Тіршілік қауіпсіздігінің негіздері пӘні бойынша ТӘжірибелік сабақҚа арналған әдістемелік өҢдеу

Ауа соққы толқыны жарылыс ортасынан жан-жаққа таралатын сығылған қатты ауа аймағы. Соққы толқынының алдыңғы шекарасы фронт деп аталады. Зақымдану әсерін анықтайтын соққы толқынының негізгі параметрі, артық қысым ∆Р_ф,жылдамдық қысымы ∆Р_ск және соққы толқынының әсер ету уақыты.

Фронттағы соққы толқынының артық қысымы – ∆Р_ф – бұл фронттағы Р_ф максималды ауа қысымы мен атмосфералық қысым Р₀ арасындағы айырмашылығы. Физикалық шама бірлігі ∆Р_ф – паскаль (Па) немесе кгс/см² (1кгс/см²≈10⁵Па).

Жылдамдық қысымы ∆Р_ск - ауа ағынынан құралған динамикалық қысым. Жылдамдық қысымы ауа массасының тығыздығына тәуелді және соққы толқының артық қысымымен байланысты. Жылдамдық қысымының зақымдаушы әсері, ауа алмасуының жылдамдығы 100 м/с, ал артық қысымы 50 кПа жоғары аймақтарда көрінеді.

Ауа соққысының уақыты t_ув – бұл артық қысымның әсер ету уақыты, жарылыс күштілігіне тәуелді шама, секундпен өлшенеді.

Ядролы жарылыстың жарық сәулесі спектрдің инфроқызыл, ультракүлгін және көрінетін аймақтарындағы оптикалық диапозонның электромагнитті сәулесі. Жарық сәулесінің көзі – ядролық оқ-дәрі материалдарының жоғары температураға дейін қыздырылған буы мен ауадан тұратын жарылыстың сәулелі аймағы, ал жерде жарылғанда – буланған топырақ.

Жарық сәулесінің зақымдану әсерін сипаттайтын негізгі параметр – жарықтық импульс – жарықтанған кеңістіктің 1 см² түсетін, жарық энергиясының саны. Жарық импульсі Дж/м² өлшенеді. Жарық импульсінің ұзақтығы t_с(секундпен) оқ-дәрі күштілігіне тәуелді және келесі формула арқылы анықталады:

q =оқ-дәрі күштілігі, кг.

Жарық сәулелендіру энергиясы жарық түскен дене кеңістігімен сіңеді және қызады. Сондықтан жарық сәулемен зақымданған адамдардың жарақаттануы әртүрлі күйік деңгейімен және көздерінің зақымдалуымен сипатталады. Күйіктер жарықтану сәулесінен немесе әртүрлі материалдардың жануынан болуы мүмкін.

Ғимараттар, тұрғын үйлер мен техникаға әсері олардың құрылыс материалдарына байланысты және балқу, жану немесе көмірленуімен сипатталады. Ядролы жарылыстың кіру радиациясы – гамма сәулелер мен нейтрондар ағыны.

Гамма сәулелер мен нейтронды сәулелер физикалық қасиеттері бойынша әртүрлі бірақ ауада таралуы бірдей – барлық жаққа 2,5-3 км қашықтықта.

Радиацияның көзі – жарылыс кезіндегі оқ-дәрідегі жүріп жатқан реакцияның бөлінуі мен синтезі және бөліну жарқыншақтарының радиоактивті ыдырауы. Дегенмен, радиация әсерінің уақыты бірнеше секундтан аспайды.

Радиацияның зақымдауыш әсері сәуле мөлшерімен сипатталады, немесе иондалған сәуле энергиясының саны. Экспозияциялық мөлшер мен сіңу мөлшері болып бөлінеді. Сондықтан сіңу шамасы ағзаның биологиялық тіндеріне иондалған сәуле әсерімен анықталады. Ол рад-пен өлшенеді. (1рад=0,001Дж/кг=100эрг/г тіндерінің сіңу энергиясы). СИ жүйесінде сіңу шамасының өлшем бірлігі Грей (1Гр=1Дж/кг=100рад).

Адамдарға ену сәулесінің зақымдаушы әсері сәуле шамасы мен жарылыс өткеннен кейінгі уақытқа тәуелді.Сәулелену шамасына байланысты сәулелі ауру 4 деңгейге бөлінеді. І деңгей (жеңіл) – соммаланған сәуле шамасы 150-200рад; ІІ деңгей - (орташа) 250-400рад; ІІІ деңгей (ауыр) – 400-700рад; ІV деңгей – 700рад жоғары

Аймақтың радиоактивті зақымдануы – жергілікті атмосфера қабаты, ауа кеңістігі мен басқа объектілердің зақымдануы – ядролы жарылыс бұлтынан радиоактивті заттардың түсуі нәтижесінде болады.

Зақымдану факторы ретінде радиоактивті зақымдану ерекшелігі – жарылыс орнынан жақын жердегі радиация деңгейінің жоғарылығы және жарылыс болғаннан кейін бірнеше тәулік немесе апта бойында радиоактивті зақымдану қауіптілігімен анықталады.

А аймағы – орташа зақымдану, аймақтың сыртқы шекарасында Д_∞ = 40 рад және Д_∞ = 1200 рад тең.

Б аймағы – қатты зақымдану сәулелену шамасы шекарада сәйкесінше Д_∞ = 1200 рад және Д_∞ = 1200 рад тең

В аймағы – қауіпті зақымдану, шекарадағысәулелену шамасы Д_∞ = 1200рад және Д_∞= 4000рад сипатталады.

Г аймағы – аса қауіпті Д_∞ = 4000рад және Д_∞ = 7000рад.

Атмосферадағы және жоғары қабаттағы ядролы жарылыстар, 1-ден 1000м дейін электромагнитті алаңдардың пайда болуына әкеледі. Бұл алаңдар қысқа мерзімді болғандықтан электромагнитті импульс деп аталады.

ЭМИ зақымдану әсері ауада, жерде, техника және тағы басқа объектілерде орналасқан әртүрлі өткізгіштегі пайда болған тоқ пен қысыммен сипатталады. ЭМИ зақымдаушы әсері бәрінен бұрын нысанада орналасқан радиоэлектронды және радиотехникалық қондырғыларға әсер етеді. Егер ядролы жарылыс энергиямен қамтамасыз ету жолдары мен байланыс жолдар маңында болса, бағытталған қысым үлкен қашықтыққа таралып, радиоаппаратуралар мен жақын маңда тұрған адамдарға әсер етеді.

Студенттердің есіне түсіреміз, ядролық жарылыс аймағында ядролық зақымдану ошағы пайда болады, бұл адамдар мен ауылшаруашылық жануарлар мен өсімдіктер зақымданған, ғимараттар мен тұрғын үйлері бұзылған территория аумағы.

Бұзылулар мен өрттер адамдар зақымданулары, соққы толқыны, жарықтық сәуле, сіңу радияциясы, аймақты радиоактивті зақымдану мен электромагниттену импульс әсерінен болады.

Ядролы зақымдану шекарасы шартты сызық, сыртында аса қауіпті емес өрттер мен ғимараттар бұзылулары бар. Бұндай зақымданулар фронтта соққы толқыны 10 кПа артық қысым кезінде болады.

Ядролы зақымдану ошағының радиусы ережеге сай жарылыс күштілігіне (q), түріне, құрылыс сипаты мен аймақ рельефіне байланысты. Ядролы жарылыстың ауданы жазық аймақта дөңгелектің ауданына сәйкестендіріп, келесі формула бойынша есептелінеді:

S=π · R²

R – арақашықтық (радиус,км) жарылыс ортасы мен ядролы зақымдану ошағының шекарасына дейін, 10кПа артық қысымы бар нүктеге дейін (жарылыс түрі мен оқ-дәрі қуаттылығына арналған кестеден табамыз немесе зақымдалған қаланың радиусы ретінде аламыз) соққы толқының әсерінен болған ғимараттар мен тұрақтардың әртүрлі бұзылуы негізінде ∆P_tжәне t_уванықталады.

- негізгі түсініктемелер мен анықтамаларды жазып алу.

1. Ядролы (радиациялы) зақымдану ошағы деп нені айтады, ядролы зақымдауыш ошағының қандай 5 факторға бөлінеді?

2. Осы анықтамаларды қалай түсінесіз:

- соққы толқыны;

- жарықтың сәуле шығаруы;

- өткіш радиация;

- жердің радиоактивті ластануы;

- электромагниттік импульс.

11. Жаңа тақырыпты бекіту. 15 мин (25%)

«Бірін-бірі үйрету;кіші топта жұмыс жасау»

Аумақтың радиоактивті зақымдануы мен бұзылу жерлері және ядролы зақымдану ошағының өртену аймақтары ақпаратпен алдын-ала дайындалған карточкаларын алып, студенттерді екі топқа бөліп және әрқайсысына бір-біреуден карточкаларды беру . Әр топқа өзінің карточкаларындағы ақпаратты оқып саралауына уақыт беру, содан кейін әр топ өз ақпаратымен келесі топпен алмасады. Студент өзінің әр топтасымен ақпарат алысып болмағанша, жаттығу жалғасады.

1. 
   Студент ақпаратты мұқият тындап, есте сақтауы тиіс.
   
2. 
   Алған ақпаратты дәл кеспе қағазда берілгендей, басқаға сол түрде жеткізүі тиіс.
   
3. 
   Бір мезгілде тек бір студентке ақпаратты айтып және содан ақ ақпарат алұға болады.
   
4. 
   Айтып жатқан студентті бөлуге болмайды.
   
5. 
   Уақыт тәртібін қатал сақтау қажет.
   

Аумақтың радиоактивті зақымдануы мен бұзылу жерлері ٕІ, ІІ, ІІІ, ІV – сәйкесінше әлсіз, орташа, күшті және толық бұзылыстар, 1-радиоактивті зақымдану аумағы (А, Б, В, және Г- сәйкесінше әлсіз, күшті, қауіпті және аса қауіпті аумақтар) 2 – жел бағыты, R-ядролы жарылыс ошағының радиусы. Толық бұзылу аумағы – 50кПа және одан да жоғары ауа соққы толқынының фронттағы артық қысымымен сипатталады. Бұл аумақта өндірістік тұрғын-үй ғимараттары жарылыс эпицентріне жақын орналасқан қорғаныс аймақтары да толығымен қирайды. Жаппай үйінділер пайда болады. Жарық сәулесінен өртенген конструкциялар қираған ғимараттарды басып, ауаға көп мөлшерде түтін шығарады. Күшті бұзылу аумағы фронтта 50-ден 30 кПа дейінгі ауа соққы толқынының артық қысымымен сипатталады. Бұл аумақта өндіріс және тұрғын-үй ғимараттары толығымен қирайды. Қираған ғимараттар орнына жаппай және жергілікті үйінділер пайда болады. Жарық сәулесінен жаппай өртенулер туындайды. Орташа бұзылу аумағы – фронтта 30-дан 20 кПа дейінгі ауа соққы толқынының артық қысымымен сипатталады. Бұл аумақта ғимараттар орташа бұзылысқа ұшырайды, ағаштан жасалған құрылыстар толығымен қирайды, бөлек орналасқан үйінділер мен жаппай өртену пайда болады. Әлсіз қирау аумағы – фронтта 20-дан 10 кПа дейінгі ауа соққы толқынының артық қысымымен сипатталады. Бұл аумақта ғимараттар толығымен бұзылмайды, бөлек орналасқан өртенулер пайда болады. Адамдардың зақымдануы соққы толқынынан басқа, қосалқы әсерден (ғимараттардың ұшқан бөліктері, ағаштар және т.б.) болады. Адамдар жарақаттануының деңгейі келген толқынның артық қысымына, адамның орналасуына және қорғаныс деңгейіне байланысты. Алған жарақаттар келесідей бөлінеді: әлсіз (∆Рф=0,2-0,4 кгс/см2), орташа (∆Рф=0,5 кгс/см2), және ауыр (∆Рф>0,5 кгс/см2). Егер қысымы 1кгс/см²- ден жоғары болса жарақаттар аса қауіпті және адам өліміне әкеледі. Ядролы зақымдану ошағы күрделі өртену жағдайымен сипатталады.

Ядролы зақымдану ошағының өртену аймақтары I- бөлек орналасқан өрт аймағы; II – жаппай өртену аймағы; III – үйіндідегі өртену аймағы; 1 – қирау аймағының шекарасы; 2 - өртену аймағының шекарасы (жарық импульсінің төменгі көрсеткіштері 100кг ядролы оқ-дәрі күшіне сәйкес келеді, ал жоғарғысы-100кг және одан да жоғары) Ядролы зақымдану ошағында 3 негізгі өртену аймағы бөлінеді: бөлек орналасқан өртену аймағы жаппай өртену аймағы өртенулер мен үйінділер аймағы Бөлек орналасқан өртену аймағы бөлек тұрған ғимараттарда өртену болған ауданды қамтиды. Жарық импульсінің сипаттамасы келесідей: сыртқы шекарада – 100-200 кДж/м² ішкі шекарада – 400-600 кДж/м² Ядролы зақымдану ошағының әлсіз бұзылу аймағын қамтиды және жарылыстан кейінгі 20мин ішінде пайда болған өртенулерді өшіру мүмкіндігі бар. Жаппай өртену аймағы – бұл жарық сәулесінің әсерінен пайда болған өртену, ғимараттардың 50% қиратады және 1 . . . . 2 сағат ішінде осы ауданда орналасқан көптеген ғимараттарға таралатын территория. Бұл жағдайда жаппай өртену ғимараттардың 90% қамтиды. Жаппай өртену аймағы 400 . . . . . 600 кДж/м² жарық импульсімен сипатталады. Ол қатты бұзылулар аймағын барлық орташа бұзылу аймағының жартысын қамтиды. Жаппай өртену аймағына арнайы өрт сөндіру іс-шаралары жүргізілмей, АҚ және ТЖ өтуге мүмкін емес. Өртену мен үйінділер аймағы – толық бұзылу аймағы мен қатты қирау аймағының жартысына таралады. Бұл аймақта қатты түтіндеу мен ұзақ уақытта өртенулер (бірнеше тәулікке дейін) толық жанбаған заттардан токсикалық немесе қоспалардың шығуы тән. Бұл жағдайда апатты құтқару жұмыстарына қатысып жүрген адамдардың улану қаупі бар. Адамдар өлімінің бір себебі түтін температурасының жоғарылауы. 600С дейін қыздырылған улы ауаның қоспасымен дем алу өлімге әкеледі.