1.7. Радиоактивное заражение
Радиоактивное заражение (РЗ) образуется после выпадения продуктов ядерного взрыва (ПЯВ), первоначально представляющих собой смесь примерно из 80 изотопов 36 элементов и при распаде дают около 300 различных радионуклидов. В ПЯВ преобладают короткоживущие радионуклиды, поэтому в начальный период их активность быстро снижается.
Изменение активности и уровня радиации (мощности дозы) можно определить по формуле
,
.
где Аo и А(t) – активность радиации на время взрыва (То) и после него (Т); Pо и P(t) – уровень радиации на время взрыва и после него.
Поглощённую дозу (в рад) в зараженном районе определяют по формуле
,
где P0 – уровень радиации на данное время То; Тк и Тн – соответственно время конца и начала облучения (отсчет ведется от времени от взрыва).
Время облучения Тобл = Тк – Тн.
При Тк, стремящемся к бесконечности (окончание распада), и Тн = То доза облучения (в рад):
.
В течение небольших промежутков времени в первые сутки после взрыва, а затем и в течение больших промежутков времени дозу можно определять по средней арифметической мощности дозы за время облучения:
.
Ориентировочно можно принять следующее соотношение между плотностью радиоактивного заражения (в Бк/м2) и мощностью дозы (в рад/ч) на высоте 1 м от зараженной поверхности ПЯВ: 3,3 МБк/м2 соответствует 1 мрад/ч.
Время начала выпадения радиоактивных осадков и продолжительность их выпадения ориентировочно можно определять по табл. 1.11.
Таблица 1.11
Время начала (tн), продолжительность выпадения (tвып) радиоактивных веществ на следе облака, ч
R, км |
Скорость ветра, км/ч |
|||||||||
10 |
25 |
50 |
75 |
100 |
||||||
tн |
tвып |
tн |
tвып |
tн |
tвып |
tн |
tвып |
tн |
tвып |
|
4 |
0,24 |
0,32 |
0,1 |
0,13 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,15 |
0,74 |
0,1 |
0,3 |
0,1 |
0,15 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
|
10 |
0,8 |
0,39 |
0,32 |
0,16 |
0,15 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,44 |
1,12 |
0,21 |
0,38 |
0,11 |
0,2 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
|
20 |
1,7 |
0,58 |
0,69 |
0,23 |
0,34 |
0,12 |
0,22 |
0,1 |
0,15 |
0,1 |
1,24 |
1,5 |
0,53 |
0,54 |
0,26 |
0,27 |
0,18 |
0,16 |
0,14 |
0,12 |
|
40 |
3,5 |
1 |
1,4 |
0,4 |
0,7 |
0,2 |
0,46 |
0,14 |
0,35 |
0,1 |
3,8 |
2,3 |
1,17 |
0,86 |
0,58 |
0,43 |
0,4 |
0,27 |
0,31 |
0,2 |
|
80 |
7,0 |
2 |
2,8 |
0,8 |
1,4 |
0,4 |
1 |
0,27 |
0,7 |
0,2 |
6 |
4 |
2,4 |
1,56 |
1,25 |
0,75 |
0,8 |
0,5 |
0,6 |
0,35 |
|
100 |
8,8 |
2,5 |
3,5 |
1 |
1,75 |
0,5 |
1,14 |
0,33 |
0,69 |
0,25 |
7,6 |
4,7 |
3 |
1,8 |
1,5 |
0,9 |
1 |
0,6 |
0,8 |
0,4 |
|
150 |
13,2 |
3,7 |
5,2 |
1,5 |
2,6 |
0,74 |
1,75 |
0,5 |
1,32 |
0,37 |
12,6 |
6,8 |
4,7 |
2,6 |
2,3 |
1,3 |
1,6 |
0,9 |
1,2 |
0,6 |
|
200 |
17,5 |
5 |
7 |
2 |
3,5 |
1 |
2,37 |
0,66 |
1,75 |
0,5 |
15,6 |
8,8 |
6,3 |
3,4 |
3,1 |
1,7 |
2,1 |
1,1 |
1,6 |
0,8 |
|
250 |
22 |
6,2 |
8,7 |
2,5 |
4,4 |
1,24 |
2,9 |
0,82 |
2,2 |
0,62 |
19,6 |
10,8 |
8 |
4,5 |
4 |
2,1 |
2,6 |
1,4 |
2 |
1 |
|
300 |
26,3 |
7,4 |
10,5 |
3 |
5,25 |
1,48 |
3,5 |
1 |
2,6 |
0,74 |
23,6 |
12,8 |
9,5 |
5,1 |
4,7 |
2,5 |
3,17 |
1,7 |
2,4 |
1,2 |
|
Примечание: в знаменателе – данные для наземного взрыва, в числителе – для надводного взрыва.
Таблица 1.12
Размеры зон (км) радиоактивного заражения (РЗ) на следе облака наземного ядерного взрыва в зависимости от мощности взрыва (кт) и скорости ветра (км/ч)
Скорость ветра, км/ч |
Размеры зон (длина – ширина) (в км), при мощности наземного ядерного взрыва, кт |
|||||||||
1 |
10 |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
|
10 |
11-2,1 |
30-4,6 |
42-5,8 |
62-7,8 |
83-10 |
|
|
|
|
|
25 |
15-2,8 |
43-5,7 |
58-7,2 |
87-9,9 |
116-12 |
157-15 |
231-21 |
309-26 |
|
|
50 |
19-2,6 |
54-6,4 |
74-8,3 |
111-11 |
150-14 |
200-18 |
300-25 |
402-31 |
538-39 |
772-52 |
75 |
20-2,6 |
61-6,7 |
83-8,7 |
126-12 |
175-15 |
233-20 |
346-27 |
466-34 |
626-43 |
920-58 |
100 |
|
65-6,6 |
90-8,9 |
137-13 |
188-16 |
255-21 |
382-29 |
516-36 |
694-46 |
1035-62 |
Примечание: На границах зоны заражения через 1 ч после взрыва уровень радиации равен 8 Р/ч.
В пределах общей зоны радиоактивного заражения могут выделяться зоны умеренного, сильного и чрезвычайно опасного заражения с соответствующими уровнями радиации на границах зон.
Зоны радиоактивного заражения образуются после выпадения радиоактивных осадков.
Таблица 1.13
Уровни радиации на оси следа наземного ядерного взрыва через 1 ч после взрыва, рад/ч
Расстояние от эпицентра, км |
Мощность взрыва (в кт) при скорости ветра 25 км/ч |
|||||||||
20 |
50 |
100 |
200 |
300 |
500 |
1000 |
2000 |
3000 |
5000 |
|
2 4 6 8 10 12 14 16 20 25 30 40 50 60 80 100 150 200 |
5200 1700 1040 624 420 270 224 150 100 64 50 19 15 13 3 2 - - |
8500 3200 2000 1200 830 620 500 400 300 190 135 68 40 26 13 7 2,4 1,2 |
14000 5700 3600 2400 1500 1200 960 800 590 400 270 150 90 47 30 16 6,3 3 |
25000 10000 6800 4700 3200 2500 2000 1700 1200 830 570 380 190 120 75 37 13 6 |
35000 14300 9200 6800 4800 3600 2900 2400 1600 1200 880 600 360 200 130 70 22 10 |
57000 23000 14000 11000 8000 5600 4600 3600 2300 1900 1500 1000 530 370 240 110 38 18 |
100000 44000 28000 19000 15000 11000 9700 8100 5500 4900 3700 2400 1100 750 500 230 86 41 |
195500 64800 52800 34900 27300 21600 18000 14400 8900 7300 5760 3400 2050 1550 890 500 170 80 |
293250 86400 77800 51900 37000 30600 24000 20200 12300 9800 7500 5100 3150 2350 1340 940 280 140 |
391000 129600 117800 77700 50300 46600 32000 29800 18100 16100 13060 8300 4400 3800 2100 1250 450 240 |
Таблица 1.14
Уровни радиации на оси следа наземного ядерного взрыва
через 1 час после взрыва, рад/ч
Расст. от эпицентра, км |
Мощность взрыва (в кт) при скорости ветра 50 км/ч |
|||||||||
20 |
50 |
100 |
200 |
300 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
|
2 4 6 8 10 12 14 16 20 25 30 40 50 60 80 100 150 200 |
2400 1100 608 432 320 240 224 160 112 80 60 33 20 17 10 5 2 0,2 |
5000 2200 1400 910 730 560 470 370 250 190 160 88 57 39 20 12 4,8 2 |
9350 4000 2610 1740 1260 1030 880 680 440 360 270 180 120 75 45 27 10 5 |
17100 7500 4750 3010 2400 1900 1580 1350 960 640 510 380 240 160 110 56 22 11 |
26800 10700 6700 4800 3500 2880 2400 1920 1440 960 720 560 360 300 180 96 38 18 |
38100 17000 10500 6900 5300 4300 3680 3000 2400 1600 1100 900 600 480 290 160 64 31 |
69200 31000 20800 13000 9900 8800 6500 5900 4500 3200 2400 1800 1100 850 600 320 144 70 |
125600 59000 36800 24600 18000 16000 12100 10500 8100 6080 4800 3000 2100 1750 1100 700 300 158 |
276100 122000 80000 56600 42200 35000 28000 24000 17900 13600 11300 7100 4600 4000 2500 1760 800 430 |
555800 322400 144000 105800 79600 67200 50400 44800 33100 27200 21100 15200 9300 8140 5820 3500 1760 900 |
Таблица 1.15
Уровни радиации на оси следа наземного ядерного взрыва
через 1 ч после взрыва, рад/ч
Расст. от эпицентра, км |
Мощность взрыва, кт, скорость ветра 100 км/ч |
|||||||||
20
|
50 |
100 |
200 |
300 |
500 |
1 000 |
2 000 |
5 000 |
10 000 |
|
2 |
1600 |
3300 |
6100 |
10880 |
16000 |
23680 |
41600 |
78080 |
166080 |
289900 |
4 |
1000 |
1430 |
2160 |
7000 |
10200 |
15400 |
34000 |
49600 |
110200 |
199000 |
6 |
400 |
1200 |
1760 |
3200 |
4500 |
7200 |
12800 |
24000 |
54400 |
99200 |
8 |
270 |
620 |
1200 |
2240 |
3360 |
5120 |
9440 |
17280 |
38600 |
70900 |
10 |
200 |
480 |
960 |
1680 |
2700 |
3840 |
7200 |
13300 |
29900 |
55000 |
12 |
160 |
400 |
800 |
1440 |
2100 |
3200 |
5900 |
10900 |
24000 |
44800 |
16 |
130 |
280 |
530 |
960 |
1440 |
2240 |
4300 |
7680 |
17600 |
37000 |
20 |
100 |
210 |
400 |
700 |
1120 |
1600 |
2880 |
5440 |
12600 |
32000 |
25 |
81 |
170 |
260 |
560 |
800 |
1280 |
2400 |
4300 |
9900 |
18400 |
30 |
50 |
120 |
240 |
450 |
640 |
960 |
1760 |
3360 |
7500 |
13600 |
40 |
36 |
86 |
170 |
320 |
480 |
720 |
1360 |
2640 |
6560 |
10640 |
50 |
24 |
54 |
104 |
190 |
320 |
480 |
960 |
1900 |
4160 |
7700 |
Окончание табл. 1.15
Расст. от эпицентра, км |
Мощность взрыва, кт, скорость ветра 100 км/ч |
|||||||||
20
|
50 |
100 |
200 |
300 |
500 |
1 000 |
2 000 |
5 000 |
10 000 |
|
60 |
22 |
48 |
90 |
170 |
280 |
420 |
830 |
1660 |
3600 |
6700 |
80 |
14 |
38 |
76 |
144 |
240 |
360 |
700 |
1400 |
3100 |
5700 |
100 |
6,4 |
17 |
35 |
72 |
112 |
180 |
320 |
640 |
1440 |
2700 |
150 |
2,4 |
8 |
16 |
32 |
53 |
86 |
260 |
350 |
860 |
1600 |
200 |
- |
- |
8 |
16 |
26 |
48 |
100 |
200 |
530 |
1120 |
Таблица 1.16
Коэффициенты (К) пересчёта уровней радиации на удалении от оси следа радиоактивных осадков
Удаление от взрыва |
Удаление (у) от оси зоны РЗ, км |
||||||||
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
2 4 6 8 10 12 14 16 20 25 30 40 60 80 100 200 |
0,92 0,97 0,98 0,99 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 |
0,7 0,88 0,93 0,95 0,97 0,98 0,98 0,98 1 1 1 1 1 1 1 1 |
0,44 0,75 0,86 0,91 0,93 0,95 0,96 0,96 0,98 0,98 0,99 1 1 1 1 1 |
0,1 0,45 0,65 0,75 0,82 0,86 0,88 0,91 0,93 0,95 0,96 0,98 0,99 1 1 1 |
- 0,04 0,17 0,32 0,44 0,54 0,61 0,67 0,75 0,82 0,86 0,91 0,95 0,97 0,98 1 |
- - - 0,01 0,04 0,09 0,14 0,21 0,32 0,44 0,54 0,67 0,8 0,87 0,91 0,97 |
- - - - - 0,004 0,013 0,028 0,078 0,16 0,25 0,41 0,61 0,73 0,8 0,92 |
- - - - - - - 0,002 0,011 0,032 0,085 0,28 0,42 0,57 0,67 0,86 |
- - - - - - - - - 0,006 0,021 0,082 0,25 0,41 0,54 0,41 |
Для расчета ожидаемого уровня радиации в удалении от оси зоны радиоактивного заражения необходимо на заданном удалении от центра взрыва по таблицам выбрать ожидаемый уровень радиации на оси зоны заражения (Роси). Тогда уровень радиации на данном расстоянии и отклонении (у) от оси зоны заражения Ру будет равен:
Ру = Роси К.
Пример 3.
На расстоянии 20 км от ядерного взрыва на оси зоны РЗ уровень радиации Роси = 100 рад/ч. Каков будет уровень радиации на этом расстоянии при отклонении 1 км от оси зоны РЗ?
По табл. 1.16 для расстояния 20 км и отклонения (у) от оси, равного 1 км, К = 0,75. Тогда Ру = 0,75 100 = 75 рад/ч.
Для условий военного времени при применении ядерного оружия местность считается зараженной радиоактивными веществами при уровне радиации 0,5 Р/ч и выше.