12.3. Аэс и урановые рудники как источники радиоактивного загрязнения

Источником облучения, вокруг которого ведутся наиболее интенсивные споры, являются АЭС, хотя в настоящее время они вносят весьма незначительный вклад в суммарное облучение населения. При нормальной работе ядерных установок выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду очень невелики.

Доза облучения от ядерного реактора зависит от времени и расстояния. Чем даль­ше человек живет от атомной электростанции, тем меньшую дозу он получает. Каждый реактор выбрасывает в окружающую среду целый ряд радионуклидов с разными периодами полураспада. Большинство радионуклидов распадается бы­стро и поэтому имеет лишь местное значение. Однако некоторые из них живут довольно долго и могут распространяться по всему земному шару, а определенная часть изотопов остается в окружающей среде практически вечно. При этом раз­личные радионуклиды ведут себя по-разному: одни распространяются в окружа­ющей среде быстро, другие — чрезвычайно медленно.

Ядерные реакторы работают на ядерном топливе. Примерно половина всей урано­вой руды добывается открытым способом, а другая половина — шахтным. Добы­тую руду везут на обогатительную фабрику, обычно расположенную неподалеку. И рудники, и обогатительные фабрики служат источником загрязнения окружаю­щей среды радиоактивными веществами. Если рассматривать лишь непродолжи­тельные периоды времени, то можно считать, что почти все загрязнение связано с местами добычи урановой руды Обогатительные же фабрики создают проблему долговременного загрязнения: в процессе переработки руды образуется огромное количество отходов — «хвостов». Например, вблизи действующих обогатительных фабрик в Северной Америке скопилось уже 120 млн. т отходов, и если положение не изменится, к концу века их количество возрастет до 500 млн. т.

Эти отходы будут оставаться радиоактивными в течение миллионов лет. Таким образом, отходы являются главным долгоживущим источником облучения насе­ления, связанным с атомной энергетикой. Однако их вклад в облучение можно уменьшить, если отвалы заасфальтировать или покрыть их поливинилхлоридом. Конечно, покрытие необходимо будет регулярно менять.

Урановый концентрат, поступающий с обогатительной фабрики, подвергается дальнейшей переработки и очистке и на специальных заводах превращается в ядерное топливо. В результате такой переработки образуются газообразные и жидкие ра­диоактивные отходы, однако дозы облучения от них намного меньше, чем на дру­гих стадиях получения ядерного топлива.

12.4. Аварии на радиационно опасных объектах

Катастрофа на Чернобыльской АЭС стала самой страшной за весь период суще­ствования атомной энергетики трагедией для населения не только бывшего СССР, но и других стран Европы. Аварии на АЭС случались и раньше как в бывшем СССР, так и за рубежом.

Самая большая до Чернобыльской катастрофы авария произошла на американс­кой АЭС «Тримайл-Айленд».

28 марта 1979 г. на АЭС «Тримайл-Айленд» из-за потери охлаждения реактора расплавилась активная зона, произошел выброс радиоактивных газов в атмосферу и жидких радиоактивных отходов в реку Сукуахана. Блок 2, на котором произош­ла авария, не был оснащен дополнительной системой обеспечения безопасности. За 31 марта и 1 апреля из 200 тыс. человек, проживающих в радиусе 35 км от стан­ции, около 80 тыс. покинули свои дома. В ночь с 28 на 29 марта в верхней части корпуса начал образовываться газообразный пузырь. Активная зона разогрелась до такой степени, что из-за химических свойств циркониевой оболочки стержней произошло расщепление молекул воды на водород и кислород. Пузырь объемом около 30 м³, состоявший главным образом из водорода и радиоактивных газов — криптона, аргона, ксенона и др., — сильно препятствовал циркуляции охлаждаю­щей воды, поскольку давление в реакторе значительно возросло. Но главная опас­ность заключалась в том, что смесь водорода и кислорода могла в любой момент взорваться (что и произошло в Чернобыле). Сила взрыва была бы эквивалентна взрыву 3 т тринитротолуола, что привело бы к неминуемому разрушению корпуса реактора. В другом случае смесь водорода и кислорода могла проникнуть из реак­тора наружу и скопилась бы под куполом защитной оболочки. Если бы она взорва­лась там, все радиоактивные продукты деления попали бы в атмосферу (что про­изошло в Чернобыле). Уровень радиации в защитной оболочке достиг к тому времени 30 000 бэр/ч, что в 600 раз превышало смертельную дозу Кроме того, если бы пузырь продолжал увеличиваться, он постепенно вытеснил бы из корпуса ре­актора всю охлаждающую воду, и тогда температура поднялась бы настолько, что расплавился бы уран (что произошло в Чернобыле). В ночь на 30 марта объем пу­зыря уменьшился на 20%, а 2 апреля его объем составлял всего лишь 1,4 м³. Чтобы окончательно ликвидировать пузырь и устранить опасность взрыва, техники при­менили метод так называемой дегазации воды.

Первая крупная ядерная авария в СССР произошла 29 сентября 1957 г. на Южно-Уральском заводе по производству атомного оружия. Это был секретный объект под названием «Челябинск-40». Об этой аварии, которую принято называть ураль­ской ядерной катастрофой, миру поведал эмигрировавший на Запад советский ученый Жорес Медведев, переславший свою рукопись в английский журнал «Нью сайнтист» (4 ноября 1976 г.). Советская сторона долго замалчивала сам факт ава­рии, но в июне 1989 г., спустя 32 года после аварии, все же опубликовала сообще­ние об этом событии.

29 сентября 1957 г. в 16 ч 20 мин по московскому времени взорвалась одна из «банок вечного хранения», содержавшая отходы ядерного производства. В этой «банкет-контейнере находился раствор отработанного высокоактивного вещества, общая активность которого составляла 20 млн. Ки (1 Ки = 3,700*10¹⁰Бк Один беккерель соответствует одному распаду в секунду для любого радионуклида.). Выброс же со­ставил 2 млн. Ки, остальные 18 млн. Ки осели на землю около контейнера.

Объем «банки хранения» — 300 м³. Она представляет собой бетонную емкость, внут­ренняя поверхность которой изготовлена из нержавеющей стали. Бетонная крыш­ка контейнера толщиной 1 м находилась под землей. В результате взрыва ее под­бросило на несколько десятков метров, в земле образовался кратер диаметром 30 м и глубиной 5 м. Радиоактивное облако поднялось на высоту 1000 м. Исходя из показателей, ученые предположили, что мощность взрыва соответствовала 70 т тринитротолуола.

При взрыве никто не погиб. Непосредственно сразу после аварии, в течение 7-10 дней, из близлежащих населенных пунктов было выселено 600 человек, а в последую­щие 1,5 года — около 10 тыс. человек. Максимальные средние дозы облучения, полученные до эвакуации, достигали 17 бэр по внешнему облучению и 52 бэра по эффективной эквивалентной дозе.

Взрыв разбросал радиоактивные элементы на территории, протянувшейся на 105 км в длину при ширине «следа» 8-9 км. К счастью, он пришелся на места малонасе­ленные. Разовые дозы облучения жителей деревень, что попали в зону выброса, были не опасными для здоровья. Но «грязными» стали почва и водоемы, растущие здесь лес и травы. Почти все выпавшие радионуклиды относились к короткоживущим. Среди радионуклидов, обладавших сравнительно продолжительным периодом полураспада, можно назвать цезий (60%), цирконий (25%), рутений (4%), стронций-90 (2,7%). Почти у всех выявленных радионуклидов, кроме стронция (период полураспада 28,8 года), период полураспада составлял от 1 месяца до 1 года, поэтому можно с уверенностью предположить, что в настоящее время в районе катастрофы можно обнаружить лишь стронций-90.

В 1981-1985 гг. на советских атомных станциях произошли 1042 аварийные оста­новки энергоблоков, в том числе 381 на АЭС с реакторами РБМК. На Чернобыль­ской АЭС таких случаев было 104, из них 35 — по вине персонала (из протокола заседания Политбюро ЦК КПСС, проходившего 3 июля 1986 г ) Предупреждаю­щий тревожный сигнал звучал — и не единожды!