Жертвы ядерной бомбардировки Хиросимы
Занятие № 2.
Тема № 3. Медико-тактическая характеристика поражающих факторов ядерного оружия.
Общие рекомендации.__________________________________________________________________________
Вопросов данной темы в пунктах «знать», «уметь» и «быть ознакомленным» настоящей программы нет. Однако изучения данных вопросов необходимо для раскрытия других тем, например, в графе «знать» программы значатся: организацию и способы защиты от поражающих факторов оружия массового поражения; коллективные средства защиты, основы оценки химической и радиационной обстановки; принципы организации радиационного и химического контроля; основные мероприятия по организации и проведению специальной обработки; способы и средства защиты населения, больных, медицинского персонала и имущества и формирований в военное время; порядок взаимодействия формирований и учреждений при ликвидации последствий в очагах поражени).
В связи с этим тема № 3 признаётся центральной для изучения дисциплин «МОМГО» категории «знать», «уметь» и «быть ознакомленным» - определяется на кафедральном совещании.
Вопросы, отрабатываемые на лекции:
1. Возможный характер будущей войны. (Ознакомлен).
2. Классификация современных видов вооружения. (Знать)
3. Бактериологическое оружие, краткая характеристика токсинов и болезнетворных микробов. (Знать)
4. Определение и классификация общих и санитарных потерь. (Знать)
5. Методики расчета возможных санитарных потерь в зависимости от очага поражения. (Уметь применять на практике)
Вопросы, отрабатываемые на практики:
На занятии № 2.
1. Определение понятия «ядерное оружие». Виды ядерных боеприпасов. Понятие о тротиловом эквиваленте. (Знать)
2. Классификация ядерных боеприпасов по мощности. Виды ядерных взрывов. Определение понятия «центр взрыва» и «эпицентр взрыва». (Знать)
3. Поражающие факторы ядерного взрыва. Определение понятия «ударная волна». Воздействия ударной волны на людей. (Знать)
4. Определение понятия «световое излучение». Действие светового излучения на человека. (Знать)
5. Определения основных понятий, единицы измерения радиоактивности, ионизирующего излучения (приложение № 16). (Знать)
6. Определение понятия «радиоактивное загрязнение». Характеристика зон радиоактивного загрязнения. (Знать)
7. Определение понятия «очаг ядерного поражения». Характеристика зоны очага ядерного поражения. (Знать)
8. Внеаудиторная самостоятельная работа: «Ситуационная задача по расчёту санитарных потерь в очаге бактериологического поражения». (Уметь применять на практике)
_______________________________________________________________________________________________
Занятие начинается с проверки наличия студентов на занятии.
2. Сбор результатов решения ситуационных задач, выданных на предыдущем занятии (при не выполнении задачи выставляется оценка – 1).
Доведение темы и учебных вопросов занятия.
Тема № 3. Медико-тактическая характеристика поражающих факторов ядерного оружия.
Вопросы:
1. Тестовый контроль по проверке подготовки к данному занятию.
2. Определение понятия «ядерное оружие». Виды ядерных боеприпасов. Понятие о тротиловом эквиваленте.
3. Виды ядерных взрывов. Определение понятия «центр взрыва» и «эпицентр взрыва».
4. Поражающие факторы ядерного взрыва. Определение понятия «ударная волна». Воздействия ударной волны на людей.
5. Определение понятия «световое излучение». Действие светового излучения на человека.
6. Определения основных понятий, единицы измерения радиоактивности, ионизирующего излучения.
7. Определение понятия «радиоактивное загрязнение». Характеристика зон радиоактивного загрязнения.
8. Определение понятия «очаг ядерного поражения». Характеристика зон разрушений очага ядерного поражения.
Минут.
Вопрос № 1. Тестовый контроль по проверке подготовки к данному занятию.
20 минут.
Вопрос № 2. Определение понятия «ядерное оружие». Виды ядерных боеприпасов. Понятие о тротиловом эквиваленте.
Ядерным оружием называются боеприпасы, поражающее действие которых основано на использовании внутриядерной энергии, высвобождающейся при взрывных ядерных реакциях (деления, синтеза или того и другого одновременно). Для доставки этого оружия к цели используются ракеты, авиация и другие средства.
Ядерные боеприпасы в зависимости от способа получения энергии подразделяются на три основных вида:
ядерные, в которых используется энергия, выделяющаяся в результате деления ядер тяжелых элементов (урана, плутония и др.);
термоядерные, использующие энергию, выделяющуюся при синтезе легких элементов (водорода, дейтерия, трития и др.) с образованием более тяжёлого ядра.
нейтронные — разновидность боеприпасов с термоядерным зарядом малой мощности, отличающимся высоким выходом нейтронного излучения.
Для получения ядерной энергии путем деления используются ядра изотопов урана с атомным весом 233 и 235 (233U и 235U) и плутония — 239 (239Pu), делящиеся под воздействием нейтронов. Связь частиц во всех ядрах обусловлена сильным взаимодействием. В крупных ядрах тяжелых элементов эта связь слабее, поскольку электростатические силы отталкивания между протонами как бы «разрыхляют» ядро. Распад ядра тяжелого элемента под действием нейтрона на два быстро летящих осколка сопровождается высвобождением большого количества энергии, испусканием гамма - квантов и нейтронов. Благодаря тому, что при распаде ядер число нейтронов резко возрастает, реакция деления может мгновенно охватить все ядерное горючее.
Изотопа 235U, необходимого для создания ядерного заряда, в природном уране содержится всего 0,7%, остальное — стабильный изотоп 238U. Для получения достаточного количества разделяющегося материала производят обогащение природного урана, и это было одной из самых сложных в техническом плане задач при создании атомной бомбы. Плутоний получают искусственно — он накапливается в промышленных ядерных реакторах, за счет превращения 238U в 239Pu под действием потока нейтронов.
Поражающее действие ядерного взрыва зависит в основном от мощности боеприпаса и вида взрыва. Мощность ядерного взрыва измеряется тротиловым эквивалентом, то есть массой взрывчатого вещества тринитротолуола (тротила), энергия взрыва которого эквивалентна энергии взрыва данного ядерного боеприпаса. Тротиловый эквивалент измеряется в тоннах, тысячах тонн – килотоннах (кт) и миллионах тонн — мегатоннах (мт).
По мощности ядерные боеприпасы условно подразделяются на сверхмалые (мощность взрыва до 1 кт), малые (мощность взрыва 1–10 кт), средние (мощность взрыва 10–100 кт), крупные (мощность взрыва 100 кт — 1 мт) и сверхкрупные (мощность взрыва более 1 мт).
25 минут.
Вопрос № 3. Виды ядерных взрывов. Определение понятия «центр взрыва» и «эпицентр взрыва».
Ядерные взрывы могут осуществляться на поверхности земли (воды), под землей (водой) или в воздухе на различной высоте. В связи с этим принято различать следующие виды ядерных взрывов: наземный,подземный, подводный, надводный, воздушный и высотный.
Наземным ядерным взрывом называется взрыв на поверхности земли или на такой высоте от нее, когда светящаяся область касается грунта и имеет, как правило, форму полусферы. Увеличиваясь в размерах и остывая, огненный шар, отрываясь от поверхности земли, темнеет и превращается в клубящееся облако, которое, увлекая за собой столб пыли, через несколько минут приобретает характерную форму.
Основными поражающими факторами наземного ядерного взрыва являются: воздушная ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности и электромагнитный импульс.
При наземных ядерных взрывах на поверхности земли образуются воронка взрыва и сильное радиоактивное заражение местности как в районе взрыва, так и по следу радиоактивного облака.
При наземных и низких воздушных ядерных взрывах в грунте возникают сейсмовзрывные волны, которые могут выводить из строя заглубленные сооружения. Наземный взрыв применяется для поражения объектов, находящихся в сооружениях большой прочности и войск, находящихся в прочных укреплениях, когда допустимо или желательно сильное радиоактивное заражение местности.
Подземным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный под землей.
При подземном взрыве вспышка и светящаяся область взрыва не наблюдаются, световое излучение полностью поглощается грунтом, а интенсивность проникающей радиации с увеличением глубины взрыва быстро снижается. Подземный взрыв в зависимости от глубины подрыва может быть с выбросом или без выброса грунта (камуфлетный взрыв). При подземном ядерном взрыве с выбросом грунта образуется воронка, имеющая больший диаметр и глубину, чем при наземном ядерном взрыве. Основными поражающими факторами подземного взрыва являются: сейсмовзрывные волны в грунте, воздушная ударная волна, радиоактивное заражение местности и атмосферы. При камуфлетном взрыве основным поражающим фактором является сейсмовзрывная волна. Подземный ядерный взрыв в боевых условиях осуществляется при заблаговременной установке ядерного боеприпаса, он применяется с целью создания заграждений, а также разрушения особо прочных подземных сооружений.
Подводным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный под водой на глубине, которая может колебаться в широких пределах.
При подводном ядерном взрыве поднимается водяной столб с большим облаком в верхней части. Световое излучение практического значения не имеет, проникающая радиация почти полностью поглощается толщей воды и водяными парами. Основными поражающими факторами подводного взрыва являются: подводная и воздушная ударные волы, радиоактивное заражение акватории, участков побережья и береговых объектов. При подводных ядерных взрывах выброшенный грунт может перегородить русло реки и вызвать затопление обширных районов. Подводный взрыв применяется для поражения подводных лодок и надводных кораблей, для разрушения гидротехнических сооружений, средств противодесантной обороны, минных и противолодочных заграждений.
Надводный взрыв имеет внешнее сходство с наземным ядерным взрывом и сопровождается теми же поражающими факторами. Разница заключается в том, что грибовидное облако надводного взрыва состоит из плотного радиоактивного тумана. Надводный ядерный взрыв применяется для поражения надводных кораблей и гидротехнических сооружений.
Воздушным ядерным взрывом называется взрыв в атмосфере на высоте, при которой светящаяся область не касается поверхности земли (воды), но не выше 10 км. Воздушные ядерные взрывы подразделяются на низкие и высокие.
Основными поражающими факторами воздушного ядерного взрыва являются: воздушная ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, электромагнитный импульс. При воздушном ядерном взрыве в районе эпицентра вспучивается грунт. Радиоактивное заражение местности, оказывающее влияние на боевые действия войск, образуется только от низких ядерных взрывов.
В районах применения нейтронных боеприпасов образуется наведенная активность в грунте, технике и сооружениях, которая может явиться причиной поражения (облучения) личного состава. Воздушный взрыв сопровождается яркой вспышкой, вслед за которой образуется огненный шар, быстро увеличивающийся в размерах и поднимающийся вверх.
Низкий воздушный взрыв применяется в тех случаях, когда требуется на наибольшей площади вывести из строя боевую технику и, вместе с тем, избежать сильного радиоактивного заражения местности.
Высокий воздушный взрыв применяется, когда по условиям обстановки недопустимо радиоактивное заражение местности и требуется обеспечить разрушение на большей площади, чем при низком воздушном, взрыве, малопрочных наземных объектов (самолетов, ракет и т, д.)
Высотным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный выше тропосферы Земли (выше 10км).
Основными поражающими факторами высотных взрывов являются: воздушная ударная волна (на высоте до 30км), проникающая радиация, световое излучение (на высоте до 60км), рентгеновское излучение, газовый поток (разлетающиеся продукты взрыва), электромагнитный импульс, ионизация атмосферы (на высоте свыше 60км).
Высотные ядерные взрывы подразделяются на стратосферные - взрывы на высотах от 10 до 80км и космические - взрывы на высотах более 80км.
Поражающими факторами стратосферных взрывов являются: рентгеновское излучение, проникающая радиация, воздушная ударная волна, световое излучение, газовый поток, ионизация среды, электромагнитный импульс, радиоактивное заражение воздуха.
Космические взрывы отличаются от стратосферных не только значениями характеристик, но и сопровождающими их физическими процессами.Поражающими факторами космических ядерных взрывов являются проникающая радиация; рентгеновское излучение, ионизация атмосферы, вследствие которой возникает люминесцентное свечение воздуха, длящееся часами, газовый поток, электромагнитный импульс, слабое радиоактивное заражение воздуха. Высотный взрыв применяется для поражения в полете воздушных и космических целей.
Центром взрыва называют точку, в которой происходит вспышка или находится центр огневого шара.
Эпицентром взрыва называется проекция центра взрыва на земле.
Минут.
Вопрос № 4. Перечислить поражающие факторы ядерного взрыва. Определение понятия «ударная волна». Воздействия ударной волны на людей.
К поражающим факторам ядерного взрыва относятся: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация (ионизирующее излучение), радиоактивное загрязнение местности, электромагнитный импульс и сейсмические (гравитационные) волны.
Ударная волна — наиболее мощный поражающий фактор ядерного взрыва. На ее образование при взрывах боеприпасов среднего и крупного калибров расходуется около 50% всей энергии взрыва. Она представляет собой зону резкого сжатия воздуха, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. С увеличением расстояния скорость быстро падает, а волна ослабевает.
Источником возникновения ударной волны является высокое давление в центре взрыва, достигающее миллиардов атмосфер. Наибольшее давление возникает на передней границе зоны сжатия, которую принято называть фронтом ударной волны. Поражающее действие ударной волны определяется избыточным давлением, то есть разностью между нормальным атмосферным давлением и максимальным давлением во фронте ударной волны. Оно измеряется в килопаскалях (кПа) или килограммах — силы на 1 см² (кгс/см²).
Ударная волна может нанести незащищенным людям травматические поражения, контузии или быть причиной их гибели. Поражения могут быть непосредственными или косвенными.
Непосредственное поражение ударной волной возникает в результате воздействия избыточного давления и скорости напора воздуха, то есть появляется зона сжатия, за которой следует зона разряжения. Ввиду небольших размеров тела человека ударная волна почти мгновенно охватывает его и подвергает сильному сжатию.
Косвенные поражения люди могут получить в результате ударов обломками разрушенных зданий и сооружений, осколками стекла, камнями, деревьями и другими предметами, летящими с большой скоростью.
Воздействуя на людей, ударная волна вызывает травмы различной тяжести:
Ø легкие поражения возникают при избыточном давлении 20–40 кПа (0,2–0,4 кгс/см²). Они характеризуются скоропреходящими нарушениями функций организма (звон в ушах, головокружение, головная боль), возможны вывихи, ушибы;
Ø поражения средней тяжести возникают при избыточном давлении 40–60 кПа (0,4-0,6 кгс/см²). При этом могут быть контузии, повреждения органов слуха, кровотечения из ушей и носа, переломы и вывихи;
Ø тяжелые поражения возможны при избыточном давлении 60–100 кПа (0,6–1,0 кгс/см²). Они характеризуются сильными контузиями всего организма, потерей сознания, множественными травмами, переломами, кровотечениями из носа, ушей; возможны повреждения внутренних органов и внутренние кровотечения;
Ø крайне тяжелые поражения возникают при избыточном давлении более 100 кПа (1 кгс/см² ).
Отмечаются разрывы внутренних органов, переломы, внутренние кровотечения, сотрясение мозга, длительная потеря сознания. Разрывы наблюдаются в органах, содержащих большое количество крови (печень, селезенка, почки), наполненных жидкостью (желудочки головного мозга, мочевой и желчный пузырь). Эти травмы могут привести к смертельному исходу.
Минут (перерыв).
Вопрос № 5. Определение понятия «световое излучение». Действие светового излучения на человека.
Световое излучение представляет собой поток видимых инфракрасных и ультрафиолетовых лучей, исходящих от светящейся области, состоящей из продуктов ядерного взрыва и воздуха, разогретых до нескольких тысяч градусов. На его образование расходуется 30–35% всей энергии взрыва боеприпасов среднего калибра. Продолжительность светового излучения зависит от мощности и вида взрыва и может продолжаться до десяти секунд.
Наибольшим поражающим действием обладает инфракрасное излучение. Основным параметром, характеризующим световое излучение, является световой импульс, то есть количество световой энергии, падающей на 1 см2 (1 м2) поверхности перпендикулярно направлению распространения светового излучения за время свечения. Световой импульс измеряется в калориях на 1 см2 (кал/см ) или килоджоулях на 1 м2 (кДж/м2) поверхности.Световое излучение ядерного взрыва при непосредственном воздействии вызывает ожоги. Возможны вторичные ожоги, возникающие от пламени горящих зданий, сооружений, растительности.
Световое излучение поглощается непрозрачными материалами, и может вызывать массовые 
возгорания зданий и материалов, а так же ожоги кожи и поражение глаз.
Жертвы ядерной бомбардировки Хиросимы
Дальность распространения светового излучения сильно зависит от погодных условий. Облачность, задымленность, запыленность сильно снижают эффективный радиус его действия.
Источником светового излучения является светящаяся область взрыва — нагретые до высоких температур и испарившиеся части боеприпаса, окружающего грунта и воздуха. При воздушном взрыве светящаяся область представляет собой шар, при наземном — полусферу.
Практически во всех случаях испускание светового излучения из области взрыва заканчивается к моменту прихода ударной волны. Это нарушается лишь в области тотального уничтожения, где любой из трех факторов (свет, радиация, ударная волна) причиняет смертельный урон.
В городах Хиросима и Нагасаки примерно 50% всех смертельных случаев было вызвано ожогами, из них 20–30% — непосредственно световым излучением и 70–80% — ожогами от пожаров.
В зависимости от величины светового импульса различают четыре степени ожога: ожог I степени вызывает световой импульс величиной 100–200 кДж/м2 (2–6 кал/см2); II — 200–400 кДж/м2 (6–12 кал/см2); III — 400–600 кДж/м2 (12–18 кал/см2); IV степени — более 600 кДж/м2 (более 18 кал/см2).
От воздействия светового излучения предохраняют защитные и другие сооружения, создающие экран.
Хорошо известно и такое явление, как оставление "теней" непрозрачными объектами на каком-либо фоне.
Образование «теней» происходит из-за выгорания (или, наоборот, обугливания) поверхности за непрозрачным предметом, в то время как в зоне его тени этого не происходит.
В Хиросиме подобные тени оставались и от людей.
Минут.
Вопрос № 6. Определения основных понятий, единицы измерения радиоактивности, ионизирующего излучения.
Радиоактивность- самопроизвольное превращение ядер атомов с испусканием ионизирующего излучения.
Для измерения активности радиоактивного вещества в Международной системе единиц СИ установлена единица - беккерель (Бк); I Бк = I распад/с.
Внесистемная единица активности - кюри (Ки); I Ки = 3,7х 1010 Бк.
Период полураспада(Т/2) - время, в течение которого распадается половина атомов радиоактивного вещества.
Основными терминами, характеризующими радиоактивность, являются проникающая радиация, ионизирующее излучение и облучение.
Проникающая радиация- поток у-лучей и нейтронов, выделяющихся из зоны ядерного взрыва и распространяющихся в воздухе во все стороны на многие сотни метров и вызывающих ионизацию атомов среды, через которую они проникают (газа, жидкости, твердого тела, биологической ткани).
Ионизирующее излучение- излучение, образующее при взаимодействии со средой положительные и отрицательные ионы. Основными параметрами ионизирующего излучения являются доза излучения, мощность дозы излучения.
Различают:
ά-излучение - ионизирующее излучение, состоящее из положительно заряженных а-частиц (ядер гелия), испускаемых при ядерных превращениях;
β-излучение - поток β - частиц (отрицательно заряженных электронов или положительно заряженных позитронов) с непрерывным энергетическим спектром;
γ-излучение - электромагнитное (фотонное) ионизирующее излучение, испускаемое при ядерных превращениях или аннигиляции частиц.
Нейтронное излучение- поток незаряженных частиц (нейтронов) с высокой проникающей способностью.
Энергию ά, β-частиц, γ-квантов и нейтронов измеряют в специальных единицах - электрон-вольтах (эВ).
При воздействии ионизирующих излучений на биологическую ткань происходит разрушение молекул с образованием химически активных свободных радикалов, являющихся пусковым механизмом повреждений внутриклеточных структур и самих клеток. Повреждение клетки приводит либо к ее гибели, либо к нарушению се функций с сохранением способности к размножению.
Поврежденные клетки тела, сохранившие способность к размножению, в отдаленные сроки могут привести к развитию различных, в том числе опухолевой природы, заболеваний, а поврежденные зародышевые клетки - к генетическим заболеваниям у потомков облученных лиц. При оценке отдаленных последствий облучения необходимо иметь в виду, что не только ионизирующее излучение может привести к подобным эффектам. Существует ряд неблагоприятных факторов (курение, алкоголь, химические воздействия, солнечное излучение и др.), также приводящих к спонтанно возникающим опухолевым и наследственным заболеваниям.
Облучение- это процесс взаимодействия излучения с окружающей средой. Реакция облучаемого объекта на лучевое воздействие связана лишь с той частью энергии излучения, которая передается ему в данных конкретных условиях.
Лучевая болезнь- общее заболевание организма, развивающееся вследствие воздействия ионизирующего излучения. Различают острую лучевую болезнь (ОЛБ) и хроническую лучевую болезнь (ХЛБ) различной степени тяжести.
Поглощенная доза (D)- дозиметрическая величина, измеряемая количеством энергии, поглощенной в единице массы облучаемого вещества (биологической ткани).
В системе СИ единицей измерения поглощенной дозы является, грей (Гр); 1 Гр = 1 Дж/кг вещества.
Внесистемная единица-рад; 1 рад = 1х102Гр.
Экспозиционная доза(X) - количественная характеристика фотонного излучения с энергией до 3 МэВ, основанная на его ионизирующем действии в сухом атмосферном воздухе; представляет собой отношение суммарного заряда всех ионов одного знака, созданных в воздухе, к массе воздуха в указанном объеме.
Экспозиционная доза ионизирующего излучения используется для измерения γ - и рентгеновского излучения, воздействующего на объект (организм). Это количественная характеристика общего излучения.
В системе СИ единицей экспозиционной дозы является кулон на килограмм (Кл/кг).
Внесистемная единица экспозиционной дозы - рентген (Р); 1 Р = 2,58х104 Кл/кг.
Минут.
Вопрос № 7. Определение понятия «радиоактивное загрязнение». Характеристика зон радиоактивного загрязнения.
Радиоактивное загрязнение местности, воды и воздуха возникает в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва.
На долю радиоактивного загрязнения приходится до 10–15% всей энергии наземного ядерного взрыва боеприпасов среднего и крупного калибров.
Основные источники радиоактивности при ядерных взрывах: продукты деления веществ, составляющих ядерное горючее (200 радиоактивных изотопов 36 химических элементов); наведенная активность, возникающая в результате воздействия потока нейтронов ядерного взрыва на некоторые химические элементы, входящие в состав грунта (натрий, кремний и др.); некоторая часть ядерного горючего, которая не участвует в реакции деления и попадает в виде мельчайших частиц в продукты взрыва.
Радиоактивное загрязнение местности имеет ряд особенностей, отличающих его от других поражающих факторов ядерного взрыва. К ним относятся: большая площадь поражения — тысячи и десятки тысяч квадратных километров; длительность сохранения поражающего действия — дни, недели, а иногда и месяцы (годы); невозможность обнаружения радиоактивных веществ, не имеющих цвета, запаха и других внешних признаков, без использования специальных приборов.
Радиоактивное загрязнение наиболее выражено при наземном и низком воздушном взрывах, когда огненный шар соприкасается с землей и в образующееся грибовидное облако вовлекается огромное количество пыли. При этом грунт, поднятый с облаком, перемешивается с РВ и происходит их выпадение как в районе взрыва, так и по пути движения облака с образованием так называемого радиоактивного следа.
Местность считается загрязненной РВ при уровнях радиации 0,5 Р/ч и выше. Уровень радиации на загрязненной территории постоянно снижается за счет превращения короткоживущих изотопов в нерадиоактивные вещества. При семикратном увеличении времени, прошедшего после взрыва, уровень радиации снижается в 10 раз. Особенно быстро уровень радиации падает в первые часы и дни после взрыва, а затем остаются вещества с длительным периодом полураспада, и снижение уровня радиации происходит медленно.
Так, если через 1 ч после взрыва уровень радиации принять за исходный, то через 7 ч он снизится в 10 раз, через 49 ч (около 2 сут) в 100, а через 14 сут — в 1000 раз по сравнению с первоначальным.
Поражающее действие РВ на людей обусловлено двумя факторами: внешним воздействием γ -излучения и β -частицами (при попадании их на кожу или внутрь организма).
Ведущим радиационным фактором поражения является внешнее у-облучение, приводящее к развитию острой формы лучевой болезни.