Наибольшее РЗ наблюдается при наземном ядерном взрыве: при низком воздушном оно составляет до 50%, а при высоком воздушном - до 20% величины РЗ от наземного ядерного взрыва. Опасность получения лучевой болезни на территории определяется q помощью приборов радиационной разведки (см. гл. 8). Полезно знать ориентировочные соотношения между мощностью дозы и активностью изотопа: 1 Ки/м2 эквивалентен 10 Р/ч; 1 Р/ч соответствует загрязнению 10 мКи/см2.
Степень заражения на следе РА облака неодинакова: выделяют четыре зоны, каждая из которых характеризуется дозой облучения, которая может быть получена за время полного распада выпавших здесь РВ (рис. 6.2).
Зона умеренного заражения, или зона А (наносится на карту синим цветом). Внешняя ее граница определена дозой облучения 40 рад. Зона А занимает до 80% площади всего следа.
Зона сильного заражения (наносится зеленым цветом) - зона Б. Доза облучения на ее внешней границе (одновременно это является внутренней границей зоны А) составляет 400 рад. Зона занимает до 12% площади РА следа.
Зона опасного заражения, или зона В, наносится на карту коричневым цветом. Доза облучения на ее внешней границе достигает 1200 рад. Зона занимает до 8% площади следа.
Зона чрезвычайно опасного заражения, или зона Г, наносится на карту черным цветом. Доза облучения на ее внешней границе составляет 4000 рад, а внутри зоны достигает 10 000 рад. Зона занимает до 3% площади следа РЗ.
Размеры зон РЗ зависят от мощности ЯБП, метеоусловий и, особенно существенно, - от средней скорости ветра.
В условиях сильного запыления РА продукты проникают внутрь организма и могут всасываться в кровь, а затем с потоком крови разноситься по органам и тканям. Изотопы цезия относительно равномерно распределяются в организме; йода – откладываются преимущественно в щитовидной железе, стронция и бария - в костной ткани, группы лантаноидов - в печени.


Рис. 6.2. Распределение уровней радиации по следу радиоактивного облака:
1 - след радиоактивного облака; 2 - ось следа; 3 - уровень радиации вдоль оси следа; 4 - уровень радиации по ширине следа

В результате воздействия (β-излучения изотопов, накопленных в органах и тканях, организм получает изнутри определенные дозы излучения, что и обусловливает их биологический эффект. Надо знать, что «поглощающая» доза должна быть значительной по сравнению с дозой общего облучения всего организма (так, минимальное поражающее действие на желудочно-кишечный тракт возникает при «поглощенной» дозе в 4,5 Гр, но эта же доза при общем облучении организма вызывает у 50% облученных смертельный исход). Частичное разрушение щитовидной железы наблюдается при «поглощенной» дозе более 10 Гр.
Всасывание в кровь РА продуктов зависит от физико-химических свойств и характера грунта в районе взрыва. При наземном взрыве на силикатных грунтах растворимость РА продуктов в биологической среде составляет до 2%, а при взрывах на карбонатных грунтах - до 100%. С учетом резорбции отдельных радионуклидов в кровь могут всасываться продукты взрыва от долей процента (силикатные почвы) до 25% (карбонатные). Принято считать, что 62,5% находящихся в воздухе частиц поступает в желудок, а 12,5% - задерживается в легких. Имеются данные, что органическое повреждение при ингаляции наступает лишь в том случае, если доза внешнего γ-излучения уже близка к смертельной, то есть ингаляционный путь поступления РА изотопов безопасней, чем внешнее γ-облучение (задача 5.2).
Концентрация РА продуктов в водоемах зависит от растворимости частиц и глубины слоя воды. При взрывах на силикатных грунтах растворимость РА продуктов низка, а на карбонатных почвах она может быть почти полной, то есть в зоне В при наземных ядерных взрывах на карбонатных фунтах употребление воды из открытых водоемов (особенно непроточных) опасно в течение первых 10 суток. Однако вырытые даже на загрязненной территории колодцы - из-за высоких сорбционных свойств грунта - могут обеспечить водой, годной для питья. Радиоактивность воды в открытых водоемах при выпадении РА осадков зависит от плотности их выпадения, растворимости в воде и глубины водоема.
Как показал опыт проведенного США испытания термоядерного устройства на атолле Бикини (1.03.1954 г., наземный взрыв мощностью 15 Мт), РА осадки вызвали облучение людей в ряде объектов (табл. 6.3).
Все облученные рыбаки японской шхуны заболели лучевой болезнью разной степени тяжести с развитием лучевых дерматитов (β-ожоги кожи) от контактного воздействия РА пепла. У жителей атолла Ронгелап были зарегистрированы симптомы лучевой болезни легкой степени и у 90% облученных кожные поражения, из них у 20% - язвенные поражения. Заболевания жителей атолла Ронгерик и американцев с атолла Утирик характеризовались болезненной реакцией крови на облучение и кожными поражениями, причем почти у 5% жителей - язвенными. Отсутствие язвенных поражений кожи у американского персонала можно объяснить тем, что только они знали о времени взрыва (укрылись в сооружениях, произвели смену белья и одежды, эвакуированы в более короткий срок после начала выпадения РА осадков, раньше провели спецобработку).

Таблица 6.3
Число людей, подвергшихся РА облучению

Облученные люди

Количество человек

Время облучения, ч

Доза облучения, Гр
Рыбаки японской шхуны

23

336

2,4...4
Жители атолла Ронгелап

64

46

1,75
Жители атолла Эйлингие

18

53

0,69
Персонал на атолле Ронгерик

28

22...28

0,78
Жители атолла Утирик

15

33...56

0,14

Люди могут подвергаться однократному или неоднократному (повторному) облучению. При этом суммарная доза облучения может превысить допустимую, установленную для данного контингента. Важным фактором является время облучения: успевает ли организм «ликвидировать» последствия своего радиационного поражения. Считается, что при 10%-ном радиационном поражении организм не может полностью себя восстановить, так как это порог, вызывающий отдаленные последствия облучения.
Электромагнитный импульс. Ядерный взрыв сопровождается электромагнитным излучением в виде мощного и весьма короткого импульса. При ядерном взрыве в окружающую природную среду одномоментно испускается огромное количество гамма-квантов и нейтронов, которые взаимодействуют с ее атомами, сообщая им импульс энергии. Эта энергия идет на ионизацию атомов и сообщение электронам и ионам поступательного движения от центра взрыва. Так как масса электрона значительно меньше массы атома, то электроны приобретают высокую скорость, а ионы остаются практически на месте.
Эти электроны называют первичными. Их энергии достаточно для дальнейшей ионизации среды, причем каждый первичный (быстрый) электрон образует до 30 000 вторичных (медленных) электронов и положительных ионов. Под действием электрического поля от оставшихся положительных ионов вторичные электроны начинают двигаться к центру взрыва и вместе с положительными вторичными ионами создают электрические поля и токи, компенсирующие первичные. Из-за огромной разницы в скоростях первичных и вторичных электронов процесс компенсации длится значительно дольше, чем процесс их возникновения. В результате возникают кратковременные электрические и магнитные поля, которые и представляют собой электромагнитный импульс (ЭМИ), что характерно лишь для ядерного взрыва.
Нейтроны в районе взрыва захватываются атомами азота воздуха, создавая при этом гамма-излучение, механизм воздействия которого на окружающий воздух аналогичен первичному гамма-излучению, то есть способствует поддержанию электромагнитных полей и токов.
С высотой плотность атмосферного воздуха уменьшается, и в месте взрыва наблюдается асимметрия в распределении электрического заряда. Этому может способствовать и асимметрия потока гамма-квантов, различная толщина оболочки ЯБП и наличие магнитного поля Земли. Вследствие указанных причин электромагнитные поля теряют сферическую симметрию и при наземном ядерном взрыве приобретают вертикальную направленность.
Основными параметрами ЭМИ (рис. 6.3), определяющими его поражающее действие, являются: форма импульса (характер изменения напряженности электрической и магнитной составляющих поля во времени) и амплитуда импульса (максимальная величина напряженности поля). На рис. 6.3 по оси ординат дано отношение напряженности электрического поля (Е) для наземного взрыва к максимальной напряженности поля в начальный момент взрыва. Это одиночный однополярный импульс с очень крутым передним фронтом (с длительностью в сотые доли микросекунды).