Контрольные вопросы к лекции №3

1. Дайте классификацию экологических ЧС по характеру загрязнений.

2. Назовите основные законы жизни и способы их выполнения организмом человека.

3. Назовите основные экологические связи организма человека.

4. Возможные последствия воздействия Луны и Солнца на здоровье человека.

5. Возможные последствия для здоровья человека электромагнитного облучения свыше установленных норм.

6. Возможные последствия для здоровья шумового загрязнения среды.

7. Возможные последствия для здоровья химического загрязнения воздуха.

8. Возможные последствия для здоровья химического загрязнения почв пестицидами.

9. Возможные последствия для здоровья химического загрязнения почв тяжелыми металлами.

10. Комбинированное действие вредных экологических факторов на здоровье человека.

Лекция 4. Чрезвычайные ситуации социального характера, вызванные применением современного оружия Ядерное оружие

Ядерные государства мира в конце 80-х годов имели около 50000 ядерных боеприпасов общей мощностью 13000 Мт., из них стратегических ядерных боеголовок около 24000 общей мощностью 12000 Мт. В настоящее время их количество снижается, и как результат международных соглашений по сокращению ядерных вооружений, так и в связи с истечением гарантийного срока эксплуатации. Вместе с тем, ни одно ядерное государство от ядерного оружия не отказывается, а оружие и средства его доставки продолжают совершенствоваться.

Несмотря на подписанные международные соглашения о предотвращении ядерной войны, об ограничении систем противоракетной обороны, о нераспространении ядерного оружия, опасность применения ядерного оружия сохраняется. Даже если оно не будет применено, то сохраняется опасность аварий и катастроф, при которых возможны несанкционированные пуски ракет и взрывы на пусковых установках, террористические акты. Существует угроза применения ядерного оружия и по территории Республики Беларусь.

Ядерное оружие характеризуется такими особенностями: внезапность и значительный радиус поражения; огромная разрушительная сила; массовый и комбинированный характер поражения людей, техники и экологическое бедствие; тяжелое морально-психологическое влияние на людей.

Краткая характеристика поражающих факторов ядерного взрыва

Ядерным оружием называют боеприпасы, действие которых основано на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при взрывных ядерных реакциях деления и синтеза. Мощность ядерных боеприпасов оценивается не массой, а тротиловым эквивалентом и измеряется в тоннах, килотоннах, мегатоннах. Боеприпасы могут быть различного калибра – от менее одной килотонны до 1 Мт. Боеприпасы мощностью менее 1кт, относятся в основном, к нейтронным.

В планах военного командования ядерных государств при использовании ядерного оружия планируется применять по городам боеприпасы в основном среднего калибра и наносить только воздушные взрывы, так как в этом случае радиоактивное заражение минимальное. В случае наземного взрыва радиоактивное облако сможет поразить территорию и применившего оружие государства. Поражающими факторами воздушного ядерного взрыва являются:

• проникающая радиация (5% от общей энергии взрыва, время действия несколько секунд в момент взрыва);

• электромагнитный импульс (менее 0.000001% от общей энергии взрыва, длительность 230 нс);

• световое излучение (35% от общей энергии взрыва, время действия от 1с до 15с в зависимости от мощности взрыва);

• ударная волна (50% от общей энергии взрыва, распространяется со скоростью звука);

• радиоактивное заражение (10% от общей энергии взрыва, распространяется со скоростью ветра).

Ударная волна. Источником ударной волны являются высокая температура несколько миллионов градусов и давление несколько миллиардов атмосфер. Основными параметрами ударной волны являются: избыточное давление, скоростной напор, фаза сжатия и фаза разрежения (рис. 6.).

0

И збыточное давление и скоростной напор измеряются в Паскалях или кгс/ см² (1кгс/см² = 10⁵ Па). Фаза сжатия и фаза разрежения измеряются в секундах. Скорость распространения ударной волны равна скорости звука. Радиус поражения ударной волной подчиняется закону правдоподобия:

На рис. 6. Р – давление воздуха; Р₀ – нормальное атмосферное давления воздуха; Т – текущее время; ⁺ – фаза сжатия; ^- – фаза разрежения.

R₁ /R₂ =q₁ ^1/3 /q₂^1/3, (1)

где: R₁ и R₂ - радиусы поражения боеприпасами с мощностями q₁ и q₂ соответственно.

Зная тротиловый эквивалент и радиус поражения одного боеприпаса, можно найти радиус поражения другого. Например, для боеприпаса мощностью 50 кт максимальный радиус поражения людей при воздушном взрыве составляет 4,5 км, тогда для боеприпаса мощностью в 1 кт радиус поражения, рассчитанный по формуле 1, будет равен 1,125 км.

При избыточном давлении Р_ф = 0,2–0,4 кгс/см² люди получают легкие травмы и контузии, при избыточном давлении примерно 0,5 кгс/см² люди получают в основном средние травмы, при избыточном давлении более 0,5 кгс/см² люди получают в травмы тяжелой и крайне тяжелой степени и при избыточном давлении свыше 1 кгс/см² люди погибают.

Таким образом, воздействие ударной волны на человека приводит или к его гибели или к травмам различной степени, а также к ранениям осколками разрушающихся зданий и сооружений. Крупные здания и сооружения разрушаются, в основном, за счет избыточного давления, а малые объекты - за счет скоростного напора.

Механизм воздействия ударной волны на человека проявляется так: избыточное давление наносит удар по человеку, фаза сжатия приводит к сжиманию тела со всех сторон, скоростной напор обладает метательным действием, а фаза разрежения проявляется в образовании «обратной ударной волны». В результате, люди получают травмы, ранения различной степени тяжести или погибают.

Световое излучение. Источником светового излучения является светящаяся область ядерного взрыва. Длительность светового излучения (Т) можно определить по формуле:

T=0,1 q^1/3, (2)

где: Т – время свечения в секундах; q– тротиловый эквивалент в тоннах.

Параметром, характеризующим поражающее действие светового излучения, является световой импульс, который измеряется в Дж/м² или кал/см² (1 кал/см² = 4,2.10⁴ Дж/м²).

Световое излучение при воздействии на людей может вызвать ожоги различной степени и поражение глаз:

• ожоги первой степени – покраснение кожи (2-4 кал/см²);

• ожоги второй степени – образование на коже пузырей (4 - 8 кал/см²);

• ожоги третьей степени – обугливание кожи (8 - 12 кал/см²);

• ожоги четвертой степени – обугливание подкожных тканей (более 12 кал/см²).

Воздействуя на окружающую среду, световое излучение вызывает пожары: отдельные, массовые, сплошные.

Возгорание и устойчивое горение различных материалов зависит от величины светового (теплового) импульса и расстояния от источника до возгораемых материалов.

Величину светового импульса можно найти из выражения:

V₁ / V₂ = q₁/q₂, (3)

где V₁ и V₂ – величины световых (тепловых) импульсов для боеприпасов с тротиловыми эквивалентами q₁ и q₂ соответственно.

Расстояния, соответствующие заданным величинам теплового импульса можно найти из выражения:

R₁/R₂ = q₁^1/2/q₂^1/2, (4)

Электромагнитный импульс. Электромагнитный импульс наблюдается при всех видах взрывов. Особенно он опасен при взрывах на высотах более 40 км, так как в этом случае он является наиболее мощным и распространяется на большие расстояния. Например, при взрыве над островом Джонстон ядерного боеприпаса на высоте З96 км в городах на расстоянии 1300 км от эпицентра взрыва полностью вышли из строя уличное освещение, линии электропередач и линии связи.

Длительность электромагнитного импульса составляет около 230 нс, полоса частот 10 кГц – 100 мГц, напряженность поля достигает 50000В/м, в то время как в радиолокации она не превышает 200В/м, а в связи – 10В/м. Электромагнитный импульс, наводя электродвижущую силу в металлических предметах, в проводах, вызывает сильные наведенные токи, разрушающие оконечные электронные устройства и другое оборудование и поражают находящихся у оборудования людей. Особо чувствительны к воздействию электромагнитного импульса полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы.

Считается, что отдельно стоящий человек электромагнитным импульсом непосредственно не поражается, но в ряде случаев отдаленные последствия его воздействия для здоровья человека наблюдаются.

Проникающая радиация. Проникающая радиация - это поток нейтронов и гамма лучей, испускаемых от делящегося ядерного вещества в момент взрыва ядерного боеприпаса. Они распространяются в воздухе во все стороны на расстояния до 2,5–3 км, производят ионизацию воздуха, всех предметов и человека, а нейтроны, проникая в землю, вызывают наведенную радиоактивность. Проникающая радиация является основным поражающим фактором нейтронных боеприпасов.

Радиоактивное заражение. Источниками радиоактивного заражения при ядерных взрывах являются: осколки деления атомов ядерного горючего, наведенная радиоактивность, не разделившаяся часть ядерного горючего.

Радиоактивное заражение – результат выпадения осадков из радиоактивного облака, которое под воздействием ветра может распространяться при воздушном взрыве на глубину до 200 - 600 км и более в зависимости от мощности взрыва и скорости ветра. Подробней поражающее воздействие проникающей радиации и радиоактивного заражения на человека и окружающую среду рассматривается в третьей части учебного пособия.