2. Загрязненность окружающей среды радионуклидами в результате ядерных взрывов и аварии на промышленных реакторах и атмосферных электростанциях

В современную эпоху появились антропогенные источники ионизирующего излучения (атомные бомбы, атомные электростанции, рентгеновские аппараты и т. д.). Они могут загрязнять среду и быть причиной негативных биологических эффектов. Экологические последствия радиоактивных загрязнений среды зависят от многих факторов: мощности загрязнителя, его местонахождения, особенностей атмосферного переноса радионуклидов и их циркуляции в гидросфере, на материках.

В последние годы на территории бывшего СССР, в первую очередь России выполнены комплексные работы по радиационному мониторингу обширных регионов, подвергшихся радиоактивному загрязнению (в некоторых случаях в достаточно крупных масштабах) с составлением представительных почвенных карт загрязненных областей. Это в первую очередь относится к регионам, подвергшимся радиоактивному загрязнению в результате работы радиохимического предприятия «Маяк» (сбросы в реку Теча, авария 1957 г. с образованием Восточно-Уральского радиоактивного следа) и аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г., зонам, расположенным в районах влияния Семипалатинского полигона ядерных испытаний, и другим территориям.

В настоящее время можно выделить несколько основных источников искусственных радионуклидов при загрязнении почвенно-растительного покров России. К числу их нужно отнести следующее:

а) атмосферные испытания ядерного оружия, сопровождавшиеся глобальным рассеянием радионуклидов и обусловившие остаточное загрязнение сохранившееся до настоящего времени;

б) работа предприятий атомной промышленности и объектов атомной энергетики в технологически нарушенном режиме (особенно места радиационных аварий с выбросом радионуклидов в окружающую среду);

в) работа АЭС и других предприятий полного ядерного топливного цикла;

г) химизация земледелия (внесение в почву минеральных и органических удобрений, а также мелиорантов с повышенной концентрацией радионуклидов);

д) работа промышленных преприятий, сопровождающаяся выбросами радионуклидов в окружающую среду;

е) испытания ядерного оружия на полигонах (а также проведения так называемых мирных ядерных взрывов);

ж) захоронение радиоактивных отходов, когда происходит миграция радионуклидов за пределы могильников.

Рассматривая вопросы загрязнения окружающей среды радионуклидами при ядерных взрывах необходимо отметить, что выпадение радиоактивных продуктов ядерного взрыва начинается уже вскоре после взрыва. В непосредственной близости от эпицентра выпадают довольно крупные частицы ø до 1 см. Более мелкие частицы оседают на поверхности земли в более отдаленных местах на расстоянии нескольких сот км от эпицентра (формируют след радиоактивного облака в течение ближайших 10-20 ч после взрыва).

Часть продуктов ядерного взрыва находится в мелких частицах (5мк и менее), которые оказываются в верхних слоях тропосферы (нижний слой атмосферы толщиной 10-18 км). Выпадение тропосферных осадков происходит медленно, скорость убывания радиоактивных частиц из тропосферы характеризуется периодом полуочищения, составляющим ≈ 20 дней. По существу, выпадение радиоактивных осадков из тропосферы в основном заканчивается в течение 2-х месяцев после взрыва.

При ядерных взрывах большой мощности (1 мегатонна и более) и взрывах ядерных боеприпасов на больших высотах определенное количество радиоактивных частиц попадает в стратосферу (слой атмосферы, расположенный над тропосферой, толщиной – 8-55 км). Выпадение радионуклидов из стратосферы происходят медленно: время пребывания их на высоте 15-25 км варьирует в пределах от 0,3 до 2 лет и зависит от высоты и широты. В связи с большой длительностью пребывания радионуклидов в стратосфере коротко- и среднеживущие нуклиды полностью распадаются и основное радиологическре значение преобретают долгоживущие радионуклиды – ⁹⁰Srи¹³⁷Cs.

К сожалению, промышленные реакторы и реакторы атомных электростанций являются дополнительным источником загрязнения биосферы искусственными радионуклидами. Наиболее крупная авария произошла на Чернобыльской АЭС. Характерной особенностью этой аварии является то, что поступление в атмосферу газообразных, летучих и аэрозольных продуктов продолжалось на протяжении нескольких недель. За это время достаточно интенсивно подверглись загрязнению ряд районов Украины, Белоруссии и России, а также наблюдалось выпадение радиоактивных осадков на территории Финляндии и Центральной Швеции, Польши, ФРГ, Швейцарии, Италии и других стран.

По расчетам ближней и дальней зонах радиоактивного следа суммарная величина выпадений оценивалась в 31000000 Ku(на 5 мая 1986 г.) или ≈ 3,5% РПД, находящихся в реакторе к моменту аварии. На ближайшем участке следа (до 40 км от места аварии) на 10 мая 1986 г. количество выпадений радионуклидов составляло 11 млнKu.Большая часть радиоактивного выброса падала на короткоживущие продукты деления. Особо опасных радионуклидов в радиологическом плане выпало меньше 137Cs– 2,5%, 90Sr– 0,8%.

Однако следует заметить, что в некоторых случаях имело место не снижение доступности долгоживущих радионуклидов (90Srи 137Cs) для растений, а, наоборот, временное увеличение подвижности этих радионуклидов и увеличение подвижности этих радионуклидов, и усиление усвоения растениями. Это связано с тем, что первоначально указанные радионуклиды поступали в почву в форме включенных в матрицу (диоксид урана) топливных частиц из разрушенной зоны реактора, а затем по мере деструкции этих частиц протекало выщелачивание радионуклидов и они переходили в растворимые формы доступные для корневого усвоения.

Подводя итоги, можно сказать, что все живое на Земле подвергается непрерывному воздействию природного радиационного фона. Однако загрязнение внешней среды искусственными радионуклидами в результате испытаний ядерного оружия и аварий на ядерных реакторах может стать весьма значительным, что в свою очередь приведет к глобальной катастрофе.