Плис М.М., Плис М.М., Рогальов М.В. Визначення та характери-

тика зон забруднення осередків ураження, що виникають (можуть виникати) в умовах надзвичайних ситуацій – Дніпропетровськ, УДХТУ, 2007.

Довідковий матеріал

В надзвичайних ситуаціях в залежності від причин їх виникнення та характеру уражаючих факторів можуть сформуватися зони ураження.

За причинами виникнення надзвичайні ситуації класифікують наступним чином:

· надзвичайні ситуації техногенного характеру;

· надзвичайні ситуації природного характеру;

· надзвичайні ситуації соціально-політичного характеру;

· надзвичайні ситуації воєнного характеру;

Ряд факторів ураження, які можуть мати місце в умовах надзвичайної ситуації наведено в таблиці №1.

Таблиця №1

Найменування факторів ураження джерела техногенної НС та їх параметри.

Найменування фактора ураження джерела техногенної надзвичайної ситуації	Найменування параметра фактора ураження джерела техногенної НС
Повітряна ударна хвиля	Надмірний тиск у фронті ударної хвилі
Тривалість фази тиску
Імпульс фази тиску
Хвиля тиску в ґрунті	Максимальний тиск
Час дії тиску
Час збільшення тиску до максимуму
Сейсмічна вибухова хвиля	Швидкість розповсюдження хвилі
Максимальне значення масової швидкості ґрунту
Час наростання напруги хвилі до максимуму
Хвиля прориву гідротехнічних споруд	Швидкість хвилі прориву
Глибина хвилі прориву
Температура води
Час існування хвилі прориву
Уламки, осколки	Маса уламка, осколка
Швидкість розлітання уламка, осколка
Екстремальний нагрів середовища	Температура середовища
Коефіцієнт тепловіддачі
Час дії джерела теплового випромінювання

Іонізуюче випромінювання	Активність радіонукліда в джерелі
Щільність радіоактивного забруднення місцевості
Концентрація радіоактивного забруднення
Концентрація радіонуклідів
Токсична дія	Концентрація небезпечної хімічної речовини в середовищі
Щільність хімічного зараження місцевості і об’єктів

1.3она хімічного забруднення

Зона хімічного забруднення небезпечною хімічною речовиною (НХР відповідає поняттю СДОР - сильно діюча отруйна речовина) – територія, яка включає осередок хімічного забруднення, де фактично розлита НХР, і ділянки місцевості над якими утворилась хмара НХР.

Зона можливого хімічного забруднення - (ЗМХЗ) – територія, у межах якої під впливом зміни напрямку вітру може виникнути переміщення хмари НХР з небезпечними для людини - концентраціями.

Форма зони можливого хімічного забруднення залежить від швидкості вітру і може бути в вигляді кола (360°), півкола (180°) і сектора з кутом в 90° і 45°.

Прогнозована зона хімічного забруднення (ПЗХЗ) – розрахункова зона в межах ЗМХЗ параметри якої приблизно визначають за формою еліпса.

Глибина ПЗХЗ дорівнює глибині ЗМЗХ, а ширина (Ш) залежить від ступеня вертикальної стійкості повітря і визначається за відповідними формулами:

- при інверсії Ш = 0,3Г^0,6 км

- при ізотермі Ш = 0,3Г^0,75 км

- при конвекції Ш = 0,3Г^0,95 км

Для кількісної характеристики токсичних властивостей конкретних НХР при їх дії через органи дихання людини застосовуються такі токсодози:

- Гранично допустима концентрація ГДК - така доза (концентрація) шкідливої речовини в одиниці об'єму або маси, яка при щоденному впливові протягом необмеженого часу не викликає будь-яких негативних змін в організмі людини. Визначається для кожної шкідливої речовини (мг/ л).

- Середня порогова токсодоза РС₅₀ - доза, яка викликає початкові симптоми ознаки ураження парами НХР (СДОР) у 50% уражених.

- Середня, що виводить із строю токсодоза IС₅₀ - доза, яка приводить до виходу із строю 50% уражених.

- Середня смертельна токсодоза LC₅₀ - доза, яка приводить до загибелі 50% людей або тварин при 2-4 годинній інгаляційній дії (ураження через органи дихання).

Небезпечна хімічна речовина (НХР) – хімічна речовина, безпосередня чи опосередкована дія якої може спричинити загибель, гостре чи хронічне захворювання або отруєння людей і (чи) завдати шкоди довкіллю.

Осередок хімічного ураження – територія в межах якої внаслідок дії небезпечної хімічної речовини виникло масове ураження людей, сільськогосподарських тварин та рослин.

Зона хімічного забруднення характеризується глибиною, шириною і площею, які залежать від кількості розлитої (викинутої) НХР, її фізико-хімічних та токсичних властивостей, метеоумов, рельєфу місцевості, наявність на ній рослинності та забудов.

В залежності від того, яка кількість населення попадає в прогнозовану зону хімічного забруднення, визначають ступень небезпеки хімічно небезпечного об'єкту, а в залежності від того, який процент площі адміністративно-територіальної одиниці попадає в зону можливого хімічного забруднення визначають хімічно небезпечну адміністративно-територіальну одиницю (АТО).

2.Зона хімічного зараження

Зона хімічного зараження (ЗХЗ) – територія, що підпала під безпосередній вплив хімічної зброї (район застосування отруйної речовини ОР) і територія над якою розповсюдилась хмара зараженого отруйною речовиною повітря з уражаючими концентраціями.

В зоні хімічного зараження можуть виникнути один або декілька осередків хімічного ураження.

Осередок хімічного ураження - (ОХУ) – це територія, в межах якої внаслідок дії хімічної зброї (отруйних речовин, як її основної компоненти) виникли умови масового ураження людей, сільськогосподарських тварин та рослин.

Хімічна зброя – це отруйні речовини та засоби доставки їх до цілі (авіація, артилерія, ракети, фугаси), основною компонентою хімічної зброї є отруйні речовини.

Отруйні речовини – це хімічні сполуки, які застосовують для наповнення хімічних боєприпасів з фізико-хімічними властивостями, що уражають не захищених людей, тварин, а також заражають повітря, воду, продукти харчування, місцевість, техніку, обладнання.

Таким чином, осередки хімічного ураження можуть мати місце в зоні хімічного зараження, а вірніше в зоні (районі) безпосереднього застосування хімічної зброї і в зоні розповсюдження пару і аерозолів отруйних речовин.

Осередок хімічного ураження характеризується:

· кількістю застосованої отруйної речовини;

· типом отруйної речовини і її стійкістю;

· кількістю уражених;

· тривалістю вражаючої дії отруйної речовини;

· масштабом, тобто площею хімічного зараження.

Два останніх фактора залежать, зокрема від метеоумов, рельєфу місцевості та її забудови, наявності рослин.

Розміри району застосування хімічної зброї залежать від способу її застосування, а розміри території на яку розповсюджується хмара ОР – від метеоумов (швидкість і напрямок вітру та ступень вертикальної стійкості повітря) та характеру місцевості. Глибина зони хімічного зараження та інші параметри що характеризують дію отруйних речовин, як основного компоненту хімічної зброї, визначаються за допомогою відповідних таблиць (див. мет. № 612) а площа зони хімічного зараження — за формулою: , де

Г_п – глибина повна – сума глибини зараження (ширина району застосування хімічної зброї) Г₁, (визначається за таблицею) і глибини розповсюдження хмари ОР - Г₂ (визначається за таблицю).

L – довжина району застосування хімічної зброї (визначається за таблицею).

а – величина залежна від ступеня вертикальної стійкості повітря:

при інверсії а = 0,05 Г_п

при ізотермії а = 0,08 Г_п

при конвекції а = 0,1 Г_п

3. Зона радіоактивного забруднення

Зони радіоактивного забруднення – це території, що виникають внаслідок радіоактивного забруднення місцевості при аварії (зруйнуванні) на АЕС або других об'єктах ядерної енергетики з викидом радіоактивних речовин.

Причинами аварії (зруйнування) на АЕС можуть бути:

· недоліки в проектуванні, будівництві та експлуатації;

· стихійні лиха (зокрема землетруси, зсуви ґрунту);

· падіння літальних апаратів на споруду з реактором;

· диверсія, тероризм;

· бойові дії в воєнний час;

Ядерний вибух реактора

На території сліду радіоактивної хмари такого вибуху виділяють такі зони (див. схема №1):,

Схема №1

· Зона надзвичайно небезпечного забруднення - Зона Г.

· Зона небезпечного забруднення - Зона В.

· Зона сильного забруднення - Зона Б.

· Зона помірного забруднення - Зона А.

· Зона радіаційної небезпеки - Зона М.

Характеристики зон див. таблиця №2.

Характер і масштаби радіоактивного забруднення місцевості
при аварії на АЕС залежать:

- від типу реактора;

- від ступеня зруйнування реактора;

- від метеоумов та рельєфу місцевості;

- від, головне, характеру вибуху (тепловий, ядерний).

Тепловий вибух (типу чорнобильського) – викид радіонуклідів у атмосферу, гідросферу і літосферу. Це обумовлює радіоактивне забруднення навколишнього середовища і опромінювання працюючого персоналу і населення.

Ядерний вибух – вибух відбувається внаслідок вибухової ядерної реакції. В такому випадку зараження навколишнього середовища буде таким, як при наземному ядерному вибуху ядерного боєприпасу.

Ступень забруднення характеризується поверхневою об'ємною щільністю зараження радіонуклідами і вимірюється активністю того чи іншого радіонукліда, яка припадає на одиницю площі (об'єму).

Таблиця №2

Характеристика зон можливого радіоактивного забруднення місцевості при аварії на АЕС з ядерним вибухом.

Зони	Доза опромінювання за перший рік після аварії, Рад.	Рівень радіації через 1 годину після аварії, Рад/год.
на зовнішній межі зони	на внутрішній межі зони	на зовнішній межі зони	на внутрішній межі зони
М. Зона радіаційної небезпеки			0.014	0.14
А. Зона помірного забруднення			0.14	1.4
Б. Зона сильного забруднення			1.4	4.2
В. Зона небезпечного забруднення >			4.2	14.2
Г. Зона надзвичайно небезпечного забруднення		Ù	14.2	Ù

Примітка: показник збільшується із заходом в глибину зони.

Одиницями вимірювання радіоактивного забруднення є Кюрі на метр квадратний Кі/км², або Беккерель на метр квадратний Бк/м². Один Беккерель дорівнює одному розпаду ядра атома за 1 секунду. Один Кюрі дорівнює 3,7*10¹⁰ розпадів на секунду.

Основними дозиметричними величинами за допомогою яких оцінюється дія радіації на людину є поглинута і еквівалентна доза її опромінювання (див. таблиця №3).

Таблиця №3

Одиниці вимірювання доз радіації

Дози	Одиниці вимірювання	Переведення одиниць
Система СІ	Старі
Експозиційна	Кулон на кг повітря	Рентген, Р	1 Кл/кг = 3876 Р 1 Р = 2,58*10-4 Кл/кг
Поглинута	Грей, Гр.	Рад	1 Гр = 100 Рад
Еквівалентна індивідуальна	Зіверт, Зв.	Бер	1 Зв = 100 Бер

Примітки:

1. Рентген. Позасистемна одиниця експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювання, що визначається по іонізуючій дії цих випромінювань на повітря. Позначається символом Р. Дозі в 1Р відповідає утворення 2,083*10⁹ пар іонів в 1см³ повітря або 1,61*1012 пар іонів в 1 г повітря.

1 Р = 2,57976*10 Кл/кг

2. Грей. Одиниця поглиненої дози випромінювання. Названо в честь англійського вченого С. Грея.

1 Гр= 100 Рад = 1 Дж/кг

3. Рад. Позасистемна одиниця поглинутої дози іонізуючих випромінювань. Відповідає енергії випромінювання в 100 ерг поглиненої речовини маса якої 1г. 1 Рад дорівнює 0.87 експозиційної дози в рентгенах, або Берах.

1 Рад = 0,01 Дж/кг = 2,388*10⁶ кал/г

4. Зіверт. Одиниця еквівалентної дози випромінювання. 1 Зв = 1000 мЗв = 100 Бер. 1 Бер = 0,01 Зв = 10 мЗв. 1 мЗв = 100 мР. При рішенні задач по прогнозуванню радіаційної обстановки використовують допуск: 1 мЗв = 100 мР.

Бер (біологічний еквівалент рентгена) – це кількість енергії будь якого виду випромінювання, яке при поглинанні в 1г біологічної тканини утворює таку ж біологічну дію, що і гамма-випромінювання при дозі в 1Р. Бер – одиниця вимірювання біологічної дози. Біологічна доза випромінювання (біологічна доза) – це кількість енергії іонізуючого випромінювання, яка визначає біологічний вплив на організм. Для характеристики біологічної дії, що утворюється різними видами іонізуючих випромінювань введено поняття відносної біологічної ефективності випромінювання (ВБЕ). Відносна біологічна ефективність – це відношення поглиненої дози зразкового випромінювання, що викликає певний біологічний ефект до поглиненої дози даного випромінювання яке дає такий же біологічний ефект. Оскільки рентгенівське і гамма-випромінювання викликають іонізацію за рахунок вторинних електронів, які утворюють таку ж лінійну цільність іонізації, що і бета-випроміміовапня, то ВБЕ для цих видів випромінювання однакова і дорівнює одиниці. Для інших видів випромінювань ВБЕ залежить від їх природи і енергії. Для альфа – і протонних випромінювань це 10, для нейтронного різних енергій від 3 до 10, для важких ядер віддачі – 20.

6. Радіоактивність– це властивість деяких природних елементів радій, уран, торій і інші, а також штучних радіоактивних ізотопів мимовільно розпадатися виділяючи при цьому невидимі і невідчутні людиною випромінювання. Такі елементи називаються радіоактивними.

7. Доза випромінювання (опромінення) – це енергія опромінення поглинена в одиниці об'єму або маси речовини за весь чає впливу випромінення. Енергія випромінювання, поглинена речовиною, втрачається на його іонізацію. Отже, доза опромінення (випромінення) характеризує рівень іонізації речовини: чім більша доза, тим більше рівень (ступінь, величина) іонізації.

Тому саме доза випромінення (опромінення) є мірою уражаючої дії радіоактивних випромінювань на організм людини, тварини або рослини. Одна і таж доза може накопичуватись за різний час, притому біологічний ефект випромінення залежить не тільки від величини дози, але і від часу її накопичення. Чим швидше одержана певна величина дози, тим більша її уражаюча дія, і навпаки.

Є три види доз: експозиційна, поглинена і еквівалентна.

8. Експозиційна доза– це доза випромінювання, що характеризує іонізаційний ефект рентгенівського та гамма-випромінювання в повітрі. Саме цю дозу вимірюють дозиметричними приладами. Вона характеризує джерело і радіоактивне поле, яке це джерело утворює. Це потенційна небезпека опромінення. Людина може зайти в це поле і опромінитись, а може і не заходити, а отже і не опромінюватися, та поле з певною дозою випромінювання залишається. Дозу вимірюють в рентгенах (Р), а в системі Сі в кулонах на кілограм (Кл/кг).

Рентген — така кількість енергії гамма-випромінювання яка при поглиненні в 1 см³ чистого сухого повітря при температурі 0°С і тиску 760 мм рт. ст. утворює 2,08*10⁹ пар іонів.

1 Р = 1000 мілірентген (мР)

1 мР = 1000 мікрорентген (мкР)

9. Поглинена доза – це кількість енергії різних видів іонізуючих випромінювань поглиненої одиницею маси середовища. За одиницю поглиненої дози опромінення прийнято джоуль на кілограм (Дж/кг) - Грей. Позасистемна одиниця - Рад. Рад - це поглинена доза випромінювання, що рівна 0.01 Дж на 1 кг опроміненої речовини.

1 Рад = 1000 мРад

1 Рад = 1,14 Р

1 Рад = 10^-2 Гр

1 Р = 0,877 Рад

1 Гр = 100 Рад

10. Еквівалентна доза опромінення враховує ту обставину, що різні види випромінювань створюють різний біологічний уражаючий ефект при одній і тій же дозі випромінювання. Наприклад, альфа-випромінювання наносить людині уражаючий ефект в 20 раз більший, ніж така-ж доза гамма-випромінювання. Щоб врахувати нерівномірність ураження від різних видів випромінювань використовується "коефіцієнт якості" (величина ВБЕ, див. пункт 5) на який необхідно помножити величину поглиненої дози від конкретного виду випромінювання, щоб отримати еквівалентну дозу. Усі національні і міжнародні норми встановлено саме в еквівалентній дозі опромінення. Позасистемна одиниця — Бер, системна — Зіверт.

1 Бер = 0.01 Зв

1 Зв = 100 Бер

1 Зв=1000мЗв

1 Бер = 10 мЗв

1 Бер = 1.04 Р = 1040 мР = 10 мЗв

1 Мзв = 104 мР

Примітка: При пргнозуванні радіаційної обстановки прийнято рахувати 1 мЗв аз 100мР.

11. В залежності від величини дози випромінювання у опромінених людей виникає променева хвороба (див. таблиця №4).

12. Рівень радіації(потужність дози випромінення) – символ „Р”. Доза випромінювання віднесена до одиниці часу (Р/год, Рад/год, Зв/год...)

Таблиця №4

Залежність тяжкості променевої хвороби від дози опромінення людей.