Касьянов М.А., Гуляєв В.П., Друзь О.М., Коструб В.О. Прилади радіаційної, хімічної розвідки та дозиметричного контролю, газоаналізатори. Навчальний посібник

Подождите немного. Документ загружается.

163

експ

= 0,877D

погл

Поглинена й експозиційна дози випромінювань, віднесені до одиниці

часу, називаються потужністю поглиненої й експозиційної доз.

Потужність експозиційної дози -випромінювання можна визначити,

якщо відома іонізаційна -постійна, що характеризує даний радіонуклід.

Розрізняють диференціальні і повні -постійні. Диференціальна -постійна

відноситься до визначеного моноенергетичної лінії -спектра ізотопу. По-

вна -постійна (К ) дорівнює сумі диференціальних -постійних.

Повна іонізаційна -постійна, або просто іонізаційна -постійна, да-

ного ізотопу визначається як потужність експозиційної дози в рентгенах за

годину, що створюється точковим ізотопним -джерелом активністю в 1

мКі на відстані 1 см без початкової фільтрації. Відповідно до визначення

іонізаційна -постійна:

,./

мКігодсмP

де Р - потужність експозиційної дози, Р/год; R - відстань, см; А - актив-

ність, мКі.

Для порівняння потужності дози від джерел -випромінювання, що

мають різні -постійні, використовують точкове джерело радію активніс-

тю 1 мКі з фільтром із платини товщиною 0,5 мм, що знаходиться в рівно-

вазі зі своїми продуктами розпаду і створює на відстані 1 см потужність

експозиційної дози, що дорівнює 8,4 Р/год. Іонізаційна дія -

випромінювання будь-якого радіонукліда оцінюється порівнянням його з

іонізаційною дією радієвого еталонного джерела при однакових умовах

вимірювання і виражається в міліграм-еквівалентах радію (мг-екв Ra) або

грам-еквівалентах радію (г-екв Ra). Активність будь-якого радіонукліда,

що створює таку ж потужність експозиційної дози -випромінювання, як і

1 мг (1 мКі Ra), при рівних умовах вимірювання називається міліграм-

еквівалентом Ra.

Гама-еквівалент будь-якого радіонукліда може бути знайдений за

співвідношенням:

K Q

= 8,4m,

де К - постійна будь-якого - випромінюючого нукліда; Q

- активність х,

мКі; m - активність, мг-екв Ra.

164

ВЗАЄМОДІЯ - ЧАСТОК З РЕЧОВИНОЮ

Вивчення процесів взаємодії випромінювань з речовиною необхідно

для розуміння принципів дії дозиметричної і радіометричної апаратури і

фізики захисту від випромінювань.

В даний час відомо близько 40 природних і більш 200 штучних -

активних ядер. Альфа-розпад характерний для важких елементів (урану,

торію, полонію, плутонію й ін.). У результаті -розпаду "материнське"

ядро з атомним номером Z і масовим числом А перетворюється в нове,

"дочірнє" ядро з атомним номером Z - 2 і масовим числом А - 4. Як прик-

лад - розпаду можна навести розпад

239

Rа:

235

239

HeURa

Альфа-частки - це позитивно заряджені ядра гелію. Вони мають ве-

лику іонізуючу і малу проникаючу здатність. На початку пробігу, коли -

частка має більшу енергію (швидкість), питома іонізація буде менше, ніж

наприкінці шляху. Частка, що має меншу швидкість, більш ефективно вза-

ємодіє з електронами оболонки атомів середовища. Найбільша питома

іонізація відзначається в останній третині довжини пробігу частки.

Пробіг -часток радіоактивних елементів у повітрі приблизно 11 см,

у більш щільних середовищах він ще менше; так, у м'яких тканинах люди-

ни пробіг -часток виміряється мікронами.

Проходячи через шар речовини, -частки зазнають пружне розсію-

вання на електронах і ядрах атомів і непружні зіткнення з орбітальними

електронами.

При непружних зіткненнях електричне поле -частки, взаємодіючи з

зовнішніми електронами атомів і молекул, прискорює електрони, перебо-

рюючи їх взаємодію з ядрами атомів, що приводить до процесів іонізації і

порушення атомів і молекул, а іноді і до дисоціації молекул. При цьому -

частки утрачають свою енергію.

ВЗАЄМОДІЯ -ЧАСТОК З РЕЧОВИНОЮ

Бета-випромінювання складається з -часток (електронів або позит-

ронів), що випускаються при -розпаді радіоактивних ізотопів. До -

розпаду відноситься також електронне захоплення, тобто захоплення

атомним ядром одного з електронів навколишньої оболонки електронного

ядра. Масове число ядра при -розпаді не змінюється.

При електронному -розпаді відбувається перетворення нейтрона в

протон, заряд ядра і його порядковий номер збільшуються на одиницю.

Електронний розпад характерний для ядер з надлишковою кількістю ней-

тронів. Прикладом електронного -розпаду може служити розпад

Sr:

165

YSr

При позитронному -розпаді відбувається перетворення протона в

нейтрон, що супроводжується утворенням і викидом з ядра позитрона.

Заряд ядра і його порядковий номер зменшуються на одиницю. Позитрон-

ний -розпад спостерігається у випадку нестійких ядер з надлишковим

числом протонів. Прикладом позитронного -розпаду може служити роз-

пад радіонукліда натрію по реакції:

NeNa

При електронному захопленні один із протонів ядра перетворюється

в нейтрон, у результаті чого заряд зменшується на одиницю.

Бета-частки в повітрі на своєму шляху створюють у декілька сотень

разів менше іонів, ніж -частки. Бета-частки, що випускаються атомними

ядрами при радіоактивних перетвореннях, мають різну енергію; тому і їх

пробіг у речовині неоднаковий. Ослаблення потоку -часток речовиною

відбувається поступово. Шар речовини, що дорівнює довжині пробігу -

часток, з максимальною енергією, цілком загальмує усі -частки, що ви-

пускаються даними радіонуклідами.

Бета-частки при взаємодії з атомами середовища відхиляються від

свого первісного напрямку. Тому шлях, який проходе -частка в речовині,

являє собою не пряму лінію, як у -часток, а ламану. Взаємодіючи з речо-

виною середовища, -частки часто проходять поблизу атомних ядер. Під

впливом позитивного заряду ядра негативно заряджена -частка різко га-

льмується і втрачає при цьому частину своєї енергії. Енергія, втрачена -

часткою при гальмуванні, випромінюється у виді гальмового рентгенівсь-

кого випромінювання. Зі збільшенням енергії -часток і середнього атом-

ного номера середовища гальмове рентгенівське випромінювання зростає.

Найбільш високо енергетичні -частки можуть пройти шар алюмінію до 5

мм. Іонізуюча здатність їх менше, ніж у -часток.

ВЗАЄМОДІЯ -ВИПРОМІНЮВАННЯ З РЕЧОВИНОЮ

Гама-випромінювання, що випускається атомними ядрами при радіо-

активних перетвореннях, має енергію від декількох тисяч до декількох

мільйонів електрон-вольтів. Поширюється воно, як і рентгенівське випро-

мінювання, у повітрі зі швидкістю світла. Іонізуюча здатність -

випромінювання значно менше, ніж - і -часток. -випромінювання - це

електромагнітні випромінювання високої енергії.

Механізм взаємодії випромінювання з речовиною залежить як від

властивостей середовища, так і від енергії випромінювання. Енергія фото-

нів у свою чергу визначається частотою і відповідно довжиною хвилі ви-

166

промінювання. Зі збільшенням енергії випромінювання і зменшенням до-

вжини хвилі міняється і механізм взаємодії квантів з атомами і молекула-

ми середовища. -випромінювання володіє великою проникаючою здатні-

стю, що змінюється в широких межах.

КОРОТКА ХАРАКТЕРИСТИКА СИЛЬНОДІЮЧИХ

ОТРУЙНИХ РЕЧОВИН

Деякі об'єкти народного господарства мають іноді значні запаси си-

льнодіючих отруйних речовин (СДОР), які використовуються ними в про-

цесі виробництва. Руйнування ємності зі СДОР у випадку виробничих

аварій або нападу супротивника може бути причиною виникнення вто-

ринних осередків хімічної поразки, привести до збільшення числа саніта-

рних втрат і ускладнити їхню структуру.

В зонах можливого хімічного зараження проживає близько 20 млн.

чоловік, що становить 38,5% населення. 321 адміністративно-

територіальна одиниця (АТО) має ступінь хімічної небезпеки, з них до

першого ступеня відносяться 154 АТО, до другого - 47 АТО, до третього -

108 АТО.

Сильнодіючі отруйні речовини (СДОР) - це токсичні хімічні речови-

ни, що застосовуються в господарських цілях і здатні при витіканні зі

зруйнованих чи ушкоджених технологічних ємностей, сховищ і устатку-

вання, викликати масові ураження людей.

За своїми вражаючими властивостями СДОР поділяються на такі

групи:

- речовини з переважно задушливою дією (хлор, фосген, хлорпікрин

та ін.);

- речовини переважно загальноотруйної дії (окис вуглецю, ціаністий

водень та ін.);

- речовини задушливої та загальноотруйної дії (аміак, акрилонітрол,

азотна кислота й окисли азоту, сірчистий ангідрид, фтористий водень);

- речовини, які діють на генерацію, проведення і передачу нервового

імпульсу - нейротропні отрути (сірковуглець, тетраетилсвинець, фосфоро-

рганічні сполуки й ін.);

- речовини задушливої і нейротропної дії (аміак, гептил, гідрозин та

ін.);

167

- метаболічні отрути (окис етилену, дихлоретан та ін.). Токсичність

властивостей СДОР, яка визначає їх отруйність, що характеризується сме-

ртельною, вражаючою і граничною концентрацією.

За ступенем токсичності СДОР, які надходять в організм через орга-

ни дихання і шлунково-кишковий тракт, можна розділити на шість груп

(таблиця 5.2).

Таблиця 5.2

Класифікація СДОР за ступенем токсичності

Групи токсичності

Середня смертельна чи частково смертельна концентрація

Надзвичайно токсичні

менше 1

Високотоксичні

1-5

Сильнотоксичні

6-20

Помірнотоксичні

21-80

Малотоксичні

81-160

Практично нетоксичні

більше 160

До надзвичайно і високотоксичних СДОР відносяться сполуки ми-

ш'яку, ртуті, кадмію талію, свинцю, цинку, нікелю, заліза, фосфору, хлору,

брому, синильної кислоти і деякі інші сполуки.

До сильнотоксичних хімічних речовин відносяться сірчана, азотна, со-

ляна, ортофосфорна, оцтова й ін. кислоти, луги (аміак, їдкий калій, натрій,

хлористий і бромистий метил), деякі сильнодіючі сполуки (гідроз, нітро-

толуол, нітробензол).

Особливу групу представляють пестициди — препарати для бороть-

би зі шкідниками сільського господарства, багато з яких досить токсичні

для людини.

Як кількісну характеристику вражаючої дії різних токсичних для лю-

дей і тварин сполук використовують поняття токсодози.

Токсодоза - кількість речовини (в одиницях ваги), віднесена до оди-

ниці об'єму і до одиниці часу. Токсодоза характеризує кількість токсичної

речовини, поглинутої організмом за певний інтервал часу.

Території, які потрапили під вплив СДОР у результаті аварії на ХНО,

поділяють на зони:

зона смертельних токсодоз (надзвичайно небезпечного зараження) -

зона, на зовнішній межі якої 50% людей одержують смертельні ураження;

зона вражаючих токсодоз (небезпечного зараження) — зона, на зов-

нішній межі якої 50% людей втрачають працездатність, їм потрібна меди-

чна допомога чи навіть госпіталізація;

дискомфортна (гранична) зона - зона, на зовнішній межі якої люди

відчувають дискомфорт, у них починаються загострення хронічних захво-

рювань або з'являються перші ознаки інтоксикації.

168

Масштаби і тривалість зараження СДОР при аварії на ХНО обумо-

влюються:

- фізико-хімічними властивостями СДОР;

- кількістю СДОР, викинутих на місцевість, в атмосферу, у воду;

- метеорологічними умовами;

- оперативністю оповіщення і вживання заходів;

- підготовленістю обслуговуючого персоналу до ліквідації наслідків

розливу СДОР;

- характеристиками об'єктів зараження (для місцевості - наявністю і

характером рослинного покриву, місцями можливого застою повітря; для

води - площею поверхні, глибиною, швидкістю течії, наявністю ґрунтових

вод, характеристикою прибережних ґрунтів; для населення - ступенем за-

хищеності від ураження СДОР, характером діяльності; для матеріальних

засобів — характеристикою матеріалів, які підпали під зараження, у тому

числі пористістю, наявністю і складом лакофарбових покриттів).

Тривалість хімічного зараження приземного шару повітря парами і

тонкодисперсними аерозолями СДОР, при їх відсутності на місцевості в

рідкому чи твердому стані, може коливатися від десятків хвилин до декі-

лькох діб.

Тривалість зараження місцевості, техніки й інших матеріальних засо-

бів СДОР у грубодисперсному аерозольному, краплиннорідкому, рідкому

станах може виявитися в межах від декількох годин до декількох місяців.

Ураження людей і тварин відбувається унаслідок вдихання за-

раженого повітря (інгаляційне), контакту із зараженими поверхнями (кон-

тактно-резорбтивно), через шлунково-кишковий тракт (перорально) у ре-

зультаті вживання заражених продуктів харчування.

через шкірні покриви, слизові оболонки і поверхні ран (резорбтивно)

та іншими шляхами. В результаті впливу СДОР на організм людини, крім

безпосередніх уражень, можуть спостерігатися і віддалені генетичні нас-

лідки.

Відповідно до нормативних документів (НАКАЗ №73/82/64/122 від

27.03.2001 зареєстровано в Міністерстві юстиції України 10 квітня

2001 р. за №326/5517. Про затвердження Методики прогнозування нас-

лідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при аваріях на промис-

лових об’єктах і транспорті.) передбачена така термінологія:

Аварія з небезпечними хімічними речовинами (НХР) — це подія тех-

ногенного характеру, що сталася на хімічно небезпечному об’єкті внаслі-

док виробничих, конструктивних, технологічних чи експлуатаційних при-

чин або від випадкових зовнішніх впливів, що призвела до пошкодження

технологічного обладнання, пристроїв, споруд, транспортних засобів з

169

виливом (викидом) НХР в атмосферу і реально загрожує життю, здоров’ю

людей.

Вторинна хмара НХР — це хмара НХР, яка виникає протягом певно-

го часу внаслідок випару НХР з підстильної поверхні (для легко летючих

речовин час розвитку вторинної хмари після закінчення дії первинної хма-

ри відсутній, для інших речовин він залежить від властивостей НХР, стану

обвалування та температури повітря).

Зона можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ) — територія, у межах

якої під впливом зміни напряму вітру може виникнути переміщення хмари

НХР з небезпечними для людини концентраціями.

Зона хімічного забруднення НХР (ЗХЗ) — територія, яка включає осе-

редок хімічного забруднення, де фактично розлита НХР, і ділянки місце-

вості, над якими утворилась хмара НХР.

Небезпечна хімічна речовина (НХР) — хімічна речовина, безпосеред-

ня чи опосередкована дія якої може спричинити загибель, гостре чи хроні-

чне захворювання або отруєння людей і (чи) завдати шкоди довкіллю.

Первинна хмара НХР — це пароподібна частина НХР, яка є в будь-

якій ємності над поверхнею зрідженої НХР і яка виходить в атмосферу

безпосередньо при руйнуванні ємності без випару з підстильної поверхні.

Прогнозована зона хімічного забруднення (ПЗХЗ) — розрахункова зо-

на в межах ЗМХЗ, параметри якої приблизно визначаються за формою

еліпса.

Хімічно небезпечний об’єкт (ХНО) — промисловий об’єкт (підприєм-

ство) або його структурні підрозділи, на якому знаходяться в обігу (виро-

бляються, переробляються, перевозяться (пересуваються), завантажуються

або розвантажуються, виконуються у виробництві, розміщуються або

складуються (постійно або тимчасово), знищуються тощо) одне або декі-

лька НХР (до ХНО не належать залізниці).

Хімічно небезпечна адміністративно-територіальна одиниця

(ХАТО) — адміністративно-територіальна одиниця, до якої зараховуються

області, райони, а також будь-які населені пункти областей, які потрапля-

ють у ЗМХЗ при аваріях на хімічно небезпечних об’єктах.

Хмара НХР — суміш парів і дрібних крапель НХР з повітрям в обся-

гах (концентраціях), небезпечних для довкілля (вражаючих концентраці-

ях). Розрізняють первинну і вторинну хмару забрудненого повітря.

Довгострокове прогнозування здійснюється заздалегідь для визна-

чення можливих масштабів забруднення, сил і засобів, які залучатимуться

для ліквідації наслідків аварії, складення планів роботи та інших довго-

строкових (довідкових) матеріалів.

170

Аварійне прогнозування здійснюється під час виникнення аварії за

даними розвідки для визначення можливих наслідків аварії і порядку дій в

зоні можливого забруднення.

Стисла характеристика основних НХР (СДОР)

Хлор

Ступінь токсичності 2.

1. Основні властивості: зеленувато-жовтий газ з характерним запа-

хом, важчий за повітря, малорозчинний у воді, при викиді в атмосферу

димить. Накопичується у низьких ділянках поверхні, підвалах, тунелях

тощо.

2. Вибухо- та пожежонебезпечність: не горючий. Ємності можуть

вибухати в разі нагрівання.

3. Небезпека для людини: можливий смертельний наслідок при вди-

ханні. Пари діють на слизову оболонку шкіри, що викликає опіки слизової

дихальних шляхів, шкіри та очей.

У разі враження спостерігається різкий загрудинний біль, сухий ка-

шель, блювота, порушення координації, задишка, різь в очах, сльозотеча.

4. Ступінь захисту: ізолюючий протигаз, фільтрувальний протигаз

марки В, захисний одяг.

5. Дегазація: місце розливу залити водою, вапняним молоком, розчи-

ном питної або каустичної соди. Для зменшення глибини розповсюдження

використовують постановку водяних завіс за допомогою пожежних ма-

шин, мотопомп тощо.

6. Заходи першої допомоги:

а) долікарська: винести на свіже повітря, дати зволожений кисень.

При відсутності дихання зробити штучне дихання методом ―рот у рот‖.

Слизову та шкіру промити 2%-ним розчином питної соди не менше 15

хвилин;

б) лікарська: в очі — преднізолонова мазь, від кашлю - усередину ко-

деїн 0,015 або діопін 0,02. При задишці — п/к 0,1%- ний розчин атропіну 1

мл, 1%-ний розчин димедролу 1 мл, знеболювальні засоби. Сечогінні за-

соби — в/в 2%-ний розчин лазиксу — 2-4 мл.

в) госпіталізація!

Хлор до теперешнього часу втратив значення як бойова ОР, однак

досить широко використовується в різних галузях виробництва. Руйну-

вання ємностей із хлором приводить до утворення хмари хлору, що унас-

лідок великої відносної щільності газу стелиться по землі, заповнюючи всі

поглиблення на місцевості і проникаючи в усі заглиблені негерметизовані

укриття.

171

У малих і середніх концентраціях хлор викликає печіння і різь в очах,

почуття стиснення і біль за грудиною, першіння в горлі, з'являються сльо-

зотеча і сухий болісний кашель, спазми гортані. У великих концентраціях

хлор досить швидко викликає набряк легень, що протікає приблизно так

само, як і при поразках ОР задушливого типу. У людини, що попала в ат-

мосферу з дуже високими концентраціями парів хлору, швидко настають

утрата свідомості і смерть від зупинки дихання, що є наслідком опіку ле-

гень парами хлору.

Аміак

Ступінь токсичності 4.

1. Основні властивості: безбарвний газ з різким запахом, важчий за

повітря, розчинний у воді, при викиді в атмосферу димить.

2. Вибухо- та пожежонебезпечність: горючий газ, горить при наяв-

ності постійного джерела вогню. Ємності можуть вибухати у разі нагрі-

вання. Пара утворює з повітрям пожежонебезпечні суміші.

3. Небезпека для людини: небезпечний при вдиханні. У разі високих

концентрацій можливий смертельний наслідок. Викликає сильний кашель,

задуху. Пара діє дуже подразливо на слизові оболонки та шкіряні покрови,

викликає сльозотечу. Взаємодія зі шкірою викликає обмороження.

4. У разі ураження спостерігається серцебиття, порушення частоти

пульсу, нежить, кашель, утруднене дихання, печіння, почервоніння і свер-

біння шкіри, різь в очах, сльозотеча.

Аміак - безбарвний газ різкої дратівної дії. Застосовують у холодиль-

ній промисловості як холодоагент, як енергійний поглинач тепла при ви-

парах, а також для одержання азотних добрив. Аміак викликає сильне роз-

дратування дихальних шляхів, а при високих концентраціях порушення

центральної нервової системи. При впливі невеликих концентрацій аміаку

виникають легкі явища риніту, фарингіту, трахеїту, бронхіту, що продов-

жуються 3-5 днів. При виникненні високих концентрацій аміаку спостері-

гаються сильний кашель, біль і стиснення в груди, виникає дифузійний

слизово-гнійний бронхіт. При важкому перебігу поразки можуть виникати

спазми голосової щілини, пневмонії і набряк легень.

Перша медична допомога при гострих отруєннях аміаком полягає у

швидкому виносі уражених із зараженої атмосфери, звільненні від одягу,

що стискує, подачі кисню. При поразці очей рекомендується рясне проми-

вання їх водою. Формування повинні працювати в протигазах і користува-

тися засобами захисту шкіри.

Азотна кислота й оксиди азоту є надзвичайно токсичними з'єднан-

нями. Під впливом світла, пилу, нагрівання й інших зовнішніх впливів

азотна кислота руйнується, утворюючи двооксид азоту, а при температурі

172

150°С и оксид азоту. Слід зазначити, що пари азотної кислоти на 25% ток-

сичніші від двооксиду азоту, що обумовлено вираженою місцевою припі-

кальною дією азотної кислоти. В організм людини азотна кислота може

проникати будь-якими шляхами (через дихальні шляхи, шкіру і травний

тракт).

Потрапляючи на шкіру, азотна кислота коагулює білки тканини і ви-

кликає дегідратацію тканин, унаслідок чого утворюється сухий щільний

струп, забарвлений у зеленувато-жовтий колір. Через загибель нервових

закінчень струп стає нечуттєвим до зовнішніх впливів. Поразка, як прави-

ло, захоплює сосочковий шар шкіри, а іноді поширюється і на велику гли-

бину (хімічний опік ІІІ-ІV ступеня). Уражена ділянка швидко омертвіє.

Вплив азотної кислоти на очі викликає омертвляння роговиці, що приво-

дить до сліпоти.

Вдихання парів азотної кислоти й оксидів азоту також призводить до

поразки людей. При перевазі в повітрі оксиду азоту на перший план ви-

ступають мозкові і серцево-судинні розлади, для впливу двооксиду азоту

характерне виникнення поразок з боку органів дихання з розвитком ток-

сичного набряку легень.

На практиці частіше зустрічається сполучення поразок, викликане

парами азотної кислоти (яким властива припікальна дія), оксиду і двоок-

сиду азоту. При такім сполученні дії можна умовно виділити 3 ступеня

поразки - легку, середньої ваги і важку.

При легкому ступені поразки інгаляційним шляхом відзначаються

головним чином зміни у верхніх дихальних шляхах, що виражається у

виді ларингітів і трахеобронхитів. Крім того, спостерігаються стан оглу-

шення, запаморочення, слабість, швидка стомлюваність. Тривалість плину

таких поразок 3-5 днів.

Поразки середньої ваги протікають у виді бронхопневмоній, важкі - у

виді набряку легень.

Перша медична допомога ураженим полягає у швидкій і ретельній

частковій санітарній обробці, надяганні протигаза і швидкому видаленні

уражених з осередку поразки. Формування, залучені для роботи і надання

першої медичної допомоги, повинні працювати в спеціальних протигазах і

користатися засобами захисту шкіри.

Фтор і його з'єднання (елементарний фтор, трифторид хлору, пятих-

лористий фтор, оксид фтору) є досить токсичними агресивними речови-

нами. Поразки, викликані фтором і його з'єднаннями, дуже подібні з пора-

зками, викликаними азотною кислотою. Однак опіки, викликані фтором і

його з'єднаннями, можуть виникнути не тільки при контакті з рідким про-

дуктом, але і при впливі на шкіру парів фтору і його з'єднань. При цьому