- •Раздел II ядерное оружие и основы радиологии
- •Глава 10. Ядерное оружие и радиационные поражения
- •10.1 Характеристика ядерного оружия
- •10.2. Ионизирующие излучения и единицы их измерения
- •10.3. Поражающие факторы ядерного взрыва
- •10.4. Медико-тактическая характеристика ядерных очагов
- •10.5. Характеристика радиоактивных изотопов ядерного взрыва
- •10.6. Внешнее гамма- и нейтронное облучение
- •10.7. Острая лучевая болезнь, теории патогенеза
- •Дифференциация острой лучевой болезни по степени тяжести в зависимости от проявлений первичной реакции*
- •10.9. Радиопротекторы
10.4. Медико-тактическая характеристика ядерных очагов
В ядерном очаге личный состав подвергается мгновенному комбинированному воздействию ударной волны, светового излучения и проникающей радиации огромных мощностей и энергий, сразу одномоментно возникают массовые санитарные потери, исчисляющиеся сотнями и тысячами человек. При наземных (подземных, надводных, подводных) взрывах кроме этого личный состав подвергается сильному заражению радиоактивными веществами и гамма-облучению от радиоактивных осадков в зоне взрыва и на следе облака. Количество и характер санитарных потерь зависят от многих факторов: мощности и вида ядерного взрыва, характера боевых действий, характера местности, метеорологических условий, использования защитных свойств боевой техники и инженерных сооружений, боевой выучки войск и т. д.
В зоне сильных разрушений (избыточное давление на фронте ударной волны свыше 100 кПа — 1 кг/см2) почти весь личный состав погибает от тяжелых травм и ожогов. Количество санитарных потерь в других зонах ориентировочно можно рассчитывать в зависимости от мощности взрыва, площади поражающего действия различных факторов и плотности войск на этой площади, вводя соответствующие коэффициенты в зависимости от условий, боевой техники, инженерных сооружений и т. д.
Структура санитарных потерь может варьировать. При ядерных взрывах среднего и крупного калибра (мощностью 20—100— 500 килотонн) будут превалировать травмы и ожоги, частично в комбинации с гамма-нейтронным облучением. В очагах ядерных взрывов малого и сверхмалого калибра и взрывов нейтронных боеприпасов будут превалировать радиационные поражения, частично в комбинации с травмами и ожогами (или чистые радиационные поражения). Количество комбинированных радиационных поражений может колебаться от 10—20 до 20—30% от общего числа пострадавших.
По тяжести ранений и поражений может быть до 30—40% тяжелой степени, до 30% средней степени, до 30% легкой степени.
Таким образом санитарные потери в ядерных очагах будут характеризоваться рядом особенностей:
— они будут массовыми и возникающими одномоментно;
— много будет комбинированных поражений, отличающихся более тяжелым течением и требующих более сложной медицинской помощи;
— до 50—60% пораженных нуждаются в срочной или неотложной медицинской помощи;
— кожные покровы и одежда могут быть загрязнены радиоактивными веществами, такие пораженные нуждаются в проведении специальной санитарной обработки.
Кроме того, пораженные будут находится на территории, где много разрушений, горящих зданий и сооружений, она может быть зараженной радиоактивными осадками. Все эти факторы резко затрудняют и осложняют работу медицинской службы. Еще более тяжелое положение создается в городах (как это было в Хиросиме и Нагасаки), где санитарные потери могут исчисляться сотнями тысяч человек.
10.5. Характеристика радиоактивных изотопов ядерного взрыва
Как известно, источниками радиоактивного заражения при ядерных и термоядерных взрывах являются радиоактивные осколки деления урана и плутония, наведенная радиоактивность и непрореагировавшая часть урана и плутония.
Общее количество радиоактивных изотопов, образующихся при делении урана и плутония, чрезвычайно велико. Например, общая гамма-активность через 1 ч после взрыва мощностью 1 мегатонна достигает 300 000 МКи, что соответствует гамма-активности 300 000 тонн радия.
Каждый радиоактивный изотоп характеризуется определенной скоростью распада, что измеряется периодом полураспада, и видом излучения. Большинство радионуклидов ядерного взрыва (ПЯВ) имеют короткий период полураспада (секунды, минуты, часы), поэтому уровень радиации вначале быстро снижается, а затем остаются долгоживущие радионуклиды, которые облучают месяцами и годами. Каждый изотоп претерпевает ряд превращений, пока не станет стабильным нерадиоактивным. Например, распад радиоактивного брома происходит следующим образом (в скобках указан период полураспада): бром-90 (16 с) → β + рубидий-90 (2,74 мин) → β + стронций-90 (28 лет) → β + иттрий-90 (64,2 ч) → β + цирконий-90 (стабильный изотоп).
Из долгоживущих изотопов наиболее опасны стронций и цезий.
Стронций — двухвалентный металл, по химическим свойствам похожий на кальций, хорошо всасывается из желудочно-кишечного тракта и откладывается в костях. Образуется несколько изотопов стронция: стронций-89 (цифра обозначает массу изотопа) испускает бета- и гамма-излучения, период полураспада — 54,5 дня; стронций-90 — бета-излучатель, период полураспада — 28 лет.
Цезий-137 — одновалентный металл, по свойствам близкий к калию, бета- и гамма-излучатель, период полураспада — 33 года. Из многочисленных радиоактивных изотопов укажем еще на некоторые:
Изотоп |
Вид излучения |
Период полураспада, дни |
Иттрий-91 |
β |
61 |
Церий-114 |
β |
282 |
Цирконий-85 |
β и γ |
65,3 |
Ниобий-95 |
β и γ |
37 |
Рутений-103 |
β и γ |
40 |
Рутений-106 |
β |
366 |
Барий-140 |
β и γ |
13 |
Иод-131 |
β и γ |
8,5 |
На зараженной территории в первые часы и дни наибольшее значение имеют короткоживущие изотопы, затем в течение 1— 3 нед провалируют изотопы йода (с массой 125, 130, 131, 133 и др.), в последующем остаются главным образом долгоживущие изотопы стронция-90 и цезия-137.
В результате захвата нейтронов веществами грунта и воздуха образуется наведенная радиоактивность. Наибольшее значение из этих изотопов имеют следующие:
Изотоп |
Вид излучения |
Период полураспада, |
Углерод-14 |
β |
5000 лет |
Натрий-24 |
β и γ |
14,9 ч |
Кремний-31 |
β и γ |
2,6 ч |
Кальций-45 |
β |
163 дня |
Марганец-52 |
β и γ |
6,2 дня |
Железо-59 |
β и γ |
47,1 дня |
Фосфор-32 |
β |
14,3 дня |
|
|
|
Наведенная радиоактивность грунта имеет значение главным образом при термоядерных и нейтронных взрывах, сопровождающихся выделением мощного нейтронного потока высоких энергий.
Остатки ядерного заряда, не вступившего в цепную реакцию деления, являются альфа-излучателями и распадаются очень медленно. Период полураспада равен: уран-238 — 4,5 млрд. лет, уран-235 — 700 000 лет, плутоний-239 — 24 300 лет. При распаде их образуются также альфа-излучающие изотопы с периодами полураспада: радий-226 — 1600 лет, радон-222 — 3,8 дня, поло-ний-210—138 дней и др.
Выпадение радиоактивных осадков при наземных (подземных, надводных, подводных) ядерных взрывах в данной точке местности продолжаются в течение 1—2 ч и более в зависимости от мощности взрыва и скорости ветра, когда возможно попадание радиоактивных аэрозолей в органы дыхания человека. В дальнейшем возможно поднятие РВ с земли ветром и при передвижениях транспорта. Радиоактивные вещества ПЯВ впоследствии вступают в цикл различных процессов кругооборота в природе, которые можно изобразить схематически:
Таким образом, радиоактивные продукты ядерного взрыва (ПЯВ) могут попадать внутрь организма человека в период оседания их ингаляционно, частично через раневые и ожоговые поверхности, в последующем через желудочно-кишечный тракт в результате употребления воды и продуктов, зараженных РВ, а также при употреблении мяса (и рыбы) и молока от зараженных животных.
При этом в первые 2—4 нед большую опасность представляют радиоактивные изотопы йода (в особенности для детей при употреблении молока от зараженных коров). В последующем остаются изотопы медленно распадающихся РВ (стронция, цезия, бария).
На территории, зараженной радиоактивными веществами, люди и животные подвергаются ионизирующему облучению. При этом может быть три вида облучения:
1) внешнее гамма-облучение, вызывающее общую лучевую болезнь в зависимости от полученной дозы облучения:
2) поверхностное бета- и мягкое гамма-облучение, вызывающее лучевые поражения кожи той или иной степени тяжести («лучевые ожоги кожи»);
3) внутреннее облучение вследствие попадания РВ внутрь организма с воздухом, водой, пищей, через раневые и ожоговые поверхности (инкорпорация радиоактивных веществ).
Однако при всех путях попадания количество инкорпорированных РВ оказывается сравнительно небольшим, доза внутреннего облучения составляет небольшую часть (около 5—10%) внешнего гамма- и бета-облучения, поэтому не играет существенной роли в клинике острой лучевой болезни (если не учитывать отдаленных и генетических последствий).