Филлип Рэн - Атомная проблема

• Название: Атомная проблема
• Автор: Филлип Рэн
• Издательство: Иностранная литература
• Жанр: Физика
• Год: 1958

В брошюре профессора французской Национальной школы гражданской обороны Ф. Рэна в популярной форме рассматриваются вопросы военного и мирного применения атомной энергии. Автор рассказывает об устройстве ядерного оружия, его поражающих факторах и достижениях различных стран в этой области, а также приводит интересные данные о мировых энергетических потребностях, использовании радиоизотопов и т. д. Особый раздел брошюры посвящен состоянию атомной промышленности во Франции.

Русское издание брошюры рассчитано на широкий круг читателей.

---

в) В зависимости от удаления от эпицентра взрыва в Хиросиме наблюдалось следующее действие ударной волны на сооружения:

— в радиусе 800 м были разрушены все строения, за исключением нескольких железобетонных административных зданий антисейсмической конструкции (зона А);

— в радиусе 800–1600 м металлические каркасы домов уцелели, но сами здания были сильно повреждены (зона Б);

— в радиусе 1600–2400 м были серьезно повреждены деревянные каркасы и кровля зданий. Здесь необходимо было провести полную эвакуацию населения (зона Б);

— в радиусе 2400–3200 м наблюдалось повреждение окон, стен, кровли. Эвакуация населения из этой зоны не была обязательной (зона Г);

— наконец, в радиусе от 3200 м и больше (примерно до 10 км) были выбиты стекла, с крыш сорвана черепица, потрескались стены.

Выше мы рассмотрели действие ударной волны при воздушном взрыве. Каково же будет ее действие при взрыве другого вида?

В результате наземного взрыва атомной бомбы образуется воронка радиусом до 100 м (для номинальной бомбы). Как правило, она имеет небольшую глубину и по своей форме отличается от воронок, образующихся в результате взрыва обычных бомб. Одновременно со взрывом ощущается довольно сильный сейсмический толчок. Разрушения в этом случае вызываются в основном ударной волной; площадь их вдвое меньше, чем при воздушном взрыве.

Незащищенные люди, находящиеся вблизи от места взрыва, получают серьезные ранения, однако радиус зоны поражения будет меньше, чем при воздушном взрыве.

При подземном взрыве образуется воронка радиусом более 100 м и глубиной до 30 м; ощущается сейсмический толчок, как при землетрясении. В результате этого толчка происходит перекос зданий, образуются трещины в стенах и фундаменте на довольно большом удалении от места взрыва в зависимости от характера грунта. Если взрыв произошел в песчаном грунте, серьезные повреждения фундамента и стен наблюдаются в радиусе до 500 м, тогда как при взрыве в глинистой почве они отмечаются в радиусе до 1500 м.

Наконец, при подводном взрыве находящиеся на берегу здания могут быть разрушены на таком же расстоянии, как и при подземном взрыве. Корабли, пирсы и молы получают серьезные повреждения в радиусе 800 м от места взрыва. Образующиеся в результате взрыва мощные волны могут затопить портовые сооружения и причинить им серьезные повреждения.

V. Радиоактивное излучение

Как тепловая, так и механическая энергия, выделяющиеся при взрыве ядерной бомбы, огромны, но их выделение происходит и при взрыве обычных бомб. Радиоактивное же излучение представляет собой явление совершенно новое и характерно лишь для ядерных взрывов.

В силу новизны и до некоторой степени загадочности этого явления о нем говорилось много такого, что не имеет ничего общего с действительностью. Количество погибших от радиоактивного излучения составило всего лишь 15 % общего числа жертв двух атомных взрывов в Японии, в то время как количество погибших от ударной волны составило одну треть общего числа жертв, а количество погибших в результате ожогов — больше половины. На сооружения радиоактивные излучения не оказывают никакого разрушающего действия, поэтому в дальнейшем мы будем говорить лишь о действии на людей.

1. Радиоактивное излучение при взрыве.

а) Радиоактивность проявляется во многих формах. В момент взрыва в течение очень короткого времени происходит испускание различных излучений, из которых при воздушном взрыве опасность представляют лишь гамма-лучи; это электромагнитное излучение, подобное рентгеновским лучам, но обладающее большей проникающей способностью. Гамма-лучи распространяются со скоростью света. Период, в течение которого испускается гамма-излучение, при атомном взрыве не больше минуты, причем половина общего количества излучения испускается уже в течение первой секунды.

б) Полученная организмом доза радиоактивных излучений измеряется в специальных единицах, названных в честь немецкого ученого, открывшего в конце прошлого века лучи, носящие также его имя, рентгенами. Для измерения радиоактивности применяются приборы двух типов, рентгенометры, которые служат для определения уровня радиации в данном месте, в данный момент в рентгенах в час, и дозиметры, измеряющие суммарную дозу радиации в рентгенах (начиная с момента помещения прибора в зараженную зону). Для большей наглядности рентгенометры можно сравнить с автомобильным спидометром, а дозиметры со счетчиком, измеряющим пройденный километраж.

Вот некоторые цифры, которые следует запомнить:

— доза свыше 600 рентгенов является смертельной (иногда ее называют летальной). Человек, получивший эту дозу, не имеет никаких шансов остаться в живых;

— доза в 400 рентгенов называется полулетальной, так как 50 % людей, получивших эту дозу, погибают;

— при дозе радиации от 200 до 400 рентгенов требуется госпитализация.

Теперь приведем некоторые данные о степени радиоактивного заражения в зависимости от расстояния от эпицентра взрыва (по данным взрыва в Хиросиме):

до 1000 м — 600 рентгенов;

от 1000 до 1200 м — 600–400 рентгенов;

свыше 1200 м — менее 400 рентгенов.

в) Радиоактивное излучение в момент взрыва (проникающая радиация) вызывает наружное облучение. Кроме того, имеется опасность внутреннего облучения в результате попадания в организм радиоактивной пыли через пищевод и дыхательные органы, а также через раны или обожженные участки тела. Опасность внутреннего облучения особенно велика, если атомный взрыв произошел на небольшой высоте или у поверхности земли. В этих условиях создается довольно сильное радиоактивное заражение местности, источниками которой являются:

— разбрасываемые на небольшие расстояния, но обладающие высокой радиоактивностью продукты деления;

— вещества, ставшие радиоактивными под действием потока нейтронов; последние обладают способностью делать многие вещества радиоактивными, что используется в ядерных реакторах для получения радиоактивных изотопов;

— непрореагировавшая часть заряда бомбы.

Все эти вещества при взрыве разбрасываются во все стороны и заражают местность в радиусе 1–2 км в зависимости от скорости и направления ветра.

Излучения, испускаемые этими радиоактивными веществами, представляют собой поток бета-частиц (электронов) или альфа-частиц (ядер гелия), а также гамма-лучи, подобные тем, которые испускаются в момент взрыва. В отличие от гамма-лучей, пробег которых в воздухе достигает нескольких сотен метров, бета-частицы имеют пробег порядка нескольких метров, а альфа-частицы проходят в воздухе расстояние, равное всего лишь нескольким сантиметрам. В живую ткань гамма-лучи проникают па глубину нескольких сантиметров, бета-частицы — нескольких миллиметров, а альфа-частицы — на глубину всего лишь долей миллиметра.

Радиоактивные элементы характеризуются своим периодом полураспада — временем, необходимым для того, чтобы радиоактивный элемент потерял половину своей активности. Период полураспада различен для разных элементов: от миллионных долей секунды у тория С' до миллионов лет у урана 235 (770 млн. лет) и далее миллиардов лет у урана 238 (4,4 млрд. лет). Активность источников радиоактивности измеряется в единицах, называемых кюри (и соответственно милликюри). Активность в 1 кюри соответствует активности 1 г радия (это такое количество радиоактивного вещества, в котором происходит 37 млрд., или 3,7 . 1010 распадов в секунду). Следует запомнить, что если в течение часа находиться на расстоянии 1 м от 1 г радия, то принятая доза будет равна 1 рентгену.

При подземном взрыве выбрасываемый из воронки грунт также сильно заражен радиоактивными веществами. Частицы грунта разбрасываются на довольно большое расстояние. — до 2 км. Радиоактивное заражение в непосредственной близости от воронки настолько велико, что к ней нельзя приближаться в течение нескольких недель и даже месяцев.

Наконец, при подводном взрыве проникающая радиация весьма незначительна, однако нейтронный поток и оставшиеся в воде продукты деления вызывают радиоактивное заражение воды. Тысячи тонн воды в результате взрыва поднимаются на большую высоту и, падая, заражают обширные площади. Кроме того, в некоторых случаях в результате подводного взрыва образуется густой туман, который также может заразить значительные пространства и частично выпасть в виде радиоактивного дождя.

2. Действие различных видов излучений на человеческий организм.

Действуя на живую ткань, радиоактивные излучения отнимают у ее атомов электроны, в результате чего происходит ионизация и возбуждение этих атомов. Результат облучения ощущается не сразу, а через несколько часов и даже дней в зависимости от дозы радиации. Наиболее уязвимыми, как правило, оказываются те клетки человеческого организма, которые обладают наибольшей способностью к размножению. Поэтому в первую очередь поражаются кроветворные органы, желудочно-кишечный тракт, кожа и половые железы.