Авария на чернобыльской АЭС

 

Прежде всего, топливная  матрица является керамикой и  практически не взаимодействует  с кислотами и щелочами. Ее поведение  в природе эквивалентно поведению  двуокиси кремния, т.е. хорошо известного всем речного песка, что должно способствовать длительному нахождению топливных  частиц в составе обычной пыли на поверхности почвы. Как следствие, можно было ожидать появления  их на одежде и теле, особенно летом  в сельской местности в сухую  пору. Дозиметрические измерения  в трех селах тридцатикилометровой зоны в 1988 году подтвердили эти предположения. Загрязнение одежды селян были связаны  с характером носки, замены, стирки одежды, технологического назначения ее и даже возраста хозяина. Среднее  значение было принято равным 200 бета-частиц/см2.мин для территории с уровнем загрязнения 10 Кюри/км2.

 

С учетом этого факта и  предположение о пылевом характере  выброса позволило реконструировать величину загрязнения одежды в различные  периоды времени с момента  аварии и оценить влияние его  на поглощенные дозы облучения. Результаты представлены в таблице.

 

 

 

Таблице 2.    ИЗМЕНЕНИЯ  РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ*

 

 

  

  

Изменение на конец периода

 

№

 

пп 

Расчетный

 

параметр 

5

 

дн 

10

 

дн 

30

 

дн 

60

 

дн 

6

 

мес 

1

 

год 

2

 

года 

3

 

года 

4

 

года 

5

 

лет 

6

 

лет

 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

9 

10 

11 

12 

13

 

1 

Относительное снижение

 

радиоактивности

 

выброса, % 

58,35 

45,54 

30,07 

21,38 

10,6 

6,36 

3,39 

2,08 

1,42 

1,06 

0,89

 

2 

Средняя энергия бета-частиц, кэВ/распад 

317 

337 

369 

407 

516 

558 

518 

460 

415 

390 

367

 

3 

Загрязненность одежды,

 

бета-частиц/см2мин 

3440 

2690 

1776 

1262 

626 

376 

200 

123 

84 

62 

53

 

4 

Мощность дозы под кожей  от бета-частиц, мкЗв/час 

20,94 

17,4 

12,58 

9,86 

6,28 

4,03 

1,99 

1,09 

0,67 

0,46 

0,37

 

5 

Мощность дозы от гамма-лучей, мкЗв/час 

53,92 

40,54 

23,31 

13,86 

4,3 

1,88 

0,96 

0,71 

0,56 

0,48 

0,42

 

6 

Радиационная нагрузка на подкожную ткань, мкЗв/час 

74,86 

57,94 

35,89 

23,32 

10,58 

5,91 

2,95 

1,8 

1,23 

0,94 

0,79

 

7 

Мощность дозы на весь организм, мкЗв/час 

55,41 

41,78 

24,21 

14,56 

4,75 

2,17 

1,1 

0,79 

0,61 

0,51 

0,45

 

*На загрязненной территории  с уровнем 10 Ки/км2.                ©Пшеничников Б.В.,1996.

 

 

 

 

Как видно из содержания, таблица поясняет радиационную ситуацию и дозы по разным периодам и не требует  особых пояснений. (Полностью публикуется  впервые).

 

Независимым подтверждением высказанной версии является то, что  именно у людей, проживавших в районах с сильным поверхностным загрязнением территории или работавших длительное время в открытом поле или в лесу зарегистрированы высокие значения доз, измеренные пленочными дозиметрами, в работах, проведенных в пострадавших населенных пунктах в рамках Международного чернобыльского проекта в 1991 году.

 

 

 

Учет облучения бета-частицами

 

Специфика облучения тела человека бета-частицами требует  особых пояснений. Общепринято, что  облучение кожи характеризуется  лишь поражением тонкого наиболее чувствительного  базального слоя клеток, принятого  в качестве критического органа. В  то же время хорошо известно, что  именно бета-частицы, влетая в биологическую  ткань, полностью передают свою энергию окружающим молекулам, вызывая разрывы внутримолекулярных связей, в том числе, и образование свободных радикалов. Более того, можно утверждать, что именно разрушение биомолекул, в частности, ДНК является основным и единственным процессом воздействия любых видов ионизирующего излучения на биологические структуры. Эти разрушения во всех случаях вызываются лишь быстрыми электронами, которые рождаются в клетках организма, или гамма-квантами, или альфа-частицами, или космическим излучением. По этой причине концентрация остатков разрушенных молекул в тканях может полностью характеризовать не только действующее в настоящий момент излучение, но и действовавшее в прошлом, независимо от вида падающего излучения и условий облучения.

 

Современная практическая дозиметрия редко учитывает воздействие  наружного бета-излучения, полагаясь на концепцию «критического органа». И в условиях радиоактивного загрязнения территории после чернобыльской аварии, как правило, измерялось лишь гамма-излучение. Причем, измерения проводились грубыми датчиками со счетчиками Гейгера. Ими контролировалось загрязнение и одежды, и щитовидки, и тела пострадавших, и колес автотранспорта, и почвы. Поэтому, естественно, оценка возможной величины вклада дозы облучения от прямого воздействия бета-излучения представляет несомненный интерес.

 

Прежде всего количественный учет. Пылевой характер выброса позволяет его осуществить. Все указанные в Таблице 1 изотопы испускают бета-частицы, но лишь половина из них дополнительно излучают и гамма-кванты. У таких изотопов как Йод-132, Лантан-140, Празеодим-144, Рутений-106, Иттрий-90 максимальная энергия бета-частиц превышает два МегаэлектронВольта (МэВ), что позволяет им пролетать в воздухе более 10 метров, а в биологической ткани до 1,5 см. Величина средней энергии бета-частиц достаточна для преодоления слоя биоткани толщиной 0,5 см, что в тысячи ((!)) раз превышает толщину базального слоя, равную всего 70 мкм. Следовательно, бета-частицы с поверхности тела и одежды повреждают ткани на глубину от 0,5 до 1,5 см.

 

Средняя энергия (см. Таблица 2) бета-частиц в 1988 году равнялась 0,518 МэВ. Поглощение двухсот частиц с поверхности 1 см2 создает мощность дозы в рассматриваемом слое биоткани 2 мкЗв/час, что, как видно из Таблицы 2, в два раза превышает мощность дозы от внешнего гамма-излучения в том же слое.

 

Реконструкция ситуации в  начале мая 1986 года дает, соответственно, по бета-излучению 21 мкЗв/час, а по гамма-излучению - 54 мкЗв/час. В таких радиационных полях находились взрослые и дети в населенных пунктах на территории с загрязнением по Цезию-137, равным 10 Ки/км2, в частности, в городе  Припять. Классическая концепция так называемого «критического органа» в то же время дает лишь 1/40 от приведенной величины, что , как видно, значительно, т.е. в 40 (!)раз меньше реальной дозы.

 

 

 

Как ни парадоксально может  звучать, но все единицы измерения  доз характеризуют лишь свойства излучения, но не воздействие его  на организм. Рентгены, рады, бэры, Греи, Зиверты - это все параметры излучения по проявлениям разных эффектов в воздухе, веществе, живой ткани. К сожалению, сегодня не существует единиц измерения, отражающих конкретно степень причиняемого человеку вреда. Более того, не существует сама концепция радиационного поражения организма. Оставаясь на позициях классической дозиметрии, можно лишь менять те или иные коэффициенты, что и было сделано, когда стали суммировать эффекты в критических органах с проявлениями воздействия излучения в других тканях или рассчитывать так называемые «коллективные» дозы, которые ничего не отражают и могут использоваться лишь как статистические показатели, но не могут ни объяснить, ни характеризовать ни болезни, ни гибель людей.

 

Вероятно, пришло время пересмотреть всю систему взглядов на воздействия  ионизирующего излучения на человека, основываясь не на оценке параметров излучения, а на величине причиняемого вреда, на масштабах разрушения биологических  структур. В частности, о коже речь должна идти не о базальном слое эпидермиса, а о жировой и мышечной ткани, о лимфе и крови, о системе  микроциркуляции, включающей в себя сеть кровеносных и лимфатических  капилляров. Глубина расположения этой системы в среднем составляет всего 2 мм, т.е. она полностью доступна электронам с энергией уже 0,5 МэВ.

 

Не следует упускать из виду еще один процесс - прямое проникновение  радионуклидов с поверхности  кожи, минуя роговой слой, внутрь организма. Очевидно, наряду с другими  путями проникновения радионуклидов  в кровь, он имел место у персонала, занятого на реальных работах по ликвидации последствий аварии в непосредственной близости от разрушенного блока.

 

 

 

Радиоактивность крови.

 

Радиоактивность крови в 1986 году у ликвидаторов, усредненная  по результатам анализов 242 человек, составляла 6,24·10-7 Ки/л, т.е. больше 0,6 микроКюри в 1 литре крови. Среди изотопов (см. таблицу 1) выделялись: Нептуний-239, Церий-141, Рутений-103, Ниобий-95, Церий-144, Тейлур-132, Йод-131, Неодим-147, Барий-140, Цирконий-95 и Цезий-134, Цезий-137. Идентичность изотопного состава крови налицо.

 

И опять-таки можно видеть, что среди обнаруженных в крови  изотопов присутствует лишь половина из 27. Все чистые бета-излучатели отсутствуют. Причина ясна. Это произошло благодаря тому, что измерения проводились на гамма-спектрометрах, которые не видят бета-частицы. Тем больший интерес могут представлять расчеты, связанные с незарегистрированными изотопами, которые, конечно же, присутствовали в крови.

 

Во-первых, гамма-излучатели тоже испускают бета-частицы, энергия которых, усредненная по всем бета-спектрам и по всем изотопам, была 0,172 МэВ. А средняя энергия бета-частиц  отсутствующих в измерениях изотопов составляла 0,537 МэВ. Поскольку их столько же, сколько и гамма-излучающих изотопов, то и неучтенная активность тоже равна 6,24·10-7 Ки/л, т.е. полная активность крови была не менее 1,25·10-6 Ки/л, т.е. 1,2 микроКюри в 1 литре крови.

 

Во-вторых, мощность дозы, обусловленная  гамма-излучением идентифицированных изотопов, вычисленная через керма-постоянные, была 10,36 мкЗв/час; от бета-излучения этих же изотопов - 2,28 мкЗв/час; от бета-излучения неучтенных изотопов - 7,12 мкЗв/час. Таким образом суммарная мощность дозы только за счет изотопов, захваченных кровью, составляла почти 20 мкЗв/час.

 

Вновь мощность дозы значительно  увеличилась, когда учли влияние  бета-излучения изотопов, растворенных в крови. Вывод напрашивается один: учет бета-излучения в 1986 году практически удвоил дозу, полученную ликвидаторами.

 

 Таким образом, учет  облучения бета-частицами тела  человека вносит значительную  поправку в величину, определявшихся  на основе классических расчетов. Очевидно, что полученные результаты  являются лишь предварительной  оценкой и служат иллюстрацией  сути обсуждаемых процессов. Однако  даже они достаточно наглядно  представляют порядок обсуждаемых  величин и их соотношение. 

 

Подводя итог простейшего  анализа радиационной ситуации как  в населенных пунктах, пострадавших от радиоактивных выпадений, так  и вблизи от разрушенного реактора с восстановлением картины на момент взрыва и с учетом воздействия  бета-излучения, можно констатировать, что фактические дозы отличались в сторону увеличения от расчетных, полученных по стандартным методикам, не менее, чем в два раза. При административно допустимой аварийной дозе в 25 сЗв для работающих ликвидаторов это должно было составлять более 50 сЗв.

 

Для населения на территории с уровнем 10 Ки/км2 доза за весь первый год не превысила 6 сЗв. Это лишь на 1 сЗв больше, чем получал обычно каждый год персонал на АЭС.

 

Ясно, что болезни и  смерти облученных людей не объясняются  ни дозами, даже «коллективными», ни расчетами. Пора признать, что виной подобной ситуации явилось отсутствие научной  теории поражения радиоактивным  излучением организма человека.

 

Бронислав Пшеничников,

 

член-корр Белорусской академии экологической антропологии,

 

независимый эксперт НКРЗН  ВР Украины

 

http://radscler.narod.ru/doses/chernobyl_doses.html

 

Содержание

 

Загрязнение территории

 

Нормативно-правовая база

 

Текущая радиационно-гигиеническая  обстановка

 

Медицинские последствия

 

Информационная система "Чернобыль"

 

Подготовлено ИБРАЭ РАН  совместно с Департаментом инвестиций и эксплуатации основных фондов МЧС  России на основе информации Центрального банка обобщенных данных, информации министерств, ведомств и научных  организаций.

Загрязнение территории

 

Радиоактивное загрязнение  территории России (рис.1) произошло  в результате сухих и влажных  выпадений в период с 28 апреля до середины мая 1986 г. Сложный характер метеоусловий определил сильную  неравномерность уровня загрязнения  местности относительно как величины, так и радионуклидного состава. Так, на расстоянии в десять километров плотность загрязнения 137Cs (цезий-137) зачастую различалась в десятки и сотни раз. Максимальные значения плотности загрязнения почвы 137Cs достигали 200 и более Ки/км2 (табл.1).

 

 

 

Рис. 1

Таблица 1.

 Загрязнение территории  Российской Федерации 137CsОбласть Зона загрязнения, тысяч кв.км (Ки/кв.км)

 

1-5 5-15 15-40 > 40 всего

Брянская 6,8 2,6 2,1 0,3 11,8

Калужская 3,5 1,4 

 

4,9

Тульская 10,3 1,3 

 

11,6

Орловская 8,8 0,1 

 

8,9

Остальные области 20,4 

 

 

20,4

ВСЕГО 49,8 5,4 2,1 0,3 57,6

 

 

Внесистемная единица  активности Кюри (Ки), равная 37 миллиардов распадов изотопа в секунду, в  настоящее время используется только в России и некоторых странах  СНГ. Для характеристики загрязнения  поверхности почвы применяется  единица Ки/км2. В системе единиц СИ, повсеместно используемой за рубежом и часто в России, принята иная величина активности - Беккерель (Бк). 1 Бк равен 1 распаду в секунду. Соответственно, 1 Ки/км2 равен 37000 Бк/м2 или 37кБк/м2. Фоновые (дочернобыльские) значения загрязнения территории Европейской части России 137Cs за счет испытаний ядерного оружия находятся в пределах 5-7 кБк/м2.

 

Характер радиационной обстановки в первый месяц после загрязнения  определялся короткоживущими радионуклидами, из которых особое значение для человека играл 131I (йод-131), период полураспада  которого составляет 8,04 суток. Мощность экспозиционной дозы, которая определяет дозу внешнего облучения человека, быстро спадала (рис.2), уменьшившись примерно на порядок за первые 50 дней, причем в менее загрязненных местах скорость спада мощности экспозиционной дозы была ещё выше.