Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Радиоэкология. Учебное пособие-1
.pdf
или сжиганием используют разрезание, измельчение и дробление. Îò-
ходы средней активности от переработки топлива могут храниться в
ожидании капсулирования и окончательного захоронения. Влажные
отходы (ионообменные смолы, фильтрующие среды, осадки) перед
окончательным захоронением должны быть превращены в твердые про-
дукты. Для этого используют цементирование, битуминизацию или
связывание с полимерами.
Существует два пути обращения с радиоактивными отходами:
1. Концентрирование отходов и их захоронение в таких местах био-
сферы или вне ее, когда исключается или сводится к безопасно-
му минимуму контакт отходов с живыми организмами.
2. Рассеяние радионуклидов в окружающей среде в первую очередь
в атмосфере и гидросфере до такой концентрации, которая счи-
тается безопасной в радиационно-экологическом отношении.
Первый путь принят во многих странах мира для высокоактивных
отходов, 2-й путь для отходов с низкой активностью.
4. Радиационные аварии
За время существования атомной энергетики на ее объектах в мире
произошло более 300 аварий. Наиболее крупными и известными из
них были аварии в Уиндскейле ныне Селлафильд (Великобритания)
в 1957 году, на Южном Урале в том же 1957 году, на АЭС в Три-Мэйл-
Айленд (США) в 1979 году и на Чернобыльской АЭС в 1986 году.
Гораздо меньше известно о негласном «плановом» загрязнении [Симак С.В.
è äð., 1998].
Радиационные аварии различаются по объему выброса, радионук-
лидному составу, по тяжести последствий этих выбросов и размерам
территорий, подвергшихся загрязнению и т. д. Учитывая участившиеся
инциденты на атомных объектах, МАГАТЭ предложило оценивать тя-
жесть радиационных аварий на энергетических реакторах по 7-балльной
шкале:
1 балл Аномалия: нарушения нормальной работы реактора, не
требующие защитных мер (ошибки операторов, отказ автоматики).
2 балла Происшествие: техническое происшествие или аномалия,
которая не вызвала серьезных последствий, но может потребовать за-
щитных мероприятий в дальнейшем.
3 балла Серьезное происшествие: выброс радиоактивности в окру-
жающую среду превышает допустимый уровень. Кратковременно дозы
за пределами объекта достигают десятков мЗв. Защитные меры вне
81
АЭС не требуются. Высокий уровень радиации и/или локальное заг-
рязнение вследствие повреждения оборудования или неправильного
управления. (Пример: гибель подводной лодки «Комсомолец», 1989).
Переоблучение обслуживающего персонала (индивидуальные дозы пре-
вышают 50 мЗв).
Происшествие, при котором выход из строя систем защиты мо-
жет привести к аварии, или ситуация, при которой защитные сис-
темы не способны предотвратить аварию. (Пример: Ванделло, Испа-
íèÿ, 1989).
4 балла Авария на объекте: радиация в прилегающей местности
создает индивидуальную дозу в несколько мЗв. Локально требуются
защитные меры, контроль (выборочный) местных продуктов питания.
Повреждение активной зоны (механическое и/или частичное расплав-
ление). Дозы у работников АЭС могут привести к острой лучевой бо-
лезни (порядка 1 Зв). (Пример: Сент-Лорен, Франция, 1980).
5 баллов Авария, опасная для прилегающей территории: âûá-
рос продуктов деления, радиологически эквивалентный 101410
Бк йода-131. Требуются местные защитные мероприятия (укрытия и/или
эвакуация из пораженной местности). (Пример: Уиндскейл, Великоб-
ритания, 1957 г.).
Серьезное повреждение активной зоны реактора (разрушение и/или
частичное расплавление). (Пример: Тримайл-Айленд, США, 1979 г.).
6 баллов Серьезная авария: выброс продуктов деления, эквива-
лентный 10151016 Бк йода-131. Требуются широкомасштабные мероп-
риятия для предотвращения серьезных последствий для здоровья.
7 баллов Катастрофа: выброс значительной части активной зоны
со смесью коротко- и долгоживущих продуктов деления в количестве,
эквивалентном более чем 1016 Бк йода-131. Возможны острые лучевые
поражения. Радиобиологические эффекты на большой территории, иног-
да охватывающей несколько стран. Долговременные последствия для
окружающей среды. (Пример: Южный Урал, СССР, 1957 г., Черно-
быль, СССР, 1986 г.) [Люцко А.М. и др., 1996].
В России наиболее известно состояние дел с жидкими радиоактив-
ными отходами комбината «Маяк» в Челябинской области на Южном
Урале. 27 сентября 1957 года из-за неполадок в системе охлаждения
бетонных емкостей, содержащих высокоактивные отходы, химичес-
кий взрыв выбросил в атмосферу около 1017 Бк радиоактивных про-
дуктов деления (главным образом 90Sr). Они рассеялись и осели в Челя-
бинской, Свердловской и Тюменской областях. Жители населенных
пунктов, где уровень загрязнения многократно превысил предельно
15
82
допустимые нормы, были эвакуированы. Еще и сейчас вдоль «кыш-
тымского следа» существуют территории с концентрацией активности
выше 10 МБк/м2. Катастрофа на Южном Урале еще не изучена до
конца и нельзя назвать ее последствия.
В октябре того же 1957 года на другом военном заводе, производя-
щем оружейный плутоний, в Великобритании (Уиндскейл, ныне Сел-
лафильд), из-за частичного расплавления активной зоны реактора в
окружающую среду было выброшено 7,5.1014 Бк йода-131, 2,2.1013 Бк
цезия-137 и другие изотопы. С территории около 500 км2 власти эваку-
ировали население, запретив использовать воду и молочные продукты
местного производства. После распада радиоактивного йода через пол-
тора месяца эвакуированные, получив компенсацию за ущерб, смогли
вернуться домой. Сейчас в Селлафильде, на месте закрытого военного
завода, существует всемирно известный экскурсионный центр, где
можно познакомиться с проблемами ядерной энергетики, правилами
радиационной безопасности, устройством реактора и использованием
ионизирующих излучений.
Катастрофа на Чернобыльской АЭС, произошедшая 26 апреля 1986
года, по своим масштабам беспрецедентна, а по радиоэкологическим
последствиям сравнима лишь с южноуральской.
Еще одним источником загрязнения окружающей среды радиоак-
тивными веществами являются транспортные реакторы на атомохо-
дах и атомных подводных лодках. При их нормальной работе уровень
загрязнения невелик, однако и здесь время от времени происходят
аварии (аварии американской подводной лодки «Трайдент» в середи-
не 60-х годов и советской подводной лодки «Комсомолец» в 1990 г.
лишь наиболее известные из них). Даже при затоплении судна с не
разрушенным реактором неизбежна его коррозия в морской воде и
рано или поздно радионуклиды попадут в окружающую среду. Та же
судьба ожидает и контейнеры с радиоактивными отходами, которые
до ноября 1993 г. наша страна сбрасывала в окружающие моря Карс-
кое, Японское, Баренцево [Люцко А.М. и др., 1996].
Поступление радиоизотопов в окружающую среду возможно и в
результате деятельности промышленных и исследовательских реакто-
ðîâ, а также при утере источников радиоактивного излучения (обычно
137
Сs или 60Со), используемых в различных приборах. Только за 1982
1990 гг. в г. Москве сотрудниками Геоцентра выявлено 765 участков
локального радиоактивного загрязнения [Симак С.В. и др., 1998].
В результате последствий радиационных аварий в настоящее вре-
мя в России более 110 тысяч человек живут на территориях, кото-
83
рые по медицинским нормам должны быть необитаемой зоной [Ду-
бинин, 1994].
Контрольные вопросы:
1. Что понимается под техногенноповышенным естественным ра-
диационным фоном? Назовите его основные источники.
2. Как влияют испытания атомного и ядерного оружия на загряз-
нение окружающей среды радионуклидами?
3. Дайте краткую характеристику стадиям производства ядерно-топ-
ливного цикла.
4. Какие существуют пути удаления радиоактивных отходов?
5. Приведите классификацию радиационных аварий.
84
Лекция 8
Территории бывшего СССР с повышенной
радиоактивной загрязненностью среды
1. Радиоактивные загрязнения, вызванные испытаниями ядерного
оружия
2. Аварийное радиоактивное загрязнение среды
3. Радиационная обстановка в Ставропольском крае
1. Радиоактивные загрязнения, вызванные испытаниями
ядерного оружия
Наиболее загрязняющие среду испытания атомных зарядов в Рос-
сии (СССР) велись на Семипалатинском полигоне (население при-
легающих территорий 803 тыс. чел.), на Новой Земле, в Северном
Ледовитом океане (общая площадь 83 тыс. км2, арктическая пусты-
ня, тундра).
В нашей стране осуществлено 715 взрывов, в том числе самое
большое количество испытаний в атмосфере (215). Большинство этих
взрывов проведено на Семипалатинском полигоне, а также на Но-
вой Земле, где были проведены взрывы (особенно водородной бом-
бы в 1961 г.) самой большой мощности в мире. Радиоактивными
цезием, стронцием, плутонием загрязнена тундра побережья Барен-
цева и Карского морей, Крайний Север Западной Сибири. Полигон
и прилегающие к островам прибрежные воды и заливы используют-
ся и как могильник отработавших реакторов, в том числе первого в
мире атомного ледокола «Ленин».
Максимальная активность радиоактивных выпадений регистриро-
валась в Андерме (Ненецкий округ), превышая фон в 11 тыс. раз. Вели-
чина радиоактивности в цепочке на территориях севернее 60° с. ш.,
«миграция радионуклидов лишайник северный олень человек»,
превышает фоновую в 10 и более раз.
Помимо ядерных испытаний, в нашей стране проводились геораз-
ведочные и промышленные ядерные взрывы (по договору от 28.05.1976)
при условии полной экологической безопасности. В СССР в мирных
целях было проведено 115 подземных ядерных взрывов, в том числе 89
в России (16 в Западной Сибири, 15 в Астраханской области, 10 в
Пермской области и от 2 до 5 в Башкирии, на Северном Кавказе,
Мурманской и других областях).
85
Основой экологической безопасности здесь служила температура в
точке взрыва ~106 °С, ведущая к вплавлению радиоактивных продук-
тов деления в состав литосферы. Взрывы велись в малообитаемых рай-
онах страны. Риску повышенного загрязнения подвергалось незначи-
тельное число близлежащих поселков, городов (несколько сотен чело-
âåê).
Основная часть радионуклидов деления вплавлялась в породу, фор-
мируя газоводонепроницаемую емкость. Однако под действием под-
земных вод, перепадов температур в последующем возможна разгерме-
тизация локальной радиоактивности и ее труднопрогнозируемая миг-
рация. Подобные взрывы признаны нерентабельными, наносящими
труднопрогнозируемый ущерб окружающей среде, и в настоящее вре-
мя не проводятся.
2. Аварийное радиоактивное загрязнение среды
Потенциальными источниками формирования аномальных ант-
ропогенных радиоактивных загрязнений среды являются атомные
электростанции мира. За 19561990 гг. в нашей стране было постро-
ено 12 АЭС с 37 реакторами и 20 исследовательских реакторов.
Отечественные реакторы по системе защиты были признаны (Лондон,
1960) наиболее безопасными, и до аварии на Чернобыльской АЭС инци-
дентов на них не происходило. Тем не менее типовые загрязнения среды
даже при нормальном режиме работ неизбежны. Поэтому территории, не-
посредственно прилегающие к АЭС, реакторам, пунктам захоронений ра-
диоактивных отходов, следует отнести к разряду с повышенной радиоак-
тивностью среды. В последующем это подтвердилось рядом аварий на АЭС в
США и Англии (20 аварий за 20 лет), а затем в нашей стране и в Японии.
Состав радиоактивного загрязнения среды на прилегающих к АЭС и
исследовательским реакторам территориях тот же, что и при ядерных
взрывах, авариях, но при значениях, в сотни раз меньших по сравне-
нию с загрязнениями от испытаний ядерного оружия.
Радиоактивное загрязнение среды в крупных масштабах произошло
в результате аварии на военном ядерном центре «Челябинск-40» (или
«Маяк») в 1957 г. вследствие теплового взрыва одного из ядерных
хранилищ. Радиоактивный выброс (облако) охватил значительную часть
Челябинской области (с населением 3548 тыс. чел.) и прилегающие
районы Тюменской, Курганской, Свердловской областей. Максималь-
ная длина образовавшегося Восточно-Уральского радиационного следа
составила 300 км. Загрязнение среды активностью свыше 0,1 Ки/км2 (по
86
стронцию-90, основному радионуклиду взрыва) охватило 23 тыс. км2,
217 населенных пунктов с общей численностью населения 270 тыс. чел.
Территория с плотностью загрязнения более 2 Ки/км2 составила
1000 км2 с населением 2,1 тыс. чел. С территорий, загрязненность
которых превышала 2 Ки/км2 (принятый предел), были переселены
10,2 òûñ. ÷åë.
Таблица 8.1
АЭС и исследовательские реакторы в России
АЭС (годы ввода в
эксплуатацию)
Балаковская (1985) 3 город-порт Балаково на Волге, 180 тыс. жителей
Белоярская (1980) 1 пос. Заречный Свердловской обл., несколько
Билибинская (1974–1976) 4 пос. Билибино Чукотского автономного округа
Калининская (1976) 2 ж.-д станция «Удомля». Деревообрабатывающий
Кольская (1974) 4 пос. Полярные Зори Мурманской обл.,
Курская (1974–1975) 4 пос. Курчатов Курской обл. на реке Сейм,
Ленинградская (1973–
1985)
Нововоронежская (1971–
1980)
Смоленская (1985–1990) 3 пос. Десногорск Смоленской обл., несколько
Обнинская (1956) 1 г. Обнинск Калужской обл., 91 тыс. жителей
Томская 5 Томск-7, Томская обл., 107 тыс. жителей
Красноярская 3 Красноярск-26, Красноярская обл., около 90 тыс.
Исследовательские
реакторы
3 Санкт-Петербург, г. Сосновый Бор,
1 Обнинск (учебный центр по ядерной энергетике)
7 г. Димитровград Ульяновской обл., НИИ
Число
реакторов
4 г. Сосновый Бор Ленинградской обл., ма-
3 г. Нововоронеж Воронежской обл., несколько
9 Москва (Химки, Севастопольский,
Местоположение и численность жителей
сотен жителей
(горнорудная промышленность), несколько сотен
жителей
завод, несколько сотен жителей
горнорудная промышленность, несколько сотен
жителей
несколько сотен жителей
шиностроительный завод, 53 тыс. жителей
сотен жителей
сотен жителей
жителей
Сокольнический р-ны)
Ленинградской обл.
атомных реакторов, 116 тыс. жителей
87
Помимо аварийной загрязненности, на территории района площа-
дью 3040 км2 (санитарно защитная зона междуречья Теча Мише-
ляк) было сосредоточено более 200 могильников: с радиоактивностью
4 млн Ки вплавлены в стекло; с 150 млн Ки в спецхранилищах и
емкостях; с 200 млн Ки сброшены в озеро Карачай, Старое Болото,
пойму реки Течи (отделенной к настоящему времени от реки дамбой).
Авария на Чернобыльской АЭС, приостановившая развитие ядер-
ной энергетики мира, вследствие «радиационного страха», произошла
26 апреля 1986 г. в ходе эксперимента с недозволенным отключени-
ем систем блокировки. Два взрыва вынесли в среду радиоактивность
ядерного топлива реактора и продуктов его деления на высоту 600
1200 м. Первичный выброс в виде газов и аэрозолей
137
Cs (
134
Cs)
составил 2.106 Ки, 3Н 2.107 Ки при незначительной доле других
радионуклидов.
Оставшаяся активность сочилась в течение последующих 10 суток,
загрязняя среду. Население об этом не оповещалось (сообщалось об
управляемости аварией), должные меры защиты приняты не были.
На АЭС в момент взрыва работало 200 чел. и 900 чел. (ночная
смена) находились на расстоянии 5 км от аварийного реактора, на
строительстве 5-го и 6-го блоков АЭС. В момент взрыва погибли два
человека. В течение первых трех дней 399 чел. были отправлены в
Москву и Киев с подозрением на острую лучевую болезнь.
Таблица 8.2
Суммарная активность некоторых радионуклидов, выброшенных в атмосферу
ЧАЭС (по литературным данным)
Нуклид
l27
Cs 30 ëåò 2,3 31 89,4
134
Cs 2 ãîäà 1,4 31 4,4
I31
J 8 суток 1798 55 –
90
Sr 29 ëåò 0,46 4 1,9
Период
полураспада
Суммарная
активность
выброса, Ки
количества в
реакторе
Доля, процент от
суммарной активности
выпадений к 1993 г.
Территориальное распределение радиоактивного загрязнения шло
неравномерно. Радиоактивным выпадениям, повысившим радиацион-
ный фон не более чем в 510 раз за счет короткоживущих изотопов,
подверглись территории Польши, Германии (ГДР), Италии, Швейца-
рии, Франции, Бельгии, Нидерландов. К началу мая аналогичные выпа-
88
дения регистрировались в Великобритании, Греции, Израиле, Кувей-
те, Турции. Но наиболее массивным загрязнениям были подвержены
13 областей России, Белоруссии, Украины: Минская, Брестская, Ров-
ненская, Могилевская, Гомельская, Житомирская, Киевская, Чер-
касская, Черниговская, Брянская, Калужская, Орловская, Тульская.
Суммарная площадь районов с загрязнением > 40 Ки/км2, потребо-
вавших срочной эвакуации свыше 130 тыс. чел., составила 7000 км
(2000 км2 в России). Общая площадь цезий-стронций-плутониевой и
короткоживущей йодной радиоактивной загрязненности в России со-
ставила 147 тыс. км2 с 4270 населенными пунктами и общей численно-
стью населения ~3 млн чел. Треть населения территорий с резко изме-
нившимся составом среды (783 тыс.) дети. Для дезактивации терри-
торий было снято около 200 тыс. м3 грунта, снесены и захоронены
несколько деревень.
Наиболее сильно в России пострадали Брянская, Калужская, Туль-
ская области, а также ряд районов Воронежской и Липецкой областей
(òàáë. 8.3).
Таблица 8.3
Области России с загрязнением более 1 Ки/км
Область Число населенных пунктов
Белгородская
Брянская
Воронежская
Калужская
Курская
Ленинградская
Липецкая
Орловская
Рязанская
Смоленская
Тульская
37 8
1177 34
21 1,5
338 17
171 4,4
44 1
85 8
525 40
378 15
47 0,5
1447 47
загрязненных почв области
Примечание. Средний уровень современного (глобального) фонового
загрязнения среды по
0,005 Êè/êì
2
.
137
Cs составляет 0,08 Ки/км:, по Sr 0,045; плутонию
2
Процент
2
Критическими радионуклидами загрязнений являются цезий (79,3 %
от суммарной радиоактивности среды); стронций (19,8 %) и микро-
вкрапления плутония (0,9 %).
89
 Белоруссии доля территорий, радиоактивность которых превышала
(по данным Международной программы по последствиям Чернобыльс-
кой аварии) 1 Ки/км2, составила 22 % (20 % населения). Общая пло-
щадь загрязненности 80 %. Из зон отселения и отчуждения было
срочно эвакуировано 24,7 тыс. чел., 33 лечебно-профилактических уч-
реждения осуществляли экстренное медицинское обслуживание эваку-
ированных.
Íà Украине загрязнению подверглось около 30 % территорий. Наи-
более пострадавшим, потребовавшим экстренной медицинской помо-
щи, оказалось Полесье. Радиоактивность Овручинского, Ивановского,
Полесского районов достигала здесь 40 Ки/км2, накапливаемые эквива-
лентные дозы 48,6 мЗ в год. Общая численность населения республики,
получившего повышенные лучевые нагрузки (по данным 1991 г.), со-
ставила 1,53 млн чел.
К локальным, менее значительным территориальным загрязните-
лям следует отнести ремонтные заводы и базы атомных кораблей, хра-
нилища ядерного оружия и другие объекты. На таких объектах (побере-
жье Северного Ледовитого океана, Мурманская, Архангельская, Ле-
нинградская, Московская, Пермская, Новосибирская, Читинская
области и Дальний Восток) были зафиксированы случаи повышения
радиоактивности внутри объектов или выявлены участки локального
повышения радиоактивности. Однако последствий локальных загряз-
нений зарегистрировано не было.
3. Радиационная обстановка в Ставропольском крае
Основными факторами, определяющими радиационную обстанов-
ку на территории края, являются:
естественная радиоактивность;
привнесенная радиоактивность (в виде отходов, образующихся
при добыче, транспортировке и переработке нефти и газа, тер-
мальных, питьевых и минеральных вод, радиоактивных руд, стро-
ительных материалов);
радиационные аварии.
Природная радиоактивность территории края определяется преиму-
щественно современными ландшафтами и особенностями геологичес-
кого строения этой части региона.
Большая часть территории края (90 %) представлена степной ланд-
шафтной зоной с лугово-черноземными и каштановыми типами почв
и, в незначительной мере, полупустынной ландшафтной зоной (край-
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]