23. Проникающая радиация ядерного взрыва. Воздействие на людей и инженерно – технический комплекс объектов нефтегазовой отрасли. Защитные свойства материалов.

Проникающая радиация. Проникающая радиация представляет собой гамма-излучение и поток нейтронов, испускаемых в окружающую среду из зоны ядерного взрыва. Время действия проникающей радиации не превышает 10-15с с момента взрыва.

Основным параметор,характеризующим поражающее действие проникающей радиации, - доза излучения – это кол-во энергии ионизирующих излучений, поглащенной единицей массы облучаемой среды. Доза излучения Д [Р], которую могут получить рабочие и служащие предприятия при воздействии проникающей радиации, определяется с учетом ослабления радиации конструкциями зданий и сооружений по формуле:,

где Д_откр- доза излучения, которую могут получить люди на открытой местности;

К_осл- коэффициентом ослабления радиации (коэффициентом защиты), который показывает, во сколько раз стены здания ослабляет радиацию.

Различают дозу излучения в воздухе (экспозиционную) и поглощенную дозу.

Экспозиционная доза характеризует потенциальную опасность воздействия ионизирующей радиации при общем н равномерном облу­чении тела человека. Внесистемной единицей измерения экспозицион­ной дозы является»рентген Р. Один рентген — это такая доза рентге­новского или гамма-излучения, которая создает в 1 см⁸ сухого воздуха при нормальных условиях (температура О °С и давление 10* Па) 2,1*10⁹ пар ионов, несущих одну электростатическую единицу количест­ва электричества каждого знака. В системе единиц СИ экспозиционная доза измеряется в кулонах на килограмм (1 Р= 2,58 *10^-4 Кл/кг).

Поглощенная доза более точно определяет воздействие ионизирую­щих излучений на биологические ткани организма, имеющие различный атомный состав и плотность. Единицей поглощенной дозы в системы СИ является грей (Гр). Один грэй —это такая единица поглощенной до­зы, при которой 1 кг облучаемого вещества поглощает энергию в 1 Дж, следовательно, 1 Гр = 1 Дж/кг. Единица поглощенной дозы излучения, не входящая в СИ, — рад.1 рад соответствует поглощению 100 Гр.

Воздействие проникающей радиации на производственную деятельность предприятий проявляется главным образом через ее действие на людей, материалы и приборы, чувствительные к радиации.

Поражение людей проникающей радиацией. При воздействии проникающей радиации у людей и животных может возникнуть лучевая болезнь. Степень поражения зависит от экспозиционной дозы излучения, времени, в течение которого эта доза получена, площади облучения тела, общего состояния организма. Экспозиционная доза излучения до 50—80 Р (0,013—0,02 Кл/кг), полученная за первые четверо суток, не вызывает поражения и потери трудоспособности у людей, за исключением некоторых изменений крови.

При установлении допустимых доз излучения учитывают, что облучение может быть однократным или многократным. Однократ­ным считается облучение, полученное за первые четверо суток. Облучение, полученное за время, превышающее четверо суток, является многократным. При однократном облучении организма человека в зависимости от полученной экспозиционной дозы раз­личают четыре степени лучевой болезни.

Лучевая болезнь первой степени возникает при однократной дозе облучения 100-200 Р (0,026-0,052 Кл/кг). Скрытый период болезни может длиться две-три недели, после чего появляется недомогание, слабость, головокружение, тошнота. В крови умень­шается количество лейкоцитов. Через несколько дней эти явления проходят.

В большинстве случаев специального лечения не требуется.

Лучевая болезнь второй степени возникает при дозе облучения 200-400 Р (0,052-0,104 Кл/кг). Скрытый период продолжается около недели. Затем наблюдается общая слабость, головные боли, повышение температуры, расстройство функций нервной системы, рвота. Количество лейкоцитов снижается наполовину. При активном лечении выздоровление наступает через полто­ра-два месяца. Возможны смертельные исходы-до 20% пора­женных.

Лучевая болезнь третьей степени наступает при дозах облу­чения 400-600 Р (0,104-0,156 Кл/кг). Скрытый период длится не­сколько часов. Отмечается общее тяжелое состояние, сильные го­ловные боли, озноб, повышение температуры до 40 °С, потеря сознания (иногда - резкое возбуждение). Болезнь требует длитель­ного лечения (6-8 месяцев). Без лечения до 70% пораженных по­гибают.

Лучевая болезнь четвертой степени возникает при одно­кратной дозе облучения свыше 600 Р (0,156 Кл/кг). Болезнь сопро­вождается затемнением сознания, лихорадкой, резким нарушением водно-солевого обмена и заканчивается смертельным исходом че­рез 5-10 суток.

Лучевые болезни у животных возникают при более высоких дозах облучения.

Радиационные повреждения. Проникающая радиация может вызывать обратимые и необрати­мые изменения в материалах, элементах радиотехнической, электро­технической, оптической и другой аппаратуры. Необратимые изменения в материалах вызываются нарушения­ми структуры кристаллической решетки вещества вследствие воз­никновения дефектов (в неорганических и полупроводниковых ма­териалах), а также в -результате прохождения различных физико-химических процессов. Такими процессами являются: радиацион­ный нагрев, происходящий вследствие преобразования поглощен­ной энергии проникающей радиации в тепловую и т.д. Обратимые изменения, как правило, являются следствием иони­зации материалов и окружающей среды. Они проявляются в увели­чении концентрации носителей тока, что приводит к возрастанию утечки тока, снижению сопротивления в изоляционных, проводящих материалах и газовых промежутках.

Проникающая радиация, проходя через различные среды (мате­риалы), ослабляется. Степень ослабления зависит от свойств мате­риалов и толщины защитного слоя. Нейтроны ослабляются в ос­новном за счет столкновения с ядрами атомов. Вероятность процессов взаимодействия нейтронов с ядрами количественно характери­зуется эффективным сечением взаимодействия и зависит главным образом от энергии нейтронов и природы ядер мишени.

Энергия гамма-квантов при прохождении их через вещества рас­ходуется в основном на взаимодействие с электронами атомов. По­этому степень их ослабления практически обратно пропорциональна плотности материала.

Защитные свойства материала характеризу­ются слоем половинного ослабления, при прохождении которого интенсивность гамма-лучей или нейтронов уменьшается в два раза.

Если защитная преграда состоит из нескольких слоев различ­ных материалов, например грунта, бетонами дерева, то подсчитывают степень ослабления для каждого слоя в отдельности и результаты перемножают: