Географические аспекты радиоактивного загрязнения Беларуси

состояние железобетонного саркофага вызывает серьезные опасения. Опасность, в случае его обрушения, в основном определяется тем, как много радиоактивных веществ находится внутри него. По официальным данным, эта цифра достигает 95 % от того количества, которое было на момент аварии. Если эта оценка верна, то разрушение укрытия может привести к очень большим выбросам. Встал вопрос о том, что делать с этой свалкой радионуклидов. Правительство Украины пригласило членов международного научного и инженерного сообщества для участия в конкурсе по генерации идей и обсуждению вопроса о том, что в дальнейшем делать с саркофагом и скоплением радиоактивных материалов под руинами реактора.

Было  предложено несколько решений:

—  убрать поврежденный реактор и радиоактивные  материалы, а очищенное место преобразовать в зеленую лужайку;

—  закрыть  реактор толстым слоем песка, чтобы изолировать радиоактивные материалы;

—  добавить больше бетона и полимерных наполнителей в камеры реактора, чтобы закрепить  радионуклиды, или построить новое укрытие.

Первое предложение выглядит в данный момент неосуществимым, если принять во внимание высокий уровень радиации внутри реактора и отсутствие роботов, которые могут разобрать руины и удалить радиоактивные материалы в отстойники. Второе предложение не исключает потенциальной опасности для окружающей среды. Его нельзя принять, потому что в нем не учтены физико-химические процессы, которые происходят в массе атомного горючего. Третье предложение по реконструкции или строительству нового саркофага является более разумным.

     Французская строительная фирма "Bouygues" предложила закрыть саркофаг другим, большим по размерам, длина, ширина и высота которого соответственно равны 220, 80 и 92 м. Французские инженеры полагают, что существующий уровень радиации в месте расположения реактора опасен для здоровья и основные строительные работы следует проводить на расстоянии не менее 200 м от него. Однако не ясно, каким образом в будущем можно перенести 140 000 бетонных элементов к поврежденному реактору и укрепить ими структуру нового саркофага. Для лучшей изоляции радиоактивных материалов саркофаг должен иметь два бетонных укрытия на расстоянии 8 м друг от друга. Бетонная конструкция должна быть прочной, чтобы противостоять любому внешнему воздействию (сейсмическому или метеоритному), должна быть предусмотрена возможность удаления выделяющихся газов и обеспечения прохода людей и техники для демонтажа поврежденного реактора. Новый саркофаг позволит улучшить радиационную защиту людей, которые работают на двух реакторах, производящих электроэнергию, и, самое главное, устранить опасность для окружающей среды в европейском регионе.

     В 1991 году на 2-м энергоблоке вспыхнул пожар, и в октябре этого же года реактор был полностью выведен из эксплуатации. В декабре 1995 года был подписан меморандум о взаимопонимании между Правительством Украины и правительствами стран «большой семёрки» и Комиссией Европейского Союза, согласно которому началась разработка программы полного закрытия станции к 2000 году. 15 декабря 2000 года был навсегда остановлен реактор последнего, 3-го энергоблока. В 2009 году планируется начать строительство нового, более прочного саркофага над 4-м энергоблоком (рис. 1.5).

     Приблизительно 800 тыс. человек были привлечены для ликвидации последствий аварии и работы по очистке территории. Около 28 тыс. км² территории и 2225 населенных пунктов в Беларуси, России и на Украине было загрязнено цезием (более 185 кБк/м²). Приблизительно 850 тыс. человек живут на этой территории. Около 105 тыс. км² загрязнено на уровне 37 кБк/м² и более. Более 4 млн. человек в трех странах прямо или косвенно пострадали от последствий катастрофы. Почти 400 000 были вынуждены покинуть свои дома и переселиться в чистую зону. В первый год после катастрофы 114 тыс. га сельскохозяйственных земель и 492 тыс. га леса были признаны непригодными и изъяты из пользования.

В результате взрыва четвертого энергоблока Чернобыльской атомной электростанции примерно 3—4% радиоактивных веществ было выброшено в окружающую среду с 26 апреля по 5 мая 1986 г. Эти оценки, сделанные Государственным комитетом СССР по атомной энергии, были представлены Международ-

Рис.1.5. Проект нового саркофага                                         ному агентству по атомной

по атомной  энергии (МАГАТЭ) в Вене (ООН, 1988). По оценкам МАГАТЭ, 25-50 млн. Ки радиоактивных элементов, включая 10 млн. Ки йода и 2 млн. Ки цезия, было выброшено из центральной зоны реактора (МАГАТЭ, 1991). Некоторые эксперты полагают, что эта оценка занижена. Они считают, что около 8—10% общего количества радиоактивных веществ (1 млрд. Ки) было выброшено в окружающую среду. Подсчитано, что от 1,9 до 5∙10⁸ Бк было выброшено в атмосферу и осело па огромной территории и поверхности воды, достигнув Атлантического океана (ООН, 1988). Общая масса радиоактивных веществ, выброшенных в атмосферу, составляет около 77 кг, большая часть из них осела на площадях, находящихся в 300—400 км от атомной электростанции. В состав изотопов, выброшенных при аварии на Чернобыльской АЭС, входило около 30 радионуклидов с периодом полураспада от 1,1 ч (для криптона-77) до более 24 тыс. лет (для плутония-239) (табл. 1.1). В атмосферу был выброшен весь радиоактивный тритий, а также 25% углерода-14 (с периодом полураспада 12 и 5730 лет соответственно).

     Легкие  радиоактивные частицы и смеси  газов, выброшенные из реактора четвертого блока, попали в высокие слои атмосферы и рассеялись, главным образом, между 30° и 50° с. ш. Осаждение крошечных аэрозольных частиц во время атмосферных возмущений и выпадение осадков, содержащих эти частицы, на Землю привело к повышению естественного радиоактивного фона, особенно в центральных, северных и южных европейских странах. Например, в Финляндии были зарегистрированы участки, где загрязненность составляла 5 мкЗв/ч по сравнению с 0,1—0,2 мкЗв/ч — естественный радиоактивный фон. В большинстве европейских стран только легкие изотопы проникли  в  окружающую  среду  и  увеличили  естественный уровень радиоактивности.  Однако в течение первого месяца после катастрофы в воздухе содержалось большое количество аэрозольных частиц. Это означает, что люди на пострадавших территориях получили несколько большую дозу радиации при вдыхании  воздуха  или   потреблении пищи  из  загрязненных территорий, чем за счет непосредственного внешнего облучения. Позднее, по мере очищения воздуха, поступление радиоизотопов в организм людей снизилось.  Миграция цезия-137, цезия-134,   иода-133   и других радионуклидов  стала  главной причиной повышения естественной радиоактивности в большинстве стран Европы. 

Таблица   1.1

Выброс  радионуклидов

       Загрязнение территорий   вблизи   Чернобыльской  атомной электростанции заметно отличается от глобального загрязнения. Тяжелые частицы с такими элементами, как плутоний и стронций, выпали в радиусе 30—40 км от реактора. Изотопы плутония образуют "горячие частицы" размером 10 мкм, с очень большим уровнем радиоактивности. Спектр радионуклидом, выпавших внутри 30-километровой зоны, был более разнообразным, чем глобальные радиоактивные осадки. Короткоживущие изотопы (иод-131, стронций-89, Теллур-132) и благородные газы (ксенон и криптон) были основными источниками загрязнения окружающей среды вокруг реактора и в первые дни после катастрофы.

     Большая часть радиоактивных веществ  была выброшена в. атмосферу из поврежденного  четвертого энергоблока Чернобыльской атомной электростанции в течение первых 10 дней после взрыва и пожара. Теплота, выделившаяся при пожаре, способствовала высвобождению радиоактивных благородных газов и аэрозольных частиц,  которые поднялись в верхние слои атмосферы. Процесс выброса радионуклидов можно разделить на четыре фазы.  В  первый день произошел выброс около 25% радионуклидов в результате взрыва и пожара. В течение последующих пяти дней объем высвобождаемых радионуклидов медленно снизился в 6 раз благодаря мерам, принятым пожарными (тушение горящего графита, охлаждение реактора).  В этих целях около  5000 т карбида бора,  свинца, глины и доломита было сброшено на реактор с вертолетов. В течение следующих четырех дней произошел саморазогрев топлива в реакторе до 2000 °С, в связи с этим выделение радионуклидов увеличилось до 70% по сравнению с первоначальным уровнем. В этот период были выброшены в атмосферу радиоактивный йод и топливные аэрозоли, а также соединения свинца и бора,  сброшенные  на реактор  с  вертолетов. Спустя девять дней после катастрофы произошло существенное снижение выброса с освобождением  1% радиоактивных веществ по сравнению с первоначальным объемом благодаря принятым мерам. Продукты деления были включены в состав более стабильных химических соединений и выброс радиоактивности уменьшился. Было подсчитано, что около 20% летучих радионуклидов йода, цезия и теллура вместе с благородными газами (ксеноном и криптоном) и около 3—6% других  более стабильных радионуклидов (стронций, плутоний, барий и церий) были выброшены в атмосферу и рассеяны в различных направлениях. Главные радиоактивные следы за несколько дней достигли многих европейских стран, увеличивая уровень радиоактивности в 10—100 раз по сравнению с естественным   фоном.   Практически   во   всех   странах северного полушария, включая Атлантику, в 1986 г. было зарегистрировано повышение уровня атмосферной радиоактивности.

     В месте расположения реактора осело примерно 0,3—0,5% радиоактивных веществ, внутри 20-километровой зоны — примерно 1,5—2,0%, а за ее пределами — около 1,0—1,5%. В последующие дни основная масса радиоактивных веществ распределилась на высоте 600 м. Во время атмосферные движения часто меняли направление, ветры па высоте 1500 м дули с юго-востока со скоростью м/с, и радиоактивные вещества переносились со скоростью около 10 м/с, или 1200 км за 36 ч. Летучие элементы  (йод и цезий) поднялись на высоту 6—9 км, их следы были в нижних слоях стратосферы. Тугоплавкие элементы (стронций  и  церий)  выпали в окрестностях атомной станции.

     Формирование  радиоактивного  загрязнения Беларуси началось сразу же после взрыва реактора. 27-28 апреля территория Беларуси  находилась под влиянием пониженного атмосферного давления.  28 апреля  во всех областях республики прошли дожди, носившие ливневый характер. С 29 апреля  переместившиеся  в северном направлении воздушные массы с радиоактивными выбросами, в связи со сменой  направления движения воздушных масс,  начали перемещаться  из Прибалтики на Беларусь. Такой перенос воздушных потоков сохранялся до 6 мая. С 8 мая произошло повторное изменение  направления движения воздушных масс и их  траектория вновь проходила от Чернобыля в северном направлении.

     Метеорологические условия  движения радиоактивно загрязненных воздушных масс с 26 апреля по 10 мая 1986 года  в совокупности  с дождями, особенно в конце апреля и начале мая, определили масштабность радиоактивного загрязнения Беларуси. Около 2/3  активных веществ  в результате сухого и влажного осаждения выпали на ее территории.

Рис. 1.3. Загрязнение территорий Беларуси, Украины  и России  цезием-137 с плотностями более 37 кБк/м² ( в % от общей площади)

     Радиоактивные выбросы привели к значительному  загрязнению местности, населенных пунктов, водоемов. Загрязнение территории Беларуси свыше 37 кБк/м2  по цезию-137 составило 23%  от всей площади республики. Эта величина для Украины  составляет 5 %, России – 0,6% (рис.1.3), что свидетельствует о более сложных и тяжелых последствиях чернобыльской катастрофы для Беларуси по сравнению с Украиной и Россией.

Учитывая  масштабность и  тяжесть последствий  катастрофы на ЧАЭС, Верховный Совет Беларуси в июле 1990 года объявил территорию республики зоной экологического бедствия. Были приняты  специальные Государственные программы по преодолению последствий катастрофы на ЧАЭС, целью которых было создание  безопасных для здоровья человека условий жизнедеятельности в районах, подвергшихся радиоактивному загрязнению.