Искуственные радиоактивные элементы

территории от начала воздушных  ядерных испытаний на полигоне по настоящее время, могла составить 10-20 Р, при этом максимальное её формирование происходило в период испытаний и в первые годы после их прекращения.

Не имея информации о движении воздушных  масс в период испытания ядерного оружия, трудно оценивать степень  влияния взрывов на СИП на территорию Западной Сибири. В тоже время обращает на себя внимание тот факт, что взрывы всех мегатонных ядерных устройств  на данном полигоне производились в  осенние месяцы (сентябрь - ноябрь). Установить направление основных потоков  воздушных масс в это время  является крайне важной задачей при  оценке радиоэкологической ситуации на севере Западной Сибири.

Имеющиеся на сегодняшний день данные свидетельствуют о повсеместном выпадение радиоактивных осадков на территории Сибири.        

Признаки сильного отклонения радиационной обстановки от регионального фона по уровням накопления цезия-137 и стронция + иттрия-90 в природных объектах в  ряде северных районов Томской области (Чаинский, Каргасокский и др.) зафиксированы нами (Рихванов, 1994), а также ЗапСибГидрометом в ряде населённых пунктов Томской области (Усть-Озёрноё, Средний Васюган, Сторгин, Прохоркино и др.), где в мае - июне 1990 г плотность выпадения ¹³⁷Cs составляла соответственно 0,45; 0,42; 0,37; 0,39 Ки/км², что соответствует объёмной активности почв более 1000 Бк/кг при среднем объемном весе почв Томской области во влажном состоянии 1,29 кг/дм³. Эти данные требуют своего объяснения. Указанные районы не попадают в зону дальнего приземления радиоактивных аэрозолей от воздушного взрыва атомной бомбы 14 сентября 1954 года на Тоцком военном полигоне ,след от которого зафиксирован (Бочаров и др., 1993) на территориях Омской, Новосибирской, Томской областей и Красноярского края .Факт происхождения таких облаков зафиксирован нами однозначно по результатам исследования годовых колец деревьев.        

Воздействие на окружающую среду от проведения ядерных взрывов в  мирных целях, конечно, менее масштабно  и носит, как правило, локальный характер.         

        В 1990 г. в эпицентре взрыва мощность дозы гамма-излучения была 20-200 мкР/ч и только в восточной его части она достигала 1400 мкР/ч (Челюканов и др., 1992), а площадь загрязнения с превышением среднеевропейского уровня мощности дозы (15 мкР/ч) составляла 1 км².        

Судя по официальным сообщениям радиационная обстановка в местах проведения ПЯВ находится на уровне естественного  регионального фона, но при этом, не сообщается что - либо о загрязнении  подземной гидросферы, а в данном случае это самая основная потенциальная  радиационная опасность. О том, что  утечки радионуклидов происходили  и при проведении взрывов в  штатном режиме свидетельствует  и наши данные по изучению годовых  колец деревьев.

Нами (Архангельская Т.A. и др.) достаточно уверенно зафиксирована утечка делящихся элементов из зоны подземного ядерного взрыва «РИФТ-3» (Иркутская область) при исследовании годовых колец деревьев методами осколочной (f) радиографии.        

Анализ полученных данных по двум срезам сосны, отобранным в 1 и 3 км от места  проведения эксперимента, свидетельствует  о том, что в доядерный этап развития общества (до 1945 г.) уровень  и характер накопления делящихся  элементов в годовых кольцах  деревьев (в данном случае только изотоп урана-235, который постоянно присутствует в природе) характеризуются минимально низкими значениями и крайне однородным распределением.        

Период активного испытания  ядерного оружия в атмосфере (1945-1963 гг.), когда в природную среду  поступили новые делящиеся радионуклиды (плутоний, америций, нептуний) и дополнительное количество урана-235, практически не нашёл отражение в годовых  кольцах деревьев. Это свидетельствует  о том, что на данной территории в  этот период не происходило выпадения  радиоактивных осадков от испытания  ядерного оружия, а некоторое увеличение уровня накопления делящихся элементов  связано с общим глобальным изменением фона.        

Совершенно иная картина в распределении  делящихся элементов в период 1964-1998 гг. Уровень накопления делящихся  элементов, по сравнению с более  ранними временными периодами, увеличился в 2-2,5 раза. При этом характер распределения  характеризуется крайне высокой  неоднородностью.        

Обстоятельные исследования, организованные правительством Республики Саха (Якутия) в районе проведения подземных ядерных  взрывов, показали, что реальная радиоэкологическая обстановка на данных участках территории Республики далека от таковой, представленной в официальной прессе. Достаточно только отметить, что в районе ПЯВ  «Кристалл» (около пос. Удачный) содержание плутония - 239,240 в почвах составляет от 0,006 до 35,5 Бк/г, что сопоставимо  или даже выше, чем загрязнение  почв плутонием в районе ЧАЭС (Чомчоев, 1993, 1996). Плутоний обнаруживается также в коре мёртвых деревьев, ягеле, лосином помёте (Бурцев и др., 1996). И всё это наблюдается на фоне близкой к нормальной для региона МЭД по гамма - излучению.        

Взрывы ядерных устройств в  мирных целях способствуют радиоактивному загрязнению подземньк вод, нефти, и ощутимому экологическому ущербу, перекрывающему все полученные выгоды, например, от повышения добычи нефти (Голубов, 1993).        

        Деятельность  предприятий ядерно-технологического цикла (ЯТЦ) всегда является потенциально опасной для окружающей среды, даже при работе в штатных режимах, поскольку существуют некоторые  трудности в улавливании специфичных  радионуклидов, не говоря уже об аварийных  ситуациях .Например, радиоактивные изотопы инертных газов (криптон и др.) практически не улавливаются, в значительной своей массе поступают в атмосферу и, не смотря на незначительный период полураспада, создают повышенный радиационный фон в атмосфере, который аппаратурно фиксируется по розе ветров. Так, одно из таких облаков было зафиксировано нами при вертолетной аэрогамма - съемке, выполнявшейся ГГП «Березовгеология» к северу от СХК в 1991 году, а НПО «Тайфун» обнаружил их присутствие осенью 1993 года.         

Кроме того, не смотря на наличие современных  средств улавливания выбросов, в  атмосферу в виде аэрозолей с  АЭС и предприятий ЯТЦ в  определенных количествах поступает  цезий-137, стронций-90, углерод-14, и некоторые  другие элементы. Количество и состав выбросов определяются типом реактора, его мощностью и рядом других параметров.       

Газообразные инертные радиоактивные  газы (⁸⁵Кr, ¹³⁷Хе и др.) по существу дела практически не улавливались при работе предприятий ядерного комплекса и АЭС. Долгое время общепринято было считать, что они не представляют угрозы для биоты и человека, и контроля за ними, как правило не существовало.        

Исследования специалистов США («Криптон - 85 ...»,1978) показали, что эти газы не столь безобидны и являются существенным фактором радиационного риска. Их воздействие на биоту определяется мембранными эффектами.         

За счёт аэрозольных выбросов от предприятий ЯТЦ и АЭС происходит загрязнение и другими радионуклидами, которые накапливаются в различных  депонирующих средах. Примером этого  может быть район Белоярской АЭС, в котором наблюдается накопление Cs¹³⁷, Sr⁹⁰, H³ и ряда других радионуклидов.        

Загрязнение окружающей среды, особенно водоемов, происходит при работе предприятий  ЯТЦ с использованием некоторых  устаревших технологических приемов. Так, длительное время происходило  загрязнение вод, донных илов и биологических  образований, пользующихся развитием  в водных и околоводных системах бассейнов рек Томь, Енисей, Теча.         

На предприятиях ЯТЦ, расположенных  на этих реках, функционировали прямоточные  промышленные ядерные реакторы для  производства оружейного плутония. При  работе данных аппаратов происходило  поступление воды из рек; вода в системе  управления защитой реактора контактировала непосредственно с тепловыделяющими элементами и вновь сбрасывалась в открытые водоемы. В Томске-7 это  осуществлялось через речку Ромашку  и Чернильщиковскую протоку р. Томи.         

Из-за недостаточной водоподготовки из места забора поступала речная вода, содержащая большое количество растворенных солей (NaCI, соединения фосфора и т.д.).        

Данные компоненты активировались в нейтронном поле реактора и, например, из нерадиоактивного натрия-22 образовывался  радиоактивный натрий-24, являющийся мощным жестким гамма - излучателем, с небольшим периодом полураспада (16 часов).Его концентрация на сбросе существенно превышала предельно допустимые концентрации (ПДК) и обуславливала высокую мощность дозы гамма-излучения (более 3000 мкР/ч) в марте 1990 года.        

Кроме того, в воде и донных отложениях фиксировался нептуний. По данным Социально - Экологического - Союза (М.Хотулёва, В.Нечёткий и др., 1993) в донных отложениях отмечался плутоний-239,240 в количествах до 65 Бк/кг.         

Кроме натрия активировались и другие элементы (фосфор, бром), смывались активированные нейтронами элементы конструкции реактора (железо, кобальт, марганец и др.), а  также осколочные элементы, которые, по-видимому, находились на поверхности  ТВЭЛов.       

Загрязнение водных бассейнов и  атмосферы происходит и в результате работы АЭС .Так, сбросы воды с Калининской АЭС привели к увеличению уровня накопления трития в озёрах Песьва и Удомля в 20 - 50 раз по сравнению с региональным фоном (Носов и др., 1996). Аналогичная картина отмечается и на Белоярском водохранилище (Трапезников и др., 1996; Уткин, Чеботина, Евстегнеев, Любашевский, 2004 и др.).        

Так, комплексные радиоэкологические исследования уральских специалистов в районе Белоярской АЭС (Уткин, Чеботина и др., 2004) показали, что к 1989 г. в результате радиоактивных и тепловых сбросов в прилегающей к АЭС части водоема сформировалась зона с повышенным содержанием трития, кобальта-60, цезия-137, стронция-90 в воде по сравнению с верховьем водоема. Повышенная концентрация радионуклидов обнаружена в растениях, рыбах , планктоне и грунтах.       

В результате сброса радиоактивных  отходов с атомных производств  в открытые водные бассейны происходит интенсивное загрязнение биоты.

В Ирландское море сбрасываются радиоактивные  отходы с заводов Уиндскейла, Спрингфилдса и др. (Англия).        

При функционировании такого рода предприятий  ЯТЦ, а также работе АЭС, образуются радиоактивные отходы различных  видов (жидкие, твердые, низкой - высокой  радиоактивности и т.д.). Обращение  с радиоактивными отходами (РАО) от работающих предприятий ЯТЦ является одной из самых основных проблем  развития атомной промышленности, так  как именно они становятся главным  фактором воздействия на природные  комплексы.        

Проблема захоронения и переработки  радиоактивных отходов существует во всех странах, пользующихся ядерными технологиями.        

Захоронение РАО без соблюдения строгих регламентирующих норм и  правил ведет к интенсивному загрязнению  окружающей среды, отторжению территорий из сферы деятельности человека. Более  подробно эта проблема рассмотрена  в разделе 7.        

Особую потенциальную опасность  вызывает хранение РАО в жидком виде в прудах-накопителях, особенно с  недостаточной гидроизоляцией от водоносных горизонтов, а также закачка жидких РАО в глубокие геологические  формации, как это делается в Том-ске-7 и Красноярске-26.        

Пруды-отстойники создают угрозу разноса  радионуклидов в результате ветрового  переноса воды с последующим ее выпадением на почвы и с дальнейшим смывом почв, насыщенных радионуклидами, в  местные речные системы. Такого рода загрязнение, на наш взгляд, возникло в районе оз. Черное в санитарно-защитной зоне СХК. Не исключается и возможность  выноса материала смерчами, которые (по данным Слуцкого В.И.) в Томске фиксировались.

Кроме того, вода этих прудов может  служить источником радиоактивного загрязнения водоплавающих птиц, диких животных. Такие случаи на примере лосей, как известно, на территории СХК установлены. При этом радиоактивный  цезий попал в организмы людей и приходилось оперативно принимать меры по выведению радионуклида.        

Особую обеспокоенность за безопасное состояние природной среды следует  проявлять при функционировании систем закачки жидких РАО в глубокие геологические формации ,так как при наличии гидравлической взаимосвязи между пластами возможно проникновение РАО в горизонты, из которых ведется питьевое водоснабжение г. Северска и областного центра. Предпосылки для такого опасения существуют, поскольку выбор площадки для строительства СХК и особенно места захоронения отходов был проведен, на наш взгляд (Рихванов и др., 1995) без достаточного геолого-геофизического и инженерно-гидрогеологического обоснования, и последние данные свидетельствуют о том, что обстановка в районе не дает основания для оптимизма         

Данный способ захоронения радиоактивных  отходов, реализуемый сегодня только в России и активно пропагандируемый его идеологами (Рыбальченко и  др., 1994), представляет собой попытку  используя, метод аналогий с естественными  месторождениями урановых руд, создать  процесс удерживания радионуклидов  в объёме горных пород, как это  осуществляется в природе на урановых месторождениях гидрогенного типа, либо как это наблюдается на урановорудных объектах республики Габон.        

Сам по себе данный способ несомненно привлекателен, т.к. позволил бы снять огромные проблемы, связанные с утилизацией радиоактивных и других токсичных отходов.         

В условиях СХК он позволил на определенный период времени в какой то мере снять острые экологические проблемы, связанные с хранением ЖРО в открытых прудах - отстойниках, уже занимавших на момент принятия решения о закачке отходов в геологические недра, значительные площади и объёмы.

Нарушение регламентов хранения радиоактивных  отходов приводит к крупным экологическим  катастрофам. Одна из таких катастроф  случилась на предприятии ЯТЦ  Челябинск-60 27 сентября 1957 года и долгое время утаивалась от общественности. Впервые в зарубежной печати этот факт был обнародован радиобиологом Ж.А. Медведевым в книге «Ядерная катастрофа на Урале», изданной в Нью-Йорке в 1979г. Отрывки из этой книги были опубликованы в отечественном журнале «Энергия» (№ 1-3, 1990). Там же приведены официальные результаты итогов изучения Восточно-Уральского ореола радиационного загрязнения, рассекреченные только в 1989 году.        

Из-за нарушения регламента хранения радиоактивных отходов произошел  выброс радионуклидов в природную  среду общей активностью около 2 млн. Кюри.