Strategie Kremlu: Balancovat na hraně třetí světové války

Podle článku Rusko osamoceno: Proč nikdy ... Více

Ruská letadlová loď Admirál Kuzněcov míří k Sýrii

Ruská Severní flotila vyslala do Středozemního ... Více

Černí pasažéři NATO nechápou Donalda Trumpa

Zvolení Donalda Trumpa příštím prezidentem USA ... Více

Ruské superlehké brigády. Inspirace pro Armádu ČR?

Na základě zkušeností z bojů v Sýrii ruské ... Více

Události

Jaderné zbraně: Skalpel jaderného výbuchu, část 2.

Datum přidání 25.03.2014    Rubrika rubrika: Události     komentáře 2 komentářů    autor autor: Jan Grohmann

Minule jsme si pověděli o typech jaderných výbuchů i o průběhu tlakové vlny. Dnes si něco povíme o dalších ničivých účincích jaderné bomby – o spalujícím světelném záření a o smrtelné přímé radioaktivitě. Seriál vzniká ve spolupráci se serverem Survive Ability.

15 Kilotons, Nevada 1953 -

Foto: 15 kt, Nevada 1953; ilustrační foto / Americké ministerstvo obrany

 

Naším cílem není rozhodně vyvolat paniku, právě naopak. Jedním z největších nepřátel člověka je neznalost a nejistota. Co mám dělat, když? Co se stane, když? Jak se mám chovat? Pokud člověk zná odpovědi a získá rozhled i nadhled, jeho vnitřní jistota a sebevědomí vzroste. A to je cílem také našeho seriálu.

Světelné záření

Při jaderném výbuchu se vzduch v oblasti jaderné reakce ohřeje na tak vysoké teploty, že svítí. Vytváří se takzvaná svítící oblast o průměru až několika set metrů.

 

Povrch této oblasti je zdrojem světelného záření. Připadá na ně 10 až 35 % veškeré energie jaderného výbuchu. Při průchodu vzduchem slábne a při dopadu na povrch předmětu se mění v teplo. Světelné záření zraňuje a zabíjí osoby, zapaluje a otavuje předměty.

 

Důležitou charakteristikou světelného záření je světelný impulz. Je to množství světelné energie dopadající na plochu kolmou ke směru záření. Měří se v J/m2. Světelný impulz závisí na celkové energii světelného záření, vzdálenosti od místa výbuchu a zeslabení prostředím. Klesá se čtvercem vzdálenosti.

 

Při mlze, dešti, sněžení se světelné záření zeslabuje natolik, že, jeho role jako ničivého faktoru, se blíží nule. Zeslabení světelného záření může dojít i v důsledku jeho stínění atmosférickými oblaky, oblaky par, dýmu stoupajícího ze země, v důsledku nerovnosti terénu, rostlinstva nebo jiných předmětů.

 

Zeslabení světelného záření v lese je závislé na charakteru lesa. Hustý les zeslabuje záření až 13×, řídký les až 5×. Světelné záření dopadající na předmět se částečně odráží, částečně pohlcuje, v případě, že je předmět průsvitný, částečně prochází.

 

Pohlcená energie se mění v teplo a způsobuje ohřívání tělesa. U hořlavých materiálů může dojít k vzplanutí, nehořlavé materiály ztrácejí pevnost, deformují se, otavují a praskají.

 

Hodnoty pohlcování energie různobarevnými materiály:

Bílý materiál (nejlepší ochrana)

0,25 %

Khaki materiál

0,60 %

Červený materiál

0,70 %

Černý materiál

0,90 %

 

Bezprostředním účinkem na člověka jsou popáleniny různého stupně a poškození zraku. Popáleniny mohou vznikat jak přímým působením světelného záření, tak i vlivem požárů a účinkem horkého vzduchu v tlakové vlně.

 

Rozlišují se čtyři stupně popálenin:

Popáleniny I. stupně

Kůže je zarudlá, bolestivá, bez otoků, během hojení se odloupává.

Popáleniny II. stupně

Skvrnitá kůže s bělavými, tmavohnědými, růžovými či červenými okrsky, puchýře nebo příškvarky, bolest v místě poškození.

Popáleniny III. stupně

Voskově bílá, špinavě červená nebo hnědá a tuhá kůže, dochází k odumření tkáně, zuhelnatění, kůže neblednoucí účinkem tlaku, postižená místa nebolí.

Popáleniny IV. stupně

Zuhelnatění pokožky, tkáně pod pokožkou jsou zasaženy do hloubky.

 

Velikost světelného impulzu při výbuchu jaderné zbraň (světelný impulz je udáván v 10-3J/m3):

 Ráže v kt

 Vzdálenost v km

 

 0,5

 1

 2

 4

 6

 10

 10

 630

 147

 29

 6

 2

 0,4

 30

 1680

 420

 84

 15

 6

 1,3

 100

 8400

 1050

 210

 42

 19

 3,8

 500*

 -

 4200

 924

 189

 71,5

 17

* Raketa RT-2PM Topol (550 kt).

 

Hodnoty platné pro odkrytou pokožku:

Popáleniny I. stupně vznikají při světelném impulzu cca 15×10-3 J/m2.

Popáleniny II. stupně vznikají při impulzu okolo 20×10-3 J/m2

Popáleniny III. stupně vznikají při impulzu okolo 25×10-3 J/m2.

 

Hodnoty pro pokožku krytou oděvem:

Popáleniny I. stupně vznikají při impulzu 50×10-3 J/m2

Popáleniny II. stupně vznikají při impulzu cca 75×10-3 J/m2.

 

Světelné záření trvá podle mohutnosti jaderného výbuchu od několika desetin sekundy do několika vteřin. Ochrana pokožky před světelným zářením nepředstavuje zvláštní potíže. Libovolná neprůsvitná překážka umístěná mezi zdrojem záření a osobou slouží jako ochrana před účinky světelného záření.

 

Osoby, jež zastihne výbuch nechráněné se musí okamžitě ukrýt za překážkami, které poskytují stín. Musí však uvážit, že vzápětí následuje tlaková vlna a tudíž, že překážka musí být dostatečně mechanicky odolná.

 

V případě, že není poblíž žádný úkryt je nutné ihned zalehnout obličejem dolů, ruce skrýt pod tělo, zavřít oči a zátylek si chránit vyhrnutým límcem a pozdvihnutím ramen. Ochrana zraku spočívá v okamžitém zavření očí a položením paže na oči.

 

Video: Průběh jaderného útoku na Los Angeles věrně zobrazili filmaři. / YouTube

 

Pronikavá radiace jaderného výbuchu

Pronikavou radiaci tvoří záření gama a tok neutronů. Působí po dobu 10 až 15 sekund po jaderném výbuchu. Neutrony a gama kvanta prostupují různými materiály v závislosti na jejich hmotnosti a energii, kterou neutrony a gama kvanta nesou.

 

Gama záření pronikavé radiace

podle doby vyzařování lze gama záření rozdělit do tří základních skupin:

 

1. mžikové - (do 10-5 sec = 0,00001 sekundy)

Jeho zdrojem jsou štěpné a termonukleární reakce. Většina gama kvant, která takto vznikají, je pohlcena obalem jaderné munice. Dalším zdrojem je radiační záchyt neutronů konstrukčním materiálem munice.

 

2. krátkodobé - (od 10-5 sec do 3×10-1 sec)

Jeho zdrojem je jednak rozpad jader odštěpků po jaderném výbuchu, jež je hlavním jejich zdrojem a dále vznikají z jaderné reakce mezi neutrony a jádry dusíku ve vzduchu.

 

3. sekundové - (od 3×10-1 do 15 sekund)

Doba vyzařování závisí na mohutnosti výbuchu. Sekundové vazařování je hlavním zdrojem pronikavé radiace. Vzniká rozpadem odštěpků.

 

Energie záření gama pronikavé radiace není konstantní. Mění se v závislosti na čase podle zdroje záření. Se vzdáleností od centra výbuchu se podstatně snižuje. Gama záření při průchodu hmotným prostředím vstupuje do interakce s atomy a tím dochází k snížení jeho energie. Průměrná energie gama kvant je asi 3,2×10-12 J.

 

Polovrstva a koeficient zeslabení

Polovrstva (d1/2) je taková vrstva absorbujícího materiálu, která zachytí právě polovinu dopadajícího radioaktivního záření. Její hodnota je pro daný materiál závislá především na:

  • energii radioaktivního záření

  • vzdálenosti od zdroje záření

  • měrné hmotnosti materiálu (Ró) a jeho vlastnostech

Polovrstvy různých materiálů. Polovrstvy jsou uvedeny v centimetrech:

materiál

hustota g/cm3

štepný výbuch

termonukleární reakce

gama

neutrony

gama

neutrony

dřevo

0,7

30

10

40

14

polyetylén

0,9

22

3

30

5

voda

1,0

21

3

30

5

zemina

1,6

13

9

20

11

cihly

1,6

13

10

12

10

beton

2,3

10

9

12

10

ocel

7,8

3,5

11

3,5

12

olovo

11,3

1,1

8,7

 

 


Hodnoty koeficientu zeslabení radioaktivního záření nejsou stálé, protože závisí nejen na vlastnostech ochranného materiálu, ale také na energii dopadajícího radioaktivního záření.

 

Foto: Lidé, kteří v Hirošimě nebo Nagasaki dostal velkou dávku radiace, měly také vážné popáleniny. / U.S. National Archives and Records Administration

Foto: Lidé, kteří v Hirošimě nebo Nagasaki dostali velkou dávku radiace, měli také vážné popáleniny. / U.S. National Archives and Records Administration

 

Tok neutronů pronikavé radiace

Podle kinetické energie (Wk), kterou neutrony vlastní jsou rozdělovány do tří základních skupin:

1. rychlé neutrony (Wk > 1 MeV).

Mají velkou schopnost pronikat i silnými vrstvami vzduchu. Zpomalují se hlavně průchodem zeminou, materiálem ochranných staveb. V důsledku radiačního záchytu pohlcujícího materiálu působí vznik indukované radioaktivity.

 

2. střední neutrony (100 eV < Wk < 1 MeV)

 

3. pomalé neutrony (Wk < 1000 eV)

Snadno se pohlcují jádry atomů prostředí. Radiačním záchytem působí, vznik indukované radioaktivity v bezprostředním okolí centra výbuchu.

 

Při jaderných výbuších se uvolňují neutrony s vysokou kinetickou energií během několika mikrosekund. Jsou však většinou zpomalovány obalem jaderné munice a vytváří tak jakýsi neutronový mrak o poloměru několika set metrů a ve větší vzdálenosti se jejich účinek neprojeví.

 

Neutrony zpožděné (vyzařované několik sekund po výbuchu) již nejsou účinně brzděny obalem a mají proto velký dosah. Tvoří sice jen asi 1 % všech uvolněných neutronů, ale jejich podíl na neutronovém záření je vysoký (od 20 – 90 % záření dopadající na terén).

 

Veličiny a jednotky pro měření gama záření

Důsledkem vzájemného působení záření s hmotou je vznik druhotného záření a ionizace hmoty. To umožňuje poměrně snadné měření hustoty toku energie gama záření.

 

Měření neutronů je poměrně velmi obtížné a záření alfa a beta mají malý dosah, proto se pro kvantitativní měření používají metody založené na měření účinků záření gama na hmotu.

 

Množství záření gama se vyjadřuje nejčastěji podle jeho ionizačních účinků na hmotu, nebo podle celkového množství energie, která se pohltí při průchodu gama kvanta daným prostředím. Pro popis záření se používají veličiny expozice a dávka.

 

Upozorňujeme, že jedinou cestou jak změřit dávku radiace je použiti dozimetru!

 

1. Expozice ozáření

Expozice ozáření je veličina vyjadřující, kolik ionizujícího záření prošlo určitým bodem prostoru. Je to velikost celkového náboje iontů jednoho znaménka vzniklých v jednotkovém množství suchého vzduchu průchodem tohoto záření. Používanými jednotkami expozice jsou coulomb na kilogram (C/kg) a rentgen (R)

 

2. Expoziční rychlost

Důležitá je i závislost expozice na času, tedy expoziční rychlost, nebo-li příkon. V praxi se používá jako jednotka úrovně radiace R/h (rentgen/hodina).

 

Vzhledem k tomu že se při pohlcení záření ve hmotě dochází nejen k ionizaci atomů a molekul, používá se pro vyjádření radioaktivního záření obecnější veličina a to absorbovaná dávka.

 

3. Absorbovaná dávka

Tato veličina je nejvýraznější veličinou pro hodnocení účinků ionizujícího záření na hmotu, tedy i biologickou tkáň. Označuje se symbolem D a je definována jako poměr střední energie přímo ionizujících částic předané objemovému elementu látky o dané hmotnosti.

 

Dříve používanou jednotkou byl rad. Vztahy mezi novou jednotkou grey (Gy) a původně používanou jednotkou rad jsou: 100 (rad) = 1 J/kg = 1 Gy

 

Ničivý účinek ionizujícího záření na živé organizmy nezávisí jen na souhrnném ionizačním působení, ale i na dalších vlivech. Stejná dávka alfa záření způsobí daleko větší škody v organismu, než obdobná dávka záření gama. Proto je k účelům kvantitativního hodnocení ochrany před radioaktivním zářením používána jednotka dávkový ekvivalent.

 

4. Dávkový ekvivalent

Dávkový ekvivalent (DE) je součinem absorbované dávky (D) uvedené v radech a radiobiologického ekvivalentu (RBE).

E= D×RBE

Jednotkou je rem. 1 rem = 10 Gy

 

Hodnoty RBE jsou uvedeny v následující tabulce:

Druh záření

RBE

gama, beta, rentgenovo záření (do 3 MeV)

1

neutrony (do 10 MeV)

5

střední neutrony

7

rychlé neutrony, protony, alfa záření

10

 

Přípustné dávky ionizujícího záření:

Osoby

DE (rem/týden)

DE (rem/rok)

osoby pracující s radioaktivními materiály

0,1

5

obyvatelstvo

0,01

0,5

 

Akutní radiační syndromFoto: Akutní radiační syndrom neboli nemoc z ozáření, Hirošima / Autor neznámý

 

Průběh nemoci z ozáření

Stupeň nemoci z ozáření: 1. stupeň 100-250 rad (1-2,5 Gy)

Počáteční a skryté: Projeví se za několik hodin. Projevy jsou nevýrazné. Slabé bolesti hlavy, pocení, slabost Celková hodnota trvání cca 1 hod.

Klinicky rozvinutá nemoc: Za 2-3 týdny zvýšená potivost, únava, žaludeční nevolnost, epilace. Pokles leukocytů o 3000 v 1 mm3, trombocytů o 15000 v 1 mm3. Léčení potrvá cca 2 měsíce a nemoc končí uzdravením.

 

Stupeň nemoci z ozáření: 2. stupeň 250-400 rad (2,5-4 Gy)

Počáteční a skryté: Prvotní projevy za 2 hod, m,ohou trvat 2 dny. Bolesti hlavy, sucho a pálení v ústech, zvracení, změny v srdeční činnosti. Skryté období může trvat 2-3 týdny.

Klinicky rozvinutá nemoc: Období narůstání trvá cca 3 týdny. Nechutenství, průjmy, vnitřní krvácení, epilace. Pokles leukocytů na 1000-1500, červených krvinek na 2 miliony v 1 mm3. Růst vlasů se obnovuje po 2 měsících. období uzdravení trvá 2-2,5 měsíce.


Stupeň nemoci z ozáření: 3. stupeň 400-600 rad (4-6 Gy)

Počáteční a skryté: Prvotní příznaky se projeví do 1 hod i dříve. Bolesti hlavy, závratě, zvracení, celková slabost. Doba trvání až 2 dny. Skryté období trvá 1-3 týdny. Nemocní se cítí lépe, přetrvává nechutenství.

Klinicky rozvinutá nemoc: Na konci zkrytého období se stav zhoršuje. Zvýšená bolest hlavy, teploty 39-40 °C, zvracení, průjmy, epilace, krvácivost. Vznikají záněty v srdečně-cévním systému. Leukocyty okolo 400-500 v 1 mm3, trombocyty 10000-15000 v 1 mm3. Léčení trvá 3-6 měsíců. Při dávkách okolo 400 rad se vyléčí 50% případů.


Stupeň nemoci z ozáření: 4. stupeň nad 600 rad (>6 Gy)

Počáteční a skryté: Onemocnění se projevuje ihned po ozáření. Průběh je podobný jako u 3. stupně, ale příznaky daleko intenzivnější. Nemoc končí zpravidla během několika dní až dvou týdnů smrtí.

Klinicky rozvinutá nemoc: Množství leukocytů klesá na stovky v 1 mm3, těžká poškození dýchání a srdečné-cévního systému. při včasné hospitalizaci a intenzivním léčení může být část nemocných vyléčena.


Blesková forma nemoci nad 1000 rad (>10 Gy)

Zasažení okamžitě přestávají být schopní jakékoli činnosti a umírají během prvních dvou dnů po ozáření.

 

Udělte článku metály:

Počet metálů: 4.4 / 5

Nahlásit chybu v článku

Přidej komentář

Přidávat diskuzní příspěvky a hlasovat pro článek mohou jen registrovaní. Prosím zaregistrujte se nebo se přihlašte!

Komentáře

avatar
The Stig Datum: 27.03.2014 Čas: 22:27

Ehm.... cpt.Plesard.... je to napsaný dole ;)

avatar
cpt.Plesard Datum: 26.03.2014 Čas: 18:05

Malá technická ;)
Není to město v přiloženém videu Los Angeles?

arr