Від кількості і виду грунту, що потрапив у хмару ядерного вибуху, залежать кількість, розміри і властивості радіоактивних частинок і, отже, їх швидкість випадання і розподіл по території. Саме тому при наземних і підземних вибухах (з викидом грунту) розміри і ступінь зараження місцевості значно більше, ніж при інших вибухах. При вибуху на піщаному грунті рівні радіації на сліді в середньому в 2,5 рази, а площа сліду в два рази більше ніж при вибуху на пов'язаному ґрунті. Початкова температура грибовидного хмари дуже висока, тому основна маса потрапив в нього грунту розплавляється, частково випаровується і перемішується з радіоактивними речовинами.
Природа останніх не однакова. Це й не прореагировавшая частина ядерного заряду (уран - 235, уран - 233, плутоній - 239), і осколки поділу, і хімічні елементи з наведеною активністю. Приблизно за 10-12 хвилин радіоактивна хмара піднімається на максимальну висоту, стабілізується і починає переміщатися горизонтально в напрямку руху повітряних потоків. Грибоподібну хмару добре видно на великій відстані протягом десятків хвилин. Самі великі частки під дією сили тяжіння випадають з радіоактивної хмари і стовпа пилу ще до моменту, коли останні досягають граничної висоти і заражають місцевість в безпосередній близькості від центру вибуху. Легкі частки осідають повільніше і на значних відстанях від нього. Так утворюється слід радіоактивної хмари. Рельєф місцевості практично не впливає на розміри зон радіоактивного зараження. Однак він обумовлює нерівномірне зараження окремих ділянок всередині зон. Так, височини і пагорби сильніше заражаються з навітряного боку, ніж з підвітряного. Продукти розподілу, які із хмари вибуху, являють собою суміш приблизно 80 ізотопів 35 хімічних елементів середньої частини періодичної системи елементів Менделєєва (від цинку №30 до гадолінію №64).
Майже всі утворюються ядра ізотопів перевантажені нейтронами, не є стабільними і зазнають бета-розпад з випусканням гамма-квантів. Первинні ядра осколківподілу в подальшому випробовують у середньому 3-4 розпаду і в підсумку перетворюються в стабільні ізотопи. Таким чином, кожному спочатку образовавшемуся ядру (уламку) відповідає своя ланцюжок радіоактивних перетворень. Люди і тварини, що потрапили в заражену місцевість, піддадуться зовнішньому опроміненню. Але небезпека підстерігає і з іншого боку. Випадають на поверхню землі стронцій - 89 і стронцій - 90, цезій - 137, йод - 127 і йод - 131 та інші радіоактивні ізотопи включаються в загальний круговорот речовин і проникають в живі організми. Особливу небезпеку становлять стронцій - 90 йод - 131, а також плутоній і уран, які здатні концентруватися в окремих частинах організму. Вчені встановили, що стронцій - 89 і стронцій - 90 в основному концентруються в кістковій тканині, йод - у щитовидній залозі, плутоній і уран - в печінці і т.д. Найбільший ступінь зараження спостерігається на ближніх ділянках сліду. У міру віддалення від центру вибуху уздовж осі сліду ступінь зараження зменшується. Слід радіоактивного хмари умовно ділиться на зони помірного, сильного і небезпечного зараження. В системі світлового випромінювання активність радіонуклідів вимірюється в Беккерелях (Бк) і дорівнює одному розпаду в секунду. У міру збільшення часу, що пройшов після вибуху, активність осколків розподілу швидко падає (через 7:00 в 10 разів, через 49 годин в 100 разів). Зона А - помірного зараження - від 40 до 400 бер. Зона Б - сильного зараження - від 400 до 1200 бер. Зона В - небезпечного зараження - від 1200 до 4000 бер. Зона Г - надзвичайно небезпечного зараження - від 4000 до 7000 бер.
Зона помірного зараження - найбільша за розмірами. В її межах населення, що знаходиться на відкритій місцевості, може отримати в першу добу після вибуху легкі радіаційні ураження.
У зоні сильного ураження небезпеку для людей і тварин вище. Тут можливі важкі радіаційні ураження навіть за кілька годин перебування на відкритій місцевості, особливо в першу добу.
У зоні небезпечного зараження найвищі рівні радіації. Навіть на її кордоні сумарна доза опромінення за час повного розпаду радіоактивних речовин досягає 1 200 р, а рівень радіації через 1 годину після вибуху становить 240 р/год. У першу добу після зараження сумарна доза на межі цієї зони становить приблизно 600 р, тобто практично вона смертельна. І хоча потім дози опромінення знижуються, на цій території перебування людей поза укриттів небезпечно дуже тривалий час.
Для захисту населення від радіоактивного зараження місцевості використовуються всі наявні захисні споруди (сховища, ПРУ, підвали багатоповерхових будинків, станції метрополітену). Ці захисні споруди повинні володіти достатньо високим коефіцієнтом ослаблення (Косл) - від 500 до 1000 і більше разів, тому зони радіоактивног...
