Защ.нас-я в ЧСdoc3

Стронций-90 конкурирует с кальцием (если в организме человека дефицит кальция, то усваивается и стронций), поэтому у человека и животных избирательно накапливается в костях, но некоторое накопление происходит в почках, слюнной и щитовидной железах, в легких, откладывается также на стенках сосудов, способствует интенсивному отложению солей. Больше стронция откладывается в молодых костях. Период биологического полувыведения — около 20 лет.

тТ-29,12 лет

•р"

346 кэВ

Рис. 3.8. Схема распада стронция-90

Процент всасывания стронция зависит от ряда факторов:

•возраста (у детей процент всасывания выше);

•физиологического состояния организма (период беременности, лактации);

•приема витамина D (витамин ускоряет всасывание стронция);

•количества поступающего в организм кальция (чем больше поступает кальция, тем меньше всасывается стронция);

•пола (у мужчин всасывание идет активнее).

При поражении стронцием-90 наблюдается лейкопения,

лимфопения, снижается качество гемоглобина и число эритроцитов. В почках нередко выражены явления нефроза. Отдаленные последствия приводят к появлению

лейкозов, опухолей и различных заболеваний костей.

200

Распределение стронция-90 в биосфере после аварии на ЧАЭС неравномерное. Он обычно находится в 5-санти- метровом слое почвы, в содержащем гумус черноземе. Но в песчаной почве находится на глубине 38-40 см. Активно накапливается в торфяных и глиняных почвах. Предельно допустимая концентрация стронция в воде для населения - менее 2,9 кБк/л.

У кур стронций переходит в скорлупу яиц, у коров значительная часть переходит в молоко.

Плутоний-239 - металл серого цвета. Альфа-излуча- тель. Обладает также слабым гамма-излучением и мягким рентгеновским излучением. Период полураспада — 24065 лет (см. рис. 3.9). Особо опасен при попадании в органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и на поврежденную кожу. При дефиците кальция и стронция избирательно накапливается в костях и лимфатических узлах, подавляя иммунную систему.

Плутоний схож по структуре с железом, может поглощаться кровью. При попадании в кровеносное русло 45% плутония задерживается в печени, откуда половина выводится только через 20 лет. Однако на практике уже через 2 - 3 месяца возникает цирроз печени. Плутоний также попадает в костный мозг, подавляя систему кроветворения.

На территории Республики Беларусь после аварии на ЧАЭС плутоний-239 выпал только в Брагинском, Светлогорском и Рогачевском районах.

Рис. 3.9. Схема распада плутония-239

201

А м е р и ц и й - 2 41 является продуктом распада плутония-241

(см. рис. 3.10), альфа- и гамма-излучатель. На территории Республики Беларусь плутония-241 выпало незначи^ тельное количество (меньше, чем плутония-239). Однако наряду с цезием-137 и стронцием-90 он представляет значительную угрозу здоровью людей. Этот элемент опасен тем, что в отличие от других радионуклидов, обладает очень жестким гамма-излучением.

что он хорошо растворяется в воде. Это означает, что он будет активно поступать в организм человека с водой, растительной пищей, животными продуктами. Учитывая, что америций-241 имеет большой период полураспада (432 года), то он будет представлять опасность тысячи лет. Согласно прогнозам к 2058 г. удельная активность америция превысит суммарную активность всех изотопов плутония в 1,8 раза.

Америций-241 обладает еще одним важным свойством: для его цепной реакции требуется небольшая критическая масса, которая исчисляется микрограммами (в то время как для урана или плутония - килограммами). Микровзрывы особенно опасны для биологического мира.

По своему воздействию на организм человека он аналогичен плутонию-239, но С более тяжелыми последствиями, связанными с микровзрывами.

202

«Горячие» частицы. Наряду с аэрозолями отдельных радионуклидов в чернобыльском выбросе имелись и аэрозоли диспергированного ядерного топлива. Они были различной величины (от 2 мкм до сотен микрометров), активности и радионуклидного состава. В настоящее время основное количество этих частиц (до 70 % ) находится в верхнем односантиметровом слое почвы. Эти частицы представляют опасность для всего живого ввиду высокой концентрации в них радионуклидов с разными видами излучений.

При попадании таких частиц в организм человека последствия для здоровья могут быть крайне тяжелыми и зависеть от особенностей каждого типа радионуклида, содержащегося в «горячей» частице.

Особенности миграции радионуклидов и прогнозирование радиоактивного загрязнения местности

В результате аварии на ЧАЭС на территорию Республики Беларусь было выброшено и значительное количество долгоживущих радионуклидов. После, выброса газов, «горячих» частиц образовались и аэрозоли в результате процессов диспергирования, конденсации, десублимации, адсорбции радионуклидов. Размеры таких частиц составляли от 2 мкм до сотен мкм, но активность одной частицы не превышает 10 й Ки. Правда, «горячие» частицы (фрагменты ядерного топлива) имели и большие размеры, в них было по нескольку радионуклидов. Активность частиц пропорциональна их размеру:

где к - коэффициент пропорциональности, характерный для данного вида радионуклида.

Когда активность сосредоточена на поверхности частицы, то п = 2, а по всему объему - п = 3. Наличие таких частиц и обусловило особенности миграции радионуклидов.

где Ао и At — активность продуктов деления в момент аварии и по истечении времени t после аварии, Ки;

203

Т — время, в течение которого начальная активность смеси радионуклидов уменьшится в 2 раза; Ks — параметр нор- мально-логарифмического закона распределения, равный Кхп = 1/21/28; где 8 — среднеквадратическое распределение.

Для реактора РБМК параметр К снижается с 0,1766 до 0,1485. Расчеты показывают, что радиоактивный спад продолжается много месяцев и даже лет.

Особенности радиоактивного загрязнения местности Республики Беларусь во многом обусловлены не только видами радионуклидов, но и физико-химическими процессами, определяющими элементарные акты загрязнения.

Для прогнозирования последствий радиоактивного загрязнения местности очень важно знать особенности миграции радионуклидов. Миграция радионуклидов может быть по воздуху, в почве и водоносных системах. Различают вертикальную и горизонтальную миграцию.

На миграцию радионуклидов оказывают влияние следующие факторы:

•химическая природа изотопов;

•условия выпадения радионуклидов и количество атмосферных осадков;

•режим существования почво-растительного комплекса;

•антропогенные воздействия на почву (ее влажность, интенсивность промывного режима);

•особенности минерального и органического состава почвы и др.

Вертикальная миграция радионуклидов в почве. Поверхностное загрязнение почвы происходит в основном за счет адгезии и адсорбции.

Адгезия (прилипание) радиоактивных частиц характерна для аэрозолей, в меньшей степени - для «горячих» частиц.

Адсорбция может быть физическая и химическая. При физической адсорбции радионуклид сохраняет свою индивидуальность, а проникает в вещество за счет межмолекулярного взаимодействия. Химическая адсорбция возни-

204

к ает за счет химического взаимодействия и образования нового химического соединения.

Радионуклиды могут проникать в глубину почвы и за счет диффузии. При этом диффузия в различных грунтах разная.

Радионуклиды проникают в почву и в результате смыва дождевыми или талыми водами, через микропоры в почве.

По мере миграции радионуклидов в вертикальной плоскости происходит изменение и радиоактивности. Исследования показывают, что в Республике Беларусь радионуклиды цезия и стронция сосредоточены в основном в слое 5-20 см. Процесс миграции радионуклидов в вертикальной плоскости медленный, и в среднем каждые 20 лет количество радионуклидов будет уменьшаться в 2 раза для двадцатисантиметрового слоя.

Миграция радионуклидов в вертикальной плоскости зависит от вида почвы. Так, в подзолистых и песчаных грунтах вертикальная миграция меньше, чем в торфяноболотных почвах (5-8 см и 20 см соответственно для цезия-137). Стронций-90, хотя и имеет более высокую миграционную подвижность, но в дерново-подзолистых и супесчаных почвах распределен так же, как и цезий-137, и только в торфяных почвах он проник глубже. Существует опасность попадания стронция-90 в подземные воды, особенно после того, как радионуклиды вступили в различные водорастворимые химические соединения. Замечено, что чем ближе к ЧАЭС, тем меньше миграция, так как здесь больше «горячих» частиц.

Заметим, что вспашка почвы препятствует вертикальной миграции.

Горизонтальная миграция. Существует несколько причин горизонтальной миграции. Естественной причиной является распространение радионуклидов вместе с пылью за счет ветра. Частично радионуклиды смываются дождевыми и паводковыми водами. По этой причине наблюдается повышенное содержание радионуклидов в низинах.

Однако наибольшая миграция радионуклидов происходит по вине человека. В частности, радионуклиды разносятся транспортом с загрязненных районов в «чистые», Почти 1 млн. т радиоактивного зерна, свыше 1,6 млн. т

205

обрата, свыше 100 тыс. т хвойной и травяной муки, заготовленных в загрязненной зоне, распространились через комбикорма почти по всей территории республики. Миграция радионуклидов происходит и за счет лесных пожаров.

Прогноз распространения радионуклидов в основном связан с горизонтальной миграцией, деятельностью человека, состоянием погоды и способностью растений аккумулировать радионуклиды. Долгосрочный прогноз показывает, что самоочищение почв, особенно от цезия-137, вследствие вертикальной миграции, будет происходить крайне медленно. Однако заглубление плутония будет значительным по мере разрушения «горячих» частиц. Одновременно миграция по воздуху и за счет паводковых вод на отдельных участках территории достигает 5 км/год. Обычно в низинах содержание радионуклидов больше.

Ввиду длительного пребывания цезия-137 в пахотном слое на десятилетия сохраняется опасность радиоактивного загрязнения продукции растениеводства за счет корневого и аэрального поступления.

Удельная активность цезия-137 и стронция-90- в подземных водах пока не представляет особой опасности. В перспективе возможно радиоактивное загрязнение вод вследствие миграции только в зонах с поверхностной активностью 40 Ku/км2 и более. В реках радионуклиды в основном сосредоточены в донных отложениях, несколько меньше — в гидробионтах и еще меньше — в воде. В период паводков и разлива рек возрастает доля активности, связанная с твердыми взвесями. Радиоактивные вещества течением могут относиться на значительные расстояния, и только часть из них накапливается в донных отложениях. В озерах радионуклиды сосредоточены в донных отложениях и биоте. Наличие растительности в озерах, ее способность аккумулировать радионуклиды вызывает накопление достаточно высокого уровня радиоактивности в донных отложениях.

Таким образом, за счет миграции радионуклидов уменьшается плотность, но увеличиваются площади радиоактивного загрязнения, одновременно идет медленный процесс спада радиоактивности за счет естественного

206

распада радионуклидов. В стоячих водоемах идет процесс накопления радионуклидов в донных отложениях и биоте. Хорошо растворимые в воде стронций-90 и америций-241 будут представлять все большую опасность для биологического мира.

Вопросы для самоконтроля

1.Какие события привели к аварии на ЧАЭС?

2.Развитие аварии на ЧАЭС.

3.Назовите основные изотопы, выброшенные из реактора.

4.Что такое «горячие» частицы?

5.Дайте краткую характеристику цезия-137.

6.Дайте краткую характеристику стронция-90.

7.Охарактеризуйте плутоний-239.

8.Дайте краткую характеристику америция-241.

9.Что представляет собой горизонтальная миграция радионуклидов?

10.Что представляет собой вертикальная миграция радионуклидов?

207

3.2. ПОСЛЕДСТВИЯ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕРРИТОРИИ ДЛЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

3.2.1. Социально-экономические потери Республики Беларусь

По оценке специалистов, общие экономические потери Республики Беларусь за 1986—2015 гг. составят 235 млрд. долларов США. Это равно 32 государственным бюджетам Республики Беларусь на 1985 г.

При этом потери постоянно растут:

за 1986-1990 гг. — 29 млрд. долларов; за 1991-1995 гг. - 50 млрд. долларов; за 1996-2000 гг. - 61 млрд. долларов; за 2001-2015 гг. - 95 млрд. долларов.

Если рассматривать структуру видов потерь, то прямые и косвенные потери составляют 12,6%, упущенная выгода — 5,8 %, дополнительные затраты, связанные с ликвидацией последствий катастрофы на ЧАЭС, - 81,6 %.

Из сельскохозяйственного оборота выведено 2,64 тыс. км2 угодий. Ликвидировано 54 колхоза и совхоза, закрыто 9 заводов агропромышленного комплекса, прекратили хозяйственную деятельность еще около 300 народнохозяйственных комплексов, свыше 600 школ и детских садов, около 100 больниц, свыше 500 объектов торговли, общественного питания и бытового обслуживания. Резко сократились посевные площади, снизился сбор урожая сельскохозяйственных культур и уменьшилось количество скота.

В зонах радиоактивного загрязнения оказались 132 месторождения минерально-сырьевых ресурсов, в том числе 47 % запасов формовочных песков, 19 % строительных и силикатных, 91 % стекольных песков республики, 20% промышленных запасов мела, 13 % запасов глин для про-

208

Из пользования выведено 22 месторождения минеральносырьевых ресурсов, балансовые запасы которых составляют почти 5 млн. м3 строительного песка, песчано-гравийных материалов и глин, 7,7 млн. т мела и 13,5 млн. т торфа. Из планов проведения геологоразведочных работ исключена территория Припятской нефтегазовой области, ресурсы которой оценены в 52 млн. т нефти. Ежегодные потери древесных ресурсов превышают 2 млн. м3, а к 2010 г. они достигнут 3,5 млн. м3. В Гомельской области загрязнено радионуклидами 51,6 % лесных массивов, в Могилевской - 36,4 % общей площади заготовки древесины.

В зонах радиоактивного загрязнения, где активность по цезию достигает 555 кБк/м2 и выше находится около 340 промышленных предприятий.

Несмотря на трудные экономические условия, правительство вынуждено ежегодно направлять до 10 % бюджетных средств на преодоление последствий катастрофы. При этом 30-40 % этих средств идет на обеспечение условий проживания населения, в том числе в виде выплат различного рода пособий и компенсаций.

3.2.2. Последствия катастрофы на Чернобыльской АЭС для здоровья

населения Республики Беларусь

Последствия для здоровья населения Республики Беларусь в основном определяются дозовыми нагрузками облучения. В дополнение к уже полученному облучению радиоактивным йодом и другими короткоживущими радионуклидами, население продолжает облучаться и долгоживущими радионуклидами, в первую очередь цезием-13 7, стронцием-90 и плутонием-239, а в последнее время и америцием-241.

Значительная часть населения Республики Беларусь продолжает жить на радиоактивно загрязненной территории, используя в пищу продукты местного производства, которые формируют основную дозовую нагрузку на организм (более 80%) . При этом сельские жители получают большие дозовые нагрузки, чем городские.

209