العوامل الضارة لموجة الصدمة. الملخص: الانفجار النووي، عوامل أضراره
1. البيانات التاريخية
وفي عام 1896 اكتشف الفيزيائي الفرنسي أنطوان بيكريل ظاهرة الإشعاع الإشعاعي. لقد كان بمثابة بداية عصر الإشعاع واستخدام الطاقة النووية. وفي حديثه عن ذلك، قال العالم الروسي المتميز ف. وأكد فيرنادسكي: «إننا ننظر بأمل وخوف إلى حليفنا ومدافعنا». وتأكدت مخاوفه - في البداية لم تظهر كاسحات الجليد، ولا محطات الطاقة النووية، ولا سفن الفضاء، بل ظهرت أسلحة الدمار الشامل
قوة الجسم. تم إنشاؤه عام 1945 على يد فيزيائيين فروا من ألمانيا النازية إلى الولايات المتحدة قبل اندلاع الحرب العالمية الثانية، وكانوا مدعومين من حكومة ذلك البلد بقيادة العالم الأمريكي روبرت أوبنهايمر.
يخطئ الكثير من الناس في الاعتقاد بأن الانفجار النووي الأول حدث في هيروشيما. في الواقع، تم إجراء الاختبار في الولايات المتحدة الأمريكية في 16 يوليو 1945. حدث هذا في منطقة صحراوية بالقرب من مدينة ألاموغوردو (نيو مكسيكو). تم تفجير قنبلة ذرية على المنصة العلوية لبرج فولاذي يبلغ ارتفاعه 33 مترًا تم بناؤه خصيصًا. وفقًا للتقديرات التقريبية للخبراء، أطلق هذا طاقة تعادل طاقة انفجار لا تقل عن 15-20 ألف طن من ثلاثي نيتروتولوين.
لقد تبخر الهيكل الفولاذي للبرج. وتشكل في مكانه قمع بقطر 37 مترا وعمق 1.8 متر. لقد كان مركز حفرة ممتدة على مسافة طويلة. في دائرة طولها 370 كم، تم تدمير جميع النباتات. كما تبخر أنبوب فولاذي قطره 10 سم وارتفاعه 5 أمتار، كان يقع على مسافة 150 متراً من مكان الانفجار. تمزّق هيكل فولاذي متين يبلغ ارتفاعه 21 مترًا، يشبه جزءًا من إطار مبنى مكون من 15 إلى 20 طابقًا، ويقع على بعد 500 متر، من أساسه الخرساني، والتوى وتحطم إلى أجزاء.
بدا وميض الانفجار على مسافة 32 كم أكثر سطوعًا عدة مرات من ضوء الشمس عند الظهر. بعد ذلك، تشكلت كرة نارية كانت موجودة لعدة ثوان. وكان الضوء المنبعث منه مرئياً في المناطق المأهولة بالسكان على مسافة تصل إلى 290 كم. وسمع صوت الانفجار على نفس المسافة. وفي إحدى الحالات، تكسر زجاج المباني بسبب موجة الصدمة حتى على مسافة 200 كيلومتر.
ونتيجة الانفجار تشكلت سحابة كروية عملاقة. دوامة، اندفعت إلى الأعلى، واتخذت شكلها فطر عملاق. تتكون السحابة من عدة أطنان من الغبار المتصاعد من سطح الأرض وبخار الحديد وكمية كبيرة من المواد المشعة المتكونة أثناء التفاعل المتسلسل للانشطار النووي. واستقر الغبار والجسيمات المشعة على مساحة كبيرة، وتم اكتشاف كمية صغيرة منها على مسافة 190 كيلومترا من مركز الانفجار. أظهرت اختبارات القنبلة أن السلاح الجديد جاهز للاستخدام القتالي.
2. الأسلحة النووية
الأسلحة النووية هي أسلحة متفجرة للدمار الشامل.
عامل ضار انفجار نووينكون:
* هزة أرضية
*الإشعاع الضوئي
* اختراق الإشعاع
* تلوث اشعاعي
1. موجة الصدمة– العامل الضار الرئيسي. معظم الدمار والأضرار التي لحقت بالمباني والهياكل، كذلك خسائر فادحةالناس عادة ما يكون سببها تأثيرها.
موجة الصدمة هي منطقة ضغط حاد بيئة الهواءينتشر في كل الاتجاهات من موقع الانفجار بسرعة تفوق سرعة الصوت (أكثر من 331 م/ث). تسمى الحدود الأمامية لطبقة الهواء المضغوط بواجهة موجة الصدمة. تحت تأثير موجة الصدمة، يمكن أن يتعرض الناس لإصابات طفيفة (كدمات وكدمات)؛ الإصابات المتوسطة التي تتطلب العلاج في المستشفى (فقدان الوعي، تلف السمع، خلع الأطراف، نزيف من الأنف والأذنين)؛ إصابات خطيرة (كدمات شديدة في الجسم كله، كسور في العظام، تلف في العظام اعضاء داخلية); إصابات خطيرة للغاية، وغالباً ما تكون مميتة.
2. الإشعاع الضوئيهو تيار من الطاقة الإشعاعية، بما في ذلك الأشعة المرئية والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. ويتكون من المنتجات الساخنة للانفجار النووي والهواء الساخن، وينتشر على الفور تقريبًا ويستمر، اعتمادًا على قوة الانفجار النووي، لمدة تصل إلى 20 ثانية.
قوة الإشعاع الضوئي يمكن أن تسبب الحروق وتلف العين (العمى المؤقت) ونيران المواد والأشياء القابلة للاشتعال.
3. اختراق الإشعاعهو تيار من أشعة جاما والنيوترونات المنبعثة أثناء الانفجار النووي.
إن تأثير هذا العامل المدمر على جميع الكائنات الحية (بما في ذلك البشر) هو تأين ذرات وجزيئات الجسم، مما يؤدي إلى تعطيل الوظائف الحيوية للأعضاء الفردية، وتلف نخاع العظام، وتطور مرض الإشعاع.
4. التلوث الإشعاعي للمنطقةيحدث نتيجة سقوط مواد مشعة من سحابة الانفجار النووي. قد يظل خطر إصابة الأشخاص في مناطق التلوث الإشعاعي قائمًا
لفترة طويلة - أيام وأسابيع وحتى أشهر. يعتمد تلوث المنطقة على نوع الانفجار. والأخطر هو الانفجار الأرضي. ما يسمى بالنشاط المستحث قوي هنا. ويزداد بسبب انحباس جزيئات التربة في سحابة الانفجار، وتسبب مع الشظايا الانشطارية تلوثًا إشعاعيًا خارج منطقة الانفجار. ويعتمد حجم ودرجة التلوث في المنطقة على عدد الانفجار النووي وقوته ونوعه، وظروف الأرصاد الجوية، وسرعة الرياح واتجاهها. على سبيل المثال، عند انفجار بقوة 1 ميغا طن، يتبخر حوالي 20 ألف طن من التربة ويتحول إلى كرة نارية. وتتشكل سحابة ضخمة تتكون من عدد كبير من الجزيئات المشعة. السحابة تتحرك. تشكل الجسيمات المشعة المتساقطة من السحابة إلى الأرض منطقة تلوث إشعاعي. تستمر هذه العملية لمدة 10-20 ساعة بعد الانفجار.
ثانية تجربة نوويةتم إنتاجه بالفعل على البشر في نهاية الحرب العالمية الثانية.
في صباح يوم 6 أغسطس 1945، ظهرت ثلاث طائرات أمريكية فوق مدينة هيروشيما، من بينها قاذفة أمريكية من طراز B-29 تحمل قنبلة ذرية زنة 12.5 كيلو طن أطلق عليها اسم "بيبي". وبعد أن وصلت الطائرة إلى ارتفاع معين، قامت بمهمة قصف. وتشكلت كرة نارية بعد الانفجار وكان قطرها حوالي 100 متر، ووصلت درجة الحرارة في مركزها إلى 3000 درجة مئوية. وكان الضغط في موقع الانفجار يقارب 7 م\م2
انهارت المنازل مع هدير رهيب واشتعلت فيها النيران في دائرة نصف قطرها كيلومترين. تبخر الناس بالقرب من مركز الزلزال حرفيا. أولئك الذين نجوا لكنهم أصيبوا بحروق شديدة هرعوا إلى الماء وماتوا في عذاب رهيب. وبعد 5 دقائق، علقت سحابة رمادية داكنة يبلغ قطرها 5 كيلومترات فوق وسط المدينة. وانفجرت منه سحابة بيضاء، وسرعان ما وصل ارتفاعها إلى 12 كيلومتراً وأخذت شكل الفطر. في وقت لاحق، نزلت سحابة من الأوساخ والغبار والرماد مع النظائر المشعة على المدينة، وحكمت على السكان بضحايا جدد. بدأ الكثيرون يعانون من الأعراض الأولى لمرض الإشعاع الحاد. احترقت هيروشيما لمدة يومين. الأشخاص الذين وصلوا لمساعدة سكانها لم يعرفوا بعد أنهم دخلوا منطقة تلوث إشعاعي وسيكون لذلك عواقب وخيمة. ولم يكن الإشعاع يهدد بشرتهم فحسب، بل يهدد أجسادهم أيضًا عند استنشاق الهواء الملوث، وكذلك عند دخوله عبر الماء والغذاء ومن خلال الجروح المفتوحة.
خلال انفجار نووي أرضي، يذهب حوالي 50% من الطاقة إلى تكوين موجة صدمية وحفرة في الأرض، و30-40% إلى الإشعاع الضوئي، وما يصل إلى 5% إلى الإشعاع المخترق والإشعاع الكهرومغناطيسي، وما يصل إلى إلى 15% للتلوث الإشعاعي للمنطقة.
أثناء الانفجار الجوي لذخيرة نيوترونية، يتم توزيع حصص الطاقة بطريقة فريدة: موجة صدمية تصل إلى 10%، إشعاع ضوئي 5-8% وحوالي 85% من الطاقة تذهب إلى الإشعاع المخترق (إشعاع النيوترون وجاما).
تشبه موجة الصدمة والإشعاع الضوئي العوامل الضارة للمتفجرات التقليدية، لكن الإشعاع الضوئي في حالة حدوث انفجار نووي أقوى بكثير.
تدمر موجة الصدمة المباني والمعدات وتجرح الناس ويكون لها تأثير ارتدادي مع انخفاض سريع في الضغط وضغط هواء عالي السرعة. الفراغ اللاحق (انخفاض ضغط الهواء) والسكتة العكسية الكتل الهوائيةتجاه الفطريات النووية النامية يمكن أن يسبب أيضًا بعض الأضرار.
يؤثر الإشعاع الضوئي على الأجسام غير المحمية فقط، أي الأجسام التي لا يغطيها أي شيء من الانفجار، ويمكن أن يسبب اشتعال المواد القابلة للاشتعال والحرائق، وكذلك الحروق وإلحاق الضرر برؤية الإنسان والحيوان.
للإشعاع المخترق تأثير مؤين ومدمر على جزيئات الأنسجة البشرية ويسبب مرض الإشعاع. إنه مهم بشكل خاص أثناء انفجار الذخيرة النيوترونية. يمكن للطوابق السفلية من المباني الحجرية والخرسانية المسلحة متعددة الطوابق، والملاجئ تحت الأرض التي يبلغ عمقها مترين (قبو، على سبيل المثال، أو أي ملجأ من الفئة 3-4 وما فوق) أن تحمي من اختراق الإشعاع، كما تتمتع المركبات المدرعة ببعض الحماية.
التلوث الإشعاعي - أثناء انفجار الهواء لشحنات نووية حرارية "نقية" نسبيًا (الانشطار والاندماج)، يتم تقليل هذا العامل المدمر إلى الحد الأدنى. والعكس صحيح، في حالة انفجار الإصدارات "القذرة" من الشحنات النووية الحرارية، مرتبة وفقًا لمبدأ الانشطار - الانصهار - الانشطار، انفجار أرضي مدفون، يحدث فيه تنشيط نيوتروني للمواد الموجودة في الأرض، و والأهم من ذلك أن انفجار ما يسمى "القنبلة القذرة" يمكن أن يكون له معنى حاسم.
تعمل النبضة الكهرومغناطيسية على تعطيل المعدات الكهربائية والإلكترونية وتعطيل الاتصالات اللاسلكية.
اعتمادا على نوع الشحنة وظروف الانفجار، يتم توزيع طاقة الانفجار بشكل مختلف. على سبيل المثال، أثناء انفجار شحنة نووية تقليدية دون زيادة إنتاج الإشعاع النيوتروني أو التلوث الإشعاعي، قد تكون هناك النسبة التالية لحصص إنتاج الطاقة على ارتفاعات مختلفة:
| حصص الطاقة من العوامل المؤثرة في الانفجار النووي | |||||||||
| الارتفاع / العمق | الأشعة السينية | الإشعاع الضوئي | دفء كرة النار والسحابة | موجة صدمة في الهواء | تشوه وقذف التربة | موجة ضغط في الأرض | حرارة التجويف في الأرض | اختراق الإشعاع | المواد المشعة |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 كم | 64 % | 24 % | 6 % | 6 % | |||||
| 70 كم | 49 % | 38 % | 1 % | 6 % | 6 % | ||||
| 45 كم | 1 % | 73 % | 13 % | 1 % | 6 % | 6 % | |||
| 20 كم | 40 % | 17 % | 31 % | 6 % | 6 % | ||||
| 5 كم | 38 % | 16 % | 34 % | 6 % | 6 % | ||||
| 0 م | 34 % | 19 % | 34 % | 1 % | أقل من 1٪ | ? | 5 % | 6 % | |
| عمق انفجار التمويه | 30 % | 30 % | 34 % | 6 % | |||||
يوتيوب الموسوعي
-
1 / 5
الإشعاع الضوئي هو تيار من الطاقة الإشعاعية، بما في ذلك مناطق الطيف فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء. مصدر الإشعاع الضوئي هو المنطقة المضيئة للانفجار - التي يتم تسخينها إلى درجات حرارة عالية وتبخر أجزاء من الذخيرة والتربة والهواء المحيطة. في الانفجار الجوي تكون المنطقة المضيئة عبارة عن كرة، وفي الانفجار الأرضي تكون نصف الكرة الأرضية.
درجة حرارة السطح القصوى للمنطقة المضيئة عادة ما تكون 5700-7700 درجة مئوية. عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 1700 درجة مئوية، يتوقف التوهج. وتستمر النبضة الضوئية من أجزاء من الثانية إلى عدة عشرات من الثواني، حسب قوة الانفجار وظروفه. تقريبًا، مدة التوهج بالثواني تساوي الجذر الثالث لقوة الانفجار بالكيلوطن. في هذه الحالة، يمكن أن تتجاوز شدة الإشعاع 1000 واط/سم² (للمقارنة، الحد الأقصى لكثافة ضوء الشمس هو 0.14 واط/سم²).
يمكن أن تكون نتيجة الإشعاع الضوئي اشتعال واحتراق الأشياء، والذوبان، والتفحم، وضغوط درجات الحرارة المرتفعة في المواد.
عندما يتعرض الشخص للإشعاع الضوئي، يحدث تلف في العينين وحروق في المناطق المفتوحة من الجسم، وقد يحدث أيضًا تلف في مناطق الجسم المحمية بالملابس.
يمكن أن يكون الحاجز المعتم التعسفي بمثابة حماية من تأثيرات الإشعاع الضوئي.
في حالة وجود ضباب أو ضباب أو غبار كثيف و/أو دخان، يتم أيضًا تقليل تأثير الإشعاع الضوئي.
هزة أرضية
معظم الدمار الناجم عن انفجار نووي سببه موجة الصدمة. موجة الصدمة هي موجة صدمية في وسط تتحرك بسرعة تفوق سرعة الصوت (أكثر من 350 م/ث للغلاف الجوي). في الانفجار الجوي، موجة الصدمة هي منطقة صغيرة تحدث فيها زيادة فورية تقريبًا في درجة الحرارة والضغط وكثافة الهواء. مباشرة خلف جبهة موجة الصدمة هناك انخفاض في ضغط الهواء وكثافته، من انخفاض طفيف بعيدا عن مركز الانفجار إلى فراغ تقريبا داخل كرة النار. نتيجة هذا الانخفاض هو التدفق العكسي للهواء و ريح شديدةعلى السطح بسرعات تصل إلى 100 كم/ساعة أو أكثر باتجاه مركز الزلزال. تدمر موجة الصدمة المباني والهياكل وتؤثر على الأشخاص غير المحميين، وعلى مقربة من مركز الانفجار الأرضي أو الجوي المنخفض جدًا، فإنها تولد اهتزازات زلزالية قوية يمكن أن تدمر أو تلحق الضرر بالهياكل والاتصالات الموجودة تحت الأرض، وتجرح الأشخاص الموجودين فيها.
تتعرض معظم المباني، باستثناء المباني المحصنة بشكل خاص، لأضرار جسيمة أو مدمرة تحت تأثير الضغط الزائد الذي يتراوح بين 2160-3600 كجم/م2 (0.22-0.36 ضغط جوي).
يتم توزيع الطاقة على كامل المسافة المقطوعة، ولهذا السبب تتناقص قوة موجة الصدمة بما يتناسب مع مكعب المسافة من مركز الزلزال.
توفر الملاجئ الحماية ضد موجات الصدمة للبشر. في المناطق المفتوحة، يتم تقليل تأثير موجة الصدمة من خلال المنخفضات والعقبات والطيات المختلفة في التضاريس.
اختراق الإشعاع
نبض كهرومغناطيسي
أثناء الانفجار النووي، ونتيجة للتيارات القوية في الهواء المتأين بالإشعاع والضوء، ينشأ مجال كهرومغناطيسي قوي متناوب يسمى النبض الكهرومغناطيسي (EMP). على الرغم من أنه ليس له أي تأثير على البشر، إلا أن التعرض للإشعاعات الكهرومغناطيسية يؤدي إلى إتلاف المعدات الإلكترونية والأجهزة الكهربائية وخطوط الكهرباء. بجانب عدد كبير منوتتداخل الأيونات المتولدة بعد الانفجار مع انتشار موجات الراديو وعمل محطات الرادار. يمكن استخدام هذا التأثير لتعمية نظام التحذير من الهجوم الصاروخي.
تختلف قوة النبضات الكهرومغناطيسية تبعًا لارتفاع الانفجار: فهي ضعيفة نسبيًا في المدى الذي يقل عن 4 كم، وتكون أقوى عند انفجار يتراوح من 4 إلى 30 كم، وقوية بشكل خاص عند ارتفاع تفجير يزيد عن 30 كم (انظر، على سبيل المثال، تجربة تفجير شحنة نووية على ارتفاعات عالية (Starfish Prime) .
حدوث EMR يحدث على النحو التالي:
- يمر الإشعاع المخترق المنبعث من مركز الانفجار عبر أجسام موصلة ممتدة.
- تتشتت كوانتا جاما بواسطة الإلكترونات الحرة، مما يؤدي إلى ظهور نبض تيار سريع التغير في الموصلات.
- ينبعث المجال الناتج عن النبض الحالي إلى الفضاء المحيط وينتشر بسرعة الضوء، ويتشوه ويتلاشى بمرور الوقت.
تحت تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي، يتم حث الجهد في جميع الموصلات الطويلة غير المحمية، وكلما زاد طول الموصل، زاد الجهد. ويؤدي ذلك إلى انهيار العزل وتعطل الأجهزة الكهربائية المرتبطة بشبكات الكابلات، على سبيل المثال، محطات المحولات الفرعية وغيرها.
تعتبر EMR ذات أهمية كبيرة أثناء حدوث انفجار على ارتفاعات عالية يصل إلى 100 كيلومتر أو أكثر. في انفجار في الطبقة الارضيةليس للغلاف الجوي تأثير حاسم على المعدات الكهربائية منخفضة الحساسية، بل إن نطاق عمله مغطى بعوامل ضارة أخرى. ولكن من ناحية أخرى، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تعطيل العملية وتعطيل المعدات الكهربائية الحساسة وأجهزة الراديو على مسافات كبيرة - تصل إلى عدة عشرات من الكيلومترات من مركز الزلزال انفجار قويحيث لم تعد العوامل الأخرى لها تأثير مدمر. ويمكنه تعطيل المعدات غير المحمية في الهياكل المتينة المصممة لتحمل الأحمال الثقيلة الناجمة عن انفجار نووي (على سبيل المثال، الصوامع). ليس له أي تأثير ضار على الناس.
تلوث اشعاعي
التلوث الإشعاعي هو نتيجة سقوط كمية كبيرة من المواد المشعة من سحابة مرفوعة في الهواء. المصادر الثلاثة الرئيسية للمواد المشعة في منطقة الانفجار هي المنتجات الانشطارية للوقود النووي، والجزء غير المتفاعل من الشحنة النووية، والنظائر المشعة المتكونة في التربة وغيرها من المواد تحت تأثير النيوترونات (النشاط الإشعاعي المستحث).
وعندما تستقر نواتج الانفجار على سطح الأرض في اتجاه حركة السحابة، فإنها تشكل منطقة مشعة تسمى الأثر المشع. إن كثافة التلوث في منطقة الانفجار وعلى طول أثر حركة السحابة المشعة تتناقص مع البعد عن مركز الانفجار. يمكن أن يكون شكل الأثر متنوعًا جدًا، اعتمادًا على الظروف المحيطة.
تنبعث من المنتجات المشعة للانفجار ثلاثة أنواع من الإشعاع: ألفا وبيتا وجاما. وقت تأثيرها على البيئة طويل جدًا.
بسبب عملية طبيعيةالاضمحلال، يتناقص النشاط الإشعاعي، خاصة بشكل حاد في الساعات الأولى بعد الانفجار.
يمكن أن يحدث الضرر الذي يلحق بالناس والحيوانات بسبب التلوث الإشعاعي بسبب التشعيع الخارجي والداخلي. الحالات الشديدة قد تكون مصحوبة بمرض الإشعاع والوفاة.
التثبيت على وحدة قتاليةتتسبب الشحنة النووية لقذيفة من الكوبالت في تلوث المنطقة بنظير خطير 60 Co (قنبلة قذرة افتراضية).
الوضع الوبائي والبيئي
إن الانفجار النووي في منطقة مأهولة بالسكان، كغيره من الكوارث المرتبطة بعدد كبير من الضحايا وتدمير الصناعات الخطرة والحرائق، سيؤدي إلى ظروف صعبة في منطقة تأثيره، وهو ما سيكون عامل ضرر ثانوي. ومن المرجح أن يموت الناس، حتى أولئك الذين لم يتلقوا إصابات كبيرة مباشرة من الانفجار، بسبب الأمراض المعدية والتسمم الكيميائي. هناك احتمال كبير للإصابة بحروق في الحرائق أو التعرض للأذى عند محاولة الخروج من تحت الأنقاض.
التأثير النفسي
الأشخاص الذين يجدون أنفسهم في منطقة الانفجار، بالإضافة إلى الأضرار الجسدية، يعانون من تأثير كئيب نفسي قوي من المنظر المخيف للصورة التي تتكشف للانفجار النووي، والطبيعة الكارثية للدمار والحرائق، واختفاء المشهد المألوف، والعديد من الجثث المشوهة والمتفحمة والمحتضرة حولها والمتحللة بسبب استحالة دفنها، ووفاة الأقارب والأصدقاء، والوعي بالضرر الذي يلحق بالجسد ورعب الموت الوشيك من الإصابة بمرض الإشعاع. ستكون نتيجة هذا التأثير بين الناجين من الكارثة هو تطور الذهان الحاد، وكذلك متلازمات الخوف من الأماكن المغلقة بسبب الوعي باستحالة الوصول إلى سطح الأرض، وذكريات الكابوس المستمرة التي تؤثر على كل الوجود اللاحق. في اليابان هناك كلمة منفصلة للأشخاص الذين أصبحوا ضحايا القصف النووي- "الهيباكوشا".
تفترض أجهزة الاستخبارات الحكومية في العديد من البلدان [ ] أن أحد أهداف الجماعات الإرهابية المختلفة قد يكون الاستيلاء على الأسلحة النووية واستخدامها ضد المدنيين لغرض التأثير النفسي، حتى لو كانت عوامل الضرر المادي للانفجار النووي ضئيلة على نطاق البلد الضحية وجميع الدول الأخرى. إنسانية. سيتم نشر الرسالة حول الهجوم الإرهابي النووي على الفور من خلال وسائل الإعلام (التلفزيون والراديو والإنترنت والصحافة) وسيكون لها بلا شك تأثير نفسي كبير على الناس، وهو ما يمكن للإرهابيين الاعتماد عليه.
للأسلحة النووية خمسة عوامل مدمرة رئيسية. ويعتمد توزيع الطاقة بينهما على نوع الانفجار وظروفه. ويختلف تأثير هذه العوامل أيضًا من حيث الشكل والمدة (تلوث المنطقة له التأثير الأطول).
هزة أرضية. موجة الصدمة هي منطقة ضغط حاد لوسط ينتشر على شكل طبقة كروية من موقع الانفجار بسرعة تفوق سرعة الصوت. يتم تصنيف موجات الصدمة حسب وسط الانتشار. تحدث موجة الصدمة في الهواء بسبب انتقال الضغط وتمدد طبقات الهواء. ومع زيادة المسافة من مكان الانفجار، تضعف الموجة وتتحول إلى موجة صوتية عادية. عندما تمر موجة عبر نقطة معينة في الفضاء، فإنها تسبب تغيرات في الضغط، تتميز بوجود مرحلتين: الضغط والتمدد. تبدأ فترة الضغط فورًا وتستمر لفترة قصيرة نسبيًا مقارنة بفترة التوسيع. يتميز التأثير المدمر لموجة الصدمة بالضغط الزائد في مقدمتها (الحدود الأمامية)، وسرعة الضغط، ومدة مرحلة الضغط. تختلف موجة الصدمة في الماء عن موجة الهواء من حيث خصائصها (ضغط زائد أعلى ووقت تعرض أقصر). تصبح موجة الصدمة في الأرض، عند الابتعاد عن موقع الانفجار، شبيهة بالموجة الزلزالية. يمكن أن يؤدي تعرض الأشخاص والحيوانات لموجات الصدمة إلى إصابات مباشرة أو غير مباشرة. ويتميز بأضرار وإصابات خفيفة ومتوسطة وشديدة وشديدة للغاية. يتم تقييم التأثير الميكانيكي لموجة الصدمة من خلال درجة التدمير الناجم عن عمل الموجة (يتم تمييز التدمير الضعيف والمتوسط والقوي والكامل). يمكن أن تتعرض معدات الطاقة والصناعة والبلدية نتيجة لتأثير موجة الصدمة إلى أضرار، ويتم تقييمها أيضًا حسب شدتها (ضعيفة ومتوسطة وقوية).
التعرض لموجة الصدمة يمكن أن يسبب الضرر أيضًا عربة، محطات المياه، الغابات. عادةً ما يكون الضرر الناتج عن موجة الصدمة كبيرًا جدًا؛ يتم تطبيقه على صحة الإنسان وعلى مختلف الهياكل والمعدات وما إلى ذلك.
الإشعاع الضوئي. وهو عبارة عن مزيج من الطيف المرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية. تتميز المنطقة المتوهجة للانفجار النووي بارتفاع درجة حرارتها بشكل كبير. يتميز التأثير الضار بقوة النبض الضوئي. يؤدي تعرض الإنسان للإشعاع إلى حروق مباشرة أو غير مباشرة، مقسمة حسب شدتها، والعمى المؤقت، وحروق الشبكية. تحمي الملابس من الحروق، لذلك تحدث غالبًا في المناطق المفتوحة من الجسم. تشكل الحرائق في المرافق أيضًا خطرًا كبيرًا اقتصاد وطنيفي الغابات، نتيجة للتأثيرات المشتركة للإشعاع الضوئي وموجات الصدمة. هناك عامل آخر في تأثير الإشعاع الضوئي وهو التأثير الحراري على المواد. يتم تحديد طبيعته من خلال العديد من خصائص كل من الإشعاع والجسم نفسه.
اختراق الإشعاع. هذا هو إشعاع جاما وتدفق النيوترونات المنبعثة في البيئة. زمن التعرض لها لا يتجاوز 10-15 ثانية. الخصائص الرئيسية للإشعاع هي التدفق وكثافة تدفق الجسيمات والجرعة ومعدل جرعة الإشعاع. تعتمد شدة الإصابة الإشعاعية بشكل أساسي على الجرعة الممتصة. عندما ينتشر الإشعاع المؤين عبر وسط ما، فإنه يغير بنيته الفيزيائية، مما يؤدي إلى تأين ذرات المواد. قد يحدث مرض الإشعاع عندما يتعرض الأشخاص لاختراق الإشعاع. درجات متفاوته(الأشكال الأكثر خطورة عادة ما تكون قاتلة). يمكن أيضًا أن يحدث الضرر الإشعاعي للمواد (يمكن أن تكون التغييرات في بنيتها غير قابلة للإصلاح). تستخدم المواد ذات الخصائص الوقائية بنشاط في بناء الهياكل الواقية.
نبض كهرومغناطيسي. مجموعة من المجالات الكهربائية والمغناطيسية قصيرة المدى الناتجة عن تفاعل إشعاعات جاما والنيوترونات مع ذرات وجزيئات الوسط. ليس للنبضة تأثير مباشر على الإنسان، فالأشياء التي تؤثر فيها هي جميع الأجسام التي موصلة للتيار الكهربائي: خطوط الاتصال، وخطوط نقل الطاقة، والهياكل المعدنية، وما إلى ذلك. يمكن أن تكون نتيجة التعرض للنبض فشل الأجهزة والهياكل المختلفة التي تنقل التيار، والإضرار بصحة الأشخاص الذين يعملون بمعدات غير محمية. يعد تأثير النبضات الكهرومغناطيسية على المعدات غير المجهزة بحماية خاصة أمرًا خطيرًا بشكل خاص. قد تشمل الحماية "إضافات" مختلفة لأنظمة الأسلاك والكابلات، والتدريع الكهرومغناطيسي، وما إلى ذلك.
التلوث الإشعاعي للمنطقة. يحدث نتيجة لتساقط المواد المشعة من سحابة الانفجار النووي. هذا هو عامل الضرر الذي له أطول تأثير (عشرات السنين)، حيث يعمل على مساحة كبيرة. يتكون الإشعاع الناتج عن المواد المشعة المتساقطة من أشعة ألفا وبيتا وجاما. وأخطرها أشعة بيتا وأشعة جاما. يخلق الانفجار النووي سحابة يمكن أن تحملها الرياح. يحدث سقوط المواد المشعة خلال 10-20 ساعة بعد الانفجار. يعتمد حجم ودرجة التلوث على خصائص الانفجار والسطح والظروف الجوية. وكقاعدة عامة، تكون منطقة الأثر الإشعاعي على شكل قطع ناقص، ويتناقص مدى التلوث مع المسافة من نهاية الشكل الناقص حيث وقع الانفجار. حسب درجة العدوى و العواقب المحتملةيميز التشعيع الخارجي مناطق التلوث المعتدل والشديد والخطير والخطير للغاية. تنجم التأثيرات الضارة بشكل رئيسي عن جسيمات بيتا وأشعة جاما. الخطير بشكل خاص هو دخول المواد المشعة إلى الجسم. الطريقة الرئيسية لحماية السكان هي العزلة عن التعرض الخارجي للإشعاع ومنع دخول المواد المشعة إلى الجسم.
وينصح بإيواء الأشخاص في الملاجئ والملاجئ المضادة للإشعاع، وكذلك في المباني التي يضعف تصميمها تأثير إشعاع جاما. كما يتم استخدام معدات الحماية الشخصية.
التلوث الإشعاعي الناتج عن الانفجار النووي
للعوامل الضارة أسلحة نوويةيتصل:
هزة أرضية؛
الإشعاع الضوئي
اختراق الإشعاع
تلوث اشعاعي؛
أثناء حدوث انفجار في الغلاف الجوي، يتم إنفاق ما يقرب من 50٪ من طاقة الانفجار على تكوين موجة صدمة، و30-40٪ على الإشعاع الضوئي، وما يصل إلى 5٪ على الإشعاع المخترق والنبض الكهرومغناطيسي، وما يصل إلى 15٪ على الإشعاع المشع. تلوث اشعاعى. إن تأثير العوامل الضارة للانفجار النووي على الأشخاص وعناصر الأشياء لا يحدث في وقت واحد ويختلف في مدة التأثير وطبيعته وحجمه.
هزة أرضية. موجة الصدمة هي منطقة ضغط حاد للوسط، تنتشر على شكل طبقة كروية في جميع الاتجاهات من موقع الانفجار بسرعة تفوق سرعة الصوت. اعتمادا على وسيلة الانتشار، يتم تمييز موجة الصدمة في الهواء أو الماء أو التربة.
تتشكل موجة الصدمة في الهواء بسبب الطاقة الهائلة المنبعثة في منطقة التفاعل، حيث تكون درجة الحرارة مرتفعة للغاية ويصل الضغط إلى مليارات الأجواء (ما يصل إلى 105 مليار باسكال). الأبخرة والغازات الساخنة، التي تحاول التوسع، تحدث ضربة حادة لطبقات الهواء المحيطة، وتضغطها إلى ضغط وكثافة مرتفعين وتسخينها إلى درجة حرارة مرتفعة. درجة حرارة عالية. تعمل طبقات الهواء هذه على تحريك الطبقات اللاحقة.
وهكذا يحدث ضغط وحركة للهواء من طبقة إلى أخرى في جميع الاتجاهات من مركز الانفجار، مما يشكل موجة صدمية هوائية. وبالقرب من مركز الانفجار، تكون سرعة انتشار موجة الصدمة أعلى بعدة مرات من سرعة الصوت في الهواء.
ومع زيادة المسافة من الانفجار، تنخفض سرعة انتشار الموجة بسرعة وتضعف موجة الصدمة. تنتقل موجة الصدمة الهوائية أثناء انفجار نووي متوسط القوة حوالي 1000 متر في 1.4 ثانية، و2000 متر في 4 ثوانٍ، و3000 متر في 7 ثوانٍ، و5000 متر في 12 ثانية.
انفجار ذخائر الأسلحة النووية
المعالم الرئيسية لموجة الصدمة، التي تميز تأثيرها المدمر والضار: الضغط الزائد في مقدمة موجة الصدمة، وضغط رأس السرعة، ومدة الموجة - مدة مرحلة الضغط وسرعة الصدمة جبهة الموجة.
تشبه موجة الصدمة في الماء أثناء انفجار نووي تحت الماء نوعيًا موجة الصدمة في الهواء. ومع ذلك، على نفس المسافات، يكون الضغط في مقدمة موجة الصدمة في الماء أكبر بكثير منه في الهواء، ويكون وقت الحركة أقصر.
أثناء الانفجار النووي الأرضي، يتم إنفاق جزء من طاقة الانفجار على تكوين موجة ضغط في الأرض. وعلى عكس موجة الصدمة في الهواء، فهي تتميز بزيادة أقل حدة في الضغط عند مقدمة الموجة، بالإضافة إلى ضعف أبطأ خلف المقدمة.
عندما ينفجر سلاح نووي في الأرض، ينتقل الجزء الرئيسي من طاقة الانفجار إلى كتلة التربة المحيطة وينتج اهتزازًا قويًا للأرض، يذكرنا بالزلزال في تأثيره.
التأثير الميكانيكي لموجة الصدمة. تعتمد طبيعة تدمير عناصر الجسم (الجسم) على الحمل الناتج عن موجة الصدمة ورد فعل الجسم على عمل هذا الحمل. عادة ما يتم تقديم تقييم عام للدمار الناجم عن موجة الصدمة للانفجار النووي وفقًا لخطورة هذا التدمير.
- 1) تدمير ضعيف. تم تدمير حشوات النوافذ والأبواب وأقسام الإضاءة، كما تم تدمير السقف جزئيًا، ومن المحتمل حدوث تشققات في زجاج الطوابق العليا. تم الحفاظ على الأقبية والطوابق السفلية بالكامل. إنه آمن للبقاء في المبنى ويمكن استخدامه بعد الإصلاحات الروتينية.
- 2) يتجلى التدمير المعتدل في تدمير الأسطح والعناصر المدمجة - الأقسام الداخلية والنوافذ وكذلك حدوث تشققات في الجدران وانهيار الأجزاء الفردية من أرضيات العلية وجدران الطوابق العليا. الأقبية محفوظة. بعد التطهير والإصلاحات، يمكن استخدام جزء من المبنى في الطوابق السفلية. ترميم المباني ممكن خلال الإصلاحات الرئيسية.
- 3) يتميز التدمير الشديد بتدمير الهياكل الحاملة وأرضيات الطوابق العليا وتكوين تشققات في الجدران وتشوه أرضيات الطوابق السفلية. يصبح استخدام المباني مستحيلاً، وغالبًا ما يكون الإصلاح والترميم غير عملي.
- 4) التدمير الكامل. تم تدمير جميع العناصر الرئيسية للمبنى، بما في ذلك الهياكل الداعمة. لا يمكن استخدام المبنى. وفي حالة التدمير الشديد والكامل يمكن الحفاظ على السراديب واستعمالها جزئياً بعد إزالة الركام.
تأثير موجات الصدمة على الإنسان والحيوان. يمكن لموجة الصدمة أن تلحق الضرر بالأشخاص والحيوانات غير المحمية الآفات المؤلمةأو ارتجاج أو يكون سببا في وفاتهم.
يمكن أن تكون الأضرار مباشرة (نتيجة التعرض للضغط الزائد وضغط الهواء عالي السرعة) أو غير مباشرة (نتيجة لتأثيرات حطام المباني والهياكل المدمرة). يتميز تأثير الانفجار الجوي على الأشخاص غير المحميين بإصابات خفيفة ومتوسطة وشديدة وشديدة للغاية.
- 1) تحدث كدمات وإصابات شديدة للغاية عندما يتجاوز الضغط الزائد 100 كيلو باسكال. هناك تمزق في الأعضاء الداخلية، وكسور في العظام، ونزيف داخلي، وارتجاج، وفقدان الوعي لفترة طويلة. هذه الإصابات يمكن أن تكون قاتلة.
- 2) من الممكن حدوث كدمات وإصابات خطيرة عند الضغط الزائد من 60 إلى 100 كيلو باسكال. وتتميز بكدمات شديدة في الجسم بأكمله، وفقدان الوعي، وكسور العظام، والنزيف من الأنف والأذنين؛ من الممكن حدوث تلف في الأعضاء الداخلية والنزيف الداخلي.
- 3) تحدث الآفات المعتدلة عند ضغط زائد قدره 40-60 كيلو باسكال. وقد يؤدي ذلك إلى خلع الأطراف، وكدمات في الدماغ، وتلف أجهزة السمع، ونزيف من الأنف والأذنين.
- 4) يحدث ضرر خفيف عند الضغط الزائد بمقدار 20-40 كيلو باسكال. يتم التعبير عنها في اضطرابات سريعة المرور في وظائف الجسم (طنين في الأذنين، دوخة، صداع). من الممكن حدوث خلع وكدمات.
يتم توفير الحماية المضمونة للأشخاص من موجة الصدمة من خلال إيوائهم في الملاجئ. في حالة عدم وجود ملاجئ، يتم استخدام الملاجئ المضادة للإشعاع، والأشغال تحت الأرض، والملاجئ الطبيعية والتضاريس.
الإشعاع الضوئي. الإشعاع الضوئي الناتج عن الانفجار النووي هو مزيج من الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء القريبة منه في الطيف. مصدر الإشعاع الضوئي هو المنطقة المضيئة للانفجار، والتي تتكون من مواد الأسلحة النووية والهواء والتربة التي يتم تسخينها إلى درجة حرارة عالية (في انفجار أرضي).
درجة حرارة المنطقة المضيئة لبعض الوقت قابلة للمقارنة مع درجة حرارة سطح الشمس (الحد الأقصى 8000-100000 درجة مئوية والحد الأدنى 18000 درجة مئوية). يتغير حجم المنطقة المضيئة ودرجة حرارتها بسرعة مع مرور الوقت. تعتمد مدة الإشعاع الضوئي على قوة الانفجار ونوعه ويمكن أن يستمر لمدة تصل إلى عشرات الثواني. يتميز التأثير الضار للإشعاع الضوئي بنبض ضوئي. النبضة الضوئية هي نسبة كمية الطاقة الضوئية إلى مساحة السطح المضاء المتعامد مع انتشار الأشعة الضوئية.
أثناء انفجار نووي على ارتفاعات عالية، يتم امتصاص الأشعة السينية المنبعثة حصريًا من منتجات الانفجار شديدة الحرارة بواسطة طبقات كبيرة من الهواء المتخلخل. ولذلك فإن درجة حرارة الكرة النارية (بشكل ملحوظ). أحجام كبيرةمما كانت عليه في انفجار الهواء) أقل.
يمكن أن تكون كمية الطاقة الضوئية التي تصل إلى جسم يقع على مسافة معينة من انفجار أرضي لمسافات قصيرة في حدود ثلاثة أرباع، وعلى مسافات كبيرة نصف قوة انفجار هوائي بنفس القوة.
في الانفجارات الأرضية والسطحية، يكون نبض الضوء على نفس المسافات أقل منه في الانفجارات الهوائية بنفس القوة.
أثناء الانفجارات تحت الأرض أو تحت الماء، يتم امتصاص كل الإشعاع الضوئي تقريبًا.
تنشأ حرائق الأجسام والمناطق المأهولة بالسكان من الإشعاع الضوئي و العوامل الثانويةالناجمة عن تأثير موجة الصدمة. وجود المواد القابلة للاحتراق له تأثير كبير.
ومن وجهة نظر عمليات الإنقاذ، تصنف الحرائق إلى ثلاث مناطق: منطقة الحرائق الفردية، ومنطقة الحرائق المستمرة، ومنطقة الاحتراق والاشتعال.
- 1) مناطق الحرائق الفردية هي المناطق التي تحدث فيها الحرائق في المباني والهياكل الفردية. مناورة التشكيل بين الحرائق الفردية مستحيلة بدون معدات الحماية الحرارية.
- 2) منطقة الحرائق المستمرة هي المنطقة التي تحترق فيها معظم المباني الباقية. ومن المستحيل أن تمر التشكيلات عبر هذه المنطقة أو تبقى فيها دون وسائل الحماية من الإشعاع الحراري أو القيام بإجراءات خاصة لمكافحة الحرائق لتوطين الحريق أو إخماده.
- 3) منطقة الاحتراق والاحتراق في الركام هي المنطقة التي تحترق فيها المباني والهياكل المدمرة. يتميز بحرق الركام لفترات طويلة (يصل إلى عدة أيام).
تأثير الإشعاع الضوئي على الإنسان والحيوان. يؤدي الإشعاع الضوئي الناتج عن الانفجار النووي، عند التعرض له بشكل مباشر، إلى حدوث حروق في المناطق المكشوفة من الجسم أو العمى المؤقت أو حروق في شبكية العين.
تنقسم الحروق إلى أربع درجات حسب شدة الضرر الذي يصيب الجسم.
تسبب حروق الدرجة الأولى ألمًا واحمرارًا وتورمًا في الجلد. فهي لا تشكل خطراً جسيماً ويتم علاجها بسرعة دون أي عواقب.
تسبب حروق الدرجة الثانية ظهور بثور مملوءة بسائل بروتيني شفاف؛ إذا تأثرت مساحات كبيرة من الجلد، فقد يفقد الشخص القدرة على العمل لبعض الوقت ويتطلب علاجًا خاصًا.
تتميز حروق الدرجة الثالثة بنخر الجلد مع تلف جزئي للطبقة الجرثومية.
حروق الدرجة الرابعة: موت الجلد في الطبقات العميقة من الأنسجة. يمكن أن تكون حروق الدرجة الثالثة والرابعة التي تؤثر على جزء كبير من الجلد قاتلة.
الحماية من الإشعاع الضوئي أبسط من العوامل الضارة الأخرى. ينتقل الإشعاع الضوئي في خط مستقيم. أي حاجز غير شفاف يمكن أن يكون بمثابة حماية ضده. باستخدام الثقوب والخنادق والتلال والسدود والجدران بين النوافذ وأنواع مختلفة من المعدات وتيجان الأشجار وما شابه ذلك للمأوى، يمكنك تقليل الحروق الناتجة عن الإشعاع الضوئي بشكل كبير أو تجنبها تمامًا. توفر الملاجئ وملاجئ الإشعاع الحماية الكاملة. كما تحمي الملابس الجلد من الحروق، لذلك من المرجح أن تحدث الحروق في المناطق المكشوفة من الجسم.
تعتمد درجة الحروق من الإشعاع الضوئي إلى المناطق المغطاة من الجلد على طبيعة الملابس ولونها وكثافتها وسمكها (يفضل الملابس الفضفاضة ذات الألوان الفاتحة أو الملابس المصنوعة من الأقمشة الصوفية).
اختراق الإشعاع. الإشعاع المخترق هو إشعاع جاما وتدفق النيوترونات المنبعثة إلى البيئة من منطقة الانفجار النووي. كما يتم إطلاق الإشعاعات المؤينة على شكل جسيمات ألفا وبيتا، والتي لها مسار حر قصير، ونتيجة لذلك يتم إهمال تأثيرها على الأشخاص والمواد. مدة عمل الإشعاع المخترق لا تتجاوز 10-15 ثانية من لحظة الانفجار.
المعلمات الرئيسية التي تميز الإشعاع المؤين هي الجرعة ومعدل جرعة الإشعاع والتدفق وكثافة تدفق الجسيمات.
تتميز القدرة المؤينة لأشعة جاما بجرعة التعرض للإشعاع. وحدة جرعة التعرض لأشعة جاما هي كولوم لكل كيلوجرام (C/kg). في الممارسة العملية، يتم استخدام وحدة رونتجن (R) غير النظامية كوحدة لجرعة التعرض. الأشعة السينية هي جرعة (كمية من الطاقة) من إشعاع جاما، فعند امتصاصها في 1 سم3 من الهواء الجاف (عند درجة حرارة 0 درجة مئوية وضغط 760 ملم زئبق)، يتكون 2.083 مليار زوج من الأيونات، كل منها والتي لها شحنة تساوي شحنة الإلكترون.
تعتمد شدة الإصابة الإشعاعية بشكل أساسي على الجرعة الممتصة. لقياس الجرعة الممتصة من أي نوع من الإشعاعات المؤينة، يتم تحديد وحدة اللون الرمادي (Gy). ينتشر في وسط ما، وأشعة جاما والنيوترونات تؤين ذراته وتغير التركيب الفيزيائي للمواد. أثناء التأين، تموت ذرات وجزيئات خلايا الأنسجة الحية أو تفقد قدرتها على الاستمرار في الحياة بسبب اختلال الروابط الكيميائية وتحلل المواد الحيوية.
أثناء الانفجارات النووية الجوية والأرضية القريبة جدًا من الأرض بحيث يمكن لموجة الصدمة أن تعطل المباني والهياكل، يكون الإشعاع المخترق آمنًا في معظم الحالات للأشياء. ولكن مع زيادة ارتفاع الانفجار، يصبح ذا أهمية متزايدة في إتلاف الأشياء. في الانفجارات على ارتفاعات عالية وفي الفضاء، فإن العامل المدمر الرئيسي هو دافع الإشعاع المخترق.
الأضرار التي لحقت بالإنسان والحيوان عن طريق اختراق الإشعاع. يمكن أن يحدث مرض الإشعاع عند البشر والحيوانات عند تعرضهم لاختراق الإشعاع. وتعتمد درجة الضرر على جرعة التعرض للإشعاع، والوقت الذي تم فيه تلقي هذه الجرعة، ومنطقة الجسم المعرضة للإشعاع، والحالة العامة للجسم. ويؤخذ في الاعتبار أيضًا أن التشعيع يمكن أن يكون فرديًا أو متعددًا. يعتبر التعرض الفردي هو التعرض الذي تم تلقيه في الأيام الأربعة الأولى. يكون التشعيع المتلقّى على مدى فترة تزيد عن أربعة أيام متعددًا. مع تشعيع واحد لجسم الإنسان، اعتمادا على جرعة التعرض، يتم تمييز 4 درجات من مرض الإشعاع.
يحدث مرض الإشعاع من الدرجة الأولى (المعتدلة) عند التعرض لجرعة إجمالية من الإشعاع تتراوح بين 100-200 ر. يمكن أن تستمر الفترة الكامنة من 2 إلى 3 أسابيع، وبعد ذلك الشعور بالضيق والضعف العام والشعور بالثقل في الرأس وضيق في الصدر، تظهر زيادة التعرق، زيادة دورية في درجة الحرارة. محتوى الكريات البيض في الدم يتناقص. مرض الإشعاع من الدرجة الأولى قابل للشفاء.
يحدث مرض الإشعاع من الدرجة الثانية (المتوسطة) عند التعرض لجرعة إجمالية من الإشعاع تتراوح بين 200-400 ر. وتستمر الفترة الكامنة حوالي أسبوع. يتجلى مرض الإشعاع في مرض أكثر خطورة، والخلل الوظيفي الجهاز العصبي، الصداع، والدوخة، في البداية غالبا ما يكون هناك قيء، وربما زيادة في درجة حرارة الجسم. ينخفض عدد كريات الدم البيضاء في الدم، وخاصة الخلايا الليمفاوية، بأكثر من النصف. مع العلاج النشط، يحدث الانتعاش في 1.5-2 أشهر. الوفيات المحتملة (تصل إلى 20٪).
يحدث مرض الإشعاع من الدرجة الثالثة (الشديدة) بجرعة تعرض إجمالية تتراوح بين 400-600 ر. وتصل فترة الكمون إلى عدة ساعات. ويلاحظ حالة عامة شديدة، صداع شديد، قيء، وأحيانا فقدان الوعي أو هياج مفاجئ، ونزيف في الأغشية المخاطية والجلد، ونخر الأغشية المخاطية في منطقة اللثة. يتناقص بشكل حاد عدد كريات الدم البيضاء، ثم كريات الدم الحمراء والصفائح الدموية. بسبب ضعف دفاعات الجسم تظهر مضاعفات معدية مختلفة. وبدون علاج، ينتهي المرض بالوفاة في 20-70٪ من الحالات، في أغلب الأحيان بسبب المضاعفات المعدية أو النزيف.
عند التعرض لجرعة تعرض تزيد عن 600 ر. يتطور مرض إشعاعي شديد الخطورة من الدرجة الرابعة، والذي يؤدي عادة إلى الوفاة في غضون أسبوعين بدون علاج.
الحماية من اختراق الإشعاع. يتم تخفيف الإشعاع المخترق الذي يمر عبر الوسائط (المواد) المختلفة. تعتمد درجة الضعف على خصائص المواد وسمك الطبقة الواقية. يتم إضعاف النيوترونات بشكل رئيسي عن طريق الاصطدام بالنوى الذرية. يتم إنفاق طاقة كمات جاما عند مرورها عبر المواد بشكل أساسي على التفاعل مع إلكترونات الذرات. تعمل الهياكل الواقية للدفاع المدني على حماية الأشخاص بشكل موثوق من اختراق الإشعاع.
تلوث اشعاعي. يحدث التلوث الإشعاعي نتيجة لتساقط المواد المشعة من سحابة الانفجار النووي.
المصادر الرئيسية للنشاط الإشعاعي أثناء الانفجارات النووية: المنتجات الانشطارية للمواد التي يتكون منها الوقود النووي (200 نظير مشع لـ 36 عنصرًا كيميائيًا)؛ النشاط المستحث الناتج عن تأثير التدفق النيوتروني الناتج عن انفجار نووي على البعض العناصر الكيميائيةالمكونات الموجودة في التربة (الصوديوم والسيليكون وغيرها)؛ جزء من الوقود النووي لا يشارك في التفاعل الانشطاري ويدخل إلى نواتج الانفجار على شكل جزيئات صغيرة.
يتكون الإشعاع الناتج عن المواد المشعة من ثلاثة أنواع من الأشعة: ألفا وبيتا وجاما.
تمتلك أشعة جاما أكبر قوة اختراق، وجسيمات بيتا لديها أقل قوة اختراق، وجسيمات ألفا لديها أقل قوة اختراق. ولذلك فإن الخطر الرئيسي على الناس في حالة التلوث الإشعاعي للمنطقة هو إشعاعات جاما وبيتا.
للتلوث الإشعاعي عدد من السمات: مساحة كبيرة متأثرة، ومدة التأثير الضار، وصعوبات في اكتشاف المواد المشعة التي ليس لها لون أو رائحة وعلامات خارجية أخرى.
تتشكل مناطق التلوث الإشعاعي في منطقة الانفجار النووي وفي أعقاب السحابة المشعة. سيكون أكبر تلوث للمنطقة أثناء التفجيرات النووية الأرضية (السطحية) وتحت الأرض (تحت الماء).
وفي الانفجار النووي الأرضي (تحت الأرض)، تلامس الكرة النارية سطح الأرض. بيئةيصبح الجو حارًا جدًا، ويتبخر جزء كبير من التربة والصخور ويتحول إلى كرة نارية. تستقر المواد المشعة على جزيئات التربة المنصهرة. ونتيجة لذلك، تتشكل سحابة قوية تتكون من كمية هائلة من الجزيئات المنصهرة المشعة وغير النشطة، والتي تتراوح أحجامها من عدة ميكرونات إلى عدة مليمترات. وفي غضون 7-10 دقائق ترتفع السحابة المشعة وتصل إلى أقصى ارتفاع لها، وتستقر وتكتسب شكل الفطر المميز، وتحت تأثير التيارات الهوائية تتحرك بسرعة معينة وفي اتجاه معين. معظم الغبار المتساقط، الذي يسبب تلوثًا شديدًا للمنطقة، يسقط من السحابة خلال 10 إلى 20 ساعة بعد الانفجار النووي.
عندما تتساقط مواد مشعة من سحابة الانفجار النووي، يتلوث سطح الأرض والهواء ومصادر المياه والأصول المادية وما شابه ذلك.
وفي الانفجارات المحمولة جواً وعلى ارتفاعات عالية، لا تلمس الكرة النارية سطح الأرض. أثناء الانفجار الجوي، تدخل كتلة المنتجات المشعة بأكملها تقريبًا على شكل جزيئات صغيرة جدًا إلى طبقة الستراتوسفير ولا يبقى سوى جزء صغير في طبقة التروبوسفير. تسقط المواد المشعة من طبقة التروبوسفير خلال شهر إلى شهرين، ومن طبقة الستراتوسفير - خلال 5-7 سنوات. خلال هذه الفترة، يتم نقل الجسيمات الملوثة إشعاعيًا بواسطة التيارات الهوائية لمسافات طويلة من موقع الانفجار وتتوزع على مساحات واسعة. لذلك، لا يمكنهم خلق تلوث إشعاعي خطير للمنطقة. الخطر الوحيد يمكن أن يأتي من النشاط الإشعاعي الناجم في التربة والأشياء الموجودة بالقرب من مركز الانفجار النووي المحمول جوا. أبعاد هذه المناطق، كقاعدة عامة، لن تتجاوز نصف قطر مناطق التدمير الكامل.
ويعتمد شكل مسار السحابة المشعة على اتجاه وسرعة الرياح المتوسطة. على الأراضي المسطحة ذات اتجاه الرياح الثابت، يكون للأثر الإشعاعي شكل قطع ناقص ممدود. ولوحظت أعلى درجة من التلوث في مناطق الأثر الواقعة بالقرب من مركز الانفجار وعلى محور الأثر. تتساقط هنا جزيئات أكبر من الغبار المشع. يتم ملاحظة أدنى درجة من التلوث عند حدود مناطق التلوث وفي المناطق الأبعد عن مركز الانفجار النووي الأرضي.
تتميز درجة التلوث الإشعاعي لمنطقة ما بمستوى الإشعاع لفترة معينة بعد الانفجار وجرعة التعرض للإشعاع (أشعة جاما) المتلقاة خلال الفترة من بداية التلوث إلى وقت التحلل الكامل للمواد المشعة .
اعتمادًا على درجة التلوث الإشعاعي والعواقب المحتملة للإشعاع الخارجي في منطقة الانفجار النووي وعلى مسار السحابة المشعة، يتم تمييز مناطق التلوث المعتدل والشديد والخطير والخطير للغاية.
منطقة العدوى المعتدلة (المنطقة أ). تتراوح جرعة التعرض للإشعاع أثناء التحلل الكامل للمواد المشعة من 40 إلى 400 ر. يجب إيقاف العمل في المناطق المفتوحة الواقعة في منتصف المنطقة أو على حدودها الداخلية لعدة ساعات.
منطقة التلوث الشديد (المنطقة ب). تتراوح جرعة التعرض للإشعاع أثناء التحلل الكامل للمواد المشعة من 400 إلى 1200 ر. في المنطقة ب، يتم إيقاف العمل في المرافق لمدة تصل إلى يوم واحد، ويلجأ العمال والموظفون إلى الهياكل الواقية للدفاع المدني أو الأقبية أو الملاجئ الأخرى .
منطقة التلوث الخطرة (المنطقة ب). عند الحدود الخارجية لمنطقة التعرض، يبلغ معدل إشعاع جاما حتى التحلل الكامل للمواد المشعة 1200 ر.، عند الحدود الداخلية - 4000 ر. في هذه المنطقة، يتوقف العمل من 1 إلى 3-4 أيام، ويلجأ العمال والموظفون في الهياكل الوقائية للدفاع المدني.
منطقة تلوث خطيرة للغاية (المنطقة د). عند الحدود الخارجية للمنطقة، تبلغ جرعة التعرض لأشعة جاما حتى التحلل الكامل للمواد المشعة 4000 ر. في المنطقة G، يتم إيقاف العمل في المرافق لمدة 4 أيام أو أكثر، ويلجأ العمال والموظفون إلى الملاجئ. وبعد الفترة المحددة، ينخفض مستوى الإشعاع في أراضي المنشأة إلى القيم التي تضمن الأنشطة الآمنة للعمال والموظفين في أماكن الإنتاج.
تأثير منتجات الانفجار النووي على الناس. مثل الإشعاع المخترق في منطقة الانفجار النووي، فإن إشعاع جاما الخارجي العام في منطقة ملوثة إشعاعيًا يسبب مرضًا إشعاعيًا لدى البشر والحيوانات. إن جرعات الإشعاع التي تسبب المرض هي نفس جرعات الإشعاع المخترق.
في تأثير خارجيغالبًا ما تسبب جزيئات بيتا لدى البشر آفات جلدية على اليدين والرقبة والرأس. تصنف الآفات الجلدية إلى شديدة (ظهور قرح غير قابلة للشفاء)، معتدلة (تكوين بثور) وخفيفة (زرقاء وحكة في الجلد).
يمكن أن يحدث الضرر الداخلي للأشخاص بسبب المواد المشعة عند دخولها إلى الجسم، وذلك بشكل رئيسي من خلال الطعام. مع الهواء والماء، من الواضح أن المواد المشعة ستدخل الجسم بكميات لا تسبب إصابة إشعاعية حادة مع فقدان القدرة على العمل لدى البشر.
يتم توزيع المنتجات المشعة الممتصة للانفجار النووي بشكل غير متساو للغاية في الجسم. وتتركز بشكل خاص في الغدة الدرقية والكبد. وفي هذا الصدد، تتعرض هذه الأعضاء لجرعات عالية جدًا من الإشعاع، مما يؤدي إما إلى تدمير الأنسجة أو تطور الأورام ( غدة درقية)، أو إلى ضعف خطير في الوظيفة.
العوامل الضارةأسلحة نووية
أسلحة نوويةهو سلاح يعتمد تأثيره المدمر على استخدام الطاقة النووية المنبعثة أثناء الانفجار النووي. وتشمل هذه الأسلحة الأسلحة النووية المختلفة (الرؤوس الصاروخية والطوربيدات، قنابل الطائرات والأعماق، قذائف مدفعيةوالألغام) مجهزة بالطاقة النووية شواحن، وسائل إدارتها وإيصالها إلى الهدف.
الجزء الرئيسي من السلاح النووي هو شحنة نووية تحتوي على مادة متفجرة نووية (NE) - اليورانيوم 235 أو البلوتونيوم 239. لا يمكن للتفاعل النووي المتسلسل أن يتطور إلا في حالة وجوده الكتلة الحرجة مادة انشطارية. قبل الانفجار، يجب تقسيم المتفجرات النووية الموجودة في ذخيرة واحدة إلى أجزاء منفصلة، يجب أن تكون كتلة كل منها أقل من الحرجة.
عادة ما تتميز قوة الانفجار النووي بما يعادلها من مادة تي إن تي.
مركز الانفجار النوويهي النقطة التي يحدث عندها التفاعل النووي. وبحسب موقع المركز بالنسبة إلى الأرض أو الماء، يتم تمييز الانفجارات النووية: فضائية، عالية الارتفاع، جوية، أرضية، تحت الأرض، سطحية، تحت الماء.
انفجار نووي جويهو انفجار يحدث في الهواء على ارتفاع بحيث لا تمس كرة النار سطح الأرض. ويصاحبه وميض قصير المدى يمكن رؤيته حتى في يوم مشمس على مسافة مئات الكيلومترات. يستخدم الانفجار النووي المحمول جوا لتدمير المباني والهياكل وقتل الناس. يسبب الضرر بسبب موجة الصدمة والإشعاع الضوئي والإشعاع المخترق. لا يوجد أي تلوث إشعاعي في المنطقة أثناء انفجار هوائي، حيث ترتفع المنتجات المشعة الناتجة عن الانفجار مع كرة نارية إلى ارتفاع عالٍ جدًا، دون أن تختلط بجزيئات التربة.
انفجار نووي أرضييُطلق على الانفجار الذي يحدث على سطح الأرض أو على هذا الارتفاع منه عندما تلامس المنطقة المضيئة الأرض، وكقاعدة عامة، يكون لها شكل كرة مقطوعة. مع زيادة الحجم والتبريد، ترتفع الكرة النارية عن الأرض، وتغمق وتتحول إلى سحابة دوامية، والتي تحمل معها عمودًا من الغبار، بعد بضع دقائق تكتسب شكل فطر مميز. خلال انفجار نووي أرضي، ترتفع كمية كبيرة من التربة في الهواء. يستخدم الانفجار الأرضي لتدمير الهياكل الأرضية المتينة.
انفجار نووي سطحييسمى انفجاراً على سطح الماء أو على ارتفاع تلامس فيه المنطقة المضيئة سطح الماء. تستخدم لتدمير المراكب السطحية. العوامل الضارة في الانفجار السطحي هي موجة الهواء والأمواج المتكونة على سطح الماء. يضعف تأثير الإشعاع الضوئي والإشعاع المخترق بشكل كبير نتيجة لتأثير التدريع لكتلة كبيرة من بخار الماء.
تشتمل سحابة الانفجار على كمية كبيرة من الماء والبخار المتكون تحت تأثير الإشعاع الضوئي. وبعد أن تبرد السحابة، يتكثف البخار وتتساقط قطرات الماء على شكل أمطار مشعة، مما يؤدي إلى تلويث المياه والمنطقة في منطقة الانفجار وفي اتجاه حركة السحابة بشكل كبير.
انفجار نووي تحت الأرضويسمى انفجار يحدث تحت سطح الأرض. أثناء انفجار تحت الأرض، يتم إلقاء كمية هائلة من التربة إلى ارتفاع عدة كيلومترات، وفي موقع الانفجار تتشكل حفرة عميقة تكون أبعادها أكبر من الانفجار الأرضي. تستخدم الانفجارات تحت الأرض لتدمير الهياكل المدفونة. العامل المدمر الرئيسي للانفجار النووي تحت الأرض هو موجة الضغط المنتشرة في الأرض. انفجار تحت الارض يسبب تلوثا شديدا للمنطقة في منطقة الانفجار وفي أعقاب السحابة.
انفجار نووي تحت الماءيسمى انفجار يحدث تحت الماء على عمق يختلف بشكل كبير. أثناء انفجار نووي تحت الماء، يرتفع عمود مجوف من الماء مع سحابة كبيرة في الأعلى. ويصل قطر عمود الماء إلى عدة مئات من الأمتار، وارتفاعه إلى عدة كيلومترات ويعتمد على قوة الانفجار وعمقه. العامل المدمر الرئيسي للانفجار تحت الماء هو موجة الصدمة في الماء، وسرعتها تساوي سرعة الصوت في الماء، أي. حوالي 1500 م/ث. تدمر موجة الصدمة في الماء الأجزاء الموجودة تحت الماء من السفن والهياكل الهيدروليكية المختلفة. يتم امتصاص الإشعاع الضوئي والإشعاع المخترق بواسطة عمود الماء وبخار الماء. يؤدي الانفجار تحت الماء إلى تلوث إشعاعي شديد للمياه. عندما يحدث انفجار بالقرب من الشاطئ، يتم التخلص من المياه الملوثة بواسطة موجة قاعدية على الساحل، مما يؤدي إلى إغراقه والتسبب في تلوث شديد للأشياء الموجودة على الشاطئ.
أحد أنواع الأسلحة النووية هو الذخيرة النيوترونية. وهي عبارة عن شحنة نووية حرارية صغيرة الحجم لا تزيد قوتها عن 10 آلاف طن، حيث يتم إطلاق الحصة الرئيسية من الطاقة بسبب تفاعلات الاندماج بين الديوتيريوم والتريتيوم، وكمية الطاقة التي يتم الحصول عليها نتيجة الانشطار تكون النوى الثقيلة في المفجر ضئيلة، ولكنها كافية لبدء تفاعل الاندماج. إن المكون النيوتروني للإشعاع المخترق لمثل هذا الانفجار النووي منخفض الطاقة سيكون له التأثير الضار الرئيسي على الناس.
عندما ينفجر سلاح نووي، يتم إطلاق كمية هائلة من الطاقة في أجزاء من المليون من الثانية. ترتفع درجة الحرارة إلى عدة ملايين من الدرجات، ويصل الضغط إلى مليارات الأجواء. ارتفاع درجة الحرارة والضغط يسبب إشعاعًا خفيفًا وموجة صدمية قوية. إلى جانب ذلك، يكون انفجار السلاح النووي مصحوبًا بانبعاث إشعاعات مخترقة تتكون من تيار من النيوترونات وكميات جاما. تحتوي سحابة الانفجار على كمية هائلة من المنتجات المشعة - شظايا انشطارية لمتفجر نووي تسقط على طول مسار السحابة، مما يؤدي إلى تلوث إشعاعي للمنطقة والهواء والأجسام. حركة غير متساوية الشحنات الكهربائيةفي الهواء، الناشئة تحت تأثير الإشعاعات المؤينة، يؤدي إلى تكوين نبض كهرومغناطيسي.
العوامل الضارة الرئيسية للانفجار النووي هي:
1) موجة الصدمة – 50% من طاقة الانفجار؛
2) الإشعاع الضوئي – 30-35% من طاقة الانفجار؛
3) اختراق الإشعاع – 8-10% من طاقة الانفجار؛
4) التلوث الإشعاعي – 3-5% من طاقة الانفجار؛
5) النبض الكهرومغناطيسي – 0.5-1% من طاقة الانفجار.
موجة الصدمة للانفجار النووي– أحد العوامل الضارة الرئيسية. اعتمادا على الوسط الذي تنشأ فيه موجة الصدمة وتنتشر - في الهواء أو الماء أو التربة، يطلق عليها، على التوالي، موجة الهواء، موجة الصدمة في الماء وموجة الانفجار الزلزالي (في التربة). موجة الصدمة الهوائية هي منطقة ضغط حاد للهواء تنتشر في كل الاتجاهات من مركز الانفجار بسرعة تفوق سرعة الصوت.
تسبب موجة الصدمة إصابات مفتوحة ومغلقة متفاوتة الخطورة لدى البشر. ويشكل التأثير غير المباشر لموجة الصدمة أيضًا خطرًا كبيرًا على البشر. من خلال تدمير المباني والملاجئ والملاجئ، يمكن أن يسبب إصابات خطيرة. الطريقة الرئيسية لحماية الأشخاص والمعدات من أضرار موجة الصدمة هي عزلهم عن تأثيرات الضغط الزائد والضغط عالي السرعة. وتستخدم الملاجئ والملاجئ لهذا الغرض. أنواع مختلفةوطيات التضاريس.
الإشعاع الضوئي الناتج عن انفجار نوويهو الإشعاع الكهرومغناطيسي، بما في ذلك مناطق الطيف المرئية فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. يتم امتصاص طاقة الإشعاع الضوئي من خلال أسطح الأجسام المضيئة التي تسخن. قد تكون درجة حرارة التسخين بحيث يتفحم سطح الجسم أو يذوب أو يشتعل. يمكن أن يسبب الإشعاع الضوئي حروقًا في المناطق المكشوفة من جسم الإنسان، وفي الظلام - العمى المؤقت. مصدر للإشعاع الضوئيهي المنطقة المضيئة للانفجار، وتتكون من أبخرة المواد الهيكلية من الذخيرة والهواء المسخن إلى درجة حرارة عالية، وفي حالة الانفجارات الأرضية - التربة المتبخرة. أبعاد المنطقة المضيئةووقت توهجه يعتمد على القوة والشكل على نوع الانفجار.
مستوى التأثيريعتمد الإشعاع الضوئي على المباني والهياكل والمعدات المختلفة على خصائص المواد الإنشائية الخاصة بها. إن ذوبان المواد وتفحمها واشتعالها في مكان واحد يمكن أن يؤدي إلى انتشار النيران وحرائق هائلة.
حماية الضوءأسهل من مقاومة العوامل الضارة الأخرى، حيث أن أي حاجز معتم، أو أي جسم يخلق ظلًا، يمكن أن يكون بمثابة حماية.
الإشعاع المخترق هو تيار من إشعاعات جاما والنيوترونات المنبعثة من منطقة الانفجار النووي. يختلف إشعاع جاما وإشعاع النيوترون فيهما الخصائص الفيزيائية. القاسم المشترك بينها هو أنها تستطيع الانتشار في الهواء في كل الاتجاهات لمسافة تصل إلى 2.5-3 كيلومتر. من خلال المرور عبر الأنسجة البيولوجية، تؤين إشعاعات جاما والنيوترون الذرات والجزيئات التي تتكون منها الخلايا الحية، ونتيجة لذلك يتم انتهاك عملية التمثيل الغذائي الطبيعي وتتغير طبيعة النشاط الحيوي للخلايا والأعضاء الفردية وأنظمة الجسم، مما يؤدي إلى ظهور مرض معين - مرض الإشعاع.
مصدر الإشعاع المخترق هو الانشطار النووي وتفاعلات الاندماج التي تحدث في الذخيرة لحظة الانفجار، وكذلك التحلل الإشعاعي لشظايا الانشطار.
إن التأثير الضار لاختراق الإشعاع على الأشخاص ناتج عن الإشعاع الذي له تأثير بيولوجي ضار على الخلايا الحية في الجسم. يؤدي اختراق الإشعاع عبر الأنسجة الحية إلى تأين الذرات والجزيئات التي تتكون منها الخلايا. وهذا يؤدي إلى تعطيل نشاط الخلايا والأعضاء الفردية وأنظمة الجسم. يعتمد التأثير الضار للإشعاع المخترق على حجم الجرعة الإشعاعية والوقت الذي يتم فيه تلقي هذه الجرعة. تسبب الجرعة التي يتم تلقيها في فترة زمنية قصيرة أضرارًا أكثر خطورة من جرعة مساوية لها، ولكن يتم تلقيها على مدى فترة من الزمن. وقتا أطول. ويفسر ذلك حقيقة أن الجسم قادر على استعادة بعض الخلايا التي تضررت بسبب الإشعاع مع مرور الوقت. يتم تحديد سرعة الشفاء من خلال نصف عمر الشفاء، أي ما يعادل 28-30 يومًا للأشخاص. جرعة التعرض للإشعاع، التي يتم الحصول عليها في الأيام الأربعة الأولى من لحظة التشعيع تسمى مفردة، ولفترة أطول من الزمن - متعددة. على وقت الحربيتم قبول جرعة الإشعاع التي لا تؤدي إلى انخفاض في الأداء والفعالية القتالية لأفراد التشكيلات: فردية (خلال الأيام الأربعة الأولى) 50 ر، متعددة خلال 10-30 يومًا الأولى - 100 ر، خلال ثلاثة أشهر - 200 ريال، خلال عام - 300 ريال
