4.6. Проникающая радиация

Проникающая радиация (ПР) является основным поражающим факто­ром нейтронных боеприпасов. Для других боеприпасов мощностью 10 тыс. т и менее радиус поражения проникающей радиацией превышает радиус пора­жения ударной волной и световым излучением. Для личного состава, находящегося в бронеобъектах, указанные соотношения радиусов поражения со­храняются и для боеприпасов мощностью более 10 тыс. т. Источником ПР является зона реакции в момент взрыва.

Проникающая радиация включает в себя поток нейтронов и гамма-квантов, испускаемых мгновенно, а также поток гамма-квантов, испускаемых радиоактивными продуктами деления и другими радиоактивными вещества­ми, находящимися в поднимающемся облаке. При этом происходит также ис­пускание альфа- и бета-частиц, но вследствие небольшого пробега последних в воздухе и других веществах их не относят к проникающей радиации. Одна­ко альфа- и бета-излучения радиоактивных веществ могут играть существен­ную роль при контактном и внутреннем поражении личного состава, находя­щегося на радиоактивно зараженной местности (РЗМ). Таким образом, пора­жающее действие проникающей радиации и радиоактивных веществ обусловлено действием на окружающую среду ионизирующих излучений: альфа-, бета-, гамма- и нейтронов.

Понятие "ионизирующее излучение" подразумевает любой вид ионизи­рующего излучения, взаимодействие которого со средой приводит к образо­ванию электрических зарядов обоих знаков. Исключение из этого понятия со­ставляют видимое и ультрафиолетовое излучения. В литературе для кратко­сти вместо термина "ионизирующее излучение" употребляется термин "излучение". Ис­точ­ни­ками ионизирующих излучений могут быть технические устройства и радиоактивные вещества, т.е. вещества, содержащие радионуклиды. Напом­ним, что нуклид – это вид атомов одного элемента с данным числом прото­нов и нейтронов в ядре. Нуклид, обладающий радиоактивностью, т.е. спо­собностью самопроиз­воль­но­го превращения в другой нуклид, сопровождае­мого испусканием излучений, называется радионуклидом.

Различают непосредственно ионизирующее и косвенно ионизирующее, фотонное и корпускулярное излучения.

Излучение, состоящее из заряженных частиц, например, альфа-частиц, электронов, позитронов, имеющих кинетическую энергию, достаточную для ионизации при столкновении с атомами вещества, называется непосредст­венно ионизирующим излучением. Ионизирующее излучение, состоящее из фотонов (квантов) или незаряженных частиц, взаимодействие которых со средой приводит к образованию непосредственно ионизирующего излучения и вызывает яде­р­ные превращения, называется косвенно ионизирующим излучением.

Фотонным излучением называется электромагнитное косвенно иони­зирующее излучение. К фотонному излучению относятся: гам­ма-излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомных ядер, а также при аннигиляции частиц или ядерных превращениях; тормозное излу­чение с непрерывным энергетическим спектром, возникающее при уменьше­нии кинетической энергии заряженных частиц; характеристическое излуче­ние с дискретным энергетическим спектром, возникающее при изменении энергетического состояния атомов (переходах электронов с внешних на внут­ренние уровни); рентгеновское излучение, состоящее из тормозного и (или) характеристического излучений.

Корпускулярное излучение состоит из частиц с массой покоя, отличной от нуля. К нему относятся альфа-, бета-, протонное и нейтронное излучения.

Частицы корпускулярного излучения и фотоны принято называть иони­зирующими частицами. Если излучение состоит из разнотипных ионизирую­щих частиц, например, гамма-квантов и нейтронов, гамма-квантов и бета- частиц, то оно называется смешанным ионизирующим излучением.

2. Поражающее воздействие проникающей радиации

Поражающее воздействие проникающей радиации на личный состав и на состояние его боеспособности зависит от величины дозы излучения и времени, прошедшего после взрыва. В зависимости от дозы излучения различают четыре степени лучевой болезни: первую (легкую), вторую (среднюю), третью (тяжелую) и четвертую (крайне тяжелую).

Лучевая болезнь I степени возникает при суммарной дозе излучения 150—250 Р. Скрытый период продолжается две-три недели, после чего появляются недомогание, общая слабость, тошнота, головокружение, периодическое повышение температуры. В крови уменьшается содержание белых кровяных шариков. Лучевая болезнь I степени излечима.

Лучевая болезнь II степени возникает при суммарной дозе излучения 250—400 Р. Скрытый период длится около недели. Признаки заболевания выражены более ярко. При активном лечении наступает выздоровление через 1,5—2 мес.

Лучевая болезнь III степени наступает при дозе 400— 700 Р. Скрытый период составляет несколько часов. Болезнь протекает интенсивно и тяжело. В случае благоприятного исхода выздоровление может наступить через 6—8 мес.

Лучевая болезнь IV степени наступает при дозе свыше 700 Р, которая является наиболее опасной. При дозах, превышающих 5000 Р, личный состав утрачивает боеспособность через несколько минут.

Тяжесть поражения, в известной мере, зависит от состояния организма до облучения и его индивидуальных особенностей. Сильное переутомление, голодание, болезнь, травмы, ожоги повышают чувствительность организма к воздействию проникающей радиации. Сначала человек теряет физическую работоспособность, а затем — умственную.

Принципы защиты от проникающей радиации

Как отмечено выше, при воздействии ядерного взрыва на открыто рас­положенный личный состав радиационные поражения могут быть сущест­венными. Проникающая радиация ослабляется при проникновении через раз­личные среды. Защитные свойства различных укрытий, используемых вой­сками, зависят от способности строительных материалов к поглощению или ослаблению гамма-излучения и потока нейтронов.

Для того чтобы оценить защитные свойства различных преград, представим, что поток гамма-излучения падает на поверхность преграды толщиной L. Допустим, что некоторый слой d_γ уменьшает дозу гамма-излучения D_0γ в 2 раза. Тогда на границе А – А доза радиации окажется равной D_0γ/2. Если преграда достаточно толстая и в ней умещается несколько слоев толщиной dγ, то на границе Б – Б доза радиации будет вдвое меньше, чем на границе А – А, или вчетверо меньше D_0γ. В общем виде ослабление дозы гамма-излучения пре­градой толщиной L пропорционально 2^L/dγ. Отсюда доза за преградой выра­жается зависимостью:

где 2^L/dγ – коэффициент ослабления гамма-излучения (К_осл);

d_γ – коэффи­циент половинного ослабления.

Н есмотря на то, что процессы взаимодействия нейтронов и гамма-излучения со средой принципиально различаются, ослабление дозы нейтро­нов может быть выражено аналогичной зависимостью:

Слоем половинного ослабления называется такой слой вещества, кото­рый уменьшает дозу облучения в 2 раза.