Искусственные аэрозоли

Источником поступления искусственных радиоактивных аэрозолей в атмосферу могут служить предприятия ядерной энергетики. Для работы атомной электрической станции необходимо, чтобы существовал целый комплекс крупных, независимых друг от друга производств, таких как добыча и обогащение урановой руды, переработка уранового сырья в ядерное топливо, производство твэлов, переработка отработавшего топлива с целью дальнейшего использования, транспортировка и захоронение образующихся радиоактивных отходов.

На всех этапах ядерного топливного цикла (ЯТЦ) происходит выброс радиоактивных продуктов в окружающую среду, однако интенсивность выбросов и радиационное воздействие на человека на разных этапах ЯТЦ различна. По степени выделения радионуклидов в окружающую среду, при существующем уровне технологии предприятия ЯТЦ располагаются в следующей последовательности: радиохимическое производство (~ 95 %), АЭС (~ 5 %), добыча и переработка урановой руды (~ 0,04 %), изготовление твэлов (~ 310^-5 %).

Работа ядерного реактора. При ядерной реакции деления в твэлах образуется большое число (около 600) радионуклидов – продуктов деления, которые через микротрещины в оболочках твэлов могут выходить наружу, в теплоноситель, а затем и в атмосферный воздух. Выходя из микротрещин твэлов, короткоживущие благородные газы продуктов деления распадаются и образуют мелкодисперсные радиоактивные аэрозоли: например, газообразный ¹³⁷Хе с периодом полураспада 3,9 мин переходит в образующий радиоактивный аэрозоль ¹³⁷Cs с периодом полураспада 30 лет, газообразный ⁹⁰Kr (T_1/2 = 33 с)  в создающий радиоактивный аэрозоль ⁹⁰Sr (T_1/2 = 28 лет), газообразный ¹⁴⁰Хе (T_1/2 = 16 с) в образующий радиоактивный аэрозоль ¹⁴⁰Ва (T_1/2 = 13 сут.) и т.д.

Д ругим источником радиоактивных аэрозолей на АЭС являются радионуклиды, получающиеся при активации нейтронами примесей теплоносителя первого контура и продуктов коррозии конструкционных материалов активной зоны и внутренних поверхностей трубопроводов и различного оборудования первого контура, омываемого теплоносителем. При актива-ции этих продуктов в теплоносителе образуются такие радионуклиды, как ⁵¹Cr, ⁵⁴Mn, ⁵⁸Со, ⁵⁹Fe, ⁶⁰Со, ⁶⁵Zn, ⁹⁵Zr, ^110mAg.

Такие аэрозоли чаще всего появляются в воздухе помещений АЭС при плановых ремонтах и перегрузках топлива. При этих операциях (особенно при различных работах по зачистке, сварке и шлифовке труб) суммарная концентрация аэрозолей, обусловленных активацией, в реакторном помещении достигает 70 - 3000 Бк/м³. Аэрозоли, возникающие при таких работах, крупнодисперсные (6  12 мкм), и 60 - 80 % из них задерживаются в верхних дыхательных путях.

Типичный состав радиоактивных аэрозолей по активности радионуклидов в выбросе АЭС с РБМК-1000, проработавшей несколько лет представлен в табл. 4.1, а на рис. 4.1.  дисперсный состав аэрозолей в выбросе АЭС с реактором такого же типа.

Таблица 4.1

Нуклидный состав аэрозолей выброса АЭС с РБМК-1000, % активности

Нуклид	Сод., %	Нуклид	Сод., %	Нуклид	Сод., %	Нуклид	Сод., %
131J	16,5	59Fe	1,0	60Co	3,0	99Mo+99Tc	13,5
133J	16,5	137Cs	5,0	58Co	1,5	95Zr	2,0
51Cr	42,0	134Cs	3,5	54Mn	1,5	95Nb	1,5