состав радиоактивного излучения, состоял в следующем. Препарат радия помещали на дно узкого канала в куске свинца. Против канала находилась фотопластинка. На выходившее из канала излучение действовало сильное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны лучу. Вся установка размещалась в вакууме. Под действием магнитного поля пучок распадался на три пучка. Две составляющие первичного потока отклонялись в противоположные стороны. Это указывало на наличие у этих излучений электрических зарядов противоположных знаков. При этом отрицательный компонент излучения отклонялся магнитным полем гораздо сильнее, чем положительный. Третья составляющая не отклонялась магнитным полем. Положительно заряженный компонент получил название альфа-лучей, отрицательно заряженный – бета-лучей и нейтральный – гамма-лучей. Поток ядерного взрыва представляет собой поток альфа, бета, гамма излучений и нейтронов. Поток нейтронов возникает вследствие деления ядер радиоактивных элементов. Альфа-лучи представляют собой поток альфа-частиц (дважды ионизированных атомов гелия), бета-лучи – поток быстрых электронов или позитронов, гамма-лучи – фотонное (электромагнитное) излучение, по своей природе и свойствам не отличающееся от рентгеновских лучей. При прохождении проникающей радиации через любую среду ее действие ослабляется. Излучение разных видов оказывают неодинаковое воздействие на организм, что объясняется разной их ионизирующей способностью. Так альфа-излучения, представляющие собой тяжелые имеющие заряд частицы, обладают наибольшей ионизирующей способностью. Но их энергия, вследствие ионизации, быстро уменьшается. Поэтому альфа-излучения не способны проникнуть через наружный (роговой) слой кожи и не представляют опасности для человека до тех пор, пока вещества, испускающие альфа-частицы не попадут внутрь организма. Бета-частицы на пути своего движения реже сталкиваются с нейтральными молекулами, поэтому их ионизирующая способность меньше, чем у альфа-излучения. Потеря же энергии при этом происходит медленнее и проникающая способность в тканях организма больше (1-2 см). Бета-излучения опасны для человека, особенно при попадании радиоактивных веществ на кожу или внутрь организма. Гамма-излучение обладает сравнительно небольшой ионизирующей активностью, но в силу очень высокой проникающей способности представляет большую опасность для человека.

Радиоактивное заражение.

Зоны поражения проникающей радиацией при взрывах ядерных боеприпасов средней и большой мощности несколько меньше зон поражения ударной волной и световым излучением. Для боеприпасов с небольшим тротиловым эквивалентом (1000 тонн и менее) наоборот, зоны поражающего действия проникающей радиацией превосходят зоны поражения ударной волной и световым излучением. Поражающее действие проникающей радиации определяется способностью гамма-квантов и нейтронов ионизировать атомы среды, в которой они распространяются. Проходя через живую ткань, гамма-кванты и нейтроны ионизируют атомы и молекулы, входящие в состав клеток, которые приводят к нарушению жизненных функций отдельных органов и систем. Под влиянием ионизации в организме возникают биологические процессы отмирания и разложения клеток. В результате этого у поражённых людей развивается специфическое заболевание, называемое лучевой болезнью.

Для оценки ионизации среды, а следовательно, и поражающего действия проникающей радиации на живой организм введено понятие дозы облучения (или дозы радиации), единицей измерения которой является рентген (р). Дозе радиации 1 р соответствует образование в одном кубическом сантиметре воздуха приблизительно 2 миллиарда пар ионов. В зависимости от дозы излучения различают три степени лучевой болезни. Первая (лёгкая) возникает при получении человеком дозы от 100 до 200 р. Она характеризуется общей слабостью, лёгкой тошнотой, кратковременным головокружением, повышением потливости. Вторая (средняя) степень лучевой болезни развивается при получении дозы 200 – 300 р; в этом случае признаки поражения – головная боль, повышение температуры, желудочно-кишечное расстройство – проявляются более резко и быстрее. Третья (тяжёлая) степень лучевой болезни возникает при дозе свыше 300 р; она характеризуется тяжёлыми головными болями, тошнотой, сильной общей слабостью, головокружением и другими недомоганиями; тяжёлая форма нередко приводит к смертельному исходу.

Радиоактивное заражение людей, местности и различных объектов при ядерном взрыве обуславливается осколками деления вещества заряда и непрореагировавшей частью заряда, выпадающими из облака взрыва, а также наведённой радиоактивностью. С течением времени активность осколков деления быстро уменьшается, особенно в первые часы после взрыва. Так, например, общая активность осколков деления при взрыве ядерного боеприпаса мощностью 20 кТ через один день будет в несколько тысяч раз меньше, чем через одну минуту после взрыва. При взрыве ядерного боеприпаса часть вещества заряда не подвергается делению, а выпадает в обычном своём виде; распад сопровождается образованием альфа-частиц. Наведённая радиоактивность обусловлена радиоактивными изотопами, образующимися в грунте в результате облучения его нейтронами, испускаемыми в момент взрыва ядрами атомов химических элементов, входящих в состав грунта. Образовавшиеся изотопы, как правило, бета-активны, распад многих из них сопровождается гамма-излучением. Периоды полураспада большинства из образующихся радиоактивных изотопов, сравнительно невелики – от одной минуты до часа. В связи с этим наведённая активность может представлять опасность лишь в первые часы после взрыва и только в районе, близком к его эпицентру. Основная часть долгоживущих изотопов сосредоточена в радиоактивном облаке, которое образуется после взрыва. Высота поднятия облака для боеприпаса мощностью 10 кТ равна 6 км, для боеприпаса мощностью 10 МгТ она составляет 25 км. По мере продвижения облака из него выпадают сначала наиболее крупные частицы, а затем всё более и более мелкие, образуя по пути движения зону радиоактивного заражения, так называемый след облака. Размеры следа зависят главным образом от мощности ядерного боеприпаса, а также от скорости ветра и могут достигать в длину несколько сотен и в ширину несколько десятков километров.

Поражения в результате внутреннего облучения появляются в результате попадания радиоактивных веществ внутрь организма через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт. В этом случае радиоактивные излучения вступают в непосредственный контакт с внутренними органами и могут вызвать сильную лучевую болезнь; характер заболевания будет зависеть от количества радиоактивных веществ, попавших в организм.

Эвакуация населения.

Эвакуация – это организованный вывод (вывоз) населения из мест, опасных для проживания в безопасную зону. Количество людей, подлежащих эвакуации, каждый раз определяется местными органами власти с учётом рекомендаций Главного управления по делам ГОЧС, исходя из условий, характера и масштабов ЧС. Для проведения эвакуации населения могут привлекаться все виды транспорта. Комбинированный способ предусматривает как вывоз населения транспортом, так и массовый вывод пешком. Эвакуация населения осуществляется как по производственному принципу, так и по месту жительства через жилищные органы. Дети эвакуируются вместе с родителями, и лишь в особых случаях образовательные учреждения и детские сады могут вывозиться самостоятельно. Для осуществления эвакуации создаются эвакуационные органы (эвакуационные комиссии) и сборные эвакуационные пункты, а в местах приёма эвакуируемых – эвакоприёмные комиссии и приёмные эвакуационные пункты. Руководят эвакуацией органы управления по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям города. С объявлением эвакуации население должно подготовить личные вещи, документы и деньги, а также запас продуктов и воды. Количество вещей и продуктов должно быть рассчитано на то, что нести их придётся самостоятельно. Население прибывает на сборные эвакуационные пункты, где осуществляется их регистрация и организуется последующая отправка в места эвакуации.

На эвакуационных пунктах следует соблюдать организованность и дисциплинированность, неукоснительное выполнение всех требований и указаний администрации сборных эвакуационных пунктов.

Средства индивидуальной защиты.

Средства индивидуальной защиты предназначены для защиты попадания внутрь организма, на кожные покровы и одежду радиоактивных, отравляющих веществ. К ним относятся средства защиты органов дыхания (противогазы, респираторы, противопыльные тканевые маски, ватно-марлевые повязки) и средства защиты кожи (защитная одежда, подручные средства защиты кожи).

Для защиты органов дыхания используют фильтрующие противогазы. Они являются основным средством индивидуальной защиты человека от попадания в органы дыхания, на глаза и лицо радиоактивных, отравляющих веществ. Принцип защитного действия этих противогазов основан на очищении (фильтрации) вдыхаемого воздуха от вредных примесей.

а) Противогаз.

Противогаз состоит из фильтрующе-поглощающей коробки лицевой части. В комплект противогаза, кроме того, входят сумка для хранения и переноски противогаза и коробка с незапотевающими плёнками, используемыми для предохранения стёкол от запотевания.

Фильтрующе – поглощающая коробка противогаза служит для очистки вдыхаемого воздуха от радиоактивных, отравляющих веществ и бактериальных средств. В металлическом корпусе коробки помещены специальные поглотители и противодымный фильтр. При вдохе воздух, поступающий в коробку, проходит сначала через фильтр, на котором остаются частицы пыли, тумана, а затем через поглотители, где задерживаются пары ОВ.

Для перевода противогаза в «боевое» положение необходимо задержать дыхание, закрыть глаза, снять головной убор (если он есть), вынуть противогаз. Взять его обеими руками за утолщённые края у нижней части так, чтобы большие пальцы были снаружи, а остальные внутри. Приложить нижнюю часть противогаза под подбородок и резким движением рук вверх и назад натянуть его на голову так, чтобы не было складок, а очковый узел пришёлся против глаз. Сделать полный выдох, открыть глаза и возобновить дыхание.

б) Респиратор.

Респиратор п-2 представляет собой фильтрующую полумаску, снабженную двумя клапанами вдоха, одним клапаном выдоха, оголовьем и носовым зажимом. Он применяется для защиты от радиоактивной пыли.

Респираторы изготавливаются трёх размеров. Для подбора нужного размера необходимо измерить высоту лица. При высоте лица от 99 до 109 мм требуется респиратор первого размера, от 109 до119 мм – второго, более 119 – третьего.

Надевать респиратор надо так, чтобы подбородок и нос хорошо разместились внутри маски, затем прижать концы зажима к носу. Для проверки плотности прилегания надетой полумаски необходимо плотно закрыть ладонью отверстия предохранительного экрана клапана выдоха и сделать лёгкий выдох. Если при этом по линии прилегания респиратора к лицу воздух не выходит, а лишь несколько раздувает полумаску, респиратор надет герметично.

в) Простейшие средства защиты органов дыхания.

К простейшим средствам защиты органов дыхания относятся ватно-марлевые повязки и противопыльные тканевые маски (ПТМ-1). Они применяются для защиты органов дыхания от радиоактивной пыли.

Для изготовления ватно-марлевой повязки берут кусок марли размером 100Х50 см. На него кладут слой ваты толщиной 1 – 2 см, края марли загибают с обеих сторон и накладывают на вату, а концы по длине разрезают на 30 – 35 см с каждой стороны. Повязка должна закрывать подбородок, рот и нос. Глаза закрывают противопыльными очками.

Противопыльная тканева маска состоит из корпуса и крепления (корпус изготовляется из 4 – 5 слоёв ткани). Раскрой корпуса и крепления производится по выкройкам или лекалам. В корпусе маски делают смотровое отверстия, В которые вставляют стёкла или пластины из какого-либо прозрачного материала. Плотное прилегание маски к голове обеспечивается с помощью резиновой тесьмы, вставляемой в верхний шов, и завязок, пришитых к нижнему шву крепления, а также с помощью поперечной резинки, прикрепляемой к верхним узлам корпусам маски.

Для надевания маски ПТМ-1 необходимо поперечную резинку и крепление перебросить на наружную сторону маски. Взять обеими руками нижний край крепления так, чтобы большие пальцы были обращены наружу, плотно приложить нижнюю часть корпуса маски к подбородку, крепление отвести за голову и ладонями плотно прижать маску к лицу. Затем, расправив крепление на голове, стянуть его. Завязать концы затылочных завязок и натянуть на голову поперечную резинку, придав маске наиболее удобное положение на лице.

г) Простейшие средства защиты кожи.

При нахождении в зонах радиоактивного заражения необходимо защищать не только органы дыхания, но и всё тело человека. Население, не связанное с работой в очаге поражения, может использовать простейшие средства защиты кожи. Это может быть как производственная одежда (спецовки, сшитые в большинстве случае из брезента), так и бытовая (плащи с капюшоном и накидки из прорезиненной ткани или из ткани, покрытой хлорвиниловой плёнкой), а также резиновые сапоги, резиновые и кожаные перчатки.

Обычные спортивные, рабочие или школьные костюмы и другую одежду можно использовать для защиты от радиоактивных веществ после их герметизации. С этой целью применяют нагрудные клапаны из плотной ткани, под боковые застёжки и разрезы брюк пришивают клинья. Голову защищают капюшоном, шарфом или обычным платком. Одежда должна быть застёгнута на все пуговицы, крючки или кнопки, воротник поднят и поверх него шея плотно обвязана шарфом, рукава обвязаны вокруг запястий тесёмками, низ куртки, пиджака заправлен в брюки, брюки выпущены поверх сапог (бот). Чтобы одежда защищала от паров ОВ, её пропитывают специальной пастой (К-4) или мыльно масляной эмульсией. Мыльно масляную эмульсию приготовляют из расчёта 250 – 300 г измельчённого хозяйственного мыла и 0,5 л минерального или растительного масла на 2 л воды, подогреть до 60 – 70 ºС. Масло добавляют после полного растворения мыла и энергично перемешивают. Костюм помещают в таз (ведро) с раствором, затем слегка отжимают и сушат на открытом воздухе.

д) Специальная защитная одежда.

Для работы в очагах поражения личный состав невоенизированных формирований используют специальную одежду. К ней относятся: лёгкий защитный костюм Л-1, защитная фильтрующая одежда (ЗФО) и общевойсковой защитный комплект.

Надевают специальную защитную одежду, как правило, на незаражённой местности (в укрытиях, помещениях и т. д.) непосредственно перед работой (в условиях заражения воздуха это делается при надетом противогазе). Снимают её также на незаражённой местности. При этом надо следить, чтобы не защищённые части тела не касались внешней стороны защитной одежды. Сняв защитную одежду, надо отойти в наветренную сторону и снять противогаз.

Средства коллективной защиты.

Средства коллективной защиты – это защитные инженерные сооружения гражданской обороны. Они являются наиболее надёжными средствами защиты населения от оружия массового поражения и других современных средств нападения. Защитные сооружения в зависимости от защитных свойств подразделяются на убежища и противорадиационные укрытия (ПРУ). Кроме того, для защиты людей могут применяться обычные укрытия.

а) Убежища.

Убежища – это специальные сооружения, предназначенные для защиты укрывающихся в них людей от всех поражающих факторов ядерного взрыва, отравляющих веществ, бактериальных (биологических) средств, а также от высоких температур и вредных газов, образующихся при пожарах.

Убежище состоит из основных и вспомогательных помещений. В основном помещении, предназначенном для размещения укрываемых, оборудуются двух- и трёхъярусные нары-скамейки для сидения и полки для лежания. Вспомогательные помещения убежища – это санитарный узел, фильтровентиляционная камера, а в сооружениях большой вместимости – медицинская комната, кладовая для продуктов, помещения для артезианской скважины и дизельной электростанции.

В убежищах устраивается, как правило, не менее двух входов; в убежищах малой вместимости – вход и аварийный выход. Во встроенных убежищах входы могут делаться из лестничных клеток или непосредственно с улицы. Аварийный выход оборудуется в виде подземной галереи, оканчивающейся шахтой с оголовком или люком на незаваливаемой территории. Наружная дверь делается защитно-герметической, внутренняя герметической. Между ними располагается тамбур. В сооружениях большой вместимости (более 300 человек) при одном из входов оборудуется тамбур-шлюз, который с наружной и внутренней сторон закрывается защитно-герметически дверями, что обеспечивает возможность выхода из убежища без нарушения защитных свойств входа.

б) Противорадиационные укрытия.

Противорадиационные укрытия (ПРУ) обеспечивают защиту людей при радиоактивном заражении местности. Кроме того, они защищают от светового излучения, проникающей радиации, а также от непосредственного попадания на кожу и одежду людей радиоактивных, отравляющих веществ.

Устраиваются ПРУ прежде всего в подвальных этажах зданий и сооружений. В ряде случаев возможно сооружение отдельно стоящих быстровозводимых противорадиационных укрытий, для чего используют промышленные (сборные железобетонные элементы, кирпич, прокат) или местные (лесоматериалы, камни, хворост и т. п.) строительные материалы.

в) Укрытия простейшего типа.

К простейшим укрытиям щели открытые и перекрытые. Щели строятся самим населением с использованием подручных местных материалов.

Простейшие укрытия обладают надёжными защитными свойствами. Так, открытая щель в 1,2 – 2 раза уменьшает вероятность поражения проникающей радиацией, в 2 – 3 раза снижает возможность облучения в зоне радиоактивного заражения. Перекрытая щель защищает от проникающей радиации и радиоактивного излучения – в 200 – 300 раз. Она также предохраняет от непосредственного попадания на кожу и одежду радиоактивных, отравляющих веществ.

Место для строительства щелей выбирают на незаваливаемой территории, то есть расстояние до наземных зданий должно превышать их высоту, на участках, не затапливаемых талыми и дождевыми водами.

Щель первоначально устраивают открытой. Она представляет собой зигзагообразную траншею в виде нескольких прямолинейных участков длиной не более 15 м. Глубина её 1,8 – 2 м, ширина по верху 1,1 – 1,2 м и по дну до 0,8 м. Длина щели определяется из расчёта 0,5 – 0,6 м на одного человека. Нормальная вместимость щели 10 – 15 человек, наибольшая 50 человек.

г) Правила поведения в укрытиях. Заполняются убежища (укрытия) организованно и быстро. В первую очередь пропускаются дети, женщины с детьми и престарелые. Они размещаются в отведённых для них местах.

Запрещается приносить в защитное сооружение легковоспламеняющиеся и сильно пахнущие вещества, громоздкие вещи, приводить домашних животных, ходить без надобности по помещениям.

Выводят укрывающихся из убежища (укрытия) по указанию звена обслуживания после сигнала «Отбой воздушной тревоги» или в случае аварийного состояния сооружения, угрожающего жизни людей.

Санитарная обработка людей.

Для удаления радиоактивных веществ с заражённых поверхностей, обезвреживание или удаление отравляющих веществ в целях снижения их воздействия проводятся санитарная обработка людей, дезактивация, дегазация и дезинфекция одежды, обуви, средств индивидуальной защиты.

а) Санитарная обработка.

Санитарная обработка – это удаление радиоактивных веществ, обезвреживание или удаление отравляющих веществ с кожного покрова людей, а также с надетых средств индивидуальной защиты, одежды и обуви. Она может быть частичной или полной.

Частичная санитарная обработка при заражении радиоактивными веществами (радиоактивной пылью) проводится по возможности в течение первого часа после заражения, непосредственно в зоне радиоактивного заражения или после выхода из неё. Для этого следует снять верхнюю одеждуи, встав спиной против ветра, вытряхнуть её. Затем развесить одежду и тщательно вычистить или выбить её. Обувь обмыть водой или обтереть мокрой тряпкой. Обмыть чистой водой открытые участки рук и шеи, лицевую часть противогаза; снять противогаз, тщательно вымыть лицо, прополоскать рот и горло.

Полная санитарная обработка заключается в тщательном обмывании всего тела тёплой водой с мылом. При этом заменяется или подвергается специальной обработке бельё, одежда, обуви. Санитарные обмывочные пункты устраиваются на базе санитарных пропускников, душевых павильонов, бань и других учреждений бытового обслуживания или в палатках непосредственно на местности. В тёплое время года полную санитарную обработку можно проводить в незаражённых проточных водоёмах.

б) Дезактивация.

Дезактивация – это удаление радиоактивных веществ с отдельных участков местности, сооружений, транспорта, одежды, продовольствия, воды, человеческого тела и иных предметов до допустимых норм загрязнения. Проводится она механическим и физико-химическим способами.

Механический метод – удаление радиоактивных веществ с поверхности (сметание с заражённых объектов щётками и другими подручными средствами, вытряхивание, выколачивание одежды, отмывание струёй воды и т. д.). Этот метод наиболее доступен и может быть использован сразу после выхода с заражённой территории. Однако дезактивация только механическим способом будет малоэффективна при тесном контакте радиоактивных веществ с поверхностью многих материалов, когда силы сцепления достаточно сильны.

Физико-химический способ дезактивации – это использование растворов специальных препаратов повышающих эффективность смывания радиоактивных веществ.

После дезактивации каждую вещь подвергают повторному дозиметрическому контролю, и если уровень загрязнённости окажется выше допустимых норм, то работа проводится вторично.

Дезактивация одежды должна проводиться в надёжных средствах защиты (противогазах, респираторах, ватно-марлевых повязках, защитных костюмах).

в) Йодная профилактика.

При авариях на радиационно-пасных объектах в облаке радиоактивных продуктов содержится значительное количество радиоактивного йода-131, который сорбируется щитовидной железой человека и вызывает её поражение. Наиболее эффективным методом защиты от действия радиоактивного йода-131 является йодная профилактика. С этой целью осуществляется приём внутрь лекарственных препаратов стабильного йода (йодный калий в таблетках или порошках). Доза принимаемого йодистого калия различна для взрослых и детей: взрослые и дети старше 5 лет – 0,25 г, дети от 2 – 5 лет – 0,125 г, дети до 2 лет – 0,04 г. Однако нужно помнить, что йодистый калий следует принимать только по рекомендации Главного управления по делам ГОЧС в случае аварии на радиационно-опасном объекте.