Опытные воздушные взрывы атомных бомб также свидетельствуют о том, что сильное заражение наблюдается непродолжительное время. Уже через несколько десятков минут после взрыва в районе эпицентра могут действовать войска, не опасаясь поражения.
Бета- и альфа-лучи имеют небольшой радиус действия и легко поглощаются или ослабляются даже небольшими слоями многих материалов, в том числе и воздухом. Поэтому их внешнее воздействие на организм не может быть сильным. Если же радиоактивные вещества, испускающие альфа- или бета-лучи, попадут внутрь организма, например с пылинками воздуха при дыхании или с пищей, то их вредное действие будет более сильным. Наибольшую опасность при внешнем воздействии представляют вещества, испускающие гамма-лучи, так как это излучение обладает большой проникающей способностью. Гамма-лучи проходят сквозь организм человека и животных, поражая не только наружные, но и внутренние органы.
В результате взаимодействия с атомами вещества гамма-лучи ослабляются по так называемому экспоненциальному закону, выражающемуся формулой
где I0 — интенсивность гамма-излучения перед преградой (число гамма-квантов, падающих на 1 см2 поверхности, в секундах);
I — интенсивность излучения, прошедшего сквозь ослабляющий слой толщиной х сантиметров;
μ — коэффициент ослабления гамма-излучения;
е — основание натуральных логарифмов (е≈2,7).
В табл. 9 приведены коэффициенты ослабления гамма-лучей для некоторых веществ в зависимости от энергии гамма-квантов.
Таблица 9
| Коэффициенты ослабления гамма-лучей | |||
|---|---|---|---|
| Энергия в Мэв | Для воздуха | Для бетона | Для свинца |
| 0,5 | 0,000111 | 0,220 | 1,67 |
| 1,0 | 0,000081 | 0,157 | 0,75 |
| 2,0 | 0,000057 | 0,114 | 0,51 |
| 3,0 | 0,000046 | 0,094 | 0,46 |
| 5,0 | 0,000036 | 0,084 | 0,48 |
Гамма-лучи поглощаются толстыми слоями дерева, воды, земли и бетона. Этой же цели можно достигнуть, применив более тонкие слои свинца, железа или других веществ большой плотности. Гораздо легче поглотить бета-лучи. Для этого могут служить тонкие доски, алюминиевые листы толщиной 2–3 мм и одежда. Еще легче поглощаются альфа-лучи. Для этого можно использовать любые материалы толщиной примерно 0,1 мм и более.
Для сравнительной оценки защитных свойств материалов принят слой половинного ослабления — толщина слоя, который способен вдвое ослабить поток гамма-лучей. Слой половинного ослабления обозначается dпол и может быть вычислен по формуле
Этой формулой не учитывается рассеянное излучение. В результате многократного рассеяния гамма-квантов в слое вещества часть их проходит данный слой и увеличивает общую интенсивность.
Процесс рассеяния гамма-излучения во многом напоминает рассеяние видимого света. Представим себе электрическую лампочку и на некотором расстоянии от нее человека, читающего книгу. Если между лампочкой и человеком поставить какой-либо предмет, то освещение книги уменьшится, но не сильно. Текст будет виден за счет освещения, отраженного от стен и разных предметов и рассеянного молекулами газов воздуха.
С учетом рассеянного гамма-излучения толщина слоя половинного ослабления будет несколько (иногда даже вдвое и более) выше вычисленного по приведенной формуле. В связи со сложностью математических расчетов по вычислению толщины защитного слоя с учетом рассеянного излучения ограничимся примерами.
Слой дерева для половинного ослабления излучения равен приблизительно 25 см, грунта — 14 см, бетона — 10 см, алюминия — 7 см, железа — 3 см, свинца — 1,8 см, воздуха — до 150 м (рис. 38).