Ядролық жауын-шашын және радиоактивті заттардың таралуы

Кіріспе

Жаңбыр - бұл жауын-шашынның атмосферадан радиоактивті бөлшектерді жерге жуу арқылы алып тастауына себеп болатын, нәтижесінде жаңбыр арқылы ядролық жауын-шашынның пайда болуы. Жаңбырлы бұлттар көбінесе ядролық жарылыстың өзіндегі бөлшектерден қалыптасады, осы себепті жаңбырдан зарарсыздану "құрғақ" жауын-шашыннан қиынға соғады. Атмосфера ғылымында жаңбыр жауу арқылы атмосферадан ерігіш заттарды – міндетті түрде радиоактивті емес – алып тастау да жаңбыр деп аталады.

Жаңбырдың түсуіне әсер ететін факторлар

Жаңбырдың жер нөлдік нүктесіне жақын ауданда жаууы мүмкін, немесе атмосфералық жағдайлар мен жарылыстың қалай орын алғанына байланысты, ластану жерге түсуден бұрын көтеріліп тарауы да мүмкін. Жарылыс ауада, жер бетінде, жер астында немесе теңіз суында болуы мүмкін. Ауадағы жарылыс, жердегіге қарағанда аз радиоактивті шөгінді тудырады, себебі ластанған бөлшектердің саны аз болады. Жер бетіндегі жарылыстар көбірек радиоактивті шөгінді материалдарын шығарады. Су бетіндегі жарылыстар кезінде бөлшектер жеңіл әрі кішкентай болады, бұл аз жергілікті шөгіндіге, бірақ кеңірек аумаққа таралуына себеп болады. Бөлшектердің құрамында негізінен теңіз тұздары мен су болады, олар жергілікті жаңбырға және радиоактивті шөгіндіге әсер ететін бұлттарды құруға себеп болуы мүмкін. Теңіз суындағы жарылыстан түскен шөгінділер, кезеңді беттерге сіңгеннен кейін, жою қиын, себебі бөліну өнімдері көптеген беттерге химиялық байланысқан металл иондары түрінде болады. Жер астындағы жарылыстарда қосымша құбылыс – "негізгі толқын" пайда болады. Негізгі толқын – төмен түсетін колоннаның түбінен сыртқа қарай домалап шығатын бұлт, ол ауадағы шаң немесе су тамшыларының тығыздығының артығынан туындайды. Бұл толқын кішкентай қатты бөлшектерден тұрады, бірақ сұйықтық сияқты әрекет етеді. Топырақ-жер ортасы жер астындағы жарылыста негізгі толқынның пайда болуына жағдай жасайды. Негізгі толқын әдетте жер астындағы жарылыстағы бомбаның жалпы қалдықтарының шамамен 10% құрайды, бірақ ол жарылыс орнына жақын жердегі шөгіндіге қарағанда үлкен сәулелену дозасын тудыруы мүмкін, себебі ол шөгіндіге қарағанда ертерек келеді, радиоактивті ыдыраудың көп бөлігі аяқталмас бұрын. Су астындағы жарылыстарда көрінетін толқын, іс жүзінде, сұйық (әдетте су) тамшыларының бұлты болып табылады, ол біртекті сұйықтық сияқты ағып жатады. Су буланғаннан кейін, көзге көрінбейтін, кішкентай радиоактивті бөлшектерден тұратын негізгі толқын қалуы мүмкін. Метеорологиялық жағдайлар бойынша, қар мен жаңбыр жергілікті шөгіндіні жылдамдатуы мүмкін. Радиоактивті бұлттың үстінен пайда болатын жергілікті жаңбыр сияқты ерекше метеорологиялық жағдайларда, ядролық жарылыстан желге қарай орналасқан шектеулі аумақтарда қатты ластану пайда болуы мүмкін. Жер бетіндегі жарылыстан ластанған аумаққа жаңбыр жауғанда, радиоактивті қарқындылықтың үлгісі өзгереді, себебі жоғары жатқан жерлердегі, ғимараттардағы, жабдықтардағы және өсімдіктердегі ластану шайылып кетеді. Бұл кейбір аумақтарда қарқындылықты азайтады, ал дренаж жүйелерінде, төмен жатқан жерлерде және нашар дренажталған жазық жерлерде қарқындылықты арттыруы мүмкін.

A rainout could occur in the vicinity of ground zero or the contamination could be carried aloft before deposition depending on the current atmospheric conditions and how the explosion occurred. The explosion, or burst, can be air, surface, subsurface, or seawater. An air burst will produce less fallout than a comparable explosion near the ground due to less particulate being contaminated. Detonations at the surface will tend to produce more fallout material. In case of water surface bursts, the particles tend to be rather lighter and smaller, producing less local fallout but extending over a greater area. The particles contain mostly sea salts with some water; these can have a cloud seeding effect causing local rainout and areas of high local fallout. Fallout from a seawater burst is difficult to remove once it has soaked into porous surfaces because the fission products are present as metallic ions which become chemically bonded to many surfaces. For subsurface bursts, there is an additional phenomenon present called "base surge". The base surge is a cloud that rolls outward from the bottom of the subsiding column, which is caused by an excessive density of dust or water droplets in the air. This surge is made up of small solid particles, but it still behaves like a fluid. A soil earth medium favors base surge formation in an underground burst. Although the base surge typically contains only about 10% of the total bomb debris in a subsurface burst, it can create larger radiation doses than fallout near the detonation, because it arrives sooner than fallout, before much radioactive decay has occurred. For underwater bursts, the visible surge is, in effect, a cloud of liquid (usually water) droplets with the property of flowing almost as if it were a homogeneous fluid. After the water evaporates, an invisible base surge of small radioactive particles may persist. Meteorogically, snow and rain will accelerate local fallout. Under special meteorological conditions, such as a local rain shower that originates above the radioactive cloud, limited areas of heavy contamination just downwind of a nuclear blast may be formed. Rain on an area contaminated by a surface burst changes the pattern of radioactive intensities by washing off higher elevations, buildings, equipment, and vegetation. This reduces intensities in some areas and possibly increases intensities in drainage systems; on low ground; and in flat, poorly drained areas.