Ядерные аварии

За 50 лет ядерной эры в мире произошло -400 радиационных аварий, т.е. по 8 аварий в год. Многие из них обусловлены неисправностью оборудования, человеческим фактором или социально-экономическими или политическими условиями в странах мира; в 137 крупных авариях получило повышенное облучение 672 и умерло 104 человека.

Приведём примеры некоторых инцидентов, произошедших на предприятиях ЯТЦ в разных странах.

На радиохимических заводах США по наработке оружейного Ри произошли серьёзные инциденты, приведшие к самоподдерживающейся цепной реакции. Сюда относится авария на заводе Y-12, Ок-Ридж, 16.06.1958 (i человек получил дозу 3,65 Гр, 7 — дозы 0,234-3,39 Гр); авария в Научной лаборатории в Лос-Аламосе 1958 г. (l человек погиб, 2 получили серьёзное облучение (1,3 Гр и 0,35 Гр)) и инцидент 1959 г. на Химическом заводе по переработке в Айдахо (2 человека облучены дозами 0,5 и 0,32 Гр), авария на заводе WoodRiverJunction 1964 г. (l человек погиб, 2 работника получили дозы -1 Гр) и на Химическом заводе Айдахо.

В Англии ядерный инцидент, сопровождающийся СЦР, произошёл в Windscale 24.081970. При аварии в 1983 г. на реакторе RA-2 (Буэнос- Айрес, Аргентина) 1 человек погиб. В 1999 г. Токаймура (Япония) на заводе по производству ядерного топлива погибли 2 человека.

На заводах по обогащению U происходили инциденты, сопровождающиеся утечкой или взрывом UFb, отравлению работников парами фтора и загрязнению оборудования ураном. Примерами являются взрыв UFe в лаборатории в Ок-Ридже, Тенесси, 1944 г. (2 погибли, 5 человек пострадали), аварийная утечка UFb, Франция, 1977 г. и утечка UFo на Sequoyah Fuels Corporation, Gore, Охлакома, 1986 г. (l погиб).

12.12.1952 в Канаде произошла серьёзная авария на АЭС. Техническая ошибка персонала АЭС Чолк-Ривер (штат Онтарио) привела к частичному расплавлению активной зоны. Тысячи кюри продуктов деления попали во внешнюю среду, а 3800 м3 радиоактивно загрязненной воды было сброшено прямо на землю неподалеку от реки Оттавы. В 1955 г. «человеческий фактор» привёл к аварии реактора EBR-i (штат Айдахо, США). В процессе эксперимента с Ри, в результате неверных действий оператора, реактор саморазрушился, выгорело 40% его активной зоны. В 1969 г. случилась авария подземного ядерного реактора в Люценсе (Швейцария). Пещеру, где находился реактор, пришлось замуровать.

В 1969 г. во Франции на АЭС «Святой Лаврентий» взорвался реактор мощностью 500 мВт. В 1980 г. авария на АЭС в Сен-Лоране, Франция, привела к частичному повреждению активной зоны реактора, но внешнего выброса радиоактивности не было (уровень 4).198з г-~ авария на критической сборке РА-2 в Буэнос-Айресе (Аргентина), оператор погиб. В 1989 г. при инциденте на АЭС в Вандельосе (Испания), не произошло внешнего выброса радиоактивности. В 1999 г. произошла авария на заводе по изготовлению топлива для АЭС в г. Токаймура (Япония), началась СЦР, погибли 2 человека. В 2004 г.- авария на АЭС «Михама», о. Хонсю (Япония), сотрудники АЭС получили ожоги, 4 человека погибли, 18 сильно пострадали.

К загрязнению территорий и морских акваторий приводили аварийные утечки радиоактивных растворов. Примерами являются утечка радиоактивного материала на радиохимическом заводе в Ла Are, Франция, 1977 г., приведшая к значительному загрязнению почвы; протечка радиоактивной жидкости в грунт в Селлафилде, Англия, 1979 г. и загрязнение берега моря в Селлафилде, 1983 г.

В 1957 г. в Виндскейле (Англия) произошла крупная авария на реакторе по наработке оружейного Ри. В активной зоне возник пожар. Получили повреждения 150 технологических каналов, что повлекло за собой выброс радионуклидов. Выброс радиоактивных продуктов в атмосферу продолжался в течение 24 часов через сбросовую трубу высотой 125 м. В основном это были 133Хе(1,2-юБк), ,3М(7>4'Ю,4Бк), *37Cs(2,2-io13Bk), 210Ро(8,8-ю12Бк), 1o6Ru(3-io12Bk), 9oSr(7-io10BK), *9Sr(3 ю12Бк), ^Те

  • (4,4*ю14Бк) и 235Ри(1,6-Ю9Бк). Основная масса радиоактивного йода имела газообразную форму или адсорбировалась очень тонкими частицами. Присутствовало небольшое количество частиц оксида урана. Радиоактивное облако двигалось в восточном направлении: в Моле (Бельгия), во Франкфурте (Германия) и Суле (Норвегия). Что касается атмосферных выпадений, то средняя скорость выпадения 131J в северной и южной областях Англии составила 0,30 и о,и см/с. Частицы размером от 20 до 500 мкм имели (3-активность от 37 до 4,81-ю3 Бк для одной частицы.
  • 28.04.1979 произошла крупная авария на АЭС Тримайл-Айленд в штате Пенсильвания. Это был реактор мощностью 900 МВт с водяным охлаждением под давлением. В результате сбоев в работе оборудования и ошибок операторов произошло расплавление 53% активной зоны реактора. Было выброшено порядка ю17 Бк радиоактивности, состоящей из РБГ (133Хе, 133»»Хе и 13бХе) и -1,1 ТБк 131J. В реку Сукуахана было сброшено 185 м3 слаборадиоактивиой воды. Эвакуировано 200 тысяч человек. был обнаружен в коровьем и козьем молоке и в технической воде, a ,37Cs— в рыбе.

Наиболее высокие дозы за несколько дней сразу после аварии получили 260 человек, оказавшихся в радиусе 3,2 км от АЭС (0,24-0,7 Зв). Коллективная доза облучения для населения в радиусе 8о км от АЭС *20 чел.-Зв.

В Ла-Аге аварийная ситуация, приведшая к нештатному выбросу радиоактивности в атмосферу, возникла в 1981 г., когда произошло возгорание твёрдых отходов в бункере для их хранения. Радиоактивными отходами была заражена большая часть территории завода. Местами уровень радиации был в ю раз выше предельно допустимого.

30.09.1999 на небольшом радиохимическом заводе Токаймура (Япония) произошёл инцидент с СЦР. Он случился в ходе процедуры очистки урана, обогащённого до 18,8%. При добавлении в ёмкость с ураном воды, которая, служит замедлителем нейтронов, началась СЦР. Взрыва не было, но следствием ядерной реакции было интенсивное у- и нейтронное излучение. Цепная реакция продолжалась с перерывами в течение 20 ч. Большинство летучих радиоактивных продуктов деления остались внутри здания, но некоторая часть РБГ и *3*j попала в атмосферу. Трое рабочих сильно облучились, получив дозы: один 104-20 Зв, другой 6-мо Зв, третий 14-5 Зв. Первый умер через 12 недель, второй через 7 месяцев. Всего же облучению подверглись 667 человек.

Рис. 1. Распространение радиоактивного облака после аварии на АЭС "Фо- кусима-Г.

Крупная авария на АЭС "Фукусима-Г (7-го уровня по шкале ИНЕС) произошла 11.04.2011 в результате сильнейшего в истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами. Удары стихии вывели из строя внешние средства электроснабжения и резервные дизельные генераторы, что привело к отключению всех систем охлаждения и частично к расплавлению топлива в активной зоне реакторов на энергоблоках 1, 2 и 3. Из-за разложения пароводяной смеси началось образование водорода, взрыв которого привел к пожарам и разрушению верхних этажей ядерных блоков. В результате аварии произошло радиоактивное загрязнение воздуха, воды и почвы. Уровень радиации на границе промплощадки станции сразу после взрыва достиг Ю15 мкЗв/ч, через 4 мин - 86о мкЗв/ч, через 3 ч - 70,5 мкЗв/ч. 14.03 взрыв на энергоблоке 3, а 15.03 врыв на энергоблоке 2, одновременно на блоке 4 произошёл пожар в хранилище ОЯТ, радиоактивные вещества стали поступать в атмосферу. Со станции эвакуирован весь персонал (вести борьбу с катастрофой остались 50 инженеров), а из ю-км зоны отчуждения вокруг станции эвакуировано 140 тысяч человек. Выбросы радионуклидов составили: *3»J и J37Cs составили 1,3-кяз Бк и бд-крз Бк. Большая часть радионуклидов поступила в Тихий океан. В конце 2012 г. уровень радиации на побережье, где находится АЭС «Фукусима-i», превышал норму в сто раз.

Аварии случались и на радиохимических заводах и АЭС в СССР.

В 1968 г. в институте технической физики, ВНИИТФ (Челябинск- 70) произошла ядерная авария на критической сборке из металлического урана. Два оператора погибли 10.12.1968 на ПО «Маяк», Челябинск-65 г. Озерск, произошла СЦР в растворе Ри. Пострадали два человека: один умер, другой перенёс острую лучевую болезнь тяжёлой степени, у него ампутировали обе ноги и руку. В 1971 г. в Институте атомной энергии имени И.В. Курчатова (Москва) произошла СЦР при эксперименте с ТВЭЛом. Два оператора, получившие дозы облучения 6о и 20 Гр, умерли; ещё двое сотрудников были облучены высокими дозами.

В 1997Г. на Новосибирском заводе химических концентратов произошла авария в цехе по производству урановых таблеток для ТВЭЛов.

17.06.1997 в ВНИИЭФ (г. Саров) на физическом котле на быстрых

нейтронах при сборке размножающейся системы из высокообогащенного урана и бериллиевых отражателей в результате вспышки СЦР научный сотрудник получил суммарную дозу, приведшую к летальному' исходу'.

Рис. 2. Восточно-уральский радиоактивный след - ВУРС, 1957 г.

18.01.1970 на заводе «Красное Сормово» (Нижний Новгород) при строительстве АПЛ К-320 проекта "Скат". Произошёл несанкционированный запуск реактора, который проработал на запредельной мощности 15 с. При этом произошло значительное радиоактивное заражение территории цеха, в котором находилось ~юоо рабочих. Радиоактивного заражения местности удалось избежать, однако был произведён сброс радиоактивной воды в Волгу'. Шестерых пострадавших доставили в больницу в Москву, трое из них скончались через неделю с диагнозом острая лучевая болезнь.

На ПО "Маяк" неоднократно случались ядерные аварии: 15 03.1953 - СЦР, облучение двух операторов; 21.04.1957 - СЦР, 6 пострадавших, один летальный исход; 02.10.1958 - 3, три летальных исхода, 1 человек перенёс лучевую болезнь с потерей зрения; 05.12.1960 - СЦР; 07.09.1962 - СЦР, 3 вспышки; 16.12.1965 - СЦР продолжительностью 14 часов; 10.12.1968 - СЦР с летальным исходом, 1 человек получил тяжёлучо форму'лучевой болезни с ампутацией ног.

Несколько аварий привели к существенным загрязнениям радионуклидами обширных территорий на Южном Урале. Они связаны с деятельностыо ПО «Маяк» (Челябинская область) по наработке оружейного плутония. За период становления производства плутония на комбинате профессиональное лучевое заболевание было диагностировано у 2089 работников. В 1950 г. начался интенсивный сброс радиоактивных отходов в речную систему Теча-Исеть-Тобол. Летом 1951 г. были предприняты меры по переводу сбросов в бессточное озеро Карачай. Всего за эти годы было сброшено 76 млн. мз сточных вод с общей активностью по (3-излучению 2,75 МКи. Радиационному воздействию подверглись 124 тыс. человек, проживающих в населенных пунктах на берегах рек. 7,5 тыс. человек, переселённых из 20 населенных пунктов, получили дозы 34-170 сЗв, вызвавшие случаи хронической лучевой болезни среди населения. Для локализации

сброшенных в открытую гидросеть РАО сооружён Теченский каскад промышленных водоёмов. Были проведены работы по переселению жителей верховьев реки и создана санитарно-защитная зона.

Рис. 3. Загрязнение территории *3?Cs в результате ветрового разноса (ПО «Маяк», 1967) из озера Карачай.

Серьёзная аварийная ситуация, известная как Куштымская (по названию расположенного недалеко от ПО «Маяк» г. Кыштым) возникла

29.09.1957, когда взорвалась одна из ёмкостей- хранилищ высокоактивных РАО. В ней была нарушена система охлаждения, в результате чего произошел взрыв су^хих солей - нитрата и ацетата натрия, образовавшихся в результате выпаривания растворов в ёмкости. Взрыв полностью разрушил ёмкость из нержавеющей стали, содержащую ~75 т отходов, сорвал и отбросил на 25 м бетонную плиту перекрытия каньона. В окружающую среду была выброшена смесь радионуклидов общей активностью 7,4*ю17 Бк. Большая часть продуктов выброса (-90%) осела на поверхность земли вблизи места взрыва, однако более мелкие частицы, содержащие ю% радиоактивных веществ, образовали факел, вынесший их на высоту' ~1 км. Основные нуклиды выброса: '^Се, 144Рг, ^Ъх и 9°Sr. Основным дозообразующим изотопом (75% по накопленной эффективной дозе) был 131J (8 дн, активность 4-ю5 Ки, т.е. ~зо% от общей активности выбросов). Радиоактивные вещества в этих аэрозолях находились в хорошо растворимых соединениях - нитратах. Радиоактивное облако прошло над территорией Челябинской, Свердловской и Тюменской областей. При этом произошло выпадение радиоактивных осадков и загрязнение местности. 06разовавшийся след получил название Восточноуральского радиоактивного следа, ВУРС. Выпадение радиоактивного вещества из облака происходило в течение и ч вдоль трассы длиной ~зоо км от Кыштыма. Территория с плотностью загрязнения 9°Sr>o,i Ки/км2 составила 23 тыс. км2, оказались загрязненными 217 населенных пунктов, где находилось 272 тыс. человек; 2280 человек получили дозу 17 сЗв, а 7300 человек ~6 сЗв. Было эвакуировано и тысяч человек с территории площадью 700 км2, на которой уровень радиации превышал 7,4 ки+14,8 1СИ Бк/м2 по 9°Sr.

В первую весну после аварии (1958 г.) в результате вертикальной почвенной миграции большая доля радиоактивности (90%) была сосредоточена в дерновом слое, о,5-5-1,5% — в растениях и 5+10 % — в минеральной части почвы. Наибольшая подвижность yoSr выявлена для почв элювиального ландшафта, минимальная — для супераквального. Через 6+12 лет после загрязнения ускорилось накопление 9°Sr в травянистых растениях, связанное с естественным вертикальным перемещением его из дернового слоя в минеральную часть разреза почвы, т.е. усвоение стронция корневой системой усилилось. Этот процесс привёл к выносу из почвы через растения 95% 9°Sr, что больше, чем в первый год после аварии. В связи с аварией наблюдались последствия радиационного повреждения древесины и травянистой растительности, которые зависели от полученной дозы. Все сосновые деревья на площади 20 км2, получившие для игл дозу более 30+40 Гр, погибли к осени 1959 г. Полученные дозы (до 200 Гр) вызвали гибель травянистых растений на площади 5 км2.

Последствия облучения диких животных и уменьшение их поголовья не были установлены, т.к. часть погибших спонтанно заменялись за счёт естественной миграции. Часть сельскохозяйственных животных погибла с признаками острой лучевой болезни в течение первых 9+12 суток на территории, приближённой к мест>г аварии. В более удалённых местах падёж скота не наблюдался. Содержание радионуклидов в речной воде сразу после аварии возросло в 2,8 104 раз. Однако радиоактивный распад, абсорбция донными осадками и естественная миграция привели к значительному снижению уровня загрязненности в 1958 г.: в реках — в 150 раз, в озерах — в 20 раз. За 25-летний срок после аварии концентрация 9°Sr в озерной воде снизилась в 30 раз, в рыбе — в 35 раз. При этом Те 9°Sr в озерной воде колебался в пределах от 2 до 5,1 лет. За осенне-зимний период 1957/58 г. в наиболее загрязненных озерах рыба, планктон и беспозвоночные получили дозы до 40 Гр. Заметного экологического воздействия радиации не отмечалось, кроме того, что в течение нескольких лет наблюдалось снижение воспроизводства травоядных рыб (например, карпа и карася), поскольку летальный уровень для икры этих рыб составляет ю Гр.

В результате аварии 1957 г. на ПО Маяк долгосрочное облучение населения на территории радиоактивного следа было обусловлено в основном 9°Sr, находившемся в составе выпадений в растворимой форме. Удельная активность в Карачаевском следе с 1967 по 2002 г снизилась в ю раз. С течением времени она снижалась по 2-х экспоненциальной зависимости. Период полуочищения молока в первый период (очищение травы при ее поверхностном загрязнении) составил 0,5 года. Вторая экспонента описывает снижение содержание радионуклида в молоке при поступлении 9<>Sr из почвы и период полуочищения равен 20 годам. Период полуочищения молока для ‘37Cs в начальный период составил о,з года, в последующее время - ю лет. Через 42 г после образования ВУРСа поступление 9°Sr в молоко снизилось в ю раз по сравнению с первым годом после аварии. Период по- луснижения при поступлении радионуклида из почвы составил 16 лет.

Ещё одна аварийная ситуация возникла весной 1967 г. в результате пылевого переноса радионуклидов с обсохшей береговой полосы озера Ка- рачай (открытого хранилища жидких РАО) на промплощадке ПО «Маяк». Радиоактивные вещества активностью боо Ки, состоящие из частиц иловых отложений, под действием сильного ветра рассеялись на расстояние 75 км. Состав радиоактивного загрязнения wCs -48%, ‘^Се+^Рг - 34%, 9°Sr+9°Y - 18%. Биологическая доступность ^Cs составляла 12%, a 9»Sr - 90%, в результате чего он был более доступен растениям. Радиоактивный след охватил территорию 2700 км2, 63 населенных пункта с численностью жителей 41,5 человек. В границах плотности загрязнения 0,1 Ки/км2 по 9°Sr площадь радиоактивного загрязнения составила 1800 км2. Большая часть загрязненной территории наложилась на территорию ВУРС. Дополнительному облучению были подвержены 40 тыс. чел. Поглощенная доза в результате внешнего облучения для 4800 жителей близлежайшей зоны составила 1,3 сЗв, для жителей дальней зоны - 0,7 сЗв.

К 1998 г. суммарная активность накопленных в Карачае жидких отходов составила 130 млн. Ки. Радионуклиды в озере распространены в подвижных донных отложениях - 6о%, суглинистом экране ложа водоёма - 35% и воде - 5%. Водоём Карачай оказывает многообразное негативное воздействие на окружающую среду. Он тесно связан с подземными водами, и загрязнение их радиоактивными и другими химическими веществами представляет одно из чрезвычайных воздействий водоёма. В водоёмах Те- ченского каскада на 1996 г. было накоплено 8о тыс. Ки 9<>Sr и 230 тыс. Ки *37Cs. Всего 310 тыс. Ки долгоживущих радиоактивных элементов.

Официально считают, что от радиационных инцидентов на Южном Урале пострадали 437,5 тысяч человек населения.

В 1978 г. на СХК произошла ядерная авария при выполнении технологических операций со слитками металлического Ри. Пострадали 8 человек, 1 оператор получил дозу облучения 2,5 Гр на все тело и 20 Гр на кисти рук (их пришлось ампутировать), остальные 7 человек были облучены в дозах от 5 до 6о рад. 6.04.1993 на СХК случилось разрушение технологического оборудования, сопровождавшееся взрывом газа, разрушением нескольких производственных зданий и выбросом аэрозолей в окружающую среду. Индекс по ИНЕС — 3; 1946 человек подверглись радиоактивному облучению. Образовался узкий радиоактивный след длиной 35 км в северо- восточном направлении от СХК, состоящий из lo6Ru, 103Ru и 95Nb.

В ночь с 25 на 26 апреля 1986 г. на ЧАЭС, расположенной в 160 км к северо-востоку от Киева и в 15 км к северо-западу от Чернобыля, произошла авария, повлекшая за собой тяжёлые последствия для людей и окружающей природы. Авария произошла на четвертом блоке при проведении испытаний системы обеспечения безопасности, входящей в состав энергоблока реактора типа РБМК-юоо. Суть испытаний - использование механической энергии останавливающихся турбогенераторов для выработки электроэнергии в условиях наложения двух типов аварийных ситуаций: а) полной потери электроснабжения АЭС; б) максимальной проектной аварии, при которой происходит разрыв трубопровода большого диаметра циркуляционного контура реактора.

Реактор к моменту полного вывода на режим испытаний находился в неустойчивом, трудно управляемом состоянии. Включение аварийной защиты привело к обратному эффекту' повышения давления, подъёму уровня в барабанах-сепараторах, повышению давления и разрыву технологических каналов в реакторном пространстве. Произошли два мощных взрыва с разрушением части реакторного блока и машинного зала, повлекшие за собой возникновение пожара и выброс в атмосферу радиоактивных веществ. В результате взрыва была полностью разрушена активная зона и верхняя часть здания реактора, уничтожены системы безопасности.

Суммарная активность выброса составила 50МКИ (без инертных газов) ~4% активности топлива в реакторе. Состав выброса соответствовал изотопной структуре топлива в реакторе, в котором преобладали коротко- живущие радионуклиды, в первую очередь'зи (8,02дн). Из долгоживущих радионуклидов в составе выброса преобладал wCs (30,17 л). 9°Sr (28,9 л) было значительно меньше. Ещё меньше было 239Pu (24113 л), представляющего наибольшую опасность в долгосрочном плане и входящего в состав горячих частиц (компонентов разрушенных ТВЭЛов), отличающихся чрезвычайно высокой удельной активностью. Горячие частицы, содержащие продукты деления и топлива, достигли Польши, Греции и Швеции.

Табл. 3. Дозиметрия ликвидаторов, 1996.

Контингент

Численность,

чел.

Доза, Гр

Коллективная доза, чел

Пациенты 6-й больницы

133

3-4

45Q

Другие свидетели аварии

658

0.56

370

Персонал ЧАЭС

2358

0.087

210

УС-605

21500

0.082

17бО

Г10 « Комбинат»

31021

0.0065

200

Военные

61762

0.11

6800

Все контингенты

117432

0.083

9800

Большая высота радиоактивного выброса (~2 км) и изменчивость метеорологической обстановки в период 26.04-МО.05 1986 г. (изменение направления ветра на 360м) определили особенности выпадения радиоактивных материалов на почву и воду, а также характер загрязнения территории и его огромную площадь. Радиоактивные выпадения были зарегистрированы на удалении 2 тыс. км от места аварии, затронув территорию 20 государств. На территории Белоруссии, Украины и России загрязнению wCs с плотностью выпадений >1 Ки/км2 подверглась территория 131 тыс. км2 с населением -4 млн. человек, в том числе ~1 млн. детей. Особенность выброса - неравномерность загрязнения территории радионуклидами. Наибольшее загрязнение 9°Sr и 239Ри обнаружено в радиусе 30 км от места аварии. Иод и цезий распространились на более широкую территорию.

Загрязнение воздуха осуществлялось аэрозолями, в состав которых входили мелкодисперсные частицы топливной матрицы (топливные горячие частицы), обычно обеднённые летучими радионуклидами (Cs, R11, Те, J, включая I29J) и аэрозоли, радиоактивность которых обусловлена адсорбцией осколочных радионуклидов. Аэрозоли содержали крупные (со средним диаметром 30 мкм) частицы, представляющие собой зерна U02, и более мелкие, среднего размера (единицы микрон и менее) частицы, образовавшиеся в процессе горения графита и окисления топлива.

Из чернобыльских выпадений главную опасность для здоровья исходила от продуктов деления, таких как ,31J и 137Cs. Они биологически активны, и при попадании в организм вместе с пищей, задерживаются в нём. Йод опасен в течение первого месяца после аварии. Цезий потенциально опасен в качестве примеси в травах на пастбищах и в зерновых культурах. Радиоактивные изотопы Cs в течение долгого времени препятствовали производству продовольствия на загрязненных землях.

Табл. 4. Медицинские последствия аварии на ЧАЭС (РФ, 2000 г)

Когорта

Численность,

чел.

Онкозаболевания

Число выявленных случаев

Из них отнесенные к радиогенным

Ликвидаторы 1986- 87 гг.

147 012

Лейкозы

145

50

Ликвидаторы Л ПА 1986-1989 гг.

160 567

Раки щитовидной железы

55

12

Брянская область - дети и подростки (на момент аварии)

370 000

Раки щитовидной железы

170

55

Табл. 5. Радиоактивное загрязнение ‘37Cs территории некоторых

Страна

Площадь, км2

Итого

Плотность загрязнения 137Cs, Ки/км2

1-5

5-15

15 -40

Более 40

Россия

39280

5480

2130

ЗЮ

47170

Украина

34000

1990

820

640

37450

Белоруссия

29920

10170

4210

2150

46450

Итого

103200

17610

7160

Зюо

131070

Согласно официальной статистике авария на ЧАЭС привела к следующим последствиям: з человека погибли в момент аварии от причин, не связанных с радиацией, острая лучевая болезнь зарегистрирована у 134 чел, 28 погибли в первые месяцы (сотрудники станции и пожарные, получившие дозы -4 Зв); 13 умерли в течение 17 лет от разных причин; у ликвидаторов выявлено 145 лейкозов, 50 которых обусловлены радиационным фактором. Пик заболеваний пришёлся на 1992-^1995 гг., у ликвидаторов диагностирован 55 рак щитовидной железы, 12 из которых вызваны радиацией (смертность з%). Повышенной смертности среди ликвидаторов нет, более того, ожидается, что в среднем ликвидаторы проживут дольше, чем их сверстники. Часть ликвидаторов подверглась облучению в дозах порядка предельно допустимой — 250 мЗв, хотя средние дозы по всему контингенту ликвидаторов оцениваются значительно ниже. Сразу после аварии потребовалась эвакуация 120 тыс. жителей (вынужденное переселение), затем было осуществлено переселение юо тыс. жителей (экспертами считается неоправданным). На загрязненных территория проводились работы по дезактивации населенных пунктов и прилегающих территорий.

Эффективная коллективная доза облучения населения, эвакуированного из 30-км загрязненной зоны, ~1,6-ю4 чел.-Зв. На территории европейской части бывшего СССР эквивалентная коллективная доза находится в пределах 2*io5-=-2*io6 чел.-Зв, в то время как в пределах Европейского сообщества эта величина составляет 8-ю4 чел.-Зв.

Выпадения радионуклидов вокруг Чернобыля

Рис. 4. Выпадения радионуклидов вокруг Чернобыля.

С точки зрения воздействия на население в первые недели после аварии наибольшую опасность представляли 131 J(8 дн) »з1и*те(зо ч) и 132Те(з,2 дн). Затем наибольшую опасность обеспечивали 9oSr(28,9 л) и 137Cs (30,2 л). Наибольшие концентрации 137Cs обнаружены в поверхностном слое почвы, откуда он попадал в растения и грибы. Загрязнению также подверглись насекомые и животные, которые ими питаются. Радиоактивные изотопы Ри и Ат сохранятся в почве в течение сотен лет, однако их количество невелико.

Первоначальный выброс в виде сильно перегретого облака, насыщенного радиоактивными веществами, поднялся на высоту в несколько километров и, захваченный атмосферными потоками в этих слоях, распространялся с выпадением радиоактивных веществ, ассоциированных в значительной степени в топливной матрице — "горячие частицы" — в западном направлении, формируя "западный след". В последующие ю суток радиоактивные вещества выбрасывались в основном в виде паров на высоту до 1200 м и под воздействием воздушных течений распространялись в атмосфере. Их конденсация стала причиной радиоактивного загрязнения обширных территорий северного полушария.

На начальной стадии аварии атмосферу поступили радионуклиды: 89.9oSr, 9% 95Zr, 95Nb, 99Мо, 103Ru, lo6Ru, 125Sb, l3*-132J, 132Te, 134Cs, 136>137Cs, 14°Ba, 140La, им44Се, *39Np и др. В пробах почвы, отобранных через несколько дней после аварии, были идентифицированы они же, а также изотопы 238.239.240. ^Ри, 241Аш, 242-244Сш. Через з года значимыми остались только загрязнения 9°Sr (28,6 л), ,3?Cs (30,2 л), 23«Ри(86,4 л), 2з9,24ори (24 по л и 6 553 л), ^Ат (433 л). С учётом низкой летучести v°Sr и ТУЭ, современную радиационную обстановку на удалении >100 км от аварийного реактора определяет 137Cs.

Изменение уровней загрязнения территорий определяется такими процессами, как естественный распад радионуклидов, их заглубление под действием природно-климатических процессов; фиксации радионуклидов в геохимических и почвенных структурах; перераспределение радионуклидов в почвенном слое за счёт антропогенного воздействия. Темпы снижения загрязнения почв стабилизировались на уровне 3% в год.

Радиационные эффекты наблюдались лишь в ближней зоне аварии при больших мощностях и кумулятивных дозах. Наиболее высокие уровни облучения - >юо Гр - имели место на лесном участке соснового древостоя, расположенном в 2 км к западу7 от ЧАЭС. Хвойный лес на участке площадью -4 км2 полностью погиб ("рыжий лес"). На друтих участках 30-км зоны, на расстояниях 3-5-10 км от 4-го блока, наблюдались зоны сильного поражения (до юо Гр), с частичной гибелью хвойных деревьев, повреждением хвои и почек, морфологическими изменениями лиственных пород на площади 40 км2; среднего поражения хвойных лесов (до 50 Гр) с подавлением процессов роста, частичным опадом хвои, подавлением репродуктивной способности, генетическими нарушениями на площади 120 км2; слабого воздействия (до ю Гр) с отдельными аномалиями в ростовых и репродуктивных процессах, морфологическими нарушениями.

Радиационному заражению в результате аварии на ЧАЭС в той или иной степени подверглась территория в радиусе >2 тыс. км. Только в СНГ плотность загрязнения >1 Ки/км2 зафиксирована на площади 131070 км2, из них на долю России приходится 36%, Украины — 28,6%, Белоруссии —

35,4%. В РФ площадь территорий, загрязненных wCs с плотностью >1 Ки/км2, составила 56 тыс. км2, на которой проживало 3 млн. человек.

Рис. 5. Топливные частицы в верхних слоях почвы (авторадиограмма).

Более 90% активности 9°Sr было выброшено в 1986 г. из 4-го блока ЧАЭС в форме — горячих частиц, в данном случае — в составе матрицы топливных частиц (ТЧ), что привело к загрязнению, в основном, ближней 30-км зоны отчуждения ЧАЭС. Топливные частицы размером от единиц (медианный размер кристаллита 5 мкм) до десятков микрон (конгломераты кристаллитов) с плотностью ~ю г/см* образовались в результате механического разрушения ядерного топлива и его окисления. Матрица ТЧ состоит из оксидов урана разной степени окисления и трансформации из-за высокотемпературного взаимодействия с конструкционными материалами (циркониевые оболочки ТВЭЛов и т.п.). Топливные частицы незначительно обеднены 9°Sr (по сравнению с wCs). Плотность загрязнения 9°Sr территории быстро уменьшается с удалением от источника выброса и на границе 30-км зоны отчуждения не превышает юо кБк/м2.

В результате растворения топливных частиц радионуклиды переходят в почвенный раствор и включаются в процессы миграции. Этим обусловлено иное поведение "чернобыльского" 9°Sr в окружающей среде по сравнению с водорастворимыми формами его выпадений после Кыштым- ской аварии или глобальных выпадений после испытаний ядерного ору7- жия. На топливных следах чернобыльских радиоактивных выпадений со временем наблюдается увеличение вертикальной миграции 9<>sr в почве и грунтовых водах, а также загрязнения им растительности. Скорость растворения ТЧ в почве зависит от степени окисления и трансформации матрицы самих частиц, присутствия кислорода, а также кислотности почвенного раствора. За пределами 30-км зоны отчуждения ЧАЭС незначительная часть активности 9<>Sr приходилось на химически устойчивые U-Zr-О частицы. Более ю лет назад период полуочищения ТЧ с матрицей из оксидов оценивался в 1-мо лет для pH почвенного раствора в интервале 4-5-7,5.

Процессы самореабилитации существенно влияют на свойства компонентов экосистем, на интенсивность и направления миграции радионуклидов. Мобильность радионуклидов на лугах почв на территории необрабатываемых районов снижалась в соответствии: 9oSr>137Cs>2<»1Am>> 239.24opu q0 временем миграционная подвижность wCs в почве снижалась, что в первые годы после аварии привело к значительному и быстрому сокращению региона распространения его подвижных форм (здесь Т„ммоб=о.8+2.8 л). Подвижность 9°Sr, находящегося первоначально в топливных частицах, в первые 5^-27 л увеличивалась из-за разрушения топливных частиц и общего снижения подвижных форм 9°Sr.

Благодаря радиоактивному распаду, необратимой фиксации минеральной частью почвы и т.д., и применению контрмер за послеаварийные годы радиоактивное загрязнение 9<>Sr и ^Cs сельскохозяйственной продукции снизилось в сотни раз. В ~20Ю г. на нейтральных почвах (pH почвенного раствора 6,5-5-7,5) был достигнут максимальный уровень загрязнения 9°Sr растительности, и в дальнейшем, из-за растворения топливных частиц, выщелачивания радионуклидов, радиоактивного распада и вертикальной миграции из корнеобитаемого слоя растений, содержание этих радионуклидов в биологически доступной форме монотонно уменьшается.

На протяжении последних 15 лет на всей территории Украины за пределами зоны отчуждения ЧАЭС не наблюдается случаев превышения допустимых уровней содержания yoSr в молоке и овощах.

Замечание. На Украине согласно нормативным документам допустимая удельная активность 9°Sr (без вклада *37Cs) в хлебе и хлебопродуктах равна 5 Бк/кг, а в продовольственном зерне, молоке, мясе и овощах - 20 Бк/кг.

Превышение допустимого уровня содержания 9«Sr в 2012 г. регистрировалось только в продовольственном зерне, в районах, примыкающих к зоне отчуждения ЧАЭС. Удельная активность 9«Sr в зерне, производимом в наиболее критическом регионе Киевской области, достигала ~6о Бк/кг. На протяжении последних лет наблюдается уменьшение содержания 9osr в зерне. Поскольку коэффициент накопления и перехода 9»Sr из почвы в зерно ржи, овса и озимой пшеницы обратно пропорционален содержанию в почве обменного Са, то известкование кислых почв и применение органических удобрений позволяет получать продовольственное зерно с уровнем содержания 9*>Sr, соответствующим нормативу. На территории 30-км зоны в послеаварийный период наблюдался всплеск видового разнообразия и численности популяций высших животных и птиц, который вызван эвакуацией населения и домашних животных, прекращением обработки почвы, оставленным на корню урожаем сельскохозяйственных культур в 1986 г. К весне 1988 г. численность кабана выросла в 8 раз по сравнению с 1986 г. Это в свою очередь способствовало росту численности хищников. Для большинства диких животных угнетающего действия ионизирующего излучения на популяционном уровне не было.

Рис. 6. Относительная динамика корневого загрязнения 9°Sr тельности (/) после аварии ЧАЭС на конденсационных (пунктирная линия) и топливных (сплошная линия) средах радиоактивных выпадения с низкой скоростью вертикальной миграции радионуклидов пахотного слоя почвы в зависимости от кислотности водной вытяжки почв.

После аварии на ЧАЭС в 30-км зоне станции был создан Полесский государственный радиациоино-экологическии заповедник — новое природнотехногенное образование площадью в 4 млн. га из радиоактивно загрязненных лесов, которые прочно закрепили в своем биологическом круговороте аварийные радионуклиды.

В настоящее время на подавляющем большинстве загрязненных территорий радиационная обстановка нормализовалась.

Замечание. В Отчете Научного комитета по действию атомной радиации (НКДАР) ООН «Человеческие последствия ядерного инцидента в Чернобыле» утверждается: воздействие радиации на здоровье людей оказалось меньшим, чем предполагали; больше вреда принесло переселение людей из пострадавших районов: разрушены семьи, безработица среди вынужденных мигрантов, депрессии и болезни, вызванные стрессом; льготы, отпуска, продовольственная и медицинская помощь, которую получают жертвы Чернобыля, сделали их зависимыми от государства и воспитали в них чувство фатализма и пессимизма; до сих пор нет международно-признанных свидетельств повышения частоты заболевания лейкозом среди населения, проживающего на загрязненных радионуклидами территориях, а также среди тех, кто работал на восстановлении атомной станции. Нет статистически значимых свидетельств роста и других раковых заболеваний, а также рождения детей-уродов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >