Надзвичайні ситуації терористичного походження 7 страница

У перший період після аварії на Чорнобильській АЕС (травень — червень 1986 р.) основним елементом забруднення сільськогоспо­дарської продукції був йод-131, який надходив в організм людини головним чином з молоком, у меншій кількості — з овочами.

У деяких районах концентрація йоду-13 у молоці досягла 1,1 • 10-" — 1,1 • 10~^бКі/л(4-Ю* — 4 • 1 0 ⁵Бк / л), що суттєво перевищувало тимча­совий допустимий рівень йоду-131 в молоці для цього періоду — 1 • 10-' Кі/л (3,7 • 1(И Бк/л).

Після аварії на ЧАЕС у перші ЗО — 40 діб щодо зараження РР критичним було молоко, заражене радіоактивним цезієм і йодом. У 1986 р. у середньому по Україні рівень забруднення молочних про­дуктів був вищим від доаварійного 1985 р. у 1440 разів.

Заходи, спрямовані на зменшення споживання молока, яке містить йод-131, дали можливість знизити дози індивідуального опромінен­ня у 5 — 20 разів. У 1990 р. вміст цезію в молоці в 33 рази перевищу­вав доаварійний. Вміст РР у м'ясі до кінця 1986 р. перевищував рівень 1985 р. у 1000 разів, а в 1990 р. він був більшим у 22 рази. В Україні всі продукти були заражені РР на тривалий строк. У 1990 р. вміст РР перевищував доаварійний (1985 р.) рівень у хлібопродук­тах — у 6 разів, у овочах — 12 разів, у картоплі — 11,6 раза, у рибі — у 164 рази.

Найбільше накопичують РР цибуля, ячмінь, помідори, капуста, цукрові буряки; гриби — маслюки, моховики; із тваринного світу — їжаки, качки; риби — соми, в'юни і лини.

Забруднення радіоактивними речовинами озер, ставків, річок і ґрунтових вод відбувається при безпосередньому осіданні з атмо­сфери або з опадами, а також за рахунок поверхневого стікання та інфільтрації в ґрунт з наступним перенесенням через водоносний горизонт у водойми. Деякі радіоізотопи осідають на дно, інші пере­ходять у розчин.

Коефіцієнт пропорційності — знаходження зв'язку між щільністю забруднення сільськогосподарських угідь (Бк/км^г) і концентрацією радіонуклідів у харчових продуктах (Бк/кг).

Основним механізмом біологічного нагромадження стають адсорб­ція і абсорбція радіонуклідів водяними рослинами і наступне поїдан­ня водяними тваринами.

Захват радіонуклідів відбувається так само, як і засвоєння їх хімічних аналогів. Коефіцієнт нагромадження (КН) — це співвідно­шення концентрації даного елемента або радіоізотопи в організмі (мкКі/г сирої речовини) і у воді (мкКі/л).

Високий вміст у воді мінеральних речовин знижує КН рутенію, радію, урану і плутонію у 2 — 3 рази. При надходженні стронцію-90 і цезію-137 КН в організмі риб може значно коливатися, оскільки для стронцію-90 КН обернено залежить від вмісту у воді кальцію, тоді як для цезію-137 — від вмісту в ній калію. Стронцій-90 легко акумулюється водяними організмами. КН для нього варіює від 0,7 у всеїдних риб до більше 700 у безхребетних. Концентрація строн- цію-90 у скелеті риб може бути в 100 разів вищою, ніж у м'яких тканинах. Цезій-137 присутній у прісній воді у вигляді одновалент­ного катіона. КН для цезію у прісній воді становить від 100 до 10 000.

Середня летальна поглинута доза для дорослої риби від 1000 до 2000 рад, для ракоподібних — 800 —100 000 рад, молюсків — 2000 — 20 000 рад.

У великих водоймах, особливо річках, швидко зменшується вміст радіонуклідів, але це не стосується дна. У невеликих водоймах із стоячою водою забруднення залишається тривалий час.

Води Дніпровського каскаду водосховищ забруднені в основному радіонуклідами стронцію-90, цезію-137 і цезію-134.

Через 10 років після аварії в донних відкладеннях водосховищ Дніпра сумарний вміст цезію-137 становив 4,5 — 5,2 тис. Кі, а строн- цію-90 — близько 1,5 Кі. У колодязях радіоактивного забруднення в травні—червні 1986 р. практично не було. В окремих випадках вияв­лені йод-131 та інші радіонукліди.

Електромагнітний імпульс

Ядерні вибухи в атмосфері й більш високих шарах призводять до виникнення потужних електромагнітних полів з довжиною хвиль від 1 до 1000 м і більше. Ці поля через короткочасне існування називають електромагнітним імпульсом (ЕМІ). ЕМІ виникає при ядерному ви- бусі у воєнний час, у мирний час — при випробуванні ядерної зброї або ядерних аваріях і катастрофах в атмосфері й космосі.

Основною причиною виникнення ЕМІ тривалістю менше 1 с вва­жають взаємодію гамма-променів і нейтронів ядерного вибуху з ато­мами газів повітря, внаслідок чого з них вибиваються електрони (ефект Комнтона) і хаотично розлітаються в середовищі позитивно заряджених атомів газів. Важливе значення має також виникнення асиметрії в розподілі просторових електричних зарядів, пов'язаних з особливостями поширення гамма-променів і утворення електронів.

Гамма-промені, які випускаються із зони вибуху в напрямі по­верхні землі, поглинаються в більш щільних шарах атмосфери, ви­биваючи з атомів повітря швидкі електрони, які летять у напрямку гамма-променів зі швидкістю світла, а позитивні іони (залишки атомів) залишаються на місці. У результаті поділу і переміщення позитивних і негативних зарядів у цій області й у зоні вибуху, а також при взаємодії зарядів з геомагнітним полем Землі утворю­ються елементарні й результуючі електричні та магнітні поля ЕМІ, які досягають поверхні землі в зоні радіусом кількох сотень кіло­метрів. Виникають сильні поперечні токи і утворюється подібність великої "плоскої антени", яка випромінює потужний ЕМІ з часом наростання порядка 10 не і тривалістю більше 230 не; зі смугою частот від 10 кГц до 100 Мгц. Залежно від висоти ядерного вибуху за інших однакових умов змінюються характер, інтенсивність ЕМІ і дальність його поширення.

При наземному і низькому повітряному вибуху уражаюча дія НМІ спостерігається на відстані кількох кілометрів від центру ви­буху. Під час ядерного вибуху на висотах від 3 до 25 км утворюєть­ся симетричне джерело генерації, але радіус поширення ЕМІ зали­шається обмеженим внаслідок сильного поглинання гамма-випр омі - нювання в щільних шарах атмосфери.

Найбільшу уражаючу дію має ЕМІ, що виникає при екзоатмо- сферному вибуху (більше 40 км). Зі збільшенням висоти вибуху збіль­шується і район джерела генерації ЕМІ, досягаючи в діаметрі тисячі кілометрів і товщини 20 — 40 км. Так, під час вибуху на висоті 80 км

ЕМІ буде поширюватися на площі радіусом 960 км, а під час вибуху на висоті 160 км — на площі радіусом 1400 км. Екзоатмосферний ЕМІ характеризується дуже малим часом наростання (декілька сот наносекунд), високою інтенсивністю електричного поля (більше 50 кВ/хв) і магнітного поля (близько 130 А/хв). Розряд блискавки порівняно з ЕМІ має значно більшу тривалість зростання і спаду (5 — 300 мке), створює дуже потужні поля (близько 100 кВ/хв), несе значно більшу енергію, але спектр частот становить близько 10 Мгц, тоді як для ЕМІ він більше — 100 Мгц. Пікове значення ЕМІ може досягти 50 000 В/хв, що дорівнює всій енергії яка випроміню­ється в радіочастотній частині спектра.

Частотні характеристики ЕМІ і форми хвиль показані на рис. 8.

Уражаюча дія ЕМІ обумовлена виникненням напруги і струмів у провідниках різної довжини, розміщених у повітрі, землі.

ЕМІ захвачують спектр частот від десятків до кількох сотень мега­герц, тобто діапазон, в якому працюють установки електропостачан­ня, зв'язку і радіолокації.

Напруженість електромагнітного поля, створюваного ЕМІ, дося­гає 50 000 В/м, тоді як у радіолокації вона не перевищує 200 В/м, а у зв'язку — 10 В/м.

У серпні 1958 р. у момент заатмосферного термоядерного вибуху, проведеного СПІА над островом Джонсон, на Гавайях, які знаходяться за 1000 км від епіцентру вибуху, погасло осві­тлення на вулицях. Це стало­ся в результаті дії ЕМІ на по­вітряні лінії електропередач, які відіграли роль протяжних антен.

а

Рис. 8. Характеристика ЕМІ: а — порівняння частотних характери­стик: 1 — частота; 2 — ЕМІ; 3 — засо­би зв'язку; 4 — розряд атмосферної блискавки; 5 — радіолокатори; 6 — порівняння форм хвилі: 6 — час; 7 — ЕМІ; 8 — розряд атмосферної блис­кавки

Величина ЕМІ залежно від ступеня асиметрії вибуху може бути різною — від десятків до сотень кіловольт на метр анте­ни, тоді як чутливість звичай­них УДК-приймачів становить кілька десятків або сотень мі­кровольт. Так, у разі наземно­го вибуху потужністю 1 Мт на­пруженість поля на відстані З км становить близько 50 кВ/м,
а на відстані 16 км — 1 кВ/м. А у разі заатмосферного вибуху такої ж потужності напруженість поля становитиме тисячі кіловольт на метр площі в кілька тисяч квадратних кілометрів земної поверхні.

Час наростання ЕМІ до максимального становить кілька мільярд­них частинок секунди, що значно менше часу спрацьовування відо­мих електронних систем захисту. Це значить, що в момент приходу ЕМІ чутливе електронне обладнання одержить дуже велике пере­вантаження, протистояти якому воно не зможе.

Параметри ЕМІ залежать від потужності й висоти вибуху, а також відстані від епіцентру вибуху. При вибухах над атмосферою на висоті понад 100 км мегатонного діапазону створюються ЕМІ, які охоплю­ють своєю дією велику територію, багато тисяч квадратних кілометрів.

Магнітні й електричні поля ЕМІ характеризуються напружені­стю поля. У динаміці імпульс ЕМІ — це швидко затухаючий колив­ний процес з кількома квазіпівперіодами (рис. 9).

Уражаюча дія ЕМІ в приземній області й на землі пов'язана з

акумулюванням його енергії довгими ме­талевими предметами, рамними і каркас­ними конструкціями, антенами, лініями електропередачі та зв'язку, в них виника­ють сильні наведені струми, які руйнують підключене електронне та інше чутливе устаткування. У районі дії ЕМІ безпосе­редній контакт людини зі струмопровід- ними предметами небезпечний.

ЕМІ уражає радіоелектронну і радіо­технічну апаратуру. В провідниках інду­куються високі напруги і струми, які мо­жуть призвести до постійних або тимча­сових пошкоджень ізоляції кабелів, відключення реле і переривників, пошкодження елементів зв'язку, магнітних запам'ятовуючих при­строїв у ЕОМ і системах передачі даних тощо. Найбільш уразливими елементами обладнання є напівпровідникові прилади — транзистори, діоди, кремневі випрямлячі, інтегруючі ланцюги, цифрові процесори, управляючі й контрольні прилади. Чутливі до пошкодження ЕМІ тран­зистори звукової частоти, перемикаючі транзистори, інтегруючі ланцюги та ін.

Особливо чутливими до впливу ЕМІ є 6 основних груп об'єктів і систем:

Рис. 9.Зміна напруже­ності поля електромагніт­ного імпульсу: а — початкова фаза; б — ос­новна фаза; в — тривалість першого квазі-півперіоду

1) системи передачі електроенергії: повітряні ЛЕП, кабельні лінії, різні види з'єднувальних ліній і повітряна електропроводка;

2) системи виробництва, перетворення і накопичення енергії: елект­ростанції, генератори постійного і змінного струму, трансформатори, перетворювачі струмів і напруг, комутатори і розподільні пристрої, електричні батареї і акумулятори, паливні, сонячні й термоелементи;

3) системи регулювання і управління: електромеханічні й елект­ронні датчики та інші елементи автоматики, комп'ютерні установки, мікропроцесори;

4) системи споживання електроенергії: електродвигуни і елект­ромагнітні, нагрівальні, холодильні, вентиляційні, освітлювальні установки та кондиціонери;

5) системи електротяги: електроприводи, напівпровідникові та інші типи перетворювачів;

6) системи радіозв'язку, передачі, зберігання і накопичення інфор­мації: антени, хвилеводи, коаксильні кабелі, електронні прилади, ра­діопередавачі, радіоприймачі, установки автономного електропоста­чання, змішувачі, телефонні апарати, телеграфні установки, зазем­лені кабелі й проводи, АТС.

Найбільш стійкі до ЕМІ вакуумні електронні прилади, які вихо­дять із ладу при енергії 1 Дж. Величина енергії ЕМІ залежить від ширини періоду частот антенних систем.

Більшість систем зв'язку працюють у діапазоні частот від се­редніх до ультрависоких і будуть пошкодженими залежно від робо­чого періоду частот. Радіолокаційні системи менше пошкоджують­ся від ЕМІ, тому що вони працюють у періоді частот, де щільність енергії ЕМІ невелика. Іскріння, яке виникає під впливом високого електричного поля ЕМІ, може спричинити спалахування парів бен­зину та інших налив у сховищах.

Якщо ядерний вибух стався поблизу лінії електропостачання, зв'язку великої довжини, то наведені в них напруги можуть поши­рюватися по проводах на багато кілометрів, пошкоджувати апарату­ру й уражати людей, які знаходяться на безпечній відстані відносно інших уражаючих факторів ядерного вибуху.

ЕМІ небезпечний і за наявності міцних споруд, розрахованих на стійкість проти ударної хвилі наземного ядерного вибуху, проведе­ного на відстані кількох сотень метрів.

Сучасний рівень знань про природу і властивості ЕМІ дає мож­ливість розробити захист від нього і впровадити заходи захисту до яких входять схеми, стійкі до електромагнітної інтерференції, радіо­електронні елементи стійкі до ЕМІ, екранування окремих пристроїв або цілих електронних систем.

2.6. Осередок хімічного ураження