5. Радіоактивне забруднення

Радіоактивне забруднення є четвертим фактором, на який припа­дає близько10 % енергії ядерного вибуху. Під час ядерного вибуху утворюється велика кількість радіоактивних речовин, які, осідаючи з димової хмари на поверхню землі, забруднюють повітря, місцевість, воду, а також всі предмети, що знаходяться на ній, споруди, лісові насадження, сільськогосподарські культури, урожай, незахищених людей і тварин.

Джерелами радіоактивного забруднення є радіоактивні продук­ти ядерного заряду, частина ядерного палива, яка не вступила в лан­цюгову реакцію, і штучні радіоактивні ізотопи.

Радіоактивні речовини, які випадають зі хмари ядерного вибуху на землю, утворюють радіоактивний слід. З рухом радіоактивної хмари і випаданням з неї радіоактивних речовин розмір забрудне­ної території поступово збільшується. Слід у плані має, як правило, форму еліпса, велику вісь якого називають віссю еліпса.

Слід радіоактивної хмари радіоізотопів, які випали на землю, по­діляється на чотири зони забруднення (рис. 7).

Зона А — помірного забруднення, доза радіації на зовнішній межі за час повного розпаду радіоактивних речовин 40 Р, на внутрішній межі 400 Р. Еталонний рівень радіації через годину після вибуху на зовнішній межі зони — 8 Р/год. Площа цієї зони 78—80 % всієї території сліду.

Зона Б — сильного забруднення, зона радіації на зовнішній межі за час повного розпаду радіоактивних речовин 400 Р, а на внутрішній — 1200 Р. Еталонний рівень радіації через 1 год вибуху на зовнішній межі зони 80 Р/год. Площа — 10—12 % площі радіоактивного сліду.

Зона В — небезпечного забруднення, доза радіації на зовнішній межі за час повного розпаду радіоактивних речовин 4000 Р. Еталонний рівень радіації через 1 год після вибуху на зовнішній межі зони — 240 Р/год. Ця зона охоплює приблизно 8—10 % площі сліду хмари вибуху.

Зона Г — надзвичайно небезпечного забруднення, доза радіації на її зовнішній межі за період повного розпаду радіоактивних речовин 4000 Р, а всередині зони 7000 Р. Еталонний рівень радіації через 1 год після вибуху на зовнішній межі зони 800 Р/год.

Основним джерелом забруднення місцевості є радіоактивні про­дукти поділу. Це суміш багатьох ізотопів різних хімічних елементів, які утворюються в процесі поділу ядерного заряду і радіоактивного розпаду цих ізотопів.

Великий вплив на ступінь і характер забруднення місцевості мають метеорологічні умови. Вітер у верхніх шарах атмосфери сприяє розсіванню радіоактивного пилу на великі території і цим самим знижує ступінь забруднення місцевості.

Під час дощу, снігу, туману ступінь забруднення в районі випа­дання опадів вищий, ніж у суху погоду. За таких умов протягом одного і того ж часу з дощем або снігом на поверхню землі осідає значно більше радіоактивних речовин. Але сніг ослаблює іонізуючі випромінювання (внаслідок екранізуючої дії) і рівень радіації змен­шується. Випадання дощу сприяє перенесенню радіоактивних речо­вин у ґрунт, а на місцевості також знижується рівень радіації.

Нерівномірне забруднення території радіоактивними речовина­ми обумовлює і рельєф місцевості. У долинах, ярах, на берегах річок створюється щільне забруднення.

У лісових масивах рівень радіації на ґрунті менший, ніж на відкритій місцевості.

АЕС. Будівництво і експлуатація атомних електростанцій показали можливість ефективного використання атомної енергії в мирних цілях, але у разі аварій, викликаних різними причинами, може бути радіоактивне забруднення території небезпечніше, ніж після вибуху ядерного боєприпасу. В активній зоні ядерних реакторів знаходить­ся велика кількість радіоактивних речовин, але більшість реакторів не виділяє їх у навколишнє середовище в небезпечній кількості.

Радіонуклідний склад і кількість викинутих зі зруйнованого реактора радіонуклідів залежать від характеру руйнування, потужності реактора, режиму перевантажень палива, тривалості роботи реактора, часу після останнього перевантаження палива. Ці забруд­нення за кількістю і якісним складом значно відрізняються від забруднення після ядерного вибуху.

Руйнування реактора може відбутися під час землетрусу або по­вітряної ударної хвилі й за радіаційними наслідками аналогічне руй­нуванню звичайною зброєю.

Існує багато типів ядерних реакторів. АЕС, побудовані в Україні, базуються на реакторах водо-водяних з корпусом під тиском (ВВЕР — нодо-водяний енергетичний реактор) і канальних уран-графітових реакторах (РВ5-К). Вони належать до реакторів на теплових повільних нейтронах.

Інші конструктивні й технологічні основи в уран-графітових ре­акторах канального типу, в яких сповільнювачем служить графіт, а теплоносієм — вода. Атомні електростанції з реакторами такого типу працюють за одноконтурною схемою: пара для обертання турбіни удержується безпосередньо в реакторі, і в нього ж повертається вода після конденсації пари, відпрацьованої в турбіні.

Важливим етапом в еволюції уран-графітових канальних реак­торів (інколи називають водо-графітовими, підкреслюючи, що теп­лоносієм служить вода, а сповільнювачем — графіт) було створення реактора РВБК-1000 потужністю 1 млн кВт. Такі реактори побудо­вані на Чорнобильській АЕС (а в Росії — на Ленінградській, Курській і Смоленській).

Одна з найважливіших вимог до ядерних реакторів — безпека АЕС у всіх режимах її роботи, як нормальних, так і аварійних

У результаті аварії на ЧАЕС радіонукліди поширилися в Украї­ні на території 3,5 млн га сільськогосподарських угідь, забруднено 1,167 млн га лісів, 1687 населених пунктів,

Особливістю радіоактивного забруднення було те, що забруднення відбулося нерівномірно, плямами, з перенесенням на дуже великі відстані від аварії. Викидання радіонуклідів зі зруйнованого реакто­ра було не високим (до 1,5 км) і переважно у вигляді дрібнодисперс­ного аерозолю. У такому вигляді радіонукліди під впливом верти­кальних переміщувань потоків повітря (інверсії, конвекції), зміни на­прямку і швидкості вітру формували характер забруднення території зовсім відмінний від забруднення під час ядерного вибуху.

Опромінення може бути одноразовим і багаторазовим. Одноразо­вим вважається опромінення, одержане за перші чотири доби, а одер­жане за більше ніж чотири доби вважається багаторазовим.

Променева хвороба у людей. Опромінення людей дозою від 100 до 200 Р призводить до легкого ступеня хвороби. У людини прояв­ляється нездужання, загальна слабкість, головний біль, незначне змен­шення лейкоцитів у крові. При цьому ступені ураження люди виду­жують.

Середній ступінь розвитку хвороби виникає при дозі опромі­нення від 200 до 400 Р. Ознаками хвороби є важке нездужання, го­ловний біль, часте блювання, розлади функцій нервової системи, майже наполовину знижується кількість лейкоцитів. Люди видужують че­рез кілька місяців, але можливі часті ускладнення хвороби.

Важкий ступінь ураження виникає при дозі опромінення від 400 до 600 Р. Стан здоров'я хворого дуже важкий, сильний головний біль, блювота, пронос, буває втрата свідомості, проявляється різке збу­дження, крововиливи в шкіру і слизові оболонки, різко зменшується кількість лейкоцитів і еритроцитів, ослаблюються захисні сили організму і з'являються різні ускладнення. Без лікування хвороба часто (до 50 %) призводить до смерті.

Надзвичайно важкий ступінь хвороби розвивається при одер­жаній дозі опромінення 600 Р і більше. Симптоми такі, як і при важкому ступені ураження, але хвороба протікає дуже важко і при неефективному лікуванні таке ураження у 80—100 % випадків призводить до смерті.

Діючи на організм людини, іонізаційні випромінювання виявля­ють такі особливості: висока руйнівна ефективність поглинутої енергії, навіть мала доза може спричинити глибокі біологічні зміни н організмі; наявність прихованого періоду уявного благополуччя (при опроміненнях малими дозами він може бути дуже довгим); випромінювання має генетичний ефект, тобто впливає не тільки на даний організм, а й на його нащадків; різні органи організму мають не однакову чутливість до опромінення: найбільш чутливі кровотворні органи (кістковий мозок, селезінка), щитовидна залоза, ста­теві й внутрішні органи, молочні залози; вплив опромінення зале­жить від частоти впливу іонізаційних випромінювань, одноразове опромінення у великій дозі призводить до тяжчих наслідків, ніж багаторазове у невеликих дозах; вплив від малих доз може підсумо­вуватися чи накопичуватися, це називається комуляцією.

Вплив на організм іонізуючого опромінення призводить до склад­них хімічних, фізичних і біологічних процесів.