Розділ 4. Прогнозування обстановки та планування заходів захисту в зонах радіоактивного зараження

4. 1. Радіоактивність. Джерела радіоактивності

Радіоактивність – це самовільне перетворення нестійких ізотопів хімічного елемента в інші ізотопи (звичайно іншого елемента), яке супроводжується випусканням елементарних частинок, атомних ядер та жорсткого електромагнітного випромінювання.

Розрізняють природну радіоактивність (тобто радіоактивність ізотопів, які існують у природі) та штучну радіоактивність (радіоактивність ізотопів, які отримують при ядерних реакціях).

Радіоактивними є всі хімічні елементи з порядковим номером, більшим за 83, а також деякі хімічні елементи з меншими порядковими номерами. Тому джерелами радіоактивності є ті об’єкти, прилади, установки і т. ін., які містять вказані елементи. Зокрема, джерелами радіоактивності є AEC, дослідницькі ядерні реактори, медичні установи, в яких використовуються радіоактивні ізотопи, місця захоронення радіоактивних відходів та ін.

Джерелом радіоактивності є також ядерна зброя.

Ядерною зброєю називають зброю, вражаюча дія якої базується на використанні енергії, що виділяється у вигляді вибуху при ядерних перетвореннях.

До ядерних боєприпасів належать оснащені ядерними зарядами бойові частини ракет, авіаційні бомби, артилерійські снаряди, ядерні фугаси. Пристрої, які використовуються для здійснення вибухового процесу та звільнення ядерної енергії, називаються ядерними зарядами.

За характером вибухових реакцій вони поділяються на три основні види: ядерні (використання енергії ділення радіоактивних речовин), термоядерні (використання енергії синтезу атомних ядер), нейтронні (з підвищеним виходом нейтронного потоку).

Ядерні боєприпаси мають потужність від декількох тонн до десятків мегатонн.

Залежно від розташування центру вибуху розрізняють наземний, надводний, повітряний, висотний, підземний, підводний ядерний вибух.

При вибусі ядерного боєприпасу утворюються такі уражаючі фактори: ударна повітряна хвиля, світлове випромінювання, проникаюча радіація, радіоактивне зараження місцевості, електромагнітний імпульс.

Хмара ядерного вибуху містить в собі дуже велику кількість радіоактивних речовин. По шляху цієї хмари радіоактивні речовини випадають на землю, внаслідок чого виникає радіоактивне зараження місцевості, об’єктів, повітря тощо.

4.2. Типи радіоактивного випромінювання

У разі вибуху ядерного боєприпасу протягом 10 – 15 с діє дуже потужне радіоактивне випромінювання, яке в своєму складі має альфа-, бета-, гамма- і нейтронне випромінювання. Ці ж типи випромінювання супроводжують будь-який радіоактивний розпад. Загальна подібність радіоактивного випромінювання різних типів – можливість іонізувати атоми і молекули речовини, в якій вони розповсюджуються.

Альфa-випромінювання – це потік альфа-частинок з початковою швидкістю 20 000 км/с. При альфа-розпаді з ядра вилітає порівняно важка альфа-частинка, яка являє собою ядро атома гелію. Енергія альфа-частинки, яка вилетіла, досить висока – 5 – 10 MeB – майже в мільйон разів більша від енергії електрона в атомі. У зв’язку з цим альфа-частинки, проходячи через речовину, спричиняють у ній значні зміни внаслідок іонізації та збудження атомів.

Альфа-частинка взаємодіє найефективніше з речовиною тому, що має великий заряд і відносно малу швидкість. Внаслідок цього є великою її іонізаційна можливість, а проникаюча здатність – незначна. Аркуш паперу повністю затримує альфа-частинки. Надійним захистом від альфа-частинок при зовнішньому опроміненні є одяг людини.

Бета-випромінювання – це потік бета-частинок. Бета-частинкою називається електрон або позитрон, який випромінює енергію і його швидкість близька до швидкості світла. Їх заряд менший, а швидкість більша, ніж у альфа-частинок. У зв’язку з цим бета-частинки мають меншу іонізуючу та більшу проникаючу здатність, ніж альфа-частинки.

Бета-частинки повністю поглинаються віконним і автомобільним склом та сталевими екранами у декілька міліметрів. Одяг людини поглинає біля 50 % бета-частинок. Оскільки альфа- і бета-випромінювання мають невелику проникаючу здатність, то вони небезпечніші при потраплянні в організм людини чи безпосередньо на шкіру.

Гамма-випромінювання представляє собою електромагнітне випромінювання, яке виділяється ядрами атомів при радіоактивних перетвореннях. Гамма-випромінювання супроводжується бета-розпадом, а інколи альфа-розпадом.

За своєю природою гамма-випромінювання подібне до рентгенівського, але має значно більшу енергію. Розповсюджується із швидкістю світла.

Гамма-кванти не мають електричного заряду, тому їх іонізуюча здатність значно нижча, ніж у альфа- та бета-частинок. Поряд з цим гамма-випромінювання має найбільшу проникну здатність і є основним фактором уражаючої дії радіоактивних випромінювань.

Нейтронне випромінювання – це потік нейтронів. Швидкість розповсюдження нейтронів досягає 20 000 км/с. Нейтрони не мають електричного заряду, тому легко проникають в ядра атомів і захоплюються ними. Нейтронне випромінювання має сильну вражаючу дію при зовнішньому опромінюванні.