Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Тема 2.2.4.
1.ОТРАВЛЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА КАК ОСНОВА ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ. КЛАССИФИКАЦИЯ ОВ
Дадим определение химическому оружию. Химическое оружие /ХО/ в совокупности или в отдельности токсичные химикаты, боеприпасы и устройства, специально предназначенные для смертельного поражения или причинения другого вреда за счёт токсических свойств токсичных химикатов, высвобождаемых в результате применения таких боеприпасов и устройств, а также оборудование, специально предназначенные для использования непосредственно в связи с применением указанных боеприпасов и устройств.
Отравляющие вещества являются основой химического оружия и представляют собой специально синтезированные токсические соединения, предназначенные для поражения живой силы противника или снижения его боеспособности. Далеко не все химические соединения, даже высокотоксичные, могут быть применены в качестве ОВ, если под этим термином подразумевать пригодность вещества для достижения боевых целей.
Последние должны отвечать целому комплексу требований, определяющих возможность их боевого применения:
- быть сравнительно устойчивыми к воде, кислороду и свету; длительно сохранять свои свойства при хранении в металлических оболочках;
- иметь физико-химические свойства, позволяющие создавать высокие концентрации паров или аэрозолей;
- быть достаточно дешевыми и простыми для массового промышленного производства;
- обладать высокой токсичностью, обеспечивающей возможность истребления живой силы в короткий срок.
Таким образом к ОВ относятся химические соединения, которые вследствие высокой токсичности и присущим им физико-химическим свойствами могут быть применены для снаряжения средств доставки и использования с целью поражения живой силы, её изнурения или сковывания маневра противника.
Средства боевого применения ОВ можно подразделить на три основных группы:
1."земля-земля" -артиллерийские и реактивные снаряды, ракеты;
2."воздух-земля"-авиационные бомбы, кассеты, ракеты, выливные авиационные приборы, распыление с помощью реактивного двигателя самолета;
3.траншейного типа - дымовые генераторы, мины, фугасы.
Федеральная программа США, разработанная в 80-х годах предусматривала замену обычных боеприпасов и ОВ на бинарные. Всего планировалось накопить бинарных снарядов до 5 млн единиц и заменить ими устаревшие обычные боеприпасы с ОВ производства 60-х годов.
В отличие от обычных химических боеприпасов, бинарные снаряжаются не одним готовым ОВ, полученным в стационарных заводских установках, а двумя /отсюда термин "бинарное"/ нетоксичными или малотоксичными в отдельности исходными компонентами, способными внутри корпуса боеприпаса во время его полета к цели смешиваться и вступать между собой в химическую реакцию с образованием практически тех же самых высокотоксичных ОВ. Например, бинарного зарина /GB-2/,Vх-2 и т.д.
ХО обладает рядом особенностей: во-первых, оно оружие объемного действия ,т.е. ОВ после высвобождения из боевой оболочки заражает не только участки местности, на которые они выброшены, но и значительные объемы воздуха на больших пространствах; во-вторых, ХО длительное время сохраняет свое поражающее действие /от нескольких минут до нескольких недель и месяцев/;в-третьих, для защиты от ХО необходимы специальные средства /индивидуальные коллективные/; в-четвертых, ХО оказывает сильное морально-психологическое действие на противника, резко снижая его боеспособность. Все это делает ХО мощным боевым средством массового уничтожения.
КЛАССИФИКАЦИЯ ОВ
Было предложено несколько классификаций, делящих ОВ на группы
по тем или иным признакам. Для военного врача практическое значение имеют следующие классификации:
1.Токсикологическая
2.Тактическая
3.По стойкости на местности
4.По табельности ОВ
5.По быстроте наступления поражающего действия
Наиболее распространена токсикологическая /клиническая/ классификация, по которой все ОВ вероятного противника в зависимости от особенностей их токсического действия на организм разделены на семь групп (светосхема 1):
1.Отравляющие вещества нервно-паралитического действия /фосфоорганические ОВ:зарин,зоман,V-газы,/.
2.Отравляющие вещества кожно-нарывного действия /сернистый иприт, азотистый иприт, люизит/.
3.Отравляющие вещества общеядовитого действия /синильная кислота, хлорциан/.
4.Отравляющие вещества удушающего действия /фосген, дифосген/.
5.Слезоточивые отравляющие вещества (лакриматоры) /хлорацето фенон, бромбензилцианид/.
6.Раздражающие отравляющие вещества (стерниты) /адамсит, дифинилхлорарсин, дифинилцианарсин, СS, СR/.
7.Психомиметические отравляющие вещества /производные гликолевой кислоты (ВZ)/.
Тактическая классификация
По тактической классификации все ОВ подразделяются на отравляющие вещества смертельного действия и временно выводящие личный состав из строя.
Классификация по стойкости на местности
В зависимости от стойкости ОВ на местности их подразделяют на стойкие и нестойкие. К стойким относят ОВ, имеющие высокую температуру кипения / от 140 и выше/,малую упругость пара, эти ОВ медленно испаряются на местности, устойчивы в гидролитическом отношении. Поэтому они в течение длительного времени /летом несколько часов или дней, зимой до нескольких дней и даже месяцев/ сохраняют на местности поражающие свойства. Стойкие - ОВ нервно-паралитического и кожно- нарывного действия. Нестойкие ОВ - синильная кислота, фосген и др.
Классификация по табельности
Выделяют табельные ОВ и резервные.
К табельным относят производимые в больших количествах и стоящие на вооружении армий эффективные ОВ, боевое применение которых определяется соответствующими уставами. В США таковыми являются V-газы, зарин, иприт, адамсит, хлорацетофенон, CS,BZ.
Резервные ОВ включают такие, которые не производятся непосредственно в качестве отравляющих веществ, но при необходимости могут быть изготовлены развитой химической промышленностью в достаточном количестве(синильная кислота, хлорциан, фосген).
Классификация по быстроте поражающего действия
По быстроте наступления поражающего действия следует различать быстродействующие ОВ /без скрытого периода/ и замедленного действия( со скрытым периодом).
ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТОКСИКОКИНЕТИКИ И ТОКСИКОДИНАМИКИ. ХАРАКТЕРИСТИКА ТОКСОДОЗ.
Токсикокинетика - раздел токсикологии, в рамках которого изучаются закономерности резорбции ксенобиотиков в организм, их распределение, биотрансформация и элиминация
С позиций токсикокинетики организм представляет собой сложную систему, состоящую из большого числа компартментов (отделов; кровь; ткани и т.д.) с различными свойствами, отделенных друг от друга биологическими барьерами.
В ходе поступления, распределения, выведения вещества осуществляются процессы его растворения, диффузии, конвекции в жидких средах, осмоса, фильтрации через биологические барьеры.
К числу важнейших свойств вещества, определяющих его токсикокинетику, относятся:
1. Агрегатное состояние.
2. Коэффициент распределения в системе "масло/вода". Определяется отношением растворимости вещества в неполярных растворителях (в том числе липидах) к растворимости в воде.
4. Наличие заряда в молекуле.
Заряженные молекулы (ионы) плохо проникают через ионные каналы, не проникают через липидные мембраны, не растворяются в липидной фазе клеток и тканей( ионы Fe+2 всасываются в желудочно-кишечном тракте, а Fe+3 - нет).
5. Величина константы диссоциации солей, слабых кислот и оснований. Определяет относительную часть молекул токсиканта, диссоциировавших на ионы в условиях внутренней среды.
6. Химические свойства. Влияют на сродство токсикантов к структурным элементам клеток различных тканей и органов.
Важнейшими характеристиками организма, влияющими на тококинетику ксенобиотиков, являются свойства его компартментов и разделяющих их биологических барьеров мембран.
1.РЕЗОРБЦИЯ
Резорбция - это процесс проникновения вещества из внешней среды в кровяное или лимфатическое русло организма.
Основными структурами, участвующими в резорбции токсикантов, являются легкие (ингаляционное воздействие), кожа (трансдермальное воздействие), желудочно-кишечный тракт (энтеральное воздействие, пероральная интоксикация).
2.РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
2.1 ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ С КРОВЬЮ
Всосавшееся вещество попадает в кровь и с током крови разносится по организму. Кровь может осуществлять транспорт веществ в свободной и связанной форме.
Способностью связывать ксенобиотики обладают альбумины, гликопротеиды и липопротеиды плазмы крови.
2.2 ПОСТУПЛЕНИЕ В ТКАНИ
Характеристика токсикантов в организме определяется общими закономерностями. Дополнительными факторами, влияющими на процесс, являются интенсивность кровоснабжения органов, а также суммарная площадь их капиллярного русла.
3. ЭЛИМИНАЦИЯ
Элиминицией называется вся совокупность процессов, приводящих к снижению содержания токсиканта в организме. Она включает процессы экскреции (выведения) ксенобиотика из организма и его биотрансформацию.
3.1 ЭКСКРЕКЦИЯ
Основными органами экскрекции являются легкие ( для летучих соединений), почки, печень, в меньшей степени слизистая оболочка желудка, кишечного тракта, кожа и ее придатки.
3.2 МЕТАБОЛИЗМ КСЕНОБИОТИКОВ (БИОТРАНСФОРМАЦИЯ)
Многие ксенобиотики в организме подвергаются метаболическим превращениям (биотрансформации).
Основной биологический смысл биотрансформации – превращение исходного токсиканта в форму, удобную для скорейшей экскреции.
ТОКСИКОДИНАМИКА
Токсикодинамика - раздел токсикологии, в рамках которого изучается и рассматривается механизм токсического действия, закономерности развития и проявления различных форм токсического процесса.
МЕХАНИЗМ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
Взаимодействие на молекулярном уровне токсиканта с организмом, приводящее к развитию токсического процесса, называется механизмом токсического действия.
В основе механизма действия могут лежать физико-химические и химические реакции взаимодействие токсиканта с биологическим субстратом.
Токсический процесс, инициируемый физико-химическими эффектами, как правило, обусловлен растворением токсиканта в определенных компартментах клетки, ткани, организма.
Особенность данного типа эффектов - отсутствие специфичности в действии токсиканта. Токсичность определяется физко-химическими свойствами вещества (величиной коэффициента распределения в системе масло-вода, константы диэлектрической проницаемости, константы диссоциации и т.д.).
Чаще в основе токсичности лежат химические реакции токсиканта с определенными субстратами - компонентами живой системы.
В токсикологии (как и фармакологии) любой структурный элемент живой (биологической) системы, с которым вступает в химическое взаимодействие токсикант (лекарство), обозначают термином "рецептор". В таком прочтении это понятие ввел в химиобиологию в начале XX в. Пауль Эрлих (1913).
Вместо термина "рецептор" в настоящее время часто используют термин "структура-мишень".
Мишенями (рецепторами) для токсического воздействия могут быть:
структурные элементы межклеточного пространства, клеток организма, систем регуляции клеточной активности.
В токсикологии принят постулат: токсическое действие вещества выражено тем сильнее, чем большее количество активных рецепторов (структур-мишеней) вступило во взаимодействие с токсикантом и чем меньше его количество связывается с "немыми" рецепторами ,тем эффективнее оно действует на активные рецепторы (структур-мишени).
Наиболее часто токсический процесс развивается в результате воздействия химических веществ на белки (повреждение структурных белков, нарушение активности энзимов), нуклеиновые кислоты, липиды биомембран, селективные рецепторы эндогенных биорегуляторов.
В результате такого воздействия клетки либо повреждаются (цитотоксическое действие), либо нарушаются механизмы регуляции их функций.
ОБЩИЕ МЕХАНИЗМЫ ЦИТОТОКСИЧНОСТИ
В основе токсического действия веществ часто лежит повреждение клеток, сопровождающееся их функциональными либо стуктурно-функциональными изменениями.
В основе цитотоксического действия ксенобиотиков лежат ( светосхема 4): - нарушение энергетического обмена;
- активация свободонорадикальных процессов в клетке;
- повреждение клеточных мембран;
- нарушение гомеостаза внутриклеточного кальция;
- нарушение процессов синтеза белка и клеточного деления
Необходимо отметить, что эти механизмы тесно связаны друг с другом. Порой одни из них являются пусковым, но в дальнейшем особую значимость для судьбы поврежденной клетки приобретают другие.
РАЗВИТИЕ ТОКСИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Повреждение биологических систем в наиболее общей форме реализуется нарушением основных функций живого:
- раздражимости;
- энергетического обмена;
- пластического обмена;
- системы физиологической регенерации размножения;
- информационного обмена;
- интегративной регуляции.
Нарушение энергетического обмена, как правило приводит к быстрому формированию нарушений наиболее энергоемких органов (ЦНС, сердечная мышца, почки). Нарушение пластического обмена сопровождается медленным развитием длительно текущих патологических процессов в наиболее чувствительных органах и системах. Нарушение системы физиологической регенерации тканей проявляется поражением прежде всего система крови, эпителия слизистой оболочки ЖКТ, органов дыхания, кожи и ее придатков. Нарушение информационного обмена приводит к нарушению механизмов нервной и гуморальной регуляции процессов, происходящих в организме. Вещества, нарушающие нервную регуляцию, как правило, вызывают быстро развивающиеся эффекты.
Клиническая картина интоксикации зависит прежде всего от того, какие органы и ткани будут вовлечены в патологический процесс.
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ МЕДИКО-ТАКТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ХИМИЧЕСКИХ ОЧАГОВ ПОРАЖЕНИЯ.
В результате применения противником химического оружия может создаться обстановка с образованием зон химического заражения и очагов химического поражения, оказывающих существенное влияние на боевые действия войск и работу этапов медицинской эвакуации.
Зоной химического заражения принято называть территорию, подвергшуюся непосредственному воздействию химического оружия противника /район применения/ и территорию, над которой распространилось облако зараженного воздуха с поражающими концентрациями.
Под очагом химического поражения понимается территория с находящимися на ней личным составом, боевой техникой, транспортом и другими объектами, подвергшимися воздействию химического оружия противника или ВТВ, в результате которого возникли или могут возникнуть поражения людей или животных.
В зависимости от применения противником ОВ очаги химического поражения подразделяют на стойкие и нестойкие. К очагам поражения стойкими ОВ относят очаги, в которых поражающее действие сохраняется в течение 1 часа и более. К очагам поражения нестойкими ОВ относят очаги, эффект действия ОВ в которых прекращается в течение менее 1 часа.
С учетом времени возникновения основных симптомов интоксикации у пораженных в химическом очаге, различают очаги поражения быстродействующими ОВ /клиника поражения проявляется в течение первого часа после применения - минуты, десятки минут/ и очаги поражения ОВ замедленного действия /клиника отравления может возникать позднее первого часа/. Для медицинской службы важно знать медико-тактическую классификацию химических очагов поражения.
При медико-тактической характеристике очага химического поражения оцениваются его размеры, тип и стойкость ОВ, время в течение которого сохраняется опасность поражения личного состава и гражданского населения, пути поступления ОВ в организм и их поражающее действие, предполагаемая структура санпотерь, вероятный срок гибели людей при отравлении смертельными дозами.
В соответствии с медико-тактической классификацией выделяют 4 типа химических очагов:
- очаг поражения стойкими быстродействующими ОВ /формируют Vх - при ингаляционном пути поступления, а также зарин, зоман/,SС;
- очаг поражения стойкими ОВ замедленного действия /формируют Vi-газы при поступлении через кожу, иприт/,Х-АR;
- очаг поражения нестойкими быстродействующими ОВ /формируют НСN, СlCN, хлорацетон/;
- очаг поражения нестойкими ОВ замедленного действия/формируют фосген, дифосген, ВZ/.
Более подробную характеристику очагов рассмотрим при изучении токсикологических характеристик ОВ на практических занятиях и на лекциях по соответствующим темам.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРАЖАЮЩИХ ФАКТОРОВ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА
Ядерным оружием (ЯО) называется оружие, поражающие действие которого обусловлено внутриядерной энергией, выделяющейся в результате взрывных процессов деления или синтеза ядер химических элементов. Оно включает ядерные боеприпасы, средства доставки их цели и средства управления.
ЯО является самым мощным и опасным видом оружия массового (ОМП), угрожающим уничтожением людей и всего живого на нашей планете. Особая опасность этого оружия обусловлена тем, что кроме мощного разрушительного действия оно оказывает длительное губительное действие на живые организмы ионизирующим излучением (ИИ).
Мощности бомб, сброшенных США 6 и 9 августа 1945 года на японские города Хиросиму и Нагасаки, были сравнительно невелики 12 и 22 кт. Однако пострадало около 500 тысяч человек, из них в момент взрыва погибли 110 тысяч, получили ранения 100 тысяч и были облучены 260 тысяч человек.
Устройства, предназначенные для осуществления процесса освобождения внутриядерной энергии, называются ядерными зарядами.
Существует два основных класса ядерных зарядов: атомные и термоядерные. По принципу устройства выделяют ядерные заряды деления (атомные), заряды типа "деление - синтез"(термоядерные), заряды типа "деление - синтез-деление"(комбинированные).
Кроме того в США разработаны специализированные заряды:
- нейтронные, в которых в несколько раз увеличен удельный выход нейтронов и их энергия;
- заряды "чистые", в которых резко уменьшен выход радиоактивных продуктов;
- заряды направленного взрыва;
- заряды, взрывающиеся после заглубления в грунт на 50 м.
Ядерными боеприпасами называются боеприпасы, снаряженные
ядерными зарядами:
- головные части ракет;
- авиационные бомбы;
- артиллерийские снаряды и мины;
- боевые зарядные отделения торпед;
- иноенерные мины.
По мощности взрыва ядерные боеприпасы делят на:
- сверхмалы - до 1 кт;
- малый - 1-10 кт;
- средний - 10-100 кт;
- крупный - 100-1000 кт;
- сверхкрупный - 1000 кт и более.
В зависимости от окружающей зону взрыва среды различают следующие виды взрывов:
- высотные - выше тропосферы;
- воздушные - огненный шар касается земли;
- наземные - огненный шар образует на поверхности земли полусферу;
- подземные - центр ниже поверхности земли;
- подводные - центр взрыва ниже поверхности воды;
- на водной преграде.
Космические взрывы осуществляются для поражения космических целей;
высотные и воздушные взрывы для поражения самолетов, ракет;
- воздушные и наземные взрывы для уничтожения военных, экономических объектов и живой силы;
Энергия ядерного взрыва выделяются в различной форме. Сразу выделяется небольшая часть энергии (5%) радиоактивных излучений:
- гамма-излучения,
- нейронный поток,
- альфа- бета-излучений.
За высокую проникающую способность гамма-лучи и нейтронный поток называют проникающей радиацией.
Основное количество энергии выделяется в виде тепла. Температура в зоне ядерной радиации взрыва достигает 10 млн. 5 0 0С. Вещество заряда и оболочка ядерного боеприпаса мгновенно превращаются в газ и цепная реакция прекращается.
Раскаленные газы и воздух в зоне взрыва образуют ярко светящийся огненный шар, являющийся источником мощного светового излучения. Огненный шар при воздушном взрыве быстро достигает максимальной величины (при взрыве мощностью 1Мт через 10 с составляет-2000м), не касаясь поверхности земли.
Вследствие выделения огромного количества энергии в небольшом объеме в момент взрыва создается огромное давление порядка 100 млн. МПа (1млрд.атм), раскаленные газы, расширяясь с большой скоростью, сжимают и приводят в движение окружающие слои воздуха.
Сжатие и перемещение воздуха распространяется со сверхзвуковой скоростью во все стороны от центра взрыва. Возникает ударная волна огромной разрушительной силы. Воздушная ударная волна состоит из двух зон: зоны сжатия и зоны разряжения. В зависимости от вида взрыва волна сжатия может распространятся в грунте и в воде сейсмовзрывная волна. Передняя граница ударной волны называется фронтом ударной волны. Движение ударной волны сопровождается громоподобным резким звуком, который слышен на многие километры в окружности. По мере остывания огненного шара происходит конденсация продуктов ядерного взрыва (ЯВ) в твердые частицы, которые выпадают на землю (тротосферные осадки), создавая на местности широкий след длиной в несколько тысяч километров, не представляющий серьезной опасности для человека.
Остальные продукты ЯВ проникают в стратосферу и в течение 5-10 лет выпадают на землю (глобальные осадки). Загрязнение местности радиоактивными веществами (РВ) при воздушном взрыве имеется в районе эпицентра взрыва (проекции центра взрыва на поверхность земли) за счет воздействия нейтронов на химические элементы земли(наведенная радиоактивность), но уровень радиации быстро падает, так как основная масса радиоактивных элементов имеет короткий период полураспада.
В отличие от воздушного ЯВ при наземном светящаяся область касается земли и в нее вовлекается огромное количество грунта, химические элементы которого приобрели радиоактивность. На поверхности части грунта адсорбируются основная масса продуктов реакции ЯВ.
В результате образуется радиоактивное облако, из которого по направлению ветра выпадают радиоактивные осадки. В процессе их распада на следе радиоактивного облака возникают высокие уровни радиации, которые могут привести к поражению людей и животных.
Таким образом, при ЯВ поражающими факторами являются
- ударная волна (50% энергии ЯВ);
- световое излучение (35% энергии ЯВ);
- проникающая радиация начального излучения (5% энергии ЯВ);
- проникающая радиация остаточного излучения (10% энергии ЯВ).
При наземном (подземном) ЯВ поражение людей, кроме того возможно за счет радиоактивного заражения на следе радиоактивного облака.
Территория, на которой в результате ЯВ возникли массовые поражения людей, разрушения пожары называется очагом ядерного поражения.
Поражающие действия ударной волны в основном зависит от величины избыточного давления:
- при 10-20 кПа (0,1-0,2 кг/кв.см) обычно трудоспособность не теряется;
- при 20-30 кПа (0,2-0,3 кг/кв.см) возможно легкая контузия, разрывы барабанных перепонок; скорость ветра при этом превосходит в 2 раза ураганный ветер;
- при 30-50 кПа (0,3-0,5 кг/кв.см) возникают травмы средней
тяжести, кровотечения, кратоковременная потеря сознания, иногда
повреждение костей, возможны летальные исходы;
- при 50-80 кПа (0,8-1,0 кг/кв.см) - крайне тяжелая, смертельная травма.
При воздействии ударной волны могут возникать ожоги. Так, при давлении 100 кПа температура воздуха достигает 350 50 0С.
Поражающее действие светового излучения определяется величиной светового импульса и временем действия. Основное количество энергии светового излучения выделяется в первые секунды с момента ЯВ.
Световой импульс - это количество энергии светового излучения, падающего на 1 кв.см поверхности, перпендикулярной направлению излучения за все время свечения. Величина его выражается в джоулях на 1 кв.м.
В условиях средней прозрачности воздуха при ЯВ мощностью 1 мт ожоги легкой степени могут возникнуть на расстоянии 7 км, средней тяжести - 6 км, тяжелые - 4,5 км.
Таким образом, ЯО обладает чрезвычайно мощными и разнообразными поражающими факторами, не имеющими подобных среди других видов оружия.
Следующий вопрос посвящен более подробному рассмотрению фактора, который представляет особый интерес с точки зрения военной радиологии.
Проникающая радиация - один из важнейших поражающих факторов ядерного взрыва.
Проникающая радиация ЯВ - это поток ионизирующих излучений, обладающих высокой энергией и большой проникающей способностью.
Проникающая радиация (ЯВ) представляет собой поток нейтронов и гамма-лучей, который оказывают свое воздействие в момент взрыва и в течение последующего короткого промежутка времени.
Основной источник нейтронного излучения - реакция деления или синтеза ядер атомов химических элементов соответственно при атомном или термоядерном взрыве. Эти реакции происходят в течение короткого промежутка времени (порядка 10 5-6 0 сек), поэтому нейтронное излучение воздействует на объекты, находящиеся в зоне его распространения, мгновенно. При термоядерной реакции выход нейтронов значительно больше (14 МЭВ, а при реакции деления ядер урана и плутония - 2 МЭВ). Этим обусловлен больший радиус распространения нейтронов при термоядерном взрыве.
Основными источниками опасности гамма-излучения являются осколки деления ядер атомов урана или плутония при атомном взрыве и реакции синтеза ядер атомов легких элементов (дейтерия, трития, лития) при термоядерном взрыве. Вследствие распада короткоживущих продуктов деления и быстрого подъема радиоактивного облака, действие гамма-излучения на наземные объекты после взрыва постепенно ослабевает и в пределах одной минуты после взрыва полностью прекращается.
С увеличением расстояния от эпицентра взрыва изменяется соотношение между дозой гамма - и нейтрального излучения, так как нейтроны распространяются в воздухе на меньшее расстояние чем гамма-излучение. Соотношение нейтронов и гамма-лучей в общей дозе излучения изменяется также и зависит от мощности взрыва. При взрывах мощностью 200 кт и более поражающее действие оказывает практически
только гамма-излучение. при взрывах меньшей мощности процентный вклад нейтронов в общую дозу излучения постепенно возрастает, достигая при 1кт 60-70%.
Особенностью проникающей радиации является меньшее увеличение радиуса ее поражения с возрастанием мощности ядерных боеприпасов по сравнению с ударной волной и световым излучением.
Тяжесть лучевого поражения зависит не только от величины дозы, до времени набора ее, от характера облучения (общее, местное), индивидуальных особенностей и состояния организма. С учетом этих факторов для войск установлены величины доз облучения, которые не приводят к потере или снижению боеспособности и работоспособности личного состава. Эти дозы установлены для военного времени и учитывают ближайшие последствия облучения
Радиационные поражения при ЯВ, особенно средней и большой мощности, в большинстве случаев сочетаются с поражениями от ударной волны и светового излучения, действующих практически одновременно с проникающей радиацией.
Для защиты от проникающей радиации используются складки местности (узкие овраги, обратные скаты высот), уменьшающие дозу радиации в 1,5-2 раза, лес на 10-12%, оборонительные сооружения (окопы, траншеи) - до 10 раз, а в нишах и перекрытых траншеях – до 25-50 раз, блиндажи - более чем в 200 раз, убежища - в несколько сот раз, танки - в 10 раз, бронетранспортеры - в 4 раза, автомобили - в 2 раза.
Радиоактивное заражение местности обусловлено появлением, при определенных условиях, после ЯВ большого количества РВ, которые могут загрязнять местность, водоемы и различные объекты на больших площадях.
Источниками радиоактивного загрязнения являются:
1. Осколки деления веществ ядерного заряда и продукты их распада. Всего может образовываться до 200 новых радиоактивных изотопов с периодами полураспада от нескольких секунд, минут и дней до многих лет (цезий - 137-30 лет, стронций - 90 - 28,4 года). Образуются продукты ЯВ (ПЯВ).
ПЯВ-гамма-бета-излучатели - являются основными источниками радиоактивного загрязнения местности.
Наведенная радиация - радиоактивные элементы, образовавшиеся под воздействием нейтронов в грунте, воде и других материалах, испускающие бета- и гамма-излучения. Наведенная активность быстро падает, так как большинство активированных изотопов обладает малым периодом полураспада (AI 528 0 - Т 1/2 = 2,4 мин. Na 524 0 - 14,8 часа, Si 531 0 - 2 часа 50 мин).
РВ непрореагировавшей части ядерного заряда: урана 235, уран 233, уран-238, плутоний-239, альфа- гамма активны. Поскольку периоды полураспада их велики, то активность непрореагировавшей части ядерного вещества в общей радиоактивности продуктов ЯВ незначительна (Т 1/2 урана-235 - 1,9 х 10 517 0 лет, уран - 238 - 4х10 516
лет, плутоний - 239 - 244 -10 лет).
Наибольшее заражение происходит за счет ПЯВ. Перемешавшись с поднятыми в результате взрыва в воздух частицами пыли, они образуют радиоактивное облако, которое может подниматься на высоту десятков километров. По мере его продвижения на землю выпадают РВ, образуя огромную полосу зараженной местности. Полоса эта называется следом радиоактивного облака.
Площадь и степень загрязненной местности зависит от мощности и вида ЯВ, метеорологических условий и времени, прошедшего с момента взрыва.
Для каждого вида взрыва характерно особое формирование радиоактивного облака. при наземном взрыве светящаяся область соприкасается с верхним слоем почвы, который расплавляется и, испаряясь вовлекается в облако взрыва. Вес грунта вовлеченного в облако взрыва, достигает нескольких десятков тысяч тонн. Кроме того, верхний слой грунта сильно дробиться ударной волной и мощными восходящими потоками воздуха также втягивается в облако. таким образом, при наземном ЯВ радиоактивное облако оказывается сильно насыщенным частицами грунта, которые при выпадении увеличивают зону и степень загрязнения.
При низком воздушном взрыве в облако втягивается сравнительно небольшое количество пыли, поэтому в районе взрыва хотя и выпадают РВ, но намного меньше, чем при наземном. Здесь будет наблюдаться также наведенная активность в районе взрыва.
Загрязнение местности РВ определяется дозиметрическими приборами. Степень загрязнения измеряется в Р/ч, что характеризует мощность дозы излучения (уровень радиации), т.е. количество энергии, выделяемой источником в воздушной среде. Уровень радиации показывает дозу, которую может получить человек в единицу времени на загрязненной местности.
При высоком воздушном взрыве поднимающаяся с земли пыль не достигает радиоактивного облака. Выпадение радиоактивных продуктов взрыва несущественно. Практически отсутствует и наведенная активность в грунте, так как до земли доходит лишь незначительная часть потока нейтронов ЯВ. На размеры зон и степень загрязнения сильное влияние оказывают скорость ветра, ветрикальная устойчивость воздуха и атмосферные осадки. Дождь и снегопад могут на ограниченных площадях создать опасное загрязнение, однако длительный дождь и снегопад будут уменьшать загрязнение местности.
Загрязненная местность характеризуется также дозами до полного распада РВ (Д 500 0). Д 500 0- это такая доза радиоактивного излучения в радах, которую может получить личный состав, находясь на открытой местности до полного распада РВ.
Загрязненная РВ местность в зависимости от доз полного распада и уровней радиации подразделяется условно на 4 зоны загрязнения
- зона А, умеренного загрязнения, на внешней границе которой доза радиации до полного распада (Д) составляет 40 рад, мощность дозы через 1 час после взрыва - 8 рад/час;
- зона Б, сильного загрязнения, Д 500 0= 400рад, мощность дозы через 1 час - 80 рад/час;
- зона В, опасного загрязнения, Д 500 0=1200 рад, мощность дозы через 1 час - 240 рад/час;
- зона Г, чрезвычайно опасного загрязнения, Д 500 0= 4000 рад: мощность дозы радиации через 1 час - 800 рад/час.
Определение мощности доз радиации на местности позволяет быстро оценивать обстановку и принимать наиболее целесообразные решения.
Важное значение имеет оперативное прогнозирование доз внешнего облучения личного состава при пребывании на загрязненной местности.
Дозу до полного распада можно определить пятикратным увеличением величины мощности дозы через 1 час после взрыва.
Набор дозы радиации вначале происходит очень быстро, а со временем в соответствии с экспоненциальным законом постепенно замедляется. В первые сутки человек получает половину дозы радиации до полного распада, поэтому особенно важно обеспечить защиту от радиации и соблюдать меры безопасности в первые сутки после взрыва и загрязнения местности.
Характерной особенностью радиоактивного загрязнения местности различных объектов, предметов является постоянно происходящий спад мощности дозы радиации со временем в следствии распада РВ. Ориентировочно снижение мощности дозы в 10 раз происходит при каждом семикратном увеличении времени. Так, если мощность дозы через 1 час после взрыва принять за 100%, то через 7 часов она составит примерно 10%, через 7 52 0 (49ч) 1%, а через 7 53 0 (343ч) или через 2 недели - 0,1%.
Радиоактивные продукты ЯВ могут оказывать воздействие на личный состав как в период их выпадения, так и после выпадения на местность.
Выпадающие из облака взрыва радиоактивные частицы могут вызывать лучевой ожог при загрязнении кожных покровов и обмундирования.
В сравнительно небольших количествах они могут проникать в легкие и всасываться внутрь организма. В этом случае они будут своим излучением воздействовать на легочную ткань и другие органы.
Большая часть РВ, попавших в легкие (50-80%), а течение первого часа перемещается в ротовую полость (в результате деятельности мерцательного эпителия) и заглатывается. Они воздействуют на стенки желудочно-кишечного тракта, а частично (до 16%) всасываются в кишечнике и распределяются по органам и тканям.
Радиоактивные продукты ЯВ после выпадения на местность оказывают действие на человека гамма-излучением и альфа-бета-частицами.
Альфа-активные вещества представляют опасность в основном при поступлении внутрь организма и при попадании на раневые поверхности.
Гамма-излучение может вызывать у людей лучевую болезнь. Поражение личного состава бета-излучением на зараженной местности может происходить двумя путями: при попадании РВ на кожные покровы (контактное действие бета-излучений) в следствие дистанционного воздействия бета-излучения от частиц, выпавших на землю, на различные предметы, расположенные вбили, а также от загрязненного обмундирования. Воздействие бета-излучения наиболее выражено в первые сутки после взрыва в основном за счет большого количества коротокоживущих бета-гамма-излучателей. Обмундирование значительно ослабляет дистанционное действие бета-излучения, однако и при этом возможно возникновение лучевых ожогов. При нахождении на радиоактивно зараженной местности ЯВ, можно получить радиационное поражение также в случае употребления в пищу зараженных радиоактивными частицами продовольствия и воды, при вдыхании загрязненного РВ воздуха.
Большинство РВ, образующихся при ЯВ, практически не всасываются в органах дыхания и желудочно-кишечном тракте. Поэтому попадании внутрь они опасны больше как источник излучения, находящийся в органах дыхания и желудочно-кишечном тракте.
Однако некоторые радиоактивные изотопы-йод-131, цезий-137, стронций-89, стронций-90, барий-140 - всасываются хорошо и представляют опасность возникновения острой или хронической лучевой болезни и другой патологии.
Йод-131, попадая в организм, быстро накапливается в щитовидной железе и своим излучением может повреждать ее. Уран накапливается в почках и может приводить к перерождению почечной ткани.
Изотопы плутония, стронция и бария откладываются в костях. Испускаемые илм альфа, бета, гамма-излучения повреждают костный мозг, могут приводить к образованию опухолей. Цезий-137 концентрируется главным образом в мышцах, однако испускаемое им гамма-излучение обладает большой проникающей способностью и воздействует практически на весь организм.
Таким образом, пребывание на загрязненной радиоактивными веществами местности является опасным для человека в связи с возможностью общего гамма-облучения, поражение кожных покровов бета-излучением и внутреннего загрязнения РВ. Наибольшее число поражений следует ожидать от внешнего воздействия гамма-излучений меньшее от воздействия бета-излучения и еще меньшее от попадания РВ внутрь организма.
Для защиты личного состава от внешнего облучения необходимо систематически вести радиационную разведку с целью своевременного обеспечения командиров и штабов данными о радиоактивном загрязнении в полосах действия войск и районах их расположения; использовать закрытые оборонительные сооружения, танки, закрытые бронетранспортеры и автомобили; ограничивать время пребывания личного состава на загрязненной местности; организовывать контроль радиоактивного загрязнения и дезактивацию вооружения и техники, санитарную обработку личного состава; применять радиопротекторы. Для предотвращения попадания РВ внутрь организма предусматривается использование средств индивидуальной защиты органов дыхания и кожи;
защита продовольствия и питьевой воды от загрязнения РВ, а при необходимости - их дезактивация.
Основу нейтронного оружия с повышенным выходом начальной радиации представляет термоядерный боеприпас небольшой мощности (0,5- 2 кт).
В состав нейтронного боеприпаса, кроме атомного инициатора, снаряженного делящимся материалом, входит определенное количество тяжелых изотопов водорода-дейтерия и трития.
При взрыве нейтронного боеприпаса мощностью в 1 кт на реакцию деления приходится не менее 50% выделяющейся энергии.
Вокруг эпицентра появится наведенная радиация. Основным поражающим фактором взрыва нейтронного боеприпаса является проникающая радиация.
По поражающему действию на людей взрыв нейтронного боеприпаса мощностью в 1 кт эквивалентен взрыву атомного боеприпаса мощностью 10-12 кт.
При действии излучений взрывов нейтронных боеприпасов вклад нейтронов в дозу облучения в зоне санитарных потерь составит 80-90%. При этом доля энергии взрыва, приходящаяся на нейтронное излучение, в зависимости от мощности заряда может составить от 17 до 25%.
Применение нейтронных боеприпасов приведет к возникновению более тяжелых радиационных поражений (диапазон доз облучения 10 53 10 54 0 рад), с особенностями течения ОЛБ, вызванными воздействиями нейтронов высоких энергий.
Защита от нейтронного излучения осуществляется путем использования экранизирующих материалов, замедляющих и поглощающих нейтроны. Эффективное замедление и поглощение нейтронов происходит при пользовании следующих материалов: для быстрых нейтронов парафина, графита, воды, пластмасс;
- для медленных нейтронов-бора, гадолиния, кадмия, индия, как правило, для эффективной защиты используя комбинации замедляющих и поглощающих веществ.
Из изложенного следует, что проникающая радиация, несмотря на то, что на нее приходится не более 10% энергии ЯВ, является не менее грозным фактором, чем другие.
Что же представляют собой очаги поражений, создаваемые факторами ЯВ?
Медико-тактическая характеристика очагов поражения ядерным оружием.
Ядерное оружие (ЯО) способно в короткий срок наносить противнику крупные потери в живой силе и боевой технике, разрушать сооружения и другие объекты, создавать обширные зоны радиоактивного загрязнения местности, а также оказывать на личный состав войск сильное психическое воздействие.
Очагом ядерного поражения называется территория, на которой под воздействием поражающих факторов ЯВ возникают разрушения, пожары, радиоактивное заражение местности и массовое поражение людей.
Воздействие ЯО людей и среду обитания зависит от многих условий. Масштабы и особенности его поражающего действия в основном определяются:
- одиночной и суммарной мощностью ядерных взрывов;
- видом взрыва;
- особенностью объекта удара (населенный пункт, открытая местность);
- рельефом местности (горная или равнинная);
- плотностью личного состава войск (населения) и его распределения в очаге взрыва или в зоне радиоактивного заражения;
- степенью защищенности людей, характером их деятельности в момент ядерного взрыва и в последующий период;
- временем суток, сезоном года;
- метеоусловиями.
Очаг ядерного поражения не имеет ярко выраженных контуров.
Внешней границей очага считается условная линия местности, где избыточное давление воздушной ударной волны составляет 0,1 кг/см 52 0.
Величина и структура санитарных потерь особенно резко изменяется в зависимости от степени внезапности нападения противника.
При воздушных ЯВ потери среди личного состава возникают практически одновременно в пределах границ очага ядерного поражения. В очагах наземных ЯВ они будут возникать не только в районе взрыва, но и на территории следа радиоактивного облака. В этом случае формирование санитарных потерь будет иметь волнообразный характер: одномоментно на территории очага ядерного поражения и через определенный отрезок времени на территории следа радиоактивного облака.
При ядерных взрывах малой мощности размеры зон поражений от действия светового излучения и ударной волны меньше, чем от проникающей радиации. Поэтому при ЯВ малой мощности среди санитарных потерь в очаге взрыва могут преобладать лучевые поражения за счет мгновенно внешнего общего гамма-нейтронного облучения изолированного или в комбинации с термическими или механическими поражениями за счет первичного и вторичного действия светового излучения и ударной волны.
С увеличением мощности ЯВ размеры зон поражения от действия ударной волны и в особенности излучения увеличиваются в большей степени, чем зоны поражающего действия проникающей радиации. В зависимости от этого изменяется также структура общих, особенно санитарных потерь в очаге взрыва.
Рассмотрим возможную структуру потерь при взрывах ядерных бомб различного калибра. При воздушных взрывах порядка 100 кт лучевого поражения среди санитарных потерь может быть в несколько раз меньше, чем нелучевых, при этом они могут быть только комбинированными.
При воздушных взрывах более 1 мт даже комбинированные лучевые поражения могут встречаться лишь к небольшом проценте случаев. В числе санитарных потерь будут находиться преимущественно лица, имеющие разнообразные несмертельные повреждения от действия светового излучения, ударной волны, вторичные и третичные поражения, зависящие от пожаров, разрушений и других действий взрывной волны и светового излучения, а также комбинированного действия этих факторов.
Следовательно, в очаге воздушного термоядерного взрыва сверхкрупного калибра могут преобладать поражения с разнообразными сочетаниями термических и травматических повреждений, возможны изолированные термические или травматические поражения, но будут отсутствовать изолированные лучевые поражения и маловероятно появление отдельных случаев комбинации лучевых поражений с термическими или травматическими.
При наземных ядерных взрывах в результате загрязнений территории очага радиоактивными ПЯВ все типы пораженных могут подвергаться дополнительному воздействию пролонгированного внешнего гамма-излучения в течение всего времени пребывания на загрязненной территории. Поэтому в структуре санитарных потерь появляются пострадавшие с комбинированными лучевыми поражениями.
При малых мощностях ядерных боеприпасов действие остаточной радиации имеет меньшее значение по сравнению с облучением за счет начального мгновенного излучения взрыва.
При больших мощностях наземных термоядерных взрывах появление комбинированных лучевых поражений в районе очага может быть обусловленно только действием пролонгированного (многочасового или многодневного) гамма-излучения.
Прогнозирование санитарных потерь в очаге носит весьма ориентировочный характер. Однако, при конкретно заданных условиях (мощность и вид взрыва) представляется возможным дать медико-тактическую классификацию и структуру санитарных потерь в очагах ядерного поражения
Различают следующие основные типы ядерных очагов:
- с радиационными поражениями (при применении нейтронных боеприпасов);
- с преимущественным радиационным поражением (при применении сверхмалых боеприпасов);
- с преобладанием комбинированных поражений (при применении малых, средних, крупных боеприпасов);
- с преимущественным термическим поражением (при применении
крупных и сверхкрупных боеприпасов);
При комбинированных поражениях один из его компонентов обычно
является ведущим, поэтому различают: комбинированные радиационные,
комбинированные травматические ожоговые поражения.
При сочетании радиационного поражения происходит взаимное отягощение патологических процессов и существенное утяжеление состояния пораженных.
Из схемы видно, что применение нейтронных боеприпасов даст"чистые" радиационные потери без травм и ожогов. С возрастанием мощности боеприпасов уменьшается вклад нейтронов в общую дозу облучения и увеличивается доля гамма-излучения. Увеличивается также процент комбинированных радиационных поражений и термических поражений без комбинаций. При применении сверхмалых и малых боеприпасов личный состав может получить в районе санитарных потерь высо-
кие дозы облучения - до 1500-5000 рад, что приведет к развитию крайне тяжелой формы острой лучевой болезни (в ряде случаев в комбинации с травматическими поражениями и ожогами). С увеличением мощности боеприпасов среди комбинированных радиационных поражений будут преобладать тяжелые формы острой лучевой болезни и среди тяжести (дозы облучения до 600 рад).
Проникающая радиация, отмечается в материалах Комиссии по излучению поражений в Хиросиме и Нагасаки, - явилась наиболее важным фактором, повлиявшим на число летальных исходов при комбинированных поражениях.
Следовательно, в целом медико-тактическая обстановка, создаваемая применением ЯО, будет чрезвычайно сложной по количеству, характеру, срокам появления санитарных потерь и трудностям организации и оказанию медицинской помощи пораженным.