15.13. Характеристика выбросов радионуклидов в окружающую среду при тяжелых радиационных авариях

					Территория, выве-	Территория, на
Место аварии	Суммарный выброс, Бк	90Sr, Бк	,3Ч, Бк	l37Cs, Бк	денная из хозяйст­венного исполь­зования, км2	которой отмече­но действие вы­броса, км2
Южный Урал, 1957 г.	7,4-1016	2,0 -1015	—	2,7-1013 1000		15000*
Уиндскейл, 1957 г.	—	7,4-1014	7,4-1014	2,2-1014 -		500**
Чернобыльская АЭС,	1,85 - 1018	8,1-1015	(3,7...	7,4 • 1016 3000		20000***
1986 г.			6,3)-1017

*Превышение содержания в почве глобального ⁹⁰Sr 0,1 Ки/км² (3,7 кБк/м²).

"""Превышение содержания ^13|1 в молоке по нормативу, принятому в Великобритании [1 • Ю^-7 Ки/л (3,7кБк/л)].

♦♦♦Превышение плотности выпадений ^I37Cs 5 Ки/км² (185 кБк/м²).

Серьезные проблемы в сфере агро­промышленного производства возник­ли после трех крупнейших радиацион­ных аварий, сопровождавшихся выбро­сом радиоактивных веществ в окружа­ющую среду и загрязнением достаточно обширных территорий, в том числе сельскохозяйственного на­значения. В 1957 г. на Южном Урале произошел тепловой взрыв емкости, где хранились радиоактивные отходы, с образованием Восточно-Уральского радиоактивного следа [суммарный выб­рос 2 МКи (7,4 • 10¹⁶ Бк), наиболее важ­ные радионуклиды - ⁹°Sr, ¹⁴⁴Ce + ¹⁴⁴Рг, ⁹⁵Zr + ⁹⁵Nb, ¹⁰⁶Ru+¹⁰⁶Rh]. В 1957 г. на плутониевом заводе в Уиндскейле (Ве­ликобритания) после пожара на реакто­ре по получению оружейного плутония произошел выброс свежих продуктов деления (важную роль играл ¹³¹1). В 1986 г. на Чернобыльской АЭС имела место наиболее крупная в истории ми­ровой атомной энергетики авария с раз­рушением активной зоны реактора. В атмосферу было выброшено 50 МКи (1,85 ■ 10^ Бк) радионуклидов, среди которых наибольшее влияние на агро­промышленное производство оказали ¹³Ч ¹³⁷Cs, ¹³⁴Cs, ⁹⁰Sr, ²³⁹Pu и некоторые другие. В таблице 15.13 представлены основные данные, характеризующие эти ядерные аварии.

При радиационной аварии с выбро­сом радиоактивных веществ в окружа­ющую среду и загрязнением сельскохо­зяйственных угодий принято выделять несколько периодов в развитии радиа­ционной ситуации, различающихся по мероприятиям, проводимым в сфере агропромышленного производства с

целью обеспечения минимального заг­рязнения продукции и при необходи­мости ограничения дозовых нагрузок на сельскохозяйственных животных. Аналогичную периодизацию проводят в отношении мероприятий по обеспе­чению радиационной безопасности на­селения; последняя может несколько отличаться от периодизации для АПК, однако некоторые черты у них общие. При выполнении комплекса защитных мероприятий в АПК на загрязненных территориях для специалистов сельс­кого хозяйства, естественно, предус­матривается обеспечение условий ра­боты, отвечающих нормам радиацион­ной безопасности.

Если выброшенные радиоактивные вещества представлены смесью радио­нуклидов с различным периодом полу­распада (например, свежей смесью (3- и у-излучателей из числа продуктов деле­ния, накопленных в активной зоне ре­актора, а также а-излучателей из соста­ва неразделившегося ядерного топли­ва), то в раннюю (острую) фазу аварии мощности доз на местности достигают максимальных значений, а решающую роль в загрязнении растений играет аэральный путь — прямое осаждение радионуклидов на надземные части. Продолжительность острой фазы со­ставляет до одного года после выброса. Степень радиоактивного загрязнения растений зависит от времени года, когда произошла авария. Наибольшие кон­центрации радионуклидов в растениях отмечают в тех случаях, когда радиоак­тивные выпадения происходят в весен­нее и летнее время (в период вегета­ции). В раннюю фазу аварии не исклю-

317

чено лучевое поражение сельскохозяй­ственных животных, так как поглощен­ные дозы могут достигать высоких зна­чений (вплоть до летальных). В острую фазу аварии важная роль принадлежит некоторым короткоживущим биологи­чески значимым радионуклидам (осо­бенно радионуклидам I, в первую оче­редь ¹³4). Быстрый переход радионук­лидов I в молоко и их последующее на­копление в щитовидной железе как животных, так и человека могут привес­ти к ее радиационному поражению. Не случайно ранняя фаза аварии считается периодом «йодной опасности».

Вторую фазу радиационной аварии называют промежуточной, она охваты­вает 2—4 года после выброса. Для нее характерно снижение мощности дозы облучения, поэтому основную роль в загрязнении растений начинает играть поглощение радионуклидов из почвы. Радиологическая обстановка в агросфе-ре начинает стабилизироваться.

По истечении 4—5 лет после аварий­ного загрязнения наступает отдаленная фаза, когда радиоактивное загрязнение растениеводческой и животноводчес­кой продукции определяется долгожи-вущими радионуклидами (⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs). Присутствие в выброшенной в окружа­ющую среду смеси ^°Sr и ¹³⁷Cs приводит к тому, что радиационная опасность на загрязненных сельскохозяйственных угодьях сохраняется в течение очень длительного времени (десятки лет).

В основу организации агропромыш­ленного производства на загрязненных угодьях положен зональный принцип, согласно которому особенности веде­ния сельского хозяйства, а также ин­тенсивность защитных мероприятий, направленных на получение продук­ции, отвечающей радиологическим стандартам, определяются плотностью радиоактивного загрязнения, исходя из которой территорию разделяют на зоны с определенным содержанием ра­дионуклидов. Разделение на зоны по плотности радиоактивного загрязне­ния предопределяется неодинаковым накоплением биологически значимых радионуклидов в основных сельскохо­зяйственных продуктах (молоко, мясо, продукция растениеводства и др.). Так, в регионе аварии на Чернобыльской

АЭС в 1986 г. в АПК были выделены зоны с плотностью загрязнения ¹³⁷Cs (критический радионуклид): до 5 Ки/км² (185кБк/м²), 5...15 (185...555), 15...40 (555...1480) и свыше 40 Ки/км² (1480кБк/м²). В каждой из указанных зон была введена дифференцированная система агропромышленного производ­ства, обеспечивающая получение про­дукции, отвечающей радиологическим стандартам.

Зонирование территории Восточно-Уральского радиоактивного следа, где критическим радионуклидом был ⁹⁰Sr, проводили по этому радионуклиду. В зоне с плотностью загрязнения ⁹⁰Sr до 1 Ки/км² (37 кБк/м²) никаких ограниче­ний на ведение сельского хозяйства вве­дено не было. В зоне с уровнем загряз­нения ⁹⁰Sr 1...2 Ки/км² (37...74кБк/м²) допускались выращивание зерновых и кормовых культур на пахотных землях и ведение молочного и мясного животно­водства без каких-либо ограничений на естественных лугах после их перепахи­вания и высева одно- и многолетних культур. На территории с плотностью загрязнения ⁹^Sr 2...4 Ки/км² (74... 148кБк/м²) допускались возделывание зерновых культур на семена и фураж; ведение свиноводства и птицеводства; молочное животноводство при условии переработки молока в масло и мясное животноводство с заключительным от­кормом на рационе с минимальным со­держанием ⁹⁰Sr. В зоне с плотностью загрязнения ⁹⁰Sr свыше 4 Ки/км² (148кБк/м²) ведение агропромышлен­ного производства было прекращено.

Несмотря на очевидные преимуще­ства зонального подхода к ведению АПК на загрязненных угодьях, позволя­ющего применять дифференцирован­ную систему функционирования раз­личных отраслей сельского хозяйства, минимизирующую концентрацию ра­дионуклидов в сельскохозяйственной продукции и рационе питания челове­ка, он обладает существенным недо­статком, который обусловлен следую­щими обстоятельствами. Как известно, переход радионуклидов в сельскохозяй­ственную продукцию напрямую зависит от плотности загрязнения ими сельско­хозяйственных угодий, кроме того, этот переход также существенно зависит от

318

свойств природной среды, прежде все­го типа почвы. Поэтому если загрязне­ние охватывает регион, где распростра­нены почвы разных типов, то при од­ном и том же уровне содержания ра­дионуклидов в агроценозе их концентрация в одном и том же виде сельскохозяйственной продукции мо­жет существенно отличаться в зависи­мости от типа почвы. В этой связи бо­лее корректным было бы зонирование загрязненных территорий (сельскохо­зяйственных угодий) по дозовому принципу, т. е. по дозам внутреннего (или общего, суммарного) облучения населения. Однако с практической точки зрения, особенно в ранний ава­рийный период загрязнения окружаю­щей среды, внедрение этого принципа затруднительно. Реализация перехода на дозовый подход к ведению АПК воз­можна на более поздних этапах поста­варийного периода после сбора и ана­лиза радиоэкологической информации по параметрам миграции критических радионуклидов по сельскохозяйствен­ным цепочкам, структуре рациона на­селения, инфраструктуре АПК и т. д.

При ведении агропромышленного производства на землях, подвергшихся радиоактивному загрязнению, вводится комплекс защитных мероприятий, цель которых — получение продукции, отве­чающей радиологическим стандартам, и минимизация доз облучения населения, потребляющего радионуклидсодержа-щие пищевые продукты. Эффектив­ность контрмер в агропромышленном комплексе оценивается по радиоэколо­гическим показателям (по снижению концентрации радионуклида в сельско­хозяйственном продукте), радиологи­ческим критериям (по уменьшению дозы облучения человека при потребле­нии им радионуклидсодержащей сельс­кохозяйственной продукции) и радио­лого-экономическим показателям (эко­номические затраты на единицу сниже­ния дозы облучения).

Эффективность защитных меропри­ятий в АПК как одной из составляющих общей системы мер по ликвидации по­следствий аварии зависит от вклада внутреннего облучения, т. е. облучения, обусловленного потреблением загряз­ненных пищевых продуктов, в суммар-

ную дозовую нагрузку (иными словами, от соотношения доз внешнего и внут­реннего облучения населения). Значе­ние контрмер в сельском хозяйстве, ес­тественно, будет тем выше, чем больше вклад внутреннего облучения в общую дозу.

Знание типичных радиологических ситуаций позволяет заблаговременно прогнозировать относительную значи­мость внешнего и внутреннего облуче­ния населения и планировать на этой основе соответствующие профилакти­ческие мероприятия. Однако реальный вклад этих источников радиационного воздействия в суммарную дозу может существенно варьировать даже для од­ного типа радиологической ситуации, например, от преимущественно внеш­него облучения (при проживании и ве­дении трудовой деятельности на загряз­ненной территории и снабжении насе­ления привозными «чистыми» продук­тами) до преобладания внутреннего облучения (при потреблении содержа­щих радионуклиды продуктов питания за пределами загрязненного региона). Следует учитывать также, что возмож­ности уменьшения внутреннего облуче­ния, обусловленного потреблением заг­рязненных продуктов питания, гораздо шире, чем внешнего (снижение доз внешнего облучения населения на боль­ших территориях связано, как правило, с очень высокими экономическими зат­ратами).

Защитные мероприятия в АПК на загрязненных радиоактивными веще­ствами территориях можно разделить на две группы: традиционные (обыч­ные) и специальные. При применении первых из них одновременно достига­ются две цели: увеличение плодородия почвы, рост урожайности, улучшение качества продукции растениеводства и возрастание продуктивности живот­ных, с одной стороны, и снижение концентрации радионуклидов в агро­промышленной продукции — с другой. При внедрении второй из указанных групп контрмер — специальных — ста­вится лишь одна задача — снизить кон­центрацию радионуклидов в сельско­хозяйственной продукции (табл. 15.14).

В земледелии одна из обычных защит­ных мер на загрязненных территори-

319