2. Авария, ее развитие и ликвидация

Авария произошла 26 апреля 1986 года, когда два взрыва уничтожили активную зону четвертого энергоблока, а также разрушили крышу здания реактора. Авария была вызвана комбинацией двух факторов — как дефектами конструкции, так и действиями операторов. В результате двух взрывов произошел выброс раскаленных и крайне радиоактивных радионуклидов и частиц топлива, а также графита в атмосферу. Радиоактивное облако, состоящее из дыма, радиоактивных продуктов деления и частиц топлива, поднялось в воздух на высоту около 1 км. Более тяжелые частицы из этого радиоактивного облака осели на территорию в непосредственной близости от АЭС, а газообразные радионуклиды и более легкие частицы ветром стало относить к северо-западу от станции.

На развалинах энергоблока 4 начался пожар, который перебросился и на крышу соседнего турбинного зала. Пожар был потушен к 5 часам того же дня. Но в это время начал гореть графит, который еще больше разогрел реактор, что явилось причиной дисперсии радиоизотопов и продуктов деления, поднявшихся в атмосферу. Выброс продолжался примерно 20 суток, но особенно интенсивно — в первые 10 суток.

Для поглощения нейтронов применялся сброс с вертолетов окиси бора, свинца, а для поглощения тепла и снижения количества выбрасываемых частиц с вертолетов сбрасывали доломит, песок, глину. Однако это не дало результата, а лишь привело к дополнительному выбросу радиоизотопов спустя неделю после аварии.

К 9 мая горение графитовых материалов было остановлено. Построенный к ноябрю 1986 г. саркофаг уменьшил выход радиации из разрушенного реактора в 100 раз.

3.1.3. Выбросы и особенности радиоактивного загрязнения местности Республики Беларусь

За весь период после аварии на ЧАЭС специалисты уточняли количество выброшенных из разрушенного реактора радиоактивных веществ. Сегодняшние оценки источника выброса радиоактивных веществ представлены в таблице 3.1.

В соответствии с последними исследованиями на январь 2000 г. доля выброшенного в атмосферу цезия-137 составила от 20 до 40% (85±26 петабеккерелей) на основе усредненной доли выброса от ядерного топлива в 47% с последующим удержанием остатка выброса в здании реактора. Что касается йода-131, то его было выброшено от 50 до 60% активной части реактора на уровне 3200 петабеккерелей. Выброшенные радионуклиды примерно распределились так: Беларусь — 34%, Украина — 20%, Российская федерация — 24%, Европа —- 22%. Модель выброса радиоактивных веществ по шкале времени представлена на рис.3.1.

Первоначальный крупный выброс в основном объяснялся механической фрагментацией топлива во время взрыва. Он содержал в основном более летучие радиоизотопы, такие, как благородные газы, различные соединения йода и определенное количество цезия. Второй крупный выброс, произошедший между 7-ми и 10-ми сутками после катастрофы, был связан с высокими температурами, которые возникли в расплавленном топливном ядре.

Таблица 3.1

Изотопы, попавшие в выброс в результате чернобыльской аварии (оценки на январь 2000 г.)

Радиоактивные вещества в активной зоне реактора на 26 апреля 1986 года			Общий объем выбросов за аварию
Нуклиды	Полураспад	Активность, пБк	Процент содер- жания радио- активных веществ	Активность, пБк
Ксенон-33	5,3 суток	6500	100	6500
Йод-131	8,0 суток	3200	50–60	1700
Цезий-134	2.0 г	180	20–40	54
Цезий-137	30 лет	280	20–40	85
Телур-132	78 ч	2700	25–60	1150
Стронций-89	52 суток	2300	4–6	115
Стронций-90	28 лет	200	4–6	10
Барий-140	12,8 суток	4800	4–6	240
Цирконий-95	1,4 ч	5600	3,5	196
Молибден-99	67 ч	4800	Более 3,5	более 168
Рутений-103	39,6 суток	4800	Более 3,5	более 168
Рутений-106	1 г	21001	Более 3,5	более 73
Церий- 141	33,0 суток	5600	3,5	196
Церий-144	285 суток	3300	3,5	116
Нептуний-239	2,4 г	27000	3,5	945
Плутоний-238	86 лет	1	3,5	0,035
Плутоний-239	24400 лет	0,85	3,5	0,03
Плутоний-240	6580 лет	1,2	3,5	0,042
Плутоний-241	13,2 г	170	3,5	6
Кюрий- 242	163 суток	26	3,5	0,9

Резкое уменьшение выбросов через 10 дней после аварии объяснялось быстрым охлаждением топлива по мере того, как остатки топлива прошли через нижний уровень защиты и вступили во взаимодействие с другими материалами в реакторе. После 6 мая выбросы были незначительными.

Химические и физические формы выбросов. Выброс радиоактивных материалов в атмосферу состоял из газов, аэрозолей и топлива, измельченного до микроскопических частиц.

Газообразные элементы, такие как криптон и ксенон, практически полностью оказались выброшенными в атмосферу из ядерного топлива. Помимо того, что йод встречался в газообразной форме и в форме частиц, на месте аварии был также обнаружен органически связанный йод. Всего было выброшено от 50 до 60% йода из реактора в атмосферу. Другие летучие элементы и смеси, такие как цезий и теллур, вместе с аэрозолями были выброшены в воздух отдельно от частиц топлива. Пробы воздуха показали наличие частиц этих элементов размером от 0,5 до 1 мм.

0,45

Погрешность 50%

0,25

0,30

0,15

0,08

Сутки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Рис.3.1. Ежедневная интенсивность выбросов радиоактивных веществ в атмосферу (с 26 апреля по 6 мая 1986 г.).

Элементы низкой летучести, такие как церий, цирконий, актиниды и в значительной степени барий и лантан, а также стронций, оказались привязанными к частицам топлива. Более крупные частицы выпали в районе станции, а более мелкие «горячие» частицы были обнаружены на больших расстояниях от места аварии.

Загрязнение территории радионуклидами оказалось неравномерным, так как в течение первых 10 суток выбросы происходили периодически, а ветер неоднократно менял свое направление (рис.3.3, 3.4).

Основной вклад в радиоактивное загрязнение местности Республики Беларусь в первые дни после аварии внесли йод-131,132, телур-132, другие короткоживущие радионуклиды рутений-103, барий-140 и другие (рис.3.2). Позже стали доминировать цезий-134 и цезий-137 (рис.3.2). 25% от общего количества выброшенных радионуклидов составлял йод-131. Практически вся территория Республики Беларусь была загрязнена йодом-131 (рис.3.3). На отдельных участках территории республики активность йода-131 в почве достигала 37000 кБк/м² (1000 Кu/км²). Являясь бета - и гамма - излучателем (рис.3.5.), находясь в аэрозольном состоянии, он нанес основной удар по щитовидной железе людям с дефицитом йода. Он легко проникает в овощи, ягоды, молоко. Период биологического полувыведения — 138 суток. Другие коротко живущие радионуклиды существенного вклада в облучение людей не внесли. После распада йода-131 (его период полураспада составляет 8,05 суток) и других короткоживущих радионуклидов основными источниками радиоактивного загрязнения местности в Республике Беларусь в настоящее время остались:

• цезий-137 — загрязнил 23% территории республики (46450км² );

• стронций-90 — загрязнил 10% территории республики (4230 км² );

• плутоний-239 — загрязнил 2% территории республики (430 км²).

Степень загрязнения в отдельных местах составила от 1 до 200 Кu/км².

Схема радиоактивного загрязнения местности цезием-137 на январь 2000 года представлена на рис.3.4. Радиационное загрязнение местности в настоящее время создают выше перечисленные радионуклиды и продукты их распада (рис.3.5, 3.6).

В результате первоначального радиоактивного загрязнения цезием-134, 137, стронцием-90 и плутонием-239 в зонах загрязнения оказалось 3668 населенных пунктов с населением более 2 млн. человек, в том числе 500 тыс. детей. Полностью оказались радиоактивно загрязненными Гомельская и Могилевская области, 10 районов Минской области, 6 районов Брестской области, 6 районов Гродненской области и 1 район Витебской области.

Доли D (%)

80

Теллур-132 +

Йод-132

60

Цезий-134

40