Реферат: Проблемы радиационной безопасности в республике саха (якутия) И. С. Бурцев, Общественный экологический центр рс (Я) Введение

ПРОБЛЕМЫ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

В РЕСПУБЛИКЕ САХА (ЯКУТИЯ)

И.С.Бурцев, Общественный экологический центр РС (Я)


Введение


Известные 87 ядерных испытаний на Новой Земле и подземные ядерные взрывы (ПЯВ), проведенные в мирных и военных целях, явились причиной сложной радиационной обстановки в Республике Саха (Якутия). Хотя считается с достаточной степенью надежности установленным, что радиоактивному загрязнению после ядерных испытаний в атмосфере подверглась территория Якутии, но степень и критерии воздействия почти не изучены,

В настоящее время из 24-х ПЯВ, запланированных Минатомом СССР, осуществлены 12, которые более - менее изучены. По результатам исследований установлено, что взрывы проведены без учета и соответствующего изучения геологических, тектонических, мерзлотных и гидрогеологических условий местности. Все 12 скважин взрыва являются хранилищами продуктов взрыва - ядерных отходов, два из них – «Кристалл» и «Кратон-3» являются аварийными.

Кроме того, проблему радиационной опасности сегодня уже создает начало разработки урановой руды на Эльконском горсте (Центральный Алдан). Также, непосредственную угрозу представляют заброшенные, неликвидированные горные выработки (канавы, шурфы, штольня), оставленные после разведки уранового месторождения в Олекминском улусе республики.

Открытым остается проблема влияние на окружающую среду пяти ядерных испытательных полигонов, включенных в энциклопедии.
^ Ядерные испытания в атмосфере

Испытания ядерного оружия на Новой Земле, проведенные в атмосфере с учетом «розы ветров» с целью не допустить радиоактивного следа в сопредельные территории других государств и районы европейской части своей страны, внесли ощутимый вклад в загрязнении территории Якутии искусственными радионуклидами. Архивные материалы показывают, что здесь особую роль сыграли осенние серии из 10 мощных взрывов в 1961 г. Из них ядерные устройства мегатонного класса – 25 Мт (23 октября) и 55 Мт (30 октября) были проведены после образования устойчивого снежного покрова. Поэтому отбор проб был произведен в апреле следующего года, а измерения – в мае месяце, т.е., примерно, 200 суток после взрывов. Тем не менее, удалось обнаружить две обширные зоны радиоактивного загрязнения (дальние следы) – первую на западе от Урала, вторую – на территории Якутии. На карте-схеме (масштаб 1: 8 000 000), где изолинии построены по результатам измерений содержания радионуклидов в объектах внешней среды, дозы гамма-излучения на местности до полного распада продуктов взрыва составили: в верховъях Вилюя - свыше 1,5 Р; междуречье Вилюя и ее притока Мархи - 1,0 Р; в обширной территории, охватывающей районы Мирного, Нюрбы, Олекминска, Алдана, Томмота – свыше 0,5 Р.

Удельная активность сухого вещества (мох) по цезию-137 в пос. Чокурдах равнялась 5,4 нКи/кг, что равносильна пробам, отобранным на Маточкином Шаре Новой Земли. Отличительной особенностью радиационно-экологической обстановки районов Крайнего Севера является поступление в организм людей радионуклидов по цепочке «лишайник-олень-человек». В районах Крайнего Севера критическую группу по дозе облучения составляют оленеводы-пастухи и члены их семей. Доза облучения их в среднем удваивается по сравнению с естественным фоном. Считается, что дозовые нагрузки у коренных жителей сформируется за счет глобальных выпадений из стратосферы, где радионуклид накопился во время атмосферных ядерных испытаний. Феномен до конца не раскрыт и не изучен, время истощения накопленного в стратосферном «резервуаре» материала не прогнозируется, реальный срок этого явления не известен. Видимо по этой причине, считается, что ретроспективно восстановить дозовые нагрузки на население в настоящий момент не представляется возможным. Между тем, по мнению некоторых исследователей, для ретроспективного восстановления радиационной обстановки и доз облучения населения могут быть использованы методы математического моделирования полей гамма-излучения на местности с использованием исходных данных о параметрах ядерных взрывов и о метеообстановке. Специалисты Центрального физико-технического института Минобороны России в результате выполнения такого моделирования приводят сведения о возможных дозах внешнего облучения, удаленного от полигона на 3,5 тыс. км района, расположенного между гг. Якутск и Верхоянск, с площадью 110-120 тыс. кв.км (900 км на 160 км). Авторы исследования считают, что в результате локальных выпадений мелкодисперсных радиоактивных частиц конденсационной природы в пределах района доза гамма-излучения до полного распада продуктов взрыва должна превышать 20 Р. А максимальная доза внешнего облучения населения, проживающего на данном районе в 1963 году (за первый год после прекращения испытаний) должна была составить примерно 5 Р (5 сЗв), что установленную годовую норму превышает в 10 раз. Другие исследователи для оценки доз внешнего облучения населения использовали данные гамма - спектрометрических измерений содержания циркония-95 и ниобия-95 в объектах внешней среды, метеорологических наблюдений, радиологических лабораторий санэпидстанций. Для каждого региона, подпадавших в зоне влияния атмосферных испытаний, в том числе для Якутии, проведена оценка возможных максимальных доз внешнего облучения населения, коллективных доз и средних доз внешнего облучения, рассчитанных путем деления коллективной дозы на численность населения. Из сводных данных об ожидаемых дозах внешнего облучения населения различных регионов России после проведения атмосферных испытаний ядерного оружия на Новой Земле одинаково резко выделяются (от остальных) части территорий Красноярского края, Таймырского АО, Эвенкийского АО и Якутии. Средняя доза облучения всего населения этих регионов соответственно составляют: 0,10 сЗв, 1,0 сЗв, 0,7 сЗв и 0,8 сЗв. Как видим, Якутия, находясь значительно дальше от выделенных регионов, подверглась радиационному воздействию в одинаковой степени с ними.

Есть данные о том, что в Мурманске, Архангельской области, Коми АССР, на Таймыре и Чукотке содержание цезия-137 в организме оленеводов в 1986 г. в 5 раз снизилось по сравнению с 1966 годом. В это же время в организме оленеводов Якутии все еще остается 80% радионуклида от максимального значения (данные 1986 г.). Удельная активность стронция-90 в костной ткани оленеводов в 40 раз (максимально) превышает этот уровень людей, не связанных с оленеводством. По данным 2006 г. в Якутии удельная активность цезия-137 в мясе КРС и оленине резко отличалась, и составляла соответственно – 0,5 Бк/кг и 96 Бк/кг; в костной ткани КРС и оленя удельная активность стронция-90 составляла – 14,0 Бк/кг и 140,0 Бк/кг соответственно; содержание цезия-137 в сене естественных лугов составляла – 5,1 Бк/кг, в ягеле (лишайник) - 116,0 Бк/кг.

В Якутии наблюдения за радиоактивными выпадениями были начаты только с 1961 г. на 17 метеостанциях Якутского межрегионального территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Поэтому данных по многим воздушным взрывам до 1961 г. отсутствуют. Наблюдения проводились радиометром-рентгенометром ДП-5 и имели большую погрешность, данные передавались в НПО «Тайфун» и Гидрометцентр СССР с грифом «СЕКРЕТНО». В качестве фоновых значений взяты средние значения по территории СССР или средние по территории Якутии. Всего за 1961-1969 годы радиометрической сетью было отобрано 3287 проб, из них 1363 пробы оказались с повышенной активностью. Количество случаев проб с повышенной суммарной бета-активностью за рассматриваемый период времени: 1961 г.- 67; 1962 г. – 188; 1963 г.- 595; 1964 г. – 184; 1965 г.- 172; 1966 г. – 24; 1967 г.- 44; 1968 г.- 40; 1969г.- 48.
^ Подземные ядерные взрывы

На территории Якутии для народнохозяйственных целей и военных исследований под землей проводились всего 12 взрывов. Это, по количеству, составляет 15 % от всех проведенных в Российской Федерации ПЯВ. На долю одного Мирнинского алмазоносного района приходится 9 ПЯВ, т.е.13% от всех ПЯВ, проведенных в РФ. Из них на особом месте стоят две аварийные взрывы – «Кристалл» и «Кратон-3». Места для этих взрывов выбраны крайне неудачно, где район выполнен трещиноватыми карбонатными породами с проявлениями нефти и газа. Здесь повышенная тектоническая нарушенность пород осадочного чехла предопределяет формирование благоприятных условий для процессов растворения пород и для активной миграции подземных вод. То есть, не учитывались даже основные параметры, определяющие гарантируемую возможность удержания под землей радиоактивных продуктов: отсутствие близкого расположения к эпицентру взрыва геологических разломов и трещин; отсутствие карбонатных пород в зоне температурного действия взрыва; герметичность забивочного комплекса, которая обеспечивается его конструкцией и качеством исполнения.

На обоих объектах, начиная с 1990 г., для выяснения состава и степени загрязнения научными институтами разного профиля, проведены ряд исследовательских работ.

^ ПЯВ «Кристалл» - мощность 1,7 кт., взорван 2 октября 1974 г. в 2,5 км от алмазоносной трубки «Удачная» с целью создания основания плотины хвостохранилища для обогатительной фабрики и для военных исследований. Это - первый в СССР термоядерный взрыв, проведенный для вспучивания мерзлого грунта, из восьми, запланированных здесь. «Изделие» заложено на глубине 98 м в верхнекембрийских карбонатных отложениях, вблизи Октябрьского глубинного разлома, сопровождающегося зонами дробления и трещиноватости, в основном, залеченными льдами. На глубине 130 м имелись пластовые подземные воды. Считается, интенсивный прорыв радиоактивных веществ в атмосферу произошел примерно через 2,7 сек. после проведения взрыва. Максимальная величина показаний датчика, установленного в 20 м от технологической скважины, в момент его гибели составила 1000 Р/час. Впоследствии на объекте вместо навала высотой 27 м. (по проекту) образовалась воронка диаметром 60 м и глубиной 6 м, заполненная водой и окруженная «мертвым» лесом площадью 5,5 га. Из-за аварийной ситуации от дальнейших семи взрывов вынуждены были отказаться. На этот неудачный взрыв было затрачено 1 млн. 760 тыс. руб. в ценах 1981 г. Зимой 1992 г. произведена отсыпка участка («саркофаг»). Искусственный холм представлял усеченный конус радиусом около 150 м и высотой от 7 до 20 м.

­ Взятые летом в 1990 г. пробы грунта были анализированы в лаборатории НПО «Радиевый институт им. В.Г.Хлопина». В пробах впервые были обнаружены цезий-137, стронций-90 и плутоний -239,240 в больших количествах. В присланном в 1992 г. отчете данного института видно, что в эпицентре взрыва максимальное превышение над фоновым уровнем концентрации плутония -239, 240 составляет 35000 раз, минимальное – 6 раз. Полученные данные являлись основанием для организации научных экспедиций с целью более углубленного изучения объекта. Организованная ГКЧС РС (Я) в 1993г. радиологическая экспедиция «Марха-93» с привлечением ученых НПО «Радиевого института им.В.Г.Хлопина» выявила наличие цезия -137, плутония-239,240, америция-241, кобальта-60, стронция-90,сурьмы-125 в пробах почвы, ягеля, коры деревьев из «мертвого» леса. Из них содержание цезия-137 и плутония-239,240 во много раз превосходило фоновые значения. Максимальные удельные активности цезия-137 и плутония-239,240 обнаружены в пробе почвы, отобранной в 100 м севернее от эпицентра взрыва,и составляют 11200 Бк/кг и 21600 Бк/кг соответственно, что превышает глобальные уровни по цезию-137 в 211 раз, а по плутонию-239,240 - в 21600 раз. Здесь же обнаружены америций-241 в концентрациях 2800 Бк/кг и сурьма-125 в концентрациях 210 Бк/кг. Эти данные в последующие годы подтвердили многие опытные исследователи из таких авторитетных НИИ как «Радиационной гигиены» Минздрава РФ из Санкт-Петербурга (СПНИИРГ МЗ РФ), НПО «Радиевый институт им. В.Г.Хлопина» (Санкт-Петербург, Росатом), «Промышленной технологии» (ВНИПИПТ, Москва, Росатом) и «Институт динамики геосфер» (Москва, РАН).

Миграцию радионуклидов из очаговой зоны взрыва по трещинам и зонам дробления показали работы СПНИИРГ МЗ РФ и Института динамики геосфер РАН, обнаружившие тритий, стронций-90 и углерод-14 в алмазодобывающем карьере «Удачный». Предположительно, разгрузка началась с момента достижения глубины карьера ниже уровня очаговой зоны, то есть с 1984 г. Ими же зафиксирована эманация радона и торона из карьера во время взрывных работ. Работа сотрудников Радиевого института им. В.Г.Хлопина показала, что концентрация плутония-239,240 в коре и древесине из «мертвого» леса соответственно в 2800 и 740 раз превышает фоновые.

Максимальная удельная активность в донных отложениях цезия-137, америция-241 и кобальта-60 составила 1273, 510 и 148 Бк/кг соответственно. Взвесь из болотца содержит плутоний-239,240 с удельной активностью до 3370 Бк/кг, что в 10 раз больше уровня радиоактивных отходов. Если учесть, что концентрация плутония-239,240 в пресной воде в Дании и в Северном море составляют – 0,000007 и 0,000015 Бк/кг соответственно, то в районе «Кристалла» превышение фонового уровня для пресной воды 25000 раз.

Сотрудниками Радиевого института им.В.Г.Хлопина, достаточно обоснованно определены глобальные и фоновые уровни загрязнения радионуклидами.

Загрязнение почвы на объекте по плутонию-239,240 и цезию-137 ими сопоставлялось со стандартом МАГАТЭ, проба для которого была отобрана вблизи озера Эбензее в Верхней Австрии до аварии на ЧАЭС и прошла международную интеркалибрацию в 1983 г. Глобальный уровень по плутонию-239,240 составляет 1 Бк/кг, что практически совпадает с фоновым содержанием плутония (1,15 Бк/кг) в почвах бывшего СССР, обусловленного глобальными радиоактивными выпадениями.

При оценке результатов анализов проб донных отложений на объекте в качестве фоновой была принята проба с удельной активностью плутония-239,240, равной 0,1 Бк/кг, и цезия-137 – 0,5 Бк/кг, отобранная в 1 км от эпицентра взрыва вверх по течению руч. Улахан Бысыттах.

Для сравнения радиоактивного загрязнения ягеля использовались результаты анализов пробы, отобранных в 1991 г. в 20 м от здания профилактория (п. Удачный-2), где активность цезия-137 составляла 370 Бк/кг, а плутония-239,240 - 1,7 Бк/кг, что практически совпадает с величиной 1,2 Бк/кг, измеренной канадскими исследователями в Нью-Бруневиче (Канада) для ягеля.

Эти бесспорно ответственные и важные определения глобальных и фоновых значений впоследствии были безоговорочно приняты другими исследователями из разных научных ведомств.

^ ПЯВ «Кратон-3