docZeszyt III
download 
Reklamacja Transkrypt
Zeszyt III
SZKOŁA GŁÓWNA SŁUśBY POśARNICZEJ dr Józef ŁABĘDZKI SZKOLENIE OBRONNE MATERIAŁY DO STUDIOWANIA (studia stacjonarne) (Zeszyt III) BROŃ JĄDROWA _______________________________________________ Warszawa październik 1998 r. SPIS TREŚCI Wstęp ………………………………………………………………… 3 1. RAśĄCE DZIAŁANIE WYBUCHU JĄDROWEGO ………….... 6 1.1. MOC WYBUCHU …………………………………………….... 6 2.2. CZYNNIKI RAśENIA WYBUCHU JĄDROWEGO …………. 6 2.2.1. Powietrzna fala uderzeniowa …………………………………. 7 2.2.2. Promieniowanie cieplne (i świetlne) …………………………. 13 2.2.3. Promieniowanie przenikliwe (jonizujące) …………………… 15 2.2.4. SkaŜenie promieniotwórcze ………………………………….. 22 2.2.5. Impuls elektromagnetyczny ………………………………….. 28 Załączniki ............................................................................................ 30 WSTĘP „BRONIĄ JĄDROWĄ NAZYWA SIĘ BROŃ, KTÓREJ RAśĄCE DZIAŁANIE JEST OPARTE NA WYKORZYSTANIU ENERGII WYZWALAJĄCEJ SIĘ PODCZAS WYBUCHU JĄDROWEGO” Koszty materialne i ludzkie działań wojennych toczonych w czasie trwania II wojny światowej ponoszone przez poszczególne państwa i przez całą ludzkość świata były ogromne. Obydwie walczące strony – hitlerowska i antyhitlerowska – dąŜyły do szybkiego i pomyślnego dla siebie zakończenia tych działań. ZaangaŜowanie po obydwu stronach ogromnego potencjału ekonomicznego, militarnego i ludzkiego nie rokowało rychłego końca wojny. Poszukiwania nowych, skuteczniejszych rodzajów broni były znacznie zintensyfikowane po obydwu stronach. Niemcy pracowali nad swoją „Wunderwaffe”, zaś Amerykanie stworzyli wybranemu zespołowi najwybitniejszych fizyków jądrowych warunki do badań nad reakcjami jądrowymi. Efektem pracy tego zespołu było skonstruowanie ładunków jądrowych. W warunkach II wojny światowej dokonano dwu zrzutów takich bomb na terytorium Japonii (6. 08 1945r. na Hiroszimę, 9. 08 1945r. na Nagasaki). śaden z tych ataków atomowych nie był wymierzony w obiekty wojskowe. Ofiarami była ludność cywilna tych dwu miast japońskich. Skutki wybuchów przerosły wyobraŜenia dowódców wojskowych i polityków. Zaskoczeniem było spostrzeŜenie, Ŝe wiele skutków wybuchu ma aktywne działanie znacząco wydłuŜone w czasie poza moment wybuchu. Straty wśród ludności cywilnej narastały długi okres w efekcie dawki promieniowania pochłanianej przez ludzi w momencie wybuchu jądrowego, a takŜe od dawki promieniowania pochłanianej przez ludzi przebywających w okresie późniejszym na obszarze skaŜonym promieniotwórczymi produktami reakcji jądrowej. Efektem politycznym tych wybuchów było ostateczne zakończenie wojny. Opisane następstwa obydwu tych wybuchów (oraz zaledwie jednego poprzedzającego je wybuchu doświadczalnego) legły u podstaw pojęcia „broń masowej zagłady” a następnie „broń masowego raŜenia”. Broń masowego raŜenia definiuje się obecnie jako „nowoczesne środki walki przeznaczone do masowego raŜenia ludzi, zwierząt, roślin, sprzętu bojowego i obiektów na duŜych obszarach. Do b.m.r. zalicza się broń jądrową, chemiczną i biologiczną”1 . W gabinetach polityków i sztabowców wojskowych najwyŜszej rangi zaczęła się rodzić nowa strategia polityki wobec domniemanych przeciwników, a takŜe taktyka działania wojsk w warunkach uŜycia takiej broni. Społe1 Leksykon Wiedzy Wojskowej, MON, Warszawa, 1979, wyd. I. s. 53 czeństwa próbowano przygotować do przetrwania na wypadek wojny jądrowej. Przejawem tego były zarówno poczynania szkoleniowe jak i działania praktyczne w postaci budowy schronów, zaopatrywania ludności w środki ochronne itp. W początkowym okresie po skonstruowaniu broni jądrowej technologie jej produkcji posiadały nieliczne państwa o odpowiednio wysokim potencjale naukowo-technicznym. Tworzyły one tzw. „klub atomowy”. Były to USA, ZSRR, Francja i Wielka Brytania. Tajemnice produkcji ładunków jądrowych były najbardziej pilnie strzeŜonymi tajemnicami. Państwa te porozumiały się co do niedopuszczenia do „klubu atomowego” innych państw. Podpisały układ o nierozprzestrzenianiu (nieproliferacji) broni jądrowej (i inne). Same jednak broń tę badały i doskonaliły. Ostatecznie, jak podają róŜne źródła, łącznie w arsenałach tych państw znalazło się około 25 000 ładunków jądrowych róŜnej mocy, róŜnej technologii i mogących być przenoszone do celu w bardzo róŜny sposób – samolotami, rakietami, artylerią czy być detonowane w miejscu ustawienia w postaci min jądrowych. Ograniczenia wspomnianego układu zostały przełamane przez Chiny, Indie, Pakistan (niektórzy politycy twierdzą, Ŝe równieŜ przez Izrael, Iran i Koreę Północną, a w pewnym okresie posądzano o to takŜe Irak). Sam układ o nieproliferacji broni jądrowej nie jest, jak wnioskować moŜna równieŜ z innych układów przytoczonych we wstępnej części niniejszego materiału, jedynym ograniczeniem dotyczącym broni jądrowej, (i nie tylko jej) przyjętym dobrowolnie przez wiele państw. Zobowiązano się nie umieszczać tej broni na dnie mórz i oceanów oraz pod tym dnem, a takŜe na ciałach niebieskich i w przestrzeni kosmicznej. Zobowiązano się nie wprowadzać broni jądrowej w niektóre regiony świata. Zakazano badań tej broni. Porozumiano się co do zniszczenia znacznej części zapasów ładunków jądrowych oraz środków ich przenoszenia do celu. Wachlarz przyczyn (źródeł) niszczycielskiego działania wybuchów jądrowych jest szeroki. Zakłada się, Ŝe podstawy fizyczne pochodzenia energii jądrowej są studentom znane2. Treść niniejszego opracowania ukierunkowana jest na przybliŜenie studentom wyobraŜenia o następstwach ewentualnego bojowego uŜycia broni jądrowej. Skutki mechaniczne wynikają głównie z dynamicznego działania na róŜne obiekty powietrza spręŜonego w pobliŜu epicentrum wybuchu. Zapalanie się obiektów palnych, nawet na dość duŜych odległościach od miejsca wybuchu, jest powodowane wydzieleniem się w wyniku reakcji jądrowej duŜej ilości energii cieplnej i przekazaniu jej tym obiektom drogą promieniowania. Impuls elektromagnetyczny o ogromnej mocy jest przyczyną zniszczeń wszelkich niezabezpieczonych odpowiednio urządzeń elektrotechnicznych – od urządzeń energetyki, poprzez urządzenia łączności radiowej i telefonicznej, do maszyn cyfrowych i systemów zapło2 Informacje na ten temat – strona internetowa http://wsbio.www.pl/kadra/jpieta/bron_masowego_razenia_temat1 nowych pojazdów włącznie. Wszystkie te czynniki odnoszą się w destrukcyjnym działaniu równieŜ do organizmów Ŝywych, głównie człowieka. JednakŜe człowieka i innych organizmów Ŝywych dotyczą takŜe efekty oddziaływania wszystkich rodzajów promieniowania jądrowego. Wiedza o tych efektach jest duŜa, ale jeszcze dalece niepełna. Promieniowania, zaleŜnie od wielkości pochłoniętej dawki, powodują szeroką gamę skutków – chorobę popromienną róŜnego stopnia, następstwa genetyczne, do zejść śmiertelnych włącznie. Kompleks przewidywalnych następstw bojowego zastosowania broni jądrowej jest na tyle duŜy, Ŝe przekracza moŜliwości ich opanowania w celu sterowania i sensownego potraktowania. O ile wszystkie wojny w znanej historii ludzkości toczyły się o szeroko pojętą „zdobycz wojenną” - terytorium, bogactwa naturalne, niewolników, potocznie rozumiane bogactwa itp., – o tyle taka filozofia w przypadku wojny jądrowej traci podstawy. Wobec potencjalnego totalnego unicestwiania Ŝycia i niszczenia wszelkich dóbr materialnych po prostu nie byłoby o co walczyć. Pozostałą przy Ŝyciu część ludzkości trudno byłoby nazwać zwycięzcami – beneficjentami wojny jądrowej. Świadomi tego politycy rozwaŜali warianty ograniczonego uŜycia broni jądrowej. Nigdy jednak nie było gwarancji utrzymania ograniczonego charakteru konfliktu jądrowego i zapobieŜenia jego rozwojowi do rozmiarów totalnych. Niektórzy teoretycy wojskowi i politycy określają taką ewentualną wojnę – wojnę bez „zdobyczy wojennej”, bez beneficjentów - mianem „antywojny”. 1. RAśĄCE DZIAŁANIE WYBUCHU JĄDROWEGO 1.1. MOC WYBUCHU Myśląc o niszczycielskiej sile jakiegokolwiek środka walki bezwiednie w pierwszej kolejności myślimy o jej wielkości. Przy broni jądrowej mówi się o mocy wybuchu jądrowego. RozwaŜając to zagadnienie naukowo, powinno się za miernik niszczącego działania przyjąć, oczywiste dla fizyka, określanie tego działania wielkościami niszczycielsko wykonanej pracy lub niszczycielsko zuŜytej energii. W odniesieniu do wybuchu jądrowego jest to oczywiście moŜliwe – moŜna tę moc wyraŜać w jednostkach przyjętych w układzie SI. JednakŜe skutki pierwszych wybuchów jądrowych były obserwowane przez wojskowych i fizyków, a na dodatek II wojna światowa jeszcze trwała. Dlatego określanie wielkości mocy wybuchu jądrowego sprowadziło się do porównania jej z niszczącą mocą najbardziej rozpowszechnionego materiału wybuchowego – trotylu (trójnitrotoluenu, TNT). W konsekwencji moc niszczącą danego ładunku określa się wielkością równowaŜnika (ekwiwalentu) trotylowego. Ten zaś przyjęto, dla uniknięcia zapisów w postaci wielkich liczb, wyraŜać w tysiącach ton trotylu – tzn. w kilotonach trotylu (kt). Moce wybuchów jądrowych wykonanych nad Hiroszimą i Nagasaki są szacowane najczęściej na 20kt, aczkolwiek niektóre źródła podają wielkości w granicach od 5 do 20kt. Dla porównania warto sobie uzmysłowić, Ŝe największe masowo produkowane bomby klasyczne zawierały 0,5 tony trotylu. CięŜsze były produkowane na specjalne potrzeby w niewielkich ilościach. Jak widać, kaŜda z bomb zrzuconych na Japonię posiadała moc równą łącznej mocy 40 000 klasycznych „półtonowych” bomb lotniczych. 2. CZYNNIKI RAśENIA WYBUCHU JĄDROWEGO O ile o klasycznej broni, opartej o działanie materiału wybuchowego, moŜna powiedzieć, Ŝe razi ludzi i róŜne obiekty siłą fali spręŜonego powietrza i gazów powybuchowych, a takŜe odłamkami i miotanymi podczas wybuchu przypadkowymi przedmiotami, o tyle wachlarz czynników raŜących przy wybuchu jądrowym jest znacznie szerszy. Wynika to głównie z fizycznej natury wybuchu jądrowego i rzutuje na właściwości bojowe (niszczycielskie) broni jądrowej. Na potrzeby zrozumienia właściwości bojowych broni jądrowej, spośród czynników raŜącego działania, wystarczy wymienić: powietrzną falę uderzeniową, promieniowanie cieplne (i zawsze widziane łącznie z nim świetlne), promieniowanie przenikliwe, skaŜenie promieniotwórcze oraz zjawiska elektromagnetyczne zwane impulsem elektromagnetycznym. KaŜdy z tych czynników ma odmienne właściwości raŜące i w efekcie jego siła destrukcyjna dotyczy bardzo róŜnych obiektów – od organizmów Ŝywych poprzez sprzęt bojowy i inne obiekty będące wytworem człowieka, po naturalne obiekty terenowe składające się na pokrycie i ukształtowanie terenu. 2.1. Powietrzna fala uderzeniowa Powietrzna fala uderzeniowa jest to gwałtownie spręŜone powietrze, rozprzestrzeniające się we wszystkich kierunkach (stąd jej kulisty kształt) od epicentrum wybuchu z duŜą prędkością (początkowo nawet naddźwiękową). SpręŜenie powietrza jest wynikiem gwałtownego nagrzania go do temperatury kilku tysięcy K i duŜej rozszerzalności cieplnej. Na przedzie fali, nazwanym czołem fali uderzeniowej, ciśnienie jest największe. Za czołem fali ciśnienie maleje do wielkości niŜszych od atmosferycznego, tworząc strefę rozrzedzenia. To ostatnie zjawisko powoduje, Ŝe po utracie dynamiki przez rozchodzące się spręŜone powietrze następuje jego powrót w kierunku epicentrum wybuchu, przez co wypełnia się strefa rozrzedzenia. Stąd ma miejsce ruch powietrza w stronę odwrotną niŜ kierunek w pierwszej fazie działania fali uderzeniowej. Taka powracająca fala uderzeniowa swym odwrotnie ukierunkowanym oddziaływaniem na obiekty naruszone działaniem czoła fali uderzeniowej, dopełnia dzieła ich zniszczenia. Niejako dodatkowo dynamika tego koncentrycznie ukierunkowanego powrotnego ruchu powietrza owocuje powtórnym wzrostem ciśnienia powietrza w pobliŜu epicentrum wybuchu. Ponowne jego rozpręŜanie jest ukierunkowane, zgodnie z zasadami fizyki, w kierunku najmniejszego oporu, tzn. ku górze, gdyŜ od dołu ograniczenie stanowi powierzchnia ziemi, intensyfikując w ten sposób dynamikę konwekcji kształtującej obłok promieniotwórczy. JeŜeli powietrze jest ośrodkiem przenoszącym część energii wybuchu jądrowego, to oczywiste jest, Ŝe w powstawaniu i rozchodzeniu się powietrznej fali uderzeniowej wystąpią róŜnice będące następstwem umiejscowienia epicentrum wybuchów na róŜnych wysokościach, ale jeszcze w atmosferze, jako konsekwencja pomniejszania się gęstości powietrza wraz z wysokością. Wyniesienie wybuchu jądrowego ponad atmosferę pociąga za sobą znaczne zmiany charakterystyk wszystkich czynników raŜenia. W uproszczeniu będzie to przedstawione sukcesywnie w kilku dalszych fragmentach niniejszego materiału. Badania prowadzone podczas eksperymentalnych wybuchów jądrowych doprowadziły do przyjęcia następującej klasyfikacji wybuchów jądrowych z uwagi na ich oddalenie od powierzchni ziemi (wysokość): - podziemne (podwodne), - naziemne (nawodne), - w powietrzu (powietrzne niskie, powietrzne wysokie), - na duŜej wysokości (ponad atmosferą do kosmicznych włącznie), W kręgu szczególnych zainteresowań wojsk znalazły się efekty ewentualnego wykonywania uderzeń pozwalających bezpośrednio oddziaływać na wojska. Takie efekty dawać miały powietrzne, naziemne i podziemne wybuchy jądrowe. Powietrzna fala uderzeniowa ma przy kaŜdym z tych wybuchów pewne cechy szczególne. Cechy te wynikają z dwu uwarunkowań – z procentowego udziału energii jądrowej wybuchu zuŜywanej na powietrzną falę uderzeniową w stosunku do całości wydzielanej energii oraz z umiejscowienia epicentrum wybuchu w stosunku do powierzchni ziemi. Dla potrzeb niniejszego opracowania wystarczy ograniczyć się do porównania rozchodzenia się powietrznych fal uderzeniowych wybuchów naziemnych i powietrznych. Powietrzna fala uderzeniowa naziemnego wybuchu jądrowego ma niejako „nominalną” wielkość nadciśnienia, będącą stosunkowo prostą funkcją energii wybuchu przenoszonej przez spręŜone powietrze. RóŜne obiekty mogą odczuć raŜącą siłę tego nadciśnienia w stopniu zwiększonym –gdy są na stokach nachylonych w kierunku wybuchu, albo w stopniu zmniejszonym – gdy znajdują się na przeciwstokach lub za obiektami odpornymi na działanie fali uderzeniowej. Powietrzna fala uderzeniowa powietrznego wybuchu jądrowego pokrywa raŜącym działaniem większe obszary. Wynika to ze specyfiki rozchodzenia się tej fali przy powierzchni ziemi. Rozchodząc się we wszystkich kierunkach część natrafia na powierzchnię ziemi, od której się odbija. Bezpośrednio przy punkcie zerowym padanie fali uderzeniowej odbywa się pod kątem prostym, dlatego odbicie następuje w kierunku odwrotnym. W miarę oddalania się od punktu zerowego fala uderzeniowa pada pod kątem coraz bardziej ostrym. Ma miejsce nakładanie się na siebie fali padającej i odbitej. Ciśnienie na czole fali uderzeniowej rozchodzącej się przy powierzchni ziemi jest większe od „nominalnego” i stanowi w przybliŜeniu geometryczną sumę ciśnień fali padającej i odbitej. Dlatego w celu raŜenia obiektów rozmieszczonych na powierzchni ziemi, a zarazem mało odpornych, planowano stosować powietrzne uderzenia jądrowe. Ludzie, zwierzęta oraz wszelkie obiekty wykazują ograniczoną odporność na oddziaływanie powietrznej fali uderzeniowej. Tę odporność obrazuje się wielkością nadciśnienia na czole fali uderzeniowej, przy którym występują efekty destrukcji. U ludzi i zwierząt idzie głównie o rozedmę płuc oraz złamania kości kończyn i uszkodzenia innych organów, stanowiące obraŜenia pierwotne, a takŜe o obraŜenia wtórne, powodowane przemieszczanymi przez falę uderzeniową róŜnymi przedmiotami (dachówki, fragmenty szyb, przewracane drzewa itp.). Inne obiekty będące w sferze zainteresowań (wszelki sprzęt bojowy, budowle mieszkalne i przemysłowe, obiekty inŜynieryjno – drogowe, infrastruktura, zalesienia itp.) teŜ ulegają uszkodzeniom w róŜnym stopniu, zaleŜnym od wielkości działającego na nie nadciśnienia. Ponadto wielkość tego nadciśnienia zaleŜy równieŜ od mocy wybuchu jądrowego. Przy wybuchach o większych mocach określone wielkości nadciśnienia na czole fali uderzeniowej występują na większych oddaleniach od epicentrum wybuchu. Prawie zawsze ma się na uwadze te oddalenia odniesione do powierzchni ziemi i rozmieszczonych na niej przedmiotów. Rzut pionowy epicentrum wybuchu na powierzchnię ziemi nazywa się „punktem zerowym”. JeŜeli myśleć o granicznych dla określonego efektu wielkościach nadciśnienia na czole fali uderzeniowej, to obszar wewnątrz takiej niejako izobary nazywa się strefą powstawania danego skutku (np.: strefą poraŜeń śmiertelnych ludzi znajdujących się poza ukryciami, strefą uszkodzeń średnich nie ukrytych samochodów, strefą lekkich uszkodzeń samolotów na stanowiskach postojowych, strefą zniszczenia oszklenia itp.). Znajomość wytrzymałości danej konstrukcji (obiektu) pozwala wnioskować o jej odporności na nadciśnienie na czole fali uderzeniowej. Znajomość wielkości tego nadciśnienia na róŜnych odległościach od epicentrum, a raczej od „punktu zerowego”, wybuchów róŜnych mocy i rodzaju (z uwagi na wysokość), pozwala na określanie całego spektrum skutków destrukcyjnego działania fali uderzeniowej na otoczenie. Destrukcyjne skutki działania fali uderzeniowej na ludzi w uproszczeniu moŜna przedstawić następująco3: - przy ciśnieniu 0,8 – 1,0 kG/cm2 (0.08 – 0,1MPa) ludzie mogą zostać cięŜko ranni. DuŜy procent stanowią przypadki śmiertelne (strefa poraŜeń śmiertelnych); - przy ciśnieniu 0,5 – 0,8 kG/cm2 (0,05 – 0,08MPa) maleje prawdopodobieństwo wypadków śmiertelnych. Jednak moŜliwe są wypadki uszkodzenia mózgu, płuc i narządów jamy brzusznej oraz krwotoki z nosa i uszu. Przypadki te to głównie przypadki cięŜkie (strefa poraŜeń cięŜkich) i wymagają natychmiastowego leczenia szpitalnego; - przy ciśnieniu 0,3 – 0,5 kG/cm2 (0,03 – 0,05MPa) moŜliwe są kontuzje średniego stopnia, podczas których następuje omdlenie, ból głowy, a takŜe chwilowe zaniki pamięci. MoŜe dochodzić do chwilowych zaburzeń mowy i słuchu. MoŜe mieć miejsce plucie krwią oraz krwotoki z nosa i uszu. W efekcie poraŜenia te zaliczyć moŜna do średnich (strefa poraŜeń średnich). Konieczne jest leczenie szpitalne, które daje pozytywne rokowania; - przy ciśnieniu 0,2 – 0,3 kG/cm2 (0,02 – 0,03MPa) kontuzje mają na ogół lekki charakter (strefa poraŜeń lekkich). Mogą objawiać się one przemijającym dzwonieniem w uszach oraz zawrotami i bólami głowy. CięŜsze obraŜenia zdarzają się rzadko na skutek odrzucenia człowieka przez falę uderzeniową, a następnie uderzenia nim o róŜne przedmioty; 3 dane zaczerpnięto z „Broń jądrowa”, podręcznik. Wyd. MON 1964, s. 168. - przy mniejszych ciśnieniach mogą wystąpić róŜne obraŜenia, ale ich nasilenie nie powoduje zasadniczych zakłóceń w funkcjonowaniu ludzi. Zasięgi stref poraŜeń ludzi w zaleŜności od mocy i rodzaju wybuchu ilustruje tabela 1. Tabela 1 Zasięgi stref raŜenia falą uderzeniową nie ukrytych ludzi w zaleŜności od mocy i rodzaju wybuchu jądrowego (w metrach) Rodzaj poraŜeń Moc wybuchu Bardzo cięŜkie CięŜkie Średnie Lekkie (kt) i śmiertelne 1 250; 350 300; 450 400; 550 700; 800 5 400; 650 500; 750 650; 850 1100; 1150 10 500; 800 600; 950 750; 1100 1300; 1500 20 750; 1150 850; 1350 1100; 1500 1850; 2000 50 1000; 1500 1150; 1800 1500; 2000 2500; 3700 100 1500; 1950 1600; 2300 2100; 2600 3500; 4000 Uwaga: dane przed średnikiem dotyczą wybuchu naziemnego, po średniku - powietrznego Źródło: Broń jądrowa, podręcznik. Wyd. MON 1964, s.171. Podobnie moŜna patrzeć na oddziaływanie powietrznej fali uderzeniowej na róŜne obiekty, które w wyniku tego oddziaływania tracą właściwości uŜytkowe. Ilustrują to następujące dane: - samoloty i śmigłowce są najmniej odporne na działanie fali uderzeniowej. Tracą one właściwości uŜytkowe przy nadciśnieniu 0,07 – 0,08 kG/cm2 (0,007 – 0,008 MPa); - czołgi: - uszkodzenia słabe – 0,5 kG/cm2 (0,05MPa); - uszkodzenia średnie – 1,5 – 2 kG/cm2 (0,15 – 0,2 MPa); - uszkodzenia silne (cięŜkie) – 4 - 5 kG/cm2 (0,4 – 0,5 MPa). - transportery opancerzone: - uszkodzenia słabe - 0,35 – 0,4 kG/cm2 (0,035 – 0,04 MPa); - całkowite zniszczenie – 2- 2,5 kG/cm2 (0,2 – 0,25 MPa); - samochody i ciągniki: - uszkodzenia słabe, w tym zniszczenie oszklenia kabiny – 0,2 – 0,3 kG/cm2 (0,02 – 0,03 MPa); - uszkodzenia średnie – 0,3 – 0,4 kG/cm2 (0,03 – 0,04 MPa); - silne uszkodzenia - 0,5 – 0,6 kG/cm2 (0,05 – 0,06 MPa); - całkowite zniszczenie – około 1 kG/cm2 (0,1 MPa); - zabudowa miejska: - budynki z cegły: - słabe uszkodzenia – 0,2 kG/cm2 (0,02 MPa); - silne uszkodzenia – 0,35 – 0,45 kG/cm2 (0,035 – 0,045 MPa); - budynki Ŝelbetowe: - słabe uszkodzenia – 0,5 kG/cm2 (0,05 MPa); - silne uszkodzenia – 1,7 kG/cm2 (0,17 MPa); - całkowite zniszczenie oszklenia – 0,1 kG/cm2 (0,01 Mpa). JeŜeli spojrzeć na powyŜsze dane pod kątem skali następstw, a za nimi zakresu potrzeb ratownictwa ludzi, to istotną będzie wiedza o wielkości stref występowania róŜnych następstw. Przy załoŜeniu, Ŝe współcześnie największa liczba ludzi zamieszkuje budynki murowane z cegły, to ofiar w ludności, jako efektu poraŜeń wtórnych, naleŜałoby oczekiwać w zasięgu strefy silnych uszkodzeń i zniszczeń takich budynków. Promienie takich stref wynoszą w przybliŜeniu od 1 do 2,5 km. dla mocy wybuchów rzędu 10 – 100 kt (takich ładunków wyprodukowano najwięcej). ZaleŜnie od gęstości zaludnienia, liczba ludzi poszkodowanych w ten sposób moŜe być bardzo róŜna. W miastach moŜe wynieść nawet do kilkudziesięciu tysięcy. Strefa zniszczeń oszklenia powinna kojarzyć się z moŜliwością wystąpienia zranień wśród ludności, jako efekt kaleczenia ludzi spadającymi odłamkami szkła okiennego (równieŜ poraŜenia wtórne). Rany będą ranami ciętymi, wymagającymi opatrzenia. Liczby takich strat są trudne do oszacowania, gdyŜ duŜo zaleŜy od tego, czy ludność jest na ulicach (dzień roboczy), czy przebywa w budynkach (godziny nocne), czy budynki są wysokie czy niskie, itp. Strefa zniszczeń oszklenia dla wymienionych wyŜej mocy wybuchów jądrowych zamyka się promieniem od około 2,5 do 5,5 km. Sugeruje to, Ŝe liczby poszkodowanych mogą być duŜe, skumulowane w czasie i będą znacząco przekraczać moŜliwości zapewnienia pomocy medycznej siłami ratowniczymi, w tym słuŜb medycznych. Wyjścia naleŜy po części upatrywać w powszechnym posiadaniu przez ludność przy sobie opatrunków (tzw. osobistych, lub innych) oraz w upowszechnieniu umiejętności udzielania sobie pomocy wzajemnej (znajomość „samarytanki”). Jest to jeden z elementów edukacji obronnej społeczeństwa (edukacji dla bezpieczeństwa). Znajomość zaleŜności nadciśnienia na czole fali uderzeniowej od mocy wybuchu i odległości od punktu zerowego pozwala, w zestawieniu ze znajomością odporności róŜnych obiektów, określać wielkości stref zniszczeń tych obiektów. PowyŜsze zaleŜności obrazuje rysunek 1. 0,5 MPa 0, 2 0,1 0,05 0,03 0,02 3 4 0,01MPa q(kt) 100 50 20 10 1 0 1 2 5 km Rys.1. PrzybliŜona zaleŜność nadciśnienia na czole fali uderzeniowej niskiego powietrznego wybuchu jądrowego od mocy wybuchu i odległości od punktu zerowego. 2.2. Promieniowanie cieplne (i świetlne) Źródłem promieniowania cieplnego wybuchów powietrznych jest kula ognista, na którą składa się głównie rozŜarzone powietrze z otoczenia epicentrum wybuchu oraz rozŜarzone produkty wybuchu. Przy wybuchach naziemnych do tego dochodzą jeszcze odparowane składniki podłoŜa (ziemi). Temperatura w kuli ognistej jest bardzo wysoka. W chwili powstania kuli jej temperatura osiąga kilka milionów K (kalwinów), zaś w końcowej fazie świecenia kilka tysięcy K i jest porównywalna z temperaturą na powierzchni słońca. Widmo promieniowania kuli ognistej zawiera pełne spektrum długości – od nadfioletu po podczerwień. Czas świecenia kuli ognistej (i oczywiście jej wielkość) ściśle zaleŜy od mocy wybuchu. Wynosi od kilku (około 2 s przy wybuchu o mocy 1 kt, 6 – 8 s przy wybuchu o mocy około 100 kt), do kilkudziesięciu sekund przy wybuchach termojądrowych bardzo wielkiej mocy. Ciepło wyzwalane podczas wybuchu jądrowego jest przekazywane napotkanym przedmiotom drogą promieniowania. JeŜeli na drodze promieniowania cieplnego znajdą się przedmioty palne, to przy odpowiednio duŜej dawce pochłoniętego ciepła mogą się one zwęglić lub zapalić. Przedmioty niepalne mogą w róŜnym stopniu utracić właściwości wytrzymałościowe lub konstrukcyjne albo nawet się stopić. Ludzie mogą ulec poparzeniu w róŜnym stopniu. Ilość ciepła padająca na 1 cm2 powierzchni prostopadłej do kierunku rozchodzenia się promieniowania cieplnego w całym okresie świecenia kuli ognistej nazywa się impulsem cieplnym. Wynika z tego, Ŝe impuls cieplny dłuŜej trwa przy wybuchach większej mocy. JeŜeli impuls cieplny jest na tyle duŜy, Ŝe powoduje zapalenie danego przedmiotu (lub daje inny interesujący nas efekt), wówczas mówimy o impulsie skutecznym. Z prostoliniowego rozchodzenia się promieniowania cieplnego wynika, Ŝe wielkość impulsu cieplnego maleje z kwadratem odległości od epicentrum wybuchu. Stąd określonej mocy wybuchu daje się przypisać konkretną odległość, na której impuls cieplny będzie miał poszukiwaną wielkość. PrzybliŜone wielkości impulsu skutecznego dla wybranych materiałów palnych podaje tabela 2. Tabela 2 PrzybliŜone wielkości impulsu skutecznego promieniowania cieplnego dla wybranych materiałów Zapłon (zwęglenie) Palenie ciągłe Początek topienia się Materiał 2 2 2 2 2 2 cal/cm J/cm cal/cm J/cm 2-3 2-3 8-12 8-12 2-4 4-6 4-6 8-16 16-24 16-24 4-6 16-24 10-15 40-60 3 12 6-8 24-32 16-20 8 40-50 32 160200 25-40 100160 Gazety Słoma Tkanina bawełniana ciemna Tkanina bawełniana jasna Tkanina wiskozowa Guma Deski suche niemalowane Deski suche malowane na biało Papa Szkło okienne Dachówka czerwona Blacha aluminiowa 3 mm Blacha Ŝelazna 1 mm Bacha miedziana 2 mm Folia miedziana 0,1 mm 4-5 cal/cm J/cm 700-800 20 2800-3200 80 140-170 560-680 260 1040 370 1480 30 120 30-40 120-160 14-20 56-80 Źródło: Broń jądrowa, podręcznik. Wyd. MON 1964, s.94 (i inne) RaŜące działanie promieniowania cieplnego na ludzi objawia się poparzeniami odkrytych części skóry oraz poraŜeniem wzroku. Wielkości impulsu cieplnego wywołującego określony stopień poraŜenia ludzi wraz z podaniem odległości od epicentrum wybuchu powietrznego, na której ta wielkość występuje zawiera tabela 3. Tabela 3. Odległości, w których moŜliwe jest występowanie oparzeń róŜnego stopnia zaleŜnie od mocy wybuchu powietrznego (w metrach) Moc wybuOparzenia chu (kt) IV i III stopnia II stopnia I stopnia 1 600 750 1000 5 110 1400 1800 10 1400 1750 2300 50 2500 3000 4000 100 3100 1900 5200 Źródło: Broń jądrowa, podręcznik. Wyd. MON 1964, s.173 Wzrok ludzki jest szczególnie wraŜliwy na oddziaływanie promieniowania zarówno w paśmie podczerwieni (cieplne) jak i w paśmie widzialnym. PoraŜenie wzroku moŜe być zarówno chwilowe jak i długotrwałe. Oczy mogą być poparzone z zewnątrz – podobnie jak skóra ludzka, a takŜe poraŜone wewnątrz, gdy na siatkówkę padnie zbyt wielka ilość promieniowania. Od wielkości tego nadmiaru promieniowania zaleŜy czas „niesprawności” wzroku. Okresowa utrata zdolności widzenia wystąpić moŜe na znacznie (kilkakrotnie) większych odległościach od epicentrum wybuchu niŜ inne liczące się skutki, np. oparzenia skóry. Odległości te zaleŜą od mocy wybuchu, jego rodzaju z uwagi na wysokość, a takŜe od takich czynników jak przejrzystość powietrza, istnienie pokrywy śnieŜnej, pora doby (nocą źrenice są szeroko otwarte, a więc stopień poraŜenia wzroku większy), miejsce pobytu ludzi w stosunku do przedmiotów mogących stanowić osłonę przed promieniowaniem cieplnym (i świetlnym). Konsekwencje nawet krótkotrwałego poraŜenia wzroku mogą się sprowadzić do niemoŜności znalezienia przez ludzi ukrycia przed mającą nadejść za chwilę powietrzną falą uderzeniową, wypadków spowodowanych utratą panowania nad pojazdami przez kierowców i nad samolotami przez pilotów itp. Kilkunastominutowa utrata moŜliwości widzenia nie pozwala na podejmowanie w tym czasie sensownych czynności samoratowniczych. 2.3. Promieniowanie przenikliwe (jonizujące) Działanie promieniowania przenikliwego (i skaŜenia promieniotwórczego) stanowi specyficzny czynnik raŜący broni jądrowej. Wybuchowi jądrowemu towarzyszy emisja neutronów, promieni gamma, cząstek alfa i beta. Cząstki alfa i beta w powietrzu rozchodzą się na odległości nieporównywalnie mniejsze niŜ zasięg raŜącego działania fali uderzeniowej i promieniowania cieplnego. Dlatego skutki ich raŜącego działania na organizmy Ŝywe w otoczeniu wybuchu uznano za pomijalnie małe. Promienie gamma i neutrony rozchodzą się we wszystkich kierunkach na odległości od kilkuset metrów nawet do kilku (2-3) kilometrów. Strumień promieni gamma i neutronów nazwano promieniowaniem przenikliwym. Promieniowanie przenikliwe ma zdolności jonizowania ośrodka (materiału), przez który przenika. Jonizując dany materiał (osłonę) ulega osłabieniu i rozproszeniu, o czym w bliŜej w ramach skaŜenia promieniotwórczego. Wskutek tego zjonizowania niektóre urządzenia tracą właściwości uŜytkowe, np. warstwy półprzewodnikowe w tranzystorach i procesorach mogą zatracać swe właściwości, szkła optyczne ulegają zmętnieniu itp. Najbardziej znaczące są konsekwencje jonizacji dla organizmów Ŝywych, w tym człowieka. Funkcje biologiczne (metabolizm) zjonizowanych komórek, a za nimi tkanek, organów i dalej całych organizmów, ulegają zakłóceniu w róŜnym stopniu – do śmierci organizmu włącznie. Zakłócenie funkcjonowania organizmu wskutek zjonizowania jego komórek promieniowaniem przenikliwym nazywa się chorobą popromienną. Skala tego zjonizowania zaleŜy od ilości promieniowania przenikliwego pochłoniętego przez dany organizm. Tę pochłoniętą ilość promieniowania nazywa się dawką pochłoniętą promieniowania4. ZaleŜnie od obserwowanych objawów choroby popromiennej, umownie wyszczególniono róŜne jej stopnie, które skojarzono z powodującą określone skutki u ludzi dawką pochłoniętego promieniowania. Ilustruje to tabela 4. Tabela 4 Charakterystyka choroby popromiennej Stopień choroby 4 Wielkość pochłoniętej dawki promieniowania (cGy) I 100 - 200 II 200 – 300 Objawy Symptomy choroby są nieznaczne. W ciągu 2 – 3 tygodni moŜe występować pocenie się, nudności, suchość w ustach. Liczba leukocytów we krwi spada do 2000 – 3000/1 mm3 krwi (norma – 5000-6000). Leczenie ludzi nie posiadających obraŜeń mechanicznych daje pomyślne rezultaty. Gojenie się ran, zwłaszcza zakaŜonych, jest znacznie opóźnione. Ludzie mogą funkcjonować normalnie. Leczenie szpitalne potrzebne sporadycznie. Początkowa rekcja organizmu rozpoczyna się po 2 – 3 godzinach od chwili napromieniowania i trwa 1 – 2 dni. Następnie symptomy zanikają i rozpoczyna się utajony okres choroby, trwający 10 –14 dni. Pomimo, Ŝe chorzy czują się dobrze i są zdolni do pracy stan organizmu pogarsza się. Ciśnienie krwi obniŜa się a tętno jest przyspieszone i słabnie. Liczba leukocytów we krwi spada. Po tym stadium choroba stadium pełnego rozwoju choroby, trwające kolejne 1,5 – 3 tygodni. W tym czasie u poraŜonego stwierdza się brak apetytu, biegunkę, krwotoki, wypadanie włosów. Liczba leukocytów we krwi spada do 1000 1500/1 mm3. Leczenie daje pozytywne efekty, a włosy odrastać zaczynają po około 2 miesiącach. Dawki i inne wielkości fizyczne charakteryzujące promieniowanie przedstawione są w załączniku ... III 300 – 500 IV5 Ponad 500 Początkowa reakcja organizmu moŜe wystąpić po 20 - 30 minutach, a nawet natychmiast po napromieniowaniu. Symptomy są bardzo intensywne. Są to bóle i zawroty głowy, nudności, częste, a nawet niepowstrzymywalne wymioty, pragnienie, suchość i gorycz w ustach. Człowiek jest niezdolny do jakiejkolwiek pracy. Potem choroba przechodzi w stadium utajenia trwające od kilku godzin do kilku dni. Objawy choroby słabną. Chorzy nie mają apetytu, są słabi, szybko się męczą. Czasem mają biegunkę. Ilość leukocytów we krwi znacząco obniŜa się. Pomimo osłabienia objawów ogólny stan chorego postępująco pogarsza się. W nasilonej formie powracają i narastają objawy jak ból głowy, wzrost temperatury, senność, brak apetytu, pragnienie, wymioty, biegunka, krwotoki, wypadanie włosów. Zmiany w systemie krąŜenia są powaŜne – słabe, szybkie tętno, niskie ciśnienie krwi, liczba leukocytów spada do 500 – 1000/1 mm3. Zdolność obronna organizmu jest znacząco obniŜona i kaŜda infekcja jest zagroŜeniem dla Ŝycia. Leczenie podjęte natychmiast trwa 4 – 6 miesięcy i moŜe zakończyć się powodzeniem. Opisane wyŜej symptomy występują w krótkim czasie w nasilonej formie. Rokowania w leczeniu są negatywne. Uwaga: opracowano na podstawie opisu w „Broń jądrowa”, podręcznik, wyd. M ON 1964. Przedstawiony powyŜej opis choroby popromiennej wiąŜe się tylko z oceną przydatności napromieniowanej osoby do pracy (działań bojowych). Stwierdzono jednakŜe wiele następstw nie rzutujących na zdolność do pracy, ale upośledzających określone funkcje organizmu w czasie późniejszym. Często podawanym przykładem takiego następstwa jest uszkodzenie mechanizmu genetycznego. W konsekwencji potomstwo napromieniowanej osoby moŜe być ułomne. Zaistniała wada genów moŜe być powielana w kolejnych pokoleniach. Wówczas, gdy destrukcja organizmu człowieka spowodowana chorobą popromienną nie jest na tyle duŜa, aby doprowadzić do jego śmierci, organizm podejmuje walkę ze skutkami choroby, prowadzącą do stopniowej jego regeneracji. Zdolność tę posiada kaŜdy organizm. Jest ona wykształcona przez stałe obcowanie z naturalnym tłem promieniowania, będącym następstwem wszechobecnej promieniotwórczości naturalnej. Po jakimś czasie część objawów choroby popromiennej łagodnieje, a niektóre nawet ustępują. MoŜna wówczas powiedzieć, Ŝe stan organizmu jest w danym momencie taki, jak gdyby organizm pochłonął dawkę promieniowania o wielkości mniejszej niŜ uprzednio rzeczywiście pochłonięta, a odpowiadającej wielkością jeszcze nie zwalczonym skutkom choroby popromiennej. Tę pozorną dawkę nazywa się dawką biologicznie czynną. Znajomość tempa regeneracji napromieniowanego organizmu pozwala wnioskować ogólnie o jego stanie po pewnym czasie od ekspozycji na promieniowanie. Stopień odporności organizmu na dawkę promieniowania jest w duŜym stopniu właściwością osobniczą. Drogą badań laboratoryjnych, obliczeń, doświadczeń z wypadków radiacyjnych, poligonowych itp., określono 5 Czwarty stopień choroby popromiennej bywa wyszczególniony w niektórych źródłach literaturowych. Bywa teŜ nazywany „ błyskawiczną chorobą popromienną”. w przybliŜeniu wielkości dawek promieniowania nie powodujące utraty przez osoby poszkodowane zdolności do pracy (działań bojowych). Dawki o takich wielkościach nazwano dawkami bezpiecznymi (czasem spotyka się określenie „dawki dopuszczalne”). Dla warunków wojny ustalono konkretne wielkości tych dawek . Zawiera je tabela 5. Tabela 5 Dawki promieniowania jonizującego uznawane za „bezpieczne” (dopuszczalne) w cGy Jednorazowa Przyjmowana w Przyjmowana w Przyjmowana w (przyjmowana w czasie od 10 do czasie do 3 mie- czasie do 1 roku czasie do 4 dób) 30 dni sięcy 50 100 200 300 Materiały, przez które przenika promieniowanie przenikliwe przejmują część energii niesionej przez to promieniowanie. Energia ta moŜe spowodować, poza sygnalizowaną juŜ jonizacją atomów i cząstek, nawet powstanie nowych izotopów, w tym promieniotwórczych. W wielu materiałach energia ta spowoduje przejście elektronów na wyŜsze poziomy energetyczne, co zakłóci stabilność energetyczną atomów. Wracając stopniowo do stanu równowagi pobudzone atomy emitują chwilowy nadmiar energii w postaci kwantów promieniowania gamma. To zjawisko wtórnego promieniowania pobudzonych materiałów nazywa się promieniotwórczością wzbudzoną. Wykazują ją zarówno ziemia w rejonie wybuchu jądrowego, jak i róŜne przedmioty. Obszar ziemi wykazującej liczące się wartości promieniotwórczości wzbudzonej ma kształt koła o promieniu około 1km. Wielkość ta jest warunkowana zasięgiem neutronów w atmosferze i w małym stopniu zaleŜy od mocy wybuchu. Szacuje się, Ŝe promieniotwórczość wzbudzona w pancerzu czołgu będącym w oddaleniu kilkuset metrów od epicentrum wybuchu jest na tyle duŜa, Ŝe następną (wymiana załogi poszkodowanej) załogę moŜna umieszczać w takim czołgu dopiero po trzech dobach, a w przypadku transportera opancerzonego – po dobie, gdyŜ tyle czasu trwać moŜe „wystudzanie” materiałów składających się na konstrukcję danego wozu bojowego. Myśląc o ewentualnych działaniach ratowniczych w rejonie uderzenia jądrowego i w jego pobliŜu naleŜy pamiętać, Ŝe na poziom promieniowania w czasie trwania ewentualnej akcji ratowniczej (od kilkunastu godzin do kilku dni) składać się będzie promieniotwórczość pochodząca od skaŜenia promieniotwórczego, tzn. od produktów rozpadu (o czym w dalszej części) oraz wzbudzona promieniotwórczość podłoŜa i róŜnych obiektów. Promieniotwórczość wzbudzona przewaŜa w takim rejonie przez okres do około 4 dni. W późniejszym okresie większy udział wykazuje promieniotwórczość pochodząca od produktów rozpadu. Jest to następstwem duŜo szybszego „wygasania” promieniowania wzbudzonego. Spadek sumarycznej mocy dawki moŜna graficznie przedstawić jako asymptotę bardzo stromą w początkowej części, łagodniejącą z czasem począwszy od około 4 godzin od chwili wybuchu. W uproszczeniu obrazuje to rys 2. Moc dawki D1 - Dawka pochłonięta w czasie od 0 do t1 D2,3 - Dawka pochłonięta w czasie od t2 do t3 Krzywa spadku mocy dawki D1 D2,3 t1 t2 t3 Czas Rys. 2. Ilustracja wielkości dawki pochłoniętej w rejonie wybuchu jądrowego w zaleŜności od czasu rozpoczęcia i trwania ekspozycji promieniowania PowyŜsza charakterystyka spadku mocy dawki pozwala wnioskować, Ŝe zasadnicza część dawki promieniowania jest pochłaniana przez ludzi w pierwszych kilku kwadransach od chwili wybuchu. Przyrosty dawki w jednostce czasu w okresie późniejszym nie są juŜ tak znaczące. Zatem decydująca o moŜliwości przeŜycia ludzi moŜe być decyzja o natychmiastowej ewakuacji (samoewakuacji) ocalałych ludzi poza rejon wykazujący promieniotwórczość wzbudzoną. Działania ratownicze w takim rejonie będą tym bezpieczniejsze dla ratowników im później się do nich przystąpi. Z kształtu krzywej spadku mocy dawki w rejonie uderzenia jądrowego (w otoczeniu punktu zerowego) wynika sugestia, Ŝe mało sensowne byłoby podejmowanie tam działań ratowniczych przed upływem 4-5 godzin od momentu wybuchu jądrowego. Po wybuchach naziemnych i podziemnych czas ten moŜe być znacznie dłuŜszy niŜ po wybuchach powietrznych. Zapewnienie skutecznej ochrony przed promieniowaniem przenikliwym jest problemem trudnym. Trudność ta wynika właśnie z właściwości przenikania tego promieniowania przez wszelkie materiały, w tym przez materiały uŜywane do konstrukcji ukryć i osłon przed promieniowaniem. Przenikanie to nie odbywa się bez przeszkód. Zarówno strumień neutronów, jak i promieniowania gamma natrafiając na jądra pierwiastków składających się na materiały konstrukcyjne osłon podlegają rozpraszaniu. Za taką osłonę przedostaje się tylko część promieniowania przenikliwego. Skuteczność osłon w stosunku do strumienia neutronów oraz promieniowania gamma jest zróŜnicowana. Materiały o duŜych gęstościach (cięŜarach właściwych) są skuteczniejsze w odniesieniu do promieniowania gamma – osłony w gabinetach rentgenowskich są ołowiane). Strumień neutronów jest natomiast skuteczniej rozpraszany przez materiały lekkie, zawierające pierwiastki, których jądra mają masę atomową zbliŜoną do masy neutronu. Osłony przed promieniowaniem neutronowym konstruowane są z polietylenu z domieszkami boru i w formie wykładzin umieszczane od wewnątrz na pancerzach czołgów i innych wozów bojowych. DąŜy się, aby grubości tych wykładzin były jak największe. W miarę skuteczną osłonę przed promieniowaniem neutronowym w warunkach polowych stanowi zwilŜona warstwa ziemi przykrywająca podziemne schrony polowe (ponad 1,2 m. grubości). Praktycznie niemoŜliwe jest całkowite zatrzymanie (pochłoniecie, rozproszenie) promieniowania przenikliwego. Dla zobrazowania skuteczności osłony przyjęto posługiwać się pojęciem „warstwy połowicznego osłabienia” promieniowania. Warstwą połowicznego osłabienia nazywa się warstwę materiału o grubości powodującej, ze moc dawki promieniowania (a więc i wielkość dawki pochłoniętej) za tą warstwą jest o połowę mniejsza niŜ przed nią. Grubości warstw połowicznego osłabienia dla wybranych materiałów przedstawia tabela 6. Tabela 6 Grubości warstw połowicznego osłabienia promieniowania gamma i neutronowego wybranych materiałów Rodzaj materiału Gęstość Warstwa połowicznego osłabienia (cm) G/cm3 Gamma Drewno 0,7 – 0,8 około 30 około 14 Ziemia 1,6 Beton 2,3 około 10 Stal 7,8 około 3 Ołów 11,3 około 2 Źródło: Broń jądrowa, podręcznik, MON, 1964 r. Strumień neutronów Około 10 około12 około 12 około 5 około 9 Za osłoną o grubości równej podwójnej warstwie połowicznego osłabienia moc dawki, a więc i dawka, będą czterokrotnie mniejsze. Łączne występowanie promieniowania gamma i neutronowego zmusza do posługiwania się przybliŜonymi i uśrednionymi wielkościami warstw połowicznego osłabienia danego, prawie zawsze niejednorodnego, materiału. W dalszej konsekwencji określonym rodzajom środków ochronnych przypisano przybliŜone wielkości współczynników osłabienia promieniowania przenikliwego. PrzybliŜone wielkości współczynników osłabienia promieniowania charakterystyczne dla środków najczęściej wykorzystywanych jako ukrycia przedstawia tabela 7. Tabela 7 PrzybliŜone wielkości współczynników osłabienia mocy dawki promieniowania przez róŜne ukrycia Rodzaj ukrycia Współczynnik osłabienia 10 Czołg 4 Transporter opancerzony 2 Samochód 3 Kryty wagon kolejowy 50 Przykryte rowy strzeleckie i szczeliny 500 Schrony polowe (przedpiersiowe) 5000 i więcej Schrony stałe (betonowe) 7 Hale produkcyjne (budowle produkcyjne parterowe) 6 Produkcyjne i administracyjne budowle dwupiętrowe Domy mieszkalne murowane: 10/40 parterowe/piwnica 10/100 piętrowe/piwnica 20/400 dwupiętrowe/piwnica 27/400 czteropiętrowe/piwnica Domy mieszkalne drewniane: 2/7 parterowe/piwnica 8/12 piętrowe/piwnica Źródło: Metodyka oceny sytuacji promieniotwórczej w terenie. Wyd. MON, Warszawa 1991, tab. 5, s.62. 2.4. SkaŜenie promieniotwórcze Podczas wybuchu jądrowego powstaje ogromna ilość substancji promieniotwórczych. Składają się na nią izotopy stanowiące produkty rozpadu jąder paliwa jądrowego, izotopy (około 200 izotopów 35 pierwiastków) powstałe z pierwiastków podłoŜa (i konstrukcji ładunku) wskutek przedostania się do ich jąder neutronów o odpowiedniej energii, a takŜe nieprzereagowana (niezuŜyta) część paliwa jądrowego. Znaczna ilość tych substancji wykazuje właściwości promieniotwórcze przez określony czas. Termika reakcji jądrowej powoduje, ze substancje te w postaci pyłu promieniotwórczego uformowanego w obłok o kształtach przypominających w momencie powstawania grzyb, a następnie spłaszczoną, nieregularną kulę, unoszą się w górę na wysokość od kilku kilometrów do wysokości stratosferycznych, zaleŜnie od mocy wybuchu. Podczas wybuchów podziemnych z wyrzuceniem ziemi, wybuchów naziemnych i powietrznych niskich do wnętrza obłoku dostaje się duŜa ilość materiałów pochodzących z podłoŜa. Ze wzrostem wysokości wybuchu (umiejscowienia epicentrum nad powierzchnią ziemi) maleje ilość tych substancji w składzie obłoku promieniotwórczego, a rozdrobnienie cząstek jest większe. Przy tzw. wybuchach powietrznych wysokich i wyŜszych od nich, obłok promieniotwórczy nie zawiera składników podłoŜa. Średnica pozioma „grzyba” – obłoku pyłu promieniotwórczego wynosi od kilku do kilkunastu i więcej kilometrów. Wiatr przenosi taki obłok w określonym kierunku z prędkością odpowiadającą prędkości wiatru. Jednocześnie siły grawitacji powodują stopniowe opadanie pyłu promieniotwórczego na powierzchnię ziemi. Obszar, na który opadł pył promieniotwórczy nazywany jest strefą skaŜenia promieniotwórczego i ma kształt przypominający elipsę, ułoŜoną osią dłuŜszą wzdłuŜ kierunku wiatru wiejącego w okresie opadania pyłu promieniotwórczego. Tę oś nazywa się osią wypadania pyłu promieniotwórczego. W róŜnych miejscach strefy skaŜenia panują określone moce dawek promieniowania. Większe moce dawek promieniowania panują bliŜej osi wypadania. Maksymalna moc dawki na osi wypadania nie jest rozmieszczona symetrycznie, ale znajduje się wyraźnie bliŜej punktu zerowego wybuchu. Jest to następstwem znacznie szybszego opadania cząstek cięŜszych. Zmniejszanie się mocy dawek promieniowania, a za nimi dawek pochłoniętych, wraz z oddalaniem się od „środka” strefy skaŜenia pozwala przyjąć, Ŝe w którymś miejscu moŜna stwierdzić pomijalnie małą moc dawki promieniowania. Linia łącząca takie miejsca stanowi zewnętrzną granicę strefy skaŜenia promieniotwórczego. Strefy skaŜenia promieniotwórczego po wybuchach podziemnych i naziemnych są mniejsze, ale panujące w nich moce dawek promieniowania – większe. Jest to następstwem stosunkowo szybkiego opadania, posiadających duŜy cięŜar, cząstek pyłu promieniotwórczego. Rozproszenie pyłu promieniotwórczego po wybuchach powietrznych wysokich i wyŜszych jest na tyle duŜe, Ŝe dla potrzeb działań wojennych często pomija się powstające wówczas strefy skaŜeń, gdyŜ panujące w nich moce dawek są niewielkie. Przebywanie organizmów Ŝywych na obszarze stanowiącym strefę skaŜenia promieniotwórczego wiąŜe się ze stopniowym pochłanianiem przez nie określonej dawki promieniowania. Aczkolwiek zjawisko to jest wydłuŜone w czasie, dawka tak pochłaniana powoduje podobne skutki jak dawka promieniowania przenikliwego pochłaniana „impulsowo” w momencie wybuchu jądrowego. Ponadto substancje promieniotwórcze mogą dostać się do wnętrza organizmu (płuc, przewodu pokarmowego, do ran). Wówczas do dawki promieniowania pochodzącej z ekspozycji zewnętrznej (ekspozycję tę moŜna przerwać przez wychodząc poza strefą skaŜeń i dezaktywując organizm z zewnątrz) dochodzi dawka promieniowania pochodząca z ekspozycji wewnętrznej – od substancji promieniotwórczych, które znalazły się we wnętrzu organizmu. Tej ekspozycji nie moŜna przerwać. Właściwości chemiczne pierwiastków i związków chemicznych determinują to, w jakich organach ulokują się dane izotopy. Destrukcyjne działanie promieniowania tych izotopów w całości, bez osłabiania go odległością czy osłonami, w całości ma miejsce w komórkach, tkankach i w organach istotnych dla funkcji Ŝyciowych organizmu. Przykładowo stront, jako pokrewny chemicznie wapniowi odkłada się w kościach powodując destrukcję szpiku, producenta czerwonych krwinek – w konsekwencji białaczkę; jod lokuje się w tarczycy i uszkadzając ją zakłóca gospodarkę jodem itd. Niektórych z tych izotopów organizm pozbywa się szybko (kilka dni lub tygodni), wydalając je w ramach gospodarki elektrolitami, inne pozostają w organizmie długo (stront w kościach). Te zaś, które mają małą Ŝywotność (krótki okres połowicznego rozpadu) same przestaną być promieniotwórcze po pewnym czasie. PowyŜsze względy powodują, Ŝe dalece waŜniejsze jest zabezpieczanie organizmu przed skaŜeniem go (przed kontaktem bezpośrednim) substancjami promieniotwórczymi, zwłaszcza przed skaŜeniem wewnętrznym, niŜ osłona go przed zewnętrznym opromieniowaniem. Ilość substancji promieniotwórczych znajdująca się na jednostce powierzchni (w jednostce pojemności, w jednostce masy) nazywana jest stopniem skaŜenia promieniotwórczego. JeŜeli substancje promieniotwórcze znalazły się na powierzchni skaŜonej w wyniku bezpośredniego wypadania na nie pyłu promieniotwórczego, to skaŜenie takie nazywamy skaŜeniem pierwotnym. JeŜeli substancje promieniotwórcze znalazły się na powierzchni skaŜonej w wyniku „przejęcia” ich od innych skaŜonych przedmiotów, to skaŜenie takie nazywamy skaŜeniem wtórnym. Na ogół skaŜenie wtórne obiektów jest wielokrotnie mniejsze od skaŜenia pierwotnego. Szacuje się na podstawie doświadczeń poligonowych, Ŝe skaŜenie pojazdów znajdujących się w strefie skaŜenia promieniotwórczego pod opadem promieniotwórczym, czyli w czasie jej tworzenia się, jest około stukrotnie wyŜsze od skaŜenia tych pojazdów w przypadku ich przejeŜdŜania przez to samo miejsce juŜ po wypadnięciu pyłu promieniotwórczego. SpostrzeŜono, Ŝe jeŜeli skaŜenie powierzchni ciała ludzi, umundurowania, powierzchni urządzeń, z którymi trzeba się stale stykać, (a w przypadku produktów spoŜywczych nawet konsumować), nie przekracza określonych granic, to działanie ludzi w takich warunkach jest w zasadzie bezpieczne. Wielkości takie nazwano bezpiecznymi, albo dopuszczalnymi. W celach pomiarów ilość substancji promieniotwórczych odniesiono do jednostkowych powierzchni, objętości oraz masy i nazwano stopniem skaŜenia. Wielkości bezpieczne stopnia skaŜenia promieniotwórczego wybranych przedmiotów i substancji ilustruje tabela 8. Tabela 8 Bezpieczne skaŜenie przedmiotów i produktów spoŜywczych substancjami promieniotwórczymi Wyszczególnienie Czas od chwili wybuchu Nazwa jednostki (h) Do 12 12 – 24 Ponad 24 Bielizna. Umundurowanie, 0,2 0,1 0,05 cGy/h część twarzowa maski przeciwgazowej, indywidualne środki ochrony przed skaŜeniami, broń osobista, sprzęt medyczny i sanitarny, sprzęt kuchenny, wyposaŜenie stołówek i magazynów Ŝywności. Samochody, samoloty, 0,8 0,4 0,2 cGy/h zestawy rakietowe, wyposaŜenie techniczne Czołgi, BWP, działa, cią1,6 0,8 0,4 cGy/h gniki, oraz róŜne obiekty opancerzone. Źródło: Metodyka oceny sytuacji promieniotwórczej w terenie, MON, Warszawa 1991. Uwaga: 1.Pomiar stopnia skaŜenia dokonywany jest za pomocą rentgenoradiometrów. Dlatego moŜna powiedzieć, Ŝe jest on pomiarem pośrednim i daje wskazania w jednostkach mocy dawki. Stosowano róŜne jednostki, np. rozpad/cm2.min; mR/h 2. ponadto patrz zał. „Jednostki pomiarowe skaŜeń promieniotwórczych i promieniowania jonizującego” JeŜeli zachodzi konieczność wykorzystywania sprzętu bojowego, urządzeń i materiałów skaŜonych powyŜej bezpiecznych wielkości, naleŜy obniŜyć stopień ich skaŜenia – przeprowadzić dezaktywację (poprzez mycie, omiatanie, trzepanie, odkurzanie itp.). Przed skaŜeniem człowieka substancjami promieniotwórczymi skutecznie zabezpieczają, będące w wyposaŜeniu kaŜdego Ŝołnierza, środki indywidualnej ochrony przed skaŜeniami. Wielu Ŝołnierzy (osób) moŜe znaleźć skuteczną ochronę w środkach ochrony zbiorowej (schronach i pojazdach wyposaŜonych w urządzenia filtrowentylacyjne). Na potrzeby prognozowania i określania następstw napromieniowania ludzi w przypadku ich przebywania w strefie skaŜeń promieniotwórczych przyjęto następujące ustalenia: 1. Przedstawiana graficznie strefa skaŜenia promieniotwórczego obrazuje obszar, na którym ludzie mogą chłonąć określoną dawkę promieniowania przebywając na nim przez cały okres istnienia strefy skaŜenia promieniotwórczego, aŜ do samoistnego rozpadu substancji promieniotwórczych (naturalnego „wygaśnięcia” strefy skaŜenia); 2. Jako izolinię graniczną, stanowiącą umowną granicę zewnętrzną strefy skaŜenia promieniotwórczego przyjęto izolinię całkowitej dawki pochłoniętej wynoszącej 40 cGy (kolor niebieski). 3. Wewnątrz strefy skaŜenia promieniotwórczego wyznaczono ponadto izolinie całkowitych dawek pochłoniętych na poziomie 400 (zielona); 1200 (brązowa) i 4000 cGy (czarna). 4. W strefie skaŜenia promieniotwórczego przyjęto wydzielać obszary: - część strefy skaŜenia zawartą pomiędzy izoliniami 40 a 400 cGy nazwano strefą umiarkowanego skaŜenia (symboliczne oznaczenie lit. „A”; - pomiędzy izoliniami 400 a 1200 cGy – strefą silnego skaŜenia („B”); - pomiędzy izoliniami 1200 a 4000 cGy – strefą niebezpiecznego skaŜenia („C”); - obszar zawarty wewnątrz izolinii 4000 cGy – strefą szczególnie niebezpiecznego skaŜenia („D”). Obrazuje to rysunek 3. Kierunek wiatru 20-Nz 1.00 102 C B A D Rys. 3. Graficzny obraz stref skaŜenia promieniotwórczego powstałych po wybuchu jądrowym Uwaga: Norma NATO ATP-45 zawiera inną symbolikę graficznego obrazu stref skaŜenia promieniotwórczego, jednak ich sens fizyczny jest podobny. Rozmiary strefy skaŜenia promieniotwórczego zaleŜą wprost od mocy dokonanego wybuchu jądrowego. Przy małych mocach wybuchów powstają strefy, których oś dłuŜsza moŜe mieć do kilkudziesięciu, a krótsza - kilkanaście kilometrów długości. Przy wybuchach wielkiej mocy rozmiary te wynosić mogą odpowiednio kilkaset i kilkadziesiąt kilometrów. Przekłada się to na obszary od kilkuset kilometrów kwadratowych do kilkudziesięciu tysięcy kilometrów kwadratowych. Dla warunków europejskich oznacza to, Ŝe zamieszkiwać w granicach strefy skaŜeń moŜe od kilkuset tysięcy do kilkunastu milionów ludności. Ewakuacja takiej liczby ludności poza strefę skaŜeń jest w sensownym czasie niemoŜliwa. Poszukiwania sposobów racjonalnego postępowania ludności w takich okolicznościach prowadzą do następujących wniosków: 1. W przypadkach niemoŜności ewakuacji ludzi poza potencjalną strefę skaŜeń przed rozpoczęciem wypadania pyłu promieniotwórczego naleŜy w pierwszej kolejności dąŜyć do zapewnienia ludności ukryć zapewniających ochronę przed skaŜeniem pyłem promieniotwórczym (przed skaŜeniem pierwotnym); 2. W okresie wypadania pyłu promieniotwórczego i początkowym okresie istnienia strefy skaŜenia (okres duŜych mocy dawek – kilka pierwszych 3. 4. 5. 6. godzin) naleŜy przebywać w ukryciach stanowiących moŜliwie skuteczne osłony przed promieniowaniem przenikliwym (budynki, piwnice itp.). Ewakuację poza strefę skaŜenia podejmować po spadku mocy dawki do wielkości zapewniających pochłanianie, podczas ewakuacji, dawek nie przekraczających wielkości bezpiecznych; Kategorycznie nie spoŜywać posiłków i nie pić Ŝadnych napojów w strefie skaŜeń, ani teŜ po wyjściu z niej, do czasu zdezaktywowania ciała i odzieŜy (bądź jej wymiany na nieskaŜoną); Praktyczne czynności ratownicze podejmować po spadku mocy dawki do wielkości zapewniających ratownikom pochłanianie dawek nie przekraczających wielkości bezpiecznych przez cały czas trwania działań ratowniczych; Ratownikom i ewakuowanej ludności naleŜy zapewnić ochronę przed skaŜeniem wtórnym substancjami promieniotwórczymi poprzez stosowanie środków ochrony indywidualnej oraz skuteczne prowadzenie zabiegów sanitarnych i specjalnych. Moc dawki tw - Czas wypadania pyłu promieniotwórczego D1 - Dawka promieniowania pochłonięta w czasie od 0 do 1 godziny po wybuchu (obszar pomiędzy krzywą a osią czasu w granicach od 0 do 1 h) D2-3 - Dawka promieniowania pochłonięta w ciągu 1 h, zawartej w czasie od 2 do 3 godziny po wybuchu (obszar pomiędzy krzywą a osią czasu w granicach od 2 do 3 h) D1 D2-3 0 twtww 1 2 3 4 Czas (h) Rys 4. Przebieg zmian mocy dawki na śladzie obłoku promieniotwórczego 2.5. Impuls elektromagnetyczny (IEM) JuŜ w latach pięćdziesiątych zauwaŜono, Ŝe wybuchom jądrowym towarzyszą impulsy elektromagnetyczne pokrywające całe pasmo częstotliwości radiowych. Moc tych impulsów była na tyle duŜa, Ŝe indukowała w obwodach elektrycznych i urządzeniach energetycznych, elektrotechnicznych i systemach elektronicznych napięcia niszczące te urządzenia. WyróŜnia się dwa efekty IEM. Pierwszy, najwaŜniejszy, to impuls energetyczny o duŜej mocy i częstotliwości. Jest on efektem oddziaływania promieniowania gamma i beta z atmosferą. Ma on duŜy zasięg. MoŜe powodować uszkodzenia niezabezpieczonego sprzętu elektronicznego w promieniu tysięcy kilometrów. Efektem moŜe być załamanie działalności ludzkiej nawet na całym kontynencie. Drugi efekt – mniej znaczący – to oddziaływanie na atmosferę jako na ośrodek propagacji fal radiowych. Zjonizowanie atmosfery moŜe skutecznie zakłócić na wiele godzin transmisję danych drogą radiową na określonych częstotliwościach. Tworzone w wyniku wybuchu jądrowego promieniowanie beta to duŜy ładunek elektryczny poruszający się z ogromną prędkością. Jest on niejako wzbogacany elektronami Comptona „napędzonymi” przez promieniowanie gamma. Powstaje w ten sposób „prąd Comptona”. Szacuje się, Ŝe kaŜdy elektron pierwotny (pochodzący z reakcji jądrowej) moŜe wytworzyć do 30000 elektronów wtórnych i tyleŜ jonów dodatnich. Wytwarzane pole elektryczne moŜe osiągać wielkości kilkudziesięciu kilowoltów na metr (kV/m) w czasie kilku nanosekund. W uproszczeniu moŜna wnioskować, Ŝe wywołane impulsem elektromagnetycznym duŜej mocy zmienne pole elektryczne będzie w napotkanych przewodnikach indukować w nich niesterowalną duŜą siłę elektromotoryczną (napięcie), która będzie niszczyć niezabezpieczone urządzenia elektroniczne i inne oparte na technice półprzewodnikowej. Półprzewodniki pod wpływem duŜych prądów tracą swoje normatywne parametry urządzenia z nich złoŜone nie funkcjonują. Za tymi urządzeniami naleŜy widzieć: wszelkie urządzenia telefonii - w tym cyfrowej, urządzenia radiofonii – głównie systemy antenowe, jako Ŝe same aparatownie mogą być rozmieszczone w ekranowanych pomieszcze- niach, elektroniczne systemy sterowania pojazdami, samolotami i tp., urządzenia medyczne – tomografy, rozruszniki serca i wiele innych. WYKORZYSTANA LITERATURA 1. Broń jądrowa, podręcznik. Wyd. MON 1964 2. Jan Pięta „Broń neutronowa” Wyd. Bellona, Warszawa 1986. 3. Jarosław Solarz „Prognozowanie skaŜeń promieniotwórczych”. Wyd. AON, Warszawa 2006. 4. Metodyka oceny sytuacji promieniotwórczej w terenie, MON, Warszawa 1991. 5. Norma NATO „ATP-45” (dostępna wyłącznie w instytucjach związanych z Systemem Wykrywania SkaŜeń) ZAŁĄCZNIKI 1. UKŁAD O ZAKAZIE PRÓB BRONI NUKLEARNEJ W ATMOSFERZE, W PRZESTRZENI KOSMICZNEJ I POD WODĄ6 sporządzony w Moskwie dnia 5 sierpnia 1963 r. Rządy Związku Socjalistycznych Republik Radzieckich, Zjednoczonego Królestwa Wielkiej Brytanii i Północnej Irlandii oraz Stanów Zjednoczonych Ameryki, zwane dalej „Pierwotnymi Uczestnikami”, proklamując jako swój główny cel jak najszybsze osiągnięcie porozumienia w sprawie powszechnego i całkowitego rozbrojenia pod ścisłą kontrolą międzynarodową zgodnie z celami Organizacji Narodów Zjednoczonych, które połoŜyłoby kres wyścigowi zbrojeń i wyeliminowałoby bodźce do produkowania i dokonywania prób ze wszystkimi rodzajami broni, w tym równieŜ z bronią nuklearną, 6 Dz. U. z 1963 r. nr 52, poz. 288. Zgodnie z oświadczeniem rządowym z 14 listopada 1963 r/ (Dz. U. z 1963 r. nr 52, poz. 289) polskie dokumenty ratyfikacyjne układu zostały złoŜone rządom Związku Radzieckiego. Stanów Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii 14 października 1963 r. Układ wszedł w Ŝycie 10 października 1963. Jego sygnatariuszami jest 124 państwa. Francja i Chiny nie są stronami układu. dąŜąc do osiągnięcia zaprzestania na zawsze wszelkich próbnych eksplozji broni nuklearnej, zdecydowanie kontynuować w tym celu rozmowy oraz pragną połoŜyć kres zakaŜaniu środowiska, otaczającego człowieka, substancjami radioaktywnymi, uzgodniły, co następuje: Art. I. 1. KaŜdy z Uczestników niniejszego Układu zobowiązuje się do zakazu, zapobiegania i niedokonywania jakichkolwiek próbnych eksplozji broni nuklearnej i jakichkolwiek innych eksplozji nuklearnych w jakimkolwiek miejscu znajdującym się pod jego jurysdykcją lub kontrolą; a) w atmosferze; poza jej granicami, włącznie z przestrzenią kosmiczną; pod wodą, włącznie z wodami terytorialnymi i pełnym morzem; i b) w jakimkolwiek innym środowisku, jeśli tego rodzaju eksplozja spowoduje przedostanie się opadów radioaktywnych poza zasięg granic terytorialnych państwa, pod którego jurysdykcją lub kontrolą dokonuje się takiej eksplozji. Bierze się przy tym pod uwagę, Ŝe postanowienia niniejszego punktu nie powinny stanowić przeszkody do zawarcia traktatu zmierzającego do zakazu na zawsze wszelkich próbnych eksplozji nuklearnych, włącznie z wszystkimi tego rodzaju eksplozjami pod ziemią, do którego zawarcia uczestnicy będą dąŜyć, jak oświadczyli we wstępie do niniejszego układu.[ ... ] Art. II. 1. KaŜdy uczestnik niniejszego Układu moŜe zgłosić poprawki do niego. Tekst kaŜdej zgłoszonej poprawki przedkłada się Rządom - Depozytariuszom, które roześlą go wszystkim Uczestnikom Układu. Następni, jeŜeli zaŜąda tego jedna trzecia lub więcej Uczestników Układu, Rządy - Depozytariusze zwołają konferencję wszystkich Uczestników Układu w celu rozpatrzenia takiej poprawki. 2. KaŜda poprawka do niniejszego Układu powinna być przyjęta większością głosów wszystkich Uczestników Układu. włączając głosy wszystkich Pierwotnych Uczestników Układu. Poprawka wejdzie w Ŝycie dla wszystkich Uczestników Układu po zdeponowaniu dokumentów ratyfikacyjnych przez większość wszystkich Uczestników, włączając w to dokumenty wszystkich Pierwotnych Uczestników. [ ... ] Art. IV. Niniejszy Układ jest zawarty na czas nieokreślony. KaŜdy Uczestnik niniejszego Układu ma prawo, w wykonywaniu swej suwerenności państwowej, wystąpić z Układu, jeśli uzna, Ŝe związane z treścią niniejszego Układu wyjątkowe okoliczności zagraŜają najwyŜszym interesom jego kraju. O wystąpieniu z Układu powinien on powiadomić wszystkich innych Uczestników Układu na trzy miesiące naprzód. [... ] (Art. V i podpisy opuszczono) 2. UKŁAD O ZASADACH DZIAŁALNOŚCI PAŃSTW W ZAKRESIE BADAŃ I UśYTKOWANIA PRZESTRZENI KOSMICZNEJ ŁĄCZNIE Z KSIĘśYCEM I INNYMI CIAŁAMI NIEBIESKIMI7 sporządzony w Londynie, Moskwie i Waszyngtonie dnia 27 stycznia 1967 r. 7 Dz. U. z 1968 r. nr 14, poz. 82. Zgodnie z oświadczeniem rządowym z 13 marca 1968 r. (dz. U. z 1968 r. nr 14. Poz. 83) polskie dokumenty ratyfikacyjne zostały złoŜone rządom Związku Radzieckiego, Wielkiej Brytanii i Stanów Zjednoczonych 30 stycznia 1968 r. układ wszedł w Ŝycie 10 października 1967 r. Jego sygnatariuszami jest 108 państw. Państwa Strony niniejszego Układu [ ... ] przypominając rezolucję (XVIII) 1962 zatytułowaną „Deklaracja o zasadach prawnych działalności państw w zakresie badań i uŜytkowania przestrzenia kosmicznej”, którą Zgromadzenie Ogólne Narodów Zjednoczonych przyjęło jednomyślnie dnia 13 grudnia 1963 roku, przypominając rezolucję1884 (XVIII), wzywającą państwa, aby powstrzymały się od wprowadzania na orbitę wokół ziemi jakichkolwiek obiektów przenoszących broń jądrową lub jakiekolwiek inne rodzaje broni masowego zniszczenia, jak równieŜ od umieszczania takiej broni na na ciałach niebieskich którą to rezolucję Zgromadzenie Ogólne Narodów Zjednoczonych przyjęło jednomyślnie dnia 17 października 1963 roku, [ ... ] uzgodniły co następuje: Art. I. [ ... ] Przestrzeń kosmiczna, łącznie z księŜycem i innymi ciałami niebieskimi , jest wolna dla badań i uŜytkowania przez wszystkie bez jakiejkolwiek dyskryminacji, na zasadzie równości i zgodnie z prawem międzynarodowym; dostęp do wszystkich obszarów ciał niebieskich jest wolny [ ... ]. Art. II. Przestrzeń kosmiczna łącznie z księŜycem i innymi ciałami niebieskimi, nie podlega zawłaszczeniu przez państwa, ani poprzez ogłoszenie suwerenności, ani w drodze uŜytkowania lub okupacji, ani w jakikolwiek inny sposób. [ ... ] Art. IV. Państwa Strony Układu zobowiązują się nie wprowadzać na orbitę wokół Ziemi jakichkolwiek obiektów przenoszących broń jądrową lub jakiekolwiek inne rodzaje broni masowego zniszczenia ani nie umieszczać tego rodzaju broni na ciałach niebieskich lub w przestrzeni kosmicznej w jakikolwiek inny sposób. KsięŜyc i inne ciała niebieskie uŜytkowane są przez wszystkie Państwa Strony Układu wyłącznie w celach pokojowych. Zakazuje się zakładania wojskowych baz, instalacji oraz fortyfikacji na ciałach niebieskich, dokonywania na nich prób z jakimikolwiek typami broni oraz przeprowadzania manewrów wojskowych. Korzystanie z personelu wojskowego w celu badań naukowych lub jakichkolwiek innych celach pokojowych nie jest zabronione. Nie zabrania się równieŜ korzystania z wszelkiego sprzętu i urządzeń kosmicznych dla pokojowych badań KsięŜyca i innych ciał niebieskich. [ ... ]. (Opuszczono treści niezwiązane z potencjalnym militarnym wykorzystaniem tak przestrzeni kosmicznej jak i ciał niebieskich) 3. UKŁAD O NIEROZPRZESTRZENIANIU BRONI JĄDROWEJ8 8 Dz. U. z 1970 r. nr 8, poz. 60 (załącznik). Zgodnie z oświadczeniem rządowym (Dz. U. Z 1970 r. Nr 8 poz. 61) Polska ratyfikowała Układ 3 maja 1969 r. Wszedł on w Ŝycie 5 marca 1970 r.: jego Londyn, Moskwa, Waszyngton 1 lipca 1968 r. Państwa zawierające niniejszy Układ , zwane dalej Stronami Układu, biorąc pod uwagę zniszczenia, jakie spowodowałaby dla całej ludzkości wojna jądrowa, i konieczność podjęcia w związku z tym wszelkich wysiłków dla zapobieŜenia niebezpieczeństwu takiej wojny oraz kroków dla zapewnienia bezpieczeństwa narodów, przekonane, Ŝe rozprzestrzenienie broni jądrowej powaŜnie zwiększyłoby niebezpieczeństwo wojny jądrowej [ ... ] Uzgodniły co następuje: Art. I. KaŜde z państw Stron niniejszego Układu dysponujących bronią jądrową zobowiązuje się do nieprzekazywania komukolwiek bezpośrednio lub pośrednio broni jądrowej lub innych jądrowych urządzeń wybuchowych oraz kontroli nad taką bronią lub takimi urządzeniami wybuchowymi, jak równieŜ do nieokazywania pomocy, niezachęcaniu i nienakłanianiu w jakikolwiek sposób jakiegokolwiek państwa nie dysponującego bronią jądrową do produkowania lub uzyskania inną drogą broni jądrowej lub innych jądrowych urządzeń wybuchowych i kontroli nad taką bronią lub urządzeniami wybuchowymi. Art. II. KaŜde z Państw Stron niniejszego Układu nie dysponujących bronią jądrową zobowiązuje się do nieprzyjmowania od kogokolwiek, bezpośrednio lub pośrednio, broni jądrowej lub innych jądrowych urządzeń wybuchowych oraz kontroli nad taką bronią lub takimi urządzeniami wybuchowymi, do nieprodukowania i nieuzyskiwania inną drogą broni jądrowej lub innych jądrowych urządzeń wybuchowych oraz do nieubiegania się i nieprzyjmowania jakiejkolwiek pomocy w produkowaniu broni jądrowej lub innych jądrowych urządzeń wybuchowych. Art. III. 1. KaŜde z Państw Stron układu nie dysponujących bronią jądrową zobowiązuje się do przyjęcia środków zabezpieczających ustalonych w porozumieniu, co do którego będą prowadzone rokowania i które będzie zawarte z Międzynarodową Agencją Energii Atomowej, zgodnie z jej Statutem i systemem środków zabezpieczających Agencji, wyłącznie w celu kontroli wykonania jego zobowiązań, przyjętych zgodnie z nibniejszym Układem, aby nie dopuścić do przekształcenia energii jądrowej przeznaczonej do celów pokojowych w broń jądrową lub inne urządzenie wybuchowe. Procedura zastosowania środków zabezpieczających wymaganych na podstawie niniejszego artykułu będzie zastosowana w odniesieniu do wyjściowego lub specjalnego materiału rozszczepialneg,o niezaleŜnie od tego czy jest on produkowany, przerabiany lub wykorzystywany w podstawowym urządzeniu jądrowym, czy poza nim. Środki zabezpieczające wymagane na podstawie niniejszego artykułu będą stosowane w odniesieniu do kaŜdego wyjściowego lub specjalnego materiału rozszczepialnego w całej działalności w zakresie pokojowego wykorzystania energii jądrowej, prowadzonej na terytorium danego państwa, pod jego jurysdykcją lub gdziekolwiek pod kontrolą tego państwa. 2. KaŜde z Państw Stron Układu zobowiązuje się nie udostępniać: a) wyjściowego lub specjalnego materiału rozszczepialnego lub b) urządzenia lub materiału specjalnie przeznaczonego lub przygotowanego do przerabiania, wykorzystania lub produkcji specjalnego materiału rozszczepialnego jakiemukolwiek państwu nie dysponującemu bronią jądrową dla celów pokojowych, jeŜeli ten wyjściowy lub specjalny materiał rozszczepialny nie będzie podlegał środkom zabezpieczającym wymaganym na podstawie niniejszego artykułu. 3. Kontrola wymagana na podstawie niniejszego artykułu powinna być dokonywana w taki sposób, aby odpowiadała postanowieniom artykułu IV niniejszego Układu i nie utrudniała ekonomicznego rozwoju Stron Układu i międzynarodowej współpracy w dziesygnatariuszami są 170 państw. Nie ratyfikował układu Izrael. Początkowo zawarto na 25 lat. Obecnie przedłuŜono go bezterminowo. dzinie pokojowego wykorzystania energii jądrowej, obejmującego międzynarodową wymianę materiałów jądrowych i urządzeń do przerabiania, wykorzystania lub produkcji materiałów jądrowych dla celów pokojowych, zgodnie z postanowieniami niniejszego artykułu i zasadami stosowania środków zabezpieczających, przedstawionymi we wstępie Układu.4. Państwa Strony Układu nie dysponujące bronią jądrową zawrą, indywidualnie lub wspólnie z innymi państwami, porozumienia z Międzynarodową Agencją Energii Atomowej mające na celu realizację wymogów niniejszego artykułu, zgodnie ze Statutem Agencji. Rokowania w sprawie takich porozumień powinny rozpocząć się w ciągu 180 dni od dnia wejścia w Ŝycie niniejszego Układu. Dla państw, które złoŜą swoje dokumenty ratyfikacyjne po upływie wspomnianego okresu 180 dni, rokowania w sprawie takich porozumień powinny rozpocząć się nie później niŜ w dniu złoŜenia tych dokumentów. Porozumienia te powinny wejść w Ŝycie nie później niŜ po upływie 18 miesięcy od dnia rozpoczęcia rokowań. Art. IV. 1. śadne z postanowień niniejszego układu nie moŜe być interpretowane jako naruszające nieodłączne prawo wszystkich Stron Układu do rozwoju badań, produkcji i wykorzystania energii jądrowej dla celów pokojowych, bez dyskryminacji i zgodnie z artykułem I i II niniejszego Układu. 2. Wszystkie Strony Układu zobowiązują się ułatwiać, w moŜliwie jak najszerszym zakresie, wymianę wyposaŜenia, materiałów oraz informacji naukowych i technicznych dotyczących pokojowego wykorzystania energii jądrowej i mają prawo uczestniczyć w tej wymianie. Strony Układu, będące w stanie to uczynić, będą równieŜ współpracować w przyczynianiu się , indywidualnie lub wspólnie z innymi państwami lub organizacjami międzynarodowymi, do dalszego wykorzystania energii jądrowej dla celów pokojowych, w szczególności na terytoriach Państw Stron Układu nie dysponujących bronią jądrową, z naleŜytym uwzględnieniem potrzeb rozwijających się regionów świata. Art. V. KaŜda ze Stron niniejszego Układu zobowiązuje się do podjęcia właściwych kroków w celu zapewnienia, zgodnie z niniejszym Układem, właściwej procedury międzynarodowej, aby potencjalne korzyści wynikające z jakiegokolwiek pokojowego zastosowania wybuchów jądrowych były udostępniane bez dyskryminacji Państwom Stronom niniejszego Układu nie dysponującym bronią jądrową i aby cena za wykorzystanie urządzeń wybuchowych dla takich Stron Układu była moŜliwie jak najniŜsza i nie obejmowała kosztów badań i rozwoju. Państwa Strony niniejszego układu nie dysponujące bronią jądrową będą mogły uzyskać takie korzyści, zgodnie ze specjalnym międzynarodowym porozumieniem lub porozumieniami, poprzez właściwy organ międzynarodowy, w którym państwa nie dysponujące bronią jądrową będą odpowiednio reprezentowane. Rokowania w tej sprawie powinny rozpocząć się moŜliwie jak najszybciej po wejściu w Ŝycie Układu. Państwa Strony Układu nie dysponujące bronią jądrową mogą równieŜ, jeŜeli będą sobie tego Ŝyczyły, uzyskać takie korzyści na zasadzie dwustronnych porozumień. Art. VI. KaŜda ze Stron niniejszego Układu zobowiązuje się do prowadzenia w dobrej wierze rokowań w sprawie skutecznych kroków mających na celu zaprzestanie w najbliŜszym czasie wyścigu zbrojeń jądrowych, w sprawie rozbrojenia jądrowego oraz w sprawie układu o powszechnym i całkowitym rozbrojeniu po ścisłą i skuteczną kontrolą międzynarodową. Art. VII. śadne z postanowień niniejszego Układu nie narusza prawa jakijkolwiek grupy państw do zawierania regionalnych układów mających na ceku zapenienie całkowitej nieobecności broni jądrowej na ich terytoriach. (Opuszczono artykuły VIII – XI i podpisy) 4. UKŁAD O ZAKAZIE UMIESZCZANIA BRONI JĄDROWEJ I INNYCH RODZAJÓW BRONI MASOWEJ ZAGŁADY NA DNIE MÓRZ I OCEANÓW ORAZ W JEGO PODŁOśU9 Londyn, Moskwa, Waszyngton, 11 lutego 1971 r. Państwa Strony niniejszego Układu , uznając, Ŝe we wspólnym interesie ludzkości leŜy rozwój badań i wykorzystania dna mórz i oceanów dla celów pokojowych, uwaŜając, Ŝe zapobieŜenie wyścigowi zbrojeń jądrowych na dnie mórz i oceanów słuŜy sprawie utrzymania pokoju światowego, zmniejsza napięcie międzynarodowe i umacnia przyjazne stosunki między państwami, przekonane, Ŝe niniejszy układ jest krokiem zmierzającym do zawarcia układu o powszechnym i całkowitym rozbrojeniu pod ścisłą i skuteczną kontrolą międzynarodową, oraz zdecydowane kontynuować rokowania w tym celu, przekonane, Ŝe niniejszy układ przyczyni się do realizacji celów i zasad Karty Narodów Zjednoczonych w sposób zgodny z sadami prawa międzynarodowego i nie naruszający wolności morza pełnego, uzgodniły co następuje: Art. I. 1. Państwa Strony niniejszego Układu zobowiązują się do nieinstalowaniai nieumieszczania na dnie mórz i oceanów oraz w jego podłoŜu, poza granicą zewnętrzną strefy dna morskiego, określonej w artykule II, jakiejkolwiek broni jądrowej lub innych rodzajów broni masowej zagłady, jak równieŜ konstrukcji , wyrzutni oraz wszelkich innych urządzeń, specjalnie przeznaczonych do przechowywania , wypróbowywania lub uŜywania takiej broni. 2. Zobowiązania przewidziane w ustępie i niniejszego artykułumają równieŜ zastosowanie do strefy dna morskiego wspomnianej w tym ustępie, z zastrzeŜeniem, z zastrzeŜeniem, Ŝe w obrębie takiej strefy nie mają one zastosowania do państwa nadbrzeŜnego ani dna morskiego połoŜonego pod jego wodami terytorialnymi. 3. Państwa Strony niniejszego Układu zobowiązują się do niepomagania, niezachęcania i nienakłaniania jakiegokolwiek państwa do prowadzenia działalności określonej w ustępie 1 niniejszego artykułu oraz do nieuczestniczenia w jakikolwiek inny sposób w takiej działalności. Art. II. Dla celów niniejszego Układu granica zewnętrzna strefy dna morskiego wspomnianej w artykule I pokrywa się z dwunastomilową granicą zewnętrzną strefy określonej w części II Konwencji o morzu terytorialnym i 9 Dz. U. Z 1972 r. Nr 44, poz. 275. Układ wszedł w Ŝycie 18 maja 1972 r. Polska ratyfikowała go 23 września 1971 r. Jego sygnatariuszami jest 92 państwa. strefie przyległej, podpisanej w Genewie dnia 29 kwietnia 1958 r., i jest mierzona zgodnie z postanowieniami części I rozdziału II tej Konwencji oraz zgodnie z prawem międzynarodowym. Art. III. 1. Aby przyczynić się do realizacji celów i zapewnić przestrzeganie postanowień niniejszego Układu, kaŜde Państwo Strona Układu ma prawo kontroli w drodze obserwacji działalności prowadzonej przez inne Państwa Strony Układu na dnie mórz i oceanów oraz w jego podłoŜu, poza granicami strefy wspomnianej w artykule I, pod warunkiem, Ŝe obserwacja ta nie będzie przeszkadzała w takiej działalności. 2. JeŜeli po przeprowadzeniu obserwacji pozostaną uzasadnione wątpliwości co do wypełniania zobowiązań przyjętych zgodnie z niniejszym układem, Państwo Strona mająca takie wątpliwości ora Państwo Strona odpowiedzialne za działalność powodującą je będą się konsultować w celu usunięcia tych wątpliwości. JeŜeli wątpliwości te nie zostaną usunięte, Państwo Strona mająca je zawiadomi inne Państwa Strony i zainteresowane Strony będą współdziałać w takim dalszym postępowaniu kontrolnym, jakie zostanie uzgodnione, włączając w to odpowiednią inspekcję obiektów, konstrukcji, instalacji albo innych urządzeń, które ze względu na ich charakter moŜna w sposób uzasadniony zaliczyć do jednej z kategorii określonej w artykule I. Państwa Strony połoŜone w rejonie takiej działalności, w tym kaŜde państwo nadbrzeŜne i kaŜda inna strona, która będzie sobie tego Ŝyczyła, są uprawnione do wzięcia udziału w takich konsultacjach i we współpracy. Po zakończeniu tego dalszego postępowania kontrolnego Strona, która wystąpiła z inicjatywą przeprowadzenia takiego postępowania, prześle innym Stronom odpowiednie sprawozdanie. 3. JeŜeli w drodze obserwacji obiektu, konstrukcji, instalacji lub innego urządzenia nie moŜna określić jakie państwo jest odpowiedzialne za działalność powodującą uzasadnione wątpliwości, Państwo Strona posiadające takie wątpliwości zwraca się z odpowiednimi zawiadomieniami i pytaniami do Państw Stron Układu połoŜonych w rejonie tej działalności, a takŜe do innych Państw Stron. JeŜeli w wyniku takiego badania zostanie ustalone, Ŝe jakieś określone Państwo strona jest odpowiedzialne za tę działalność, wówczas będzie się ono konsultować i współpracować z innymi Stronami, w trybie przewidzianym w ustępie 2 niniejszego artykułu. JeŜeli w wyniku tego badania nie moŜna ustalić, jakie Państwo jest odpowiedzialne za tę działalność, wówczas Państwo Strona prowadząca takie badanie moŜe zastosować dalsze postępowanie kontrolne, włączając w to inspekcję, przy czym państwo to zaprosi do wzięcia udziału Państwa Strony Układu połoŜone w rejonie tej działalności, łącznie z jakimkolwiek państwem nadbrzeŜnym i z kaŜdą inna Stroną, która wyrazi chęć współpracy. 4. JeŜeli konsultacja i współpraca przewidziane w ustępie 2 i 3 niniejszego artykułu nie usunęły wątpliwości co do tej działalności i pozostaje prawdziwa wątpliwość co do wykonywania zobowiązań przyjętych na pod- stawie niniejszego Układu. Państwo Strona moŜe, zgodnie z postanowieniami Karty Narodów Zjednoczonych, przekazać tę sprawę Radzie Bezpieczeństwa, która moŜe podjąć środki zgodnie z Kartą. 5. Państwo Strona moŜe prowadzić kontrolę przewidzianą w niniejszym artykule przy uŜyciu własnych środków lub przy pełnej lub częściowej pomocy innego państwa Strony albo w drodze odpowiedniego postępowania międzynarodowego w ramach Organizacji Narodów Zjednoczonych i zgodnie z Kartą Narodów Zjednoczonych. 6. Działalność kontrolna przewidziana w niniejszym Układzie nie powinna przeszkadzać w działalności innych Państw Stron i powinna być prowadzona z naleŜytym uwzględnieniem praw uznanych przez prawo międzynarodowe, łącznie z wolnością morza pełnego i prawem państw nadbrzeŜnych do badania i eksploatacji ich szelfu kontynentalnego. Art. IV. śadne z postanowień niniejszego Układu nie moŜe być interpretowane jako potwierdzające lub naruszające stanowisko jakiegokolwiek Państwa Strony odnośnie do istniejących konwencji międzynarodowych, w tym Konwencji o morzu terytorialnym i strefie przyległej, 1958, lub odnośnie do praw lub roszczeń, jakie to Państwo Strona moŜe zgłaszać, albo odnośnie do uznania lub nieuznawania praw lub roszczeń zgłaszanych przez jakiekolwiek inne państwo, które dotyczą jego wód przybrzeŜnych, łącznie m.in. z morzem terytorialnym i strefą przyległą, albo dna mórz i oceanów łącznie z szelfem kontynentalnym. (Opuszczono artykuły V – XI i podpisy) Ponadto zawarto kilka układów o ustanowieniu stref bezatomowych w róŜnych regionach świata i o przyjęciu na siebie innych ograniczeń. Są to: 1. Układ o zakazie działalności wojskowej na Antarktydzie. Zawarty 1. 12 1959 r. Przewiduje m.in. zakaz umieszczania broni jądrowej na tym kontynencie. W ten sposób Antarktyda stała się pierwszą strefą bezatomową. 2. Układ o ustanowieniu strefy bezatomowej w Ameryce Łacińskiej i na Karaibach (Układ z Tlatelolco). Obowiązuje od 22.04 1968 r. Członkami układu jest 28 państw. 3. Układ o ustanowieniu strefy bezatomowej na Południowym Pacyfiku (Układ z Raratonga). Wszedł w Ŝycie 11. 12 1986 r. Członkami układu są Australia, Nowa Zelandia i 9 innych państw. 4. Układ o ustanowieniu strefy bezatomowej w Afryce (Układ z Pelindaby RPA). Obowiązuje od kwietnia 1996 r. Podpisany przez 43 państwa afrykańskie. USA, Wielka Brytania i Chiny. Zobowiązały się, Ŝe nie uŜyją broni jądrowej przeciwko sygnatariuszom układu. 5. Układ o kontroli obrotu materiałami jądrowymi. Podpisano 3. 03 1980 r. w Wiedniu i Nowym Jorku. Obowiązuje od 8. 02 1987 r. 5. JEDNOSTKI POMIAROWE SKAśEŃ PROMIENIOTWÓRCZYCH Mierzona wielkość Aktywność Aktywność właściwa Dawka pochłonięta Dawka ekspozycyjna RównowaŜnik dawki Moc dawki Moc dawki ekspozycyjnej Moc równowaŜnikowa dawki I PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO Jednostki pomiarowe Relacje między Definicja jednostkami Układ SI Poprzednio Miara promieniotwórczości wyraŜająca się liczbą przemian jądrowych w jednostce czasu Miara promieniotwórczości odniesiona do masy lub objętości (teŜ powierzchni) substancji radioaktywnej Ilość energii udzielona jednostce masy napromieniowanej substancji przez promieniowanie jonizujące Suma ładunków jednego znaku wytworzonych przez fotony X lub gamma w elemencie masy lub objętości powietrza gdy wszystkie wytworzone ładunki zostaną całkowicie zahamowane Iloczyn dawki pochłoniętej i współczynnika jakości promieniowania (X, gamma, beta = 1; neutrony powolne = 5; protony i neutrony prędkie = 10; cząstki alfa = 20) Szybkość napromieniowywania (dawkowania) wyraŜona jednostkami dawki na jednostkę czasu (Moc ekspozycji) – stosunek jednostki ekspozycji do jednostki czasu napromieniowania Stosunek równowaŜnika dawki do jednostki czasu napromieniowania Bekerel Bq = 1/s Curie (czyt. kiur) Ci = 3,7 . 1010 rozp/s 1Ci = 3,7 . 1010Bq = 37GBq Bq/ kg Bq/m2 Bq/dm3 Bq/m3 rozp/s.g rozp/min.cm3 grej Gy = J/kg rad 1r = 100 ergów/g C/kg (kulomb/kg) rentgen 1R = 88 ergów/g siwert 1 Sv = 1J/kg rem 1Sv = 100remów 1 rem = 0,01 Sv W/kg = Gy/s rad/s rad/h Gy/s = 100rad/s 1rad/s=0,01W/kg A/kg mR/h R/h 1µ µA/kg=13,95R/h 1mR/h=71,7pA/h Sv/h rem/h 1Sv/h=100rem/h 1rem/h=0,01Sv/h 1 rad = 0,01 Gy 1Gy = 100rad 1R = 2,58. 1014 C/kg
