Защ.нас-я в ЧСdoc3

3.1.2. Авария, ее развитие и ликвидация

Авария на Чернобыльской АЭС произошла 26 апреля 1986 г. в 1 ч 23 мин 46 с, когда два взрыва уничтожили активную зону четвертого энергоблока, а также разрушили крышу здания реактора. Сила теплового взрыва была настолько большой, что 1000тонная стальная крыша реактора приняла вертикальное положение.

Авария была вызвана комбинацией двух факторов — как

особенностями конструкции, так и действиями операторов. В результате двух взрывов произошел выброс радиоактивных газов и раскаленных радиоактивных частиц 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 более легкие частицы ветром стало относить к северо-западу от станции.

На развалинах четвертого энергоблока начался пожар, который перебросился и на крышу соседнего турбинного зала. Пожар был потушен к 5.00 того же дня. Но в это время начал гореть и термически разлагаться 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 и тепла применялся сброс с вертолетов свинца. Для поглощения тепла и остановки цепной реакции сбрасывался оксид бора, для фильтрации радиоактивных частиц сбрасывался песок и глина, для выделения углекислого газа с целью уменьшить поступления кислорода в реактор - доломит. Однако это не дало результата, а лишь привело к дополнительному выбросу радиоизотопов спустя неделю после аварии. Особенно неудачным следует считать применение свинца, так как, имея низкую температуру плавления, он не долетал до реактора и испарялся. Далее ветром его относило в сторону Беларуси. В результате в крови многих жителей Гомельской области было обнаружено повышенное количество свинца.

К 9 мая горение графитовых материалов было остановлено. После этого под реактором был проделан туннель, в котором жидкий азот позволил обеспечить отвод тепла. Построенный к ноябрю 1986 г. саркофаг уменьшил радиацию, излучаемую разрушенным реактором, в 100 раз.

190

3.1.3. Экологические последствия катастрофы на Чернобыльской АЭСдля Республики Беларусь

За весь период после аварии на ЧАЭС специалисты уточняли количество выброшенных из разрушенного реак- тора радиоактивных веществ (таблица 3.1).

Таблица 3.1

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

191

В соответствии с последними исследованиями на ян-

нии реактора. Йода-131 было выброшено от 50 до 60 % активной части реактора на уровне 3200 петабеккерелей. Выброшенные радионуклиды распределились примерно так: Беларусь - 3 4 % , Украина - 2 0 % , Российская Федерация - 24 %, Европа - 22 %. Модель выброса радиоактивных веществ по шкале времени представлена на рис. 3.1.

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

Первоначальный крупный выброс в целом 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.

192

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 веществ 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 реактора.

Помимо того, что йод встречался в газообразном виде и в форме частиц, на месте аварии был также обнаружен органически связанный йод. Именно в начальный период после катастрофы значительное повышение мощности экспозиционной дозы гамма-излучения регистрировалось на всей территории Беларуси (рис. 3.3). Уровни радиоактивного загрязнения короткоживущими радионуклидами йода были настолько велики, что вызванное ими облучение миллионов людей квалифицируется специалистами как период «йодно-нептуниевого удара». Например, 29 апреля 1986 г. мощность экспозиционной дозы превышала фоновое значение в Минске в 9000 раз, в Бресте - в 6000 раз, в Гомеле - 130 000 раз. На отдельных участках территории республики активность йода-131 в почве достигала 37 000 кБк/м2 (1000 Ku/км2).

Являясь бета- и гамма-излучателем (см. рис. 3.5), йод-131, находящийся в аэрозольном состоянии, нанес основной удар по щитовидной железе людей с дефицитом йода. Он легко проникает в овощи, ягоды, молоко. Период биологического полувыведения из тела человека - 138 суток.

Необходимо подчеркнуть, что 25 % от общего количества выброшенных из реактора радионуклидов составлял йод-131.

193

Определенный «вклад» в радиоактивное загрязнение территории Республики Беларусь в первые дни после аварии внесли также телур-132, рутений-103, барий-140 и другие короткоживущие радионуклиды (см. рис. 3.2). Некоторые короткоживущие радионуклиды с периодом полураспада, не превышающим нескольких часов, существенного вклада в облучение жителей республики не внесли, так как при небольшой скорости ветра они не проникли на значительную глубину территории республики.

Позже стали доминировать цезий-134, цезий-137 и стронций-90 (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Относительные доли гамма-излучений различных радиоизотопов в общей дозе облучения в течение первых трех месяцев после чернобыльской аварии

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 менее 1 мм.

Элементы низкой летучести, такие как церий, цирконий, актиниды и в значительной степени барий и лантан, а также стронций, оказались привязанными к частицам

194

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).

Krfxaw

Рис. 3.3. Схема загрязнения почвы йодом-131 (10 мая 1986 г.)

После распада йода-131 (его период полураспада составляет 8,05 суток) и других короткоживущих радио-

•цезий-137 - загрязнил 23 % территории республики (46,45 тыс. км2);

•стронций-90 - загрязнил 10 % территории республики (21,1 тыс.. км2);

•плутоний-238, 239, 240 - загрязнили 2 % территории республики (4300 км2).

195

Схема радиоактивного загрязнения местности цезием-137 на январь 2000 г. представлена на рис. 3.4. По состоянию на январь 2006 г. загрязнение территории цезием-137 уменьшилось до 21%, незначительно уменьшилась территория, загрязненная стронцием-90, и практически не изменилась территория, загрязненная трансурановыми элементами.

ПЛОТНОСТЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕРРИТОРИИ ЦЕЗИСМ-1Т7 (ПРОГНОЗ Н А Ю 1 « г.>

т—-

•Брест

Чернобыл!

Рис. 3.4. Схема загрязнения почвы цезием-137 (2000 г.)

Примечание. На схеме отмечены только крупные загрязненные радионуклидами участки местности.

196

В результате первоначального радиоактивного загряз-

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.

На территории Республики Беларусь плотность радиоактивного загрязнения составила от 1 до 1200 Ku/км2. Распределение жителей по зонам на январь 1996 г. составило:

• 1 - 5 Ku/км2 - более 1 млн. 400 тыс. человек;

• 5 - 15 Ки/км2 - примерно 700 тыс. человек;

•15-40 Ku/км2 - 120 тыс. человек;

•Более 40 Ku/км2 - около 10 тыс. человек.

Примечание. С территорий с активностью более 40 Ки/кмг после аварии на ЧАЭС население было выселено, но часть территории была вновь заселена мигрантами из стран СНГ. Всего было отселено 135 тыс. человек.

Распределение населения, проживающего на радиоактивно загрязненных территориях, по областям показано

Рис. 3.6. Количество населенных пунктов на территории радиоактивного загрязнения в Республике Беларусь по областям

197

Приведем краткую характеристику основных оставшихся радионуклидов и продуктов их распада.

Цезий-137 — щелочной металл серебристо-белого цвета, мягкий, тягучий. В природе входит в состав отдельных минералов. Хорошо сорбируется почвами (особенно черноземами). Бета- и гамма-излучатель (рис. 3.7). Период полураспада составляет 30 лет. На территорию республики выпал в виде дисперсных частиц размером от 2 мкм до нескольких сотен мкм.

вой системой и легко передвигается в самих растениях. Цезия много в зерне, стеблях картофеля, в зелени и других растениях. В водной среде процессы миграции цезия идут быстрее, поэтому в рыбе он накапливается в значительных количествах, особенно в икре. В яичном белке концентрация цезия-137 в 2—3 раза выше, чем в желтке.

В организм человека поступает через желудочно-ки- шечный тракт. Легко всасывается в желудочно-кишечном тракте (50 - 80%) и свободно циркулирует в составе крови по всему телу. Основная часть цезия-137 накапливается в мышцах (80 %) и в костях (8 %). Выводится из организма с мочой, калом и потом. Период биологическо-

198

Изотопы цезия обладают выраженным биологическим действием. В больших дозах они вызывают одышку, поте-

рю аппетита, кровавый понос, снижение массы тела.

В крови уменьшается количество лимфоцитов. Среди отдаленных последствий можно назвать воспалительные

процессы в легких, желудочно-кишечном тракте, среднем ухе, доброкачественные и злокачественные опухоли в различных органах и тканях.

орвной. Кроме того, облучение цезием-137 вызывает заболевания различных органов, в том числе различными видами рака.

Цезий-137 опасен не только при его попадании вовнутрь организма с водой и продуктами питания, но при попадании на кожу он всасывается по кровеносным и лимфатическим капиллярам. Период биологического полувыведения его из кожи равен одним суткам.

Накопление радионуклидов происходит и у животных, у коров большая часть цезия переходит в молоко, у кур — в яйца.

По химическим свойствам цезий-137 близок к калию и является его конкурентом (если в организме дефицит калия, усваивается цезий).

Стронций-90 - серо-белый металл, легкий, ковкий, пластичный. Выпал на территории Республики Беларусь в виде дисперсных частиц размером от 2 мкм до 300 мкм Бета-излучатель. Период полураспада 29 лет (см. рис. 3.8). Изотопы стронция входят в состав биологической ткани человека, животных и растений. В растениях в основном накапливаются в корневой системе. Их также

много в зерне, листовых овощах.

Обладая хорошей растворимостью в воде, стронций легко вымывается из почвы и попадает в водоемы, где активно накапливается гидробионтами.

199