Световое излучение. Воздействие на людей, животных и объекты. Средства и способы защиты

ПЛАН 

      Вступление

1. Аварии на радиационно-опасных объектах. Зоны радиактивного заражения.

      1.1. Аварии на радиационно-опасных объектах.

1.2. Зоны радиактивного заражения.

Заключение

2.   Световое излучение. Воздействие на людей, животных и объекты.

      Средства и способы защиты.                                                                  

2.1. Световое излучение.

2.2. Воздействие на людей, животных и объекты. Средства и способы защиты.

Заключение

Список литературы 
 
 
 
 

      Вступление

      В настоящее время практически любая отрасль хозяйства и науки использует радиоактивные вещества  источники  излучений. Высокими темпами развивается ядерная энергетика. Ядерные материалы приходиться возить, хранить, перебалтывать. Это создает дополнительный риск радиоактивного загрязнения окружающей среды, поражения людей, животных и растительного мира. К типовым радиационно-опасным объектам следует отнести: атомные станции, предприятия по изготовлению ядерного топлива, по переработке отработанного топлива и захоронению радиоактивных отходов, научно-исследовательские и проектные организации, имеющие ядерные реакторы, ядерные энергетические установки на транспорте.

      Световое  излучение — это поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. 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. Максимальная температура поверхности светящейся области составляет обычно 5700-7700 °С. Результатом действия светового излучения может быть воспламенение и возгорание предметов, оплавление, обугливание, большие температурные напряжения в материалах. При воздействии светового излучения на человека возникает поражение глаз и ожоги открытых участков тела, а также может возникнуть поражение и защищенных одеждой участков тела. Защитой от воздействия светового излучения может служить произвольная непрозрачная преграда. В случае наличия тумана, дымки, сильной запыленности или задымленности воздействие светового излучения также снижается. 
 

1. Аварии  на радиационно-опасных  объектах. Зоны радиактивного  заражения.

1. Аварии на радиационно-опасных объектах.

      Ядерные энергетические установки и другие объекты экономики, при авариях  и разрушениях которых могут  произойти массовые радиационные поражения людей, животных и растений, называют радиационно-опасными объектами (РОО) .

      Выброс  радиоактивных веществ за пределы  ядерно-энергетического реактора, в  результате чего может создаться  повышенная радиационная опасность, представляющая собой угрозу для жизни и здоровья людей, называется радиационной аварией.

      К радиационно-опасным объектам, при  авариях на которых может быть загрязнение окружающей среды, относятся: атомные электростанции, атомные  тепловые электростанции, суда с атомными реакторами, исследовательские реакторы, лаборатории и клиники, использующие в своей работе радиоактивные вещества. При прогнозе радиационной обстановки учитывается масштаб аварии, тип реактора, характер его разрушения и характер выхода радиоактивных веществ из активной зоны, а также метеоусловия в момент выброса РВ.

      В зависимости от границ распространения  радиоактивных веществ и радиационных последствий выделяют:

      - локальные аварии (радиационные  последствия ограничиваются зданием,  сооружением с возможным облучением персонала)

      - местные аварии (радиационные последствия  ограничиваются территорией АЭС) 

      - общие аварии (радиационные последствия  распространяются за границу  территории АЭС) .

      В первые часы и сутки после аварии действие на людей загрязнения окружающей среды определяется внешним облучением от радиоактивного облака (продукты деления ядерного топлива, смешанные с воздухом) , радиоактивных выпадений на местности (продукты деления, выпадающие из радиоактивного облака) , внутренним облучением вследствие вдыхания радиоактивных веществ из облака, а также за счет загрязнения поверхности тела человека этими веществами. В дальнейшем, в течение многих лет, накопление дозы облучения будет происходить за счет употребления загрязненных продуктов питания и воды.

      Важной  особенностью аварийного выброса радиоактивных  веществ является то, что они представляют собой мелкодисперсные частицы, обладающие свойством плотного сцепления  с поверхностями предметов, особенно металлических, а также способностью сорбироваться одеждой и кожными покровами человека, проникать в протоки потовых и сальных желез. Это снижает эффективность дезактивации (удаление радиоактивных веществ) и санитарной обработки (мероприятия по ликвидации загрязнения поверхности тела человека) . Размер зон загрязнения местности находится в зависимости от категории устойчивости атмосферы и выхода активности - выброса РВ из активной зоны реактора в зависимости от масштаба аварии.

      По  категории устойчивости атмосфера  подразделяется на сильно неустойчивую конверсия (А) , нейтральная изотермия(Д) , очень устойчивая инверсия (Г) . В дневное время преобладает неустойчивая, к вечеру нейтральная устойчивость атмосферы. В ночное время и ранние утренние часы преобладает инверсия очень устойчивое состояние атмосферы.

      При одноразовом выбросе РВ из аварийного реактора и устойчивом ветре движение радиоактивного облака происходит в  одном направлении. В этом случае след радиоактивного облака имеет вид  эллипса.

      Доза  облучения людей на ранней фазе протекания аварии формируется за счет гамма- и бета-излучения PВ, содержащихся в облаке, а также вследствие ингаляционного поступления в организм радиоактивных продуктов, содержащихся в облаке. Данная фаза продолжается с момента начала аварии до прекращения выброса продуктов ядерного деления (ПЯД) в атмосферу и окончания формирования радиоактивного следа на местности.

      На  средней фазе источником внешнего облучения  являются РВ, выпавшие из облака и находящиеся  на почве, зданиях и т.п. Внутрь организма  они поступают в основном с  загрязненными продуктами питания и водой. Средняя фаза длится от момента завершения формирования радиоактивного следа до принятия всех мер по защите населения. Продолжительность этой фазы может быть от нескольких дней до года после возникновения аварии.  

2. Зоны радиактивного заражения.

     Радиоактивное заражение возникает  в результате выпадения радиоактивных веществ из облака  ядерного  взрыва.  Основные  источники  радиоактивности: продукты   деления   веществ   (многочисленные   радиоактивные    изотопы),составляющих  ядерное  горючее;  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.

      Излучение радиоактивных веществ состоит  из  альфа-,  бета-  и  гамма-лучей. Наибольшей проникающей способностью обладают гамма-лучи. Особая   опасность   радиоактивного   заражения    определяется    его особенностями:  большая  площадь  поражения  -  тысячи   и   десятки   тысяч квадратных километров; длительность сохранения поражающего действия  -  дни, недели, а иногда и месяцы.

      Зоны радиоактивного заражения образуются в районе ядерного взрыва и на следе радиоактивного облака. Наибольшая зараженность  местности  наблюдается при наземных взрывах. При  наземном  взрыве  огненный  шар  касается  земли, значительная  часть  грунта  испаряется  и  захватывается  огненным   шаром. Радиоактивные  вещества  оседают  на  расплавленных   частицах   грунта,   в результате чего образуется мощное радиоактивное облако. В течение  7-10  мин облако поднимается, достигает своей  максимальной  высоты  и  под  действием воздушных   потоков   перемешается,   а   радиоактивные   частицы   выпадают (осаждаются) из него на землю в течение 10-20 ч. Таким образом,  происходит радиоактивное заражение местности.

      При воздушном и высотном взрывах  огненный шар не касается  поверхности земли. При этом почти вся масса радиоактивных продуктов в виде очень  мелких частиц уходит в стратосферу и только небольшая часть остается в  тропосфере, а из нее они выпадают в течение 1-2 месяцев. Из стратосферы они выпадают  на землю  в  течение 5-7  лет.  За  это время частицы уносятся  на  большие расстояния  и  распределяются  на  огромных  площадях.  Считается,  что  они опасного заражения не образуют.

      Форма следа радиоактивного облака зависит  от  направления  и скорости ветра. На равнинной местности при  неменяющемся  по  направлению  и скорости ветре радиоактивный след имеет форму  вытянутого  эллипса.  Степень радиоактивного  заражения  местности  характеризуется  уровнем  радиации  на

определенное  время после взрыва и экспозиционной дозой радиации,  полученной

за время  от  начала  заражения  до  времени  полного  распада  радиоактивных

веществ. Уровнем радиации называется мощность экспозиционной дозы  (Р/ч)  на

высоте 0,7-1 м над зараженной поверхностью.

      Естественные процессы  непрерывного  распада  радиоактивных  продуктов

приводят  к снижению уровня радиации с течением времени по уравнению:

                                Рt = Р1t -1,2

  Где, Рt - уровень радиации в любое заданное время Е после взрыва, Р/ч,

         P1 - уровень радиации через 1 час после взрыва, Р/ч.

         t - время, прошедшее после взрыва, ч. 

Рис. 1. Распределение уровней радиации по следу радиоактивного облака 1,2 - след и ось облака, 3,4- уровни радиации вдоль и на ширине следа 

      Особенно быстро падает уровень  радиации в первые часы после  взрыва.

      В  зависимости  от  степени   радиоактивного  заражения   и   возможных

последствий  внешнего  облучения  в  районе  ядерного  взрыва  и   в   следе

радиоактивного  облака выделяют зоны (А, Б,  В  и  Г)  умеренного,  сильного,

опасного  и  чрезвычайно  опасного  заражения.  При   оценках   радиационной

обстановки  границы зон принято характеризовать  уровнем радиации на  1  и на

10 ч  после взрыва.

      А. ЗОНА УМЕРЕННОГО ЗАРАЖЕНИЯ: экспозиционная доза излучения за  время полного распада колеблется от 40 до  400  Р.  Уровень  радиации  на  внешней границе зоны через 1 ч после взрыва - 8 Р/ч, через 10 ч - 0,5  Р/ч.  В этой

зоне  работы на объектах обычно не прекращаются

      Б. ЗОНА СИЛЬНОГО  ЗАРАЖЕНИЯ:  экспозиционная  доза  за  время полного распада от 400 до 1200 Р. Уровень радиации на внешней границе через  1  ч  - 80 Р/ч, через 10 ч - 5 Р/ч. Работы на объектах  прекращаются  сроком  до  1

суток, люди укрываются в защитных сооружениях  ГО или в подвалах.

      В. ЗОНА ОПАСНОГО ЗАРАЖЕНИЯ: экспозиционная доза на    внешней границе до полного распада  -1200  Р,  на  внутренней  границе  -  4000  Р.  Уровень радиации на внешней границе через 1 ч — 240  Р/ч,  через  10  ч  —  15  Р/ч. Работы в зоне прекращаются на  срок  от  I  до  4  сут.  Люди  укрываются  в

защитных  сооружениях ГО.

      Г. ЗОНА ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНОГО ЗАРАЖЕНИЯ: экспозиционная доза на внешней границе за время до полного распада - 4000 Р, уровень радиации через 1  ч  - 800 Р/ч, через 10 ч - 50 Р/ч. Работы  в зоне  прекращаются  на  4  и более суток. Люди укрываются в убежищах.

      В  условиях  сильного  заражения   спад  радиоактивного  излучения   до

безопасного для людей уровня радиации может  продолжаться  длительное  время.

Чтобы обеспечить условия для производственной работы,  требуется  произвести

дезактивацию  территории предприятия или ее важнейших  участков,  сооружений, станков,  агрегатов  и  другого   оборудования.   Дезактивация   достигается удалением радиоактивных веществ с  зараженных  поверхностей  путем  смывания или сметания. 

      Очагом ядерного поражения называется  территория,  в  пределах  которой

произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных,  растений и (или) разрушения и повреждения зданий и сооружений.

      Одновременное прямое и косвенное   действие  всех  поражающих  факторов

ядерного  взрыва на людей утяжеляет степень  поражения.  Такое  одновременное

действие   может   увеличить   степень   разрушения   зданий,    сооружений,

оборудования  и  т.  д.  Однако  соотношение  отдельных  видов  поражений  и

разрушений  непостоянно: в зависимости  от  конкретных  условий,  мощности  и

вида  взрыва оно может  меняться  в  широких  пределах.  Так,  с  увеличением

мощности  взрыва увеличивается площадь разрушения зданий и при прочих  равных условиях   поражается   большее   количество   людей. 

Заключение

Облучение, не превышающее нормального (естественного) фона, не влияет на здоровье людей. Однако, ели облучение вызвано повышенной радиоактивнотью, возникшей, например в результате выброса РВ на ядерно-опасном объекте, воздействие ионизирующего излучения на человека может сопровождаться серьезными заболеваниями и даже лучевой  болезнью.

Радиоактивное загрязнение окружающей среды имеет  место, если содержание радиоактивности  в почве, воде или воздухе превышает  предельно допустимые концентрации. Оно квалифицируется как чрезвычайная ситуация с последующими действиями соответствующих служб по защите населения и проведением мероприятий по дезактивации местности и объектов на ней. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.   Световое излучение.  Воздействие на  людей, животных  и  объекты.       Средства и способы  защиты.                                                                  

2.1. Световое  излучение.

Световое  излучение представляет собой электромагнитное излучение в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной частях спектра. Источником светового излучения является светящаяся область, состоящая из нагретых до высоких температур конструкционных материалов и воздуха.

    Основным  параметром, определяющим поражающую способность светового излучения  ядерного взрыва, является световой импульс.

    Световой  импульс — это количество световой энергии, падающей за период существования светящейся области ядерного взрыва на 1 см² поверхности, перпендикулярно направлению распространения светового излучения. Измеряется световой импульс в калориях на см.²

    Световой  импульс зависит от мощности, вида взрыва, расстояния от центра (эпицентра) взрыва и состояния атмосферы. Дождь, снег, туман, пыль и дым, поглощая световое излучение, снижают его поражающее действие в несколько раз.

Рис. 2   Световой импульс

Поражающее  действие светового излучения объясняется  поглощением лучистой энергии телом, что приводит к его нагреву, и  характеризуется световым импульсом, под которым понимают отношение  световой энергии за все время действия светового излучения к площади освещенной поверхности, расположенной перпендикулярно распространению световых лучей. За единицу светового импульса принят джоуль на квадратный метр (Дж/м²).

Световой  импульс зависит от мощности взрыва Q(q), в кт, расстояния до центра взрыва R, в км, и коэффициента ослабления светового излучения средой распространения k, 1/км.

Величина светового  импульса

При расчетах устойчивости k = 0,1, т. е. берутся наихудшие условия, когда поглощение светового излучения средой минимально.

Световое  излучение, действуя на незащищенных людей, вызывает ожоги открытых участков тела и вызывает поражение глаз.

Ожоги, в зависимости от величины светового  импульса, могут быть трех степеней:

1  — световое излучение вызывает некоторые болезненные ощущения, покраснения кожи и ее припухлость, может иметь место некоторое повышение температуры тела ( И =100–200 кДж/м²);

2 — на коже человека могут возникнуть водяные пузыри, сильные болезненные ощущения, повышение температуры тела (И = 200-400 кДж/м²);

3 — имеет место омертвение кожи, появляются язвы на коже человека, сильные болезненные ощущения, значительное повышение температуры тела (И  = 400–600 кДж/м²).

Тяжесть поражения от воздействия светового  излучения зависит не только от степени  ожога, но и от размеров пораженных участков.

Кроме ожогов кожи, световое излучение вызывает поражение глаз:

• временное ослепление после взгляда на светящуюся область — длится в течение нескольких минут. Особенно действен световой импульс в ночное время суток;
• ожоги глазного дна возникают в результате прямого взгляда на светящуюся область;
• ожоги роговицы и век глаз возникают при тех же условиях, что и ожоги незащищенных участков кожи.

Следует учитывать, что роговица и веки глаз имеют не такую грубую структуру  как кожный покров, поэтому и величины светового импульса, вызывающего поражения, будут меньше.

При защищенных глазах временное ослепление и ожоги  глазного дна сводятся к минимуму.

Для защиты людей от светового излучения  можно использовать любую тень, укрытие, жалюзи, шторы на окнах и т. д.

Тепловое воздействие светового излучения может вызвать повреждения линий связи, деформацию металлических конструкций, возгорание деревянных сооружений, что может привести к возникновению пожаров в населенных пунктах, лесах. Вероятность возникновения пожаров зависит от мощности и длительности светового импульса, огнестойкости материалов, плотности и характера городской застройки.

При небольшой  мощности взрыва время действия светового  импульса τ_си незначительно и промежуток времени между приходом светового импульса и ударной волной мал, а поэтому еще не успеет произойти возгорания, как приходящая ударная волна успеет погасить очаг возгорания. При больших мощностях взрыва время действия светового импульса τ_си увеличивается, и приходящая ударная волна усиливает процесс воспламенения, так как процесс возгорания уже установился (ударная волна отстает от светового излучения).

Для защиты от воздействия светового излучения  необходимо принимать меры обычной  пожарной безопасности. 

2.2. Воздействие на  людей, животных  и объекты. Средства и способы защиты.

  Световое  излучение ядерного взрыва при непосредственном воздействии вызывает ожоги открытых участков тела, временное ослепление или ожоги сетчатки глаз. Возможны вторичные ожоги, возникающие от пламени горящих зданий, сооружений, растительности, воспламенившейся или тлеющей одежды.

  Независимо  от причин возникновения, ожоги разделяют  по тяжести поражения организма.

  Ожоги первой степени выражаются в болезненности, покраснении и припухлости кожи. Они не представляют серьезной опасности и быстро вылечиваются без каких-либо последствий. При ожогах второй степени образуются пузыри, заполненные прозрачной белковой жидкостью; при поражении значительных участков кожи человек может потерять на некоторое время трудоспособность и нуждается в специальном лечении. Пострадавшие с ожогами первой и второй степеней, достигающими даже 50—60 % поверхности кожи, обычно выздоравливают. Ожоги третьей степени характеризуются омертвлением кожи с частичным поражением росткового слоя. Ожоги четвертой степени: омертвление кожи и более глубоких слоев тканей (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий костей). Поражение ожогами третьей и четвертой степени значительной части кожного покрова может привести к смертельному исходу. Одежда людей и шерстяной покров животных защищает кожу от ожогов. Поэтому ожоги чаще бывают у людей на открытых частях тела, а у животных — на участках тела, покрытых коротким и редким волосом. Импульсы светового излучения, необходимые для поражения кожи животных, покрытой волосяным покровом, более высокие.

  Степень ожогов световым излучением закрытых участков кожи зависит от характера  одежды, ее цвета, плотности и толщины. Люди, одетые в свободную одежду светлых тонов, одежду из шерстяных  тканей, обычно меньше поражены световым излучением, чем люди, одетые в плотно прилегающую одежду темного цвета или прозрачную, особенно одежду из синтетических материалов.

  Большую опасность для людей и сельскохозяйственных животных представляют пожары, возникающие  на объектах народного хозяйства  в результате воздействия светового излучения и ударной волны. По данным иностранной печати, 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.

  Поражение глаз человека может быть в виде временного ослепления — под влиянием яркой световой вспышки. В солнечный день ослепление длится 2—5 мин, а ночью, когда зрачок сильно расширен и через него проходит больше света, — до 30 мин и более. Более тяжелое (необратимое) поражение — ожог глазного дна — возникает в том случае, когда человек или животное фиксирует свой взгляд на вспышке взрыва. Такие необратимые поражения возникают в результате концентрированного (фокусируемого хрусталиком глаза) на сетчатку глаза прямо падающего потока световой энергии в количестве, достаточном для ожога тканей. Концентрация энергии, достаточной для ожога сетчатой оболочки, может произойти и на таких расстояниях от места взрыва, на которых интенсивность светового излучения мала и не вызывает ожогов кожи. В США при испытательном взрыве мощностью около 20 кт отметили случаи ожога сетчатки на расстоянии 16 км от эпицентра взрыва, на расстоянии, где прямой световой импульс составлял примерно 6 кДж/м2. При закрытых глазах временное ослепление и ожоги глазного дна исключаются.

  Защита  от светового излучения более  проста, чем от других поражающих факторов. Световое излучение распространяется прямолинейно. Любая непрозрачная преграда, любой объект, создающий тень, могут  служить защитой от него. Используя для укрытия ямы, канавы, бугры, насыпи, простенки между окнами, различные виды техники, кроны деревьев и т. п., можно значительно ослабить или вовсе избежать ожогов от светового излучения. Полную защиту обеспечивают убежища и противорадиационные укрытия. Простейшее укрытие - это открытая щель, которую отрывают глубиной 180 - 200 см, шириной по верху 100 - 120 см, и по дну - 80 см с входом под углом 900 к продольной оси ее. Длина щели определяется из расчета 0,5 м на одного укрываемого. Нельзя укрываться у стен зданий и сооружений - они могут обрушиться.При вспышке следует закрыть глаза - этим можно защитить их от поражения световым излучением. Во избежание ожогов открытые участки тела нужно закрыть какой-либо тканью. Когда пройдет ударная волна, необходимо встать и надеть средства индивидуальной защиты. Если их нет, следует закрыть рот и нос любой повязкой (платком, шарфом и т.п.) и отряхнуть одежду от пыли.

Заключение

Световое излучение  ЯВ поражает людей, воздействует на здания, сооружения, технику и леса, вызывая пожары. Основным параметром, характеризующим поражающее действие светового излучения, является световой импульс. При воздействии на людей световое излучение вызывает ожоги тела. На величину также влияют вид взрыва и прозрачность атмосферы. При тепловом воздействии на материалы световое излучение вызывает их воспламенение, обугливание и оплавление, что приводит к выходу из строя оборудования и технических средств. 

Список  литературы

    1. Безопасность жизнедеятельности  /Под редакцией Э.А. Арустамова – Москва, 2006г

    2. Атаманюк В.Г. и др. Гражданская  оборона: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 2006г.

    3.  Безопасность жизнедеятельности  / Под редакцией С.В. Белова, А.В. Ильницкая, А.Ф, Козьянов и др. учебник – М.: Высшая школа, 2007г.

    4. Безопасность жизнедеятельности / Под редакцией В.А. Михайлов, В.Б., А.А. Михайлов, учебник вузов г. Санкт-Петербург 2007г