КАТАСТРОФОЙ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС
В момент теплового взрыва реактора на Чернобыльской АЭС произошел выброс диспергированного ядерного топлива из разрушенного реактора на высоту примерно несколько больше 1 км. Наиболее мощная струя газообразных и аэрозольных радиоактивных продуктов наблюдалась в течение первых 2-3 суток после аварии в северном направлении, где уровень радиации достигал 1000 мР/ч 27.04 и 500 мР/ч 28.04 на удалении 5-10 км от места аварии на высоте 200 м (10). Активность вынесенных из реактора продуктов деления без радиоактивных инертных газов на 26.04.86 г. составила 7,4х10+2 - 8х10+2 ПБк (20-22 МКи), а в пересчете на 6 мая с учетом распада - 4,4х 10+2 ПБк (12 МКи). Для локализации очага аварии, предотвращения концентрирования расплавленного топлива и создания тем самым потенциальных условий для протекания цепной реакции немедленно с вертолетов начали забрасывать шахту реактора нейтронопоглощающими, теплоотводящими и фильтрующими материалами (соединениями бора, доломитом, свинцом, песком, глиной). В результате принятых мер, способствующих снижению интенсивности горения графита, мощность выброса начала уменьшаться и к 2 мая упала до 1,5х10+2 ПБк (4,0 МКи) в сутки.
После 2 мая вынос радиоактивных продуктов из аварийного реактора начал нарастать и 3 и 5 мая достиг 1,9х10+3 и 3,0х10+3 ПБк (5,0 и 8,0 МКи) в сутки соответственно. Этот подъем выброса объясняется интенсивным тепловыделением из-за разогрева ядерного топлива до температур примерно 1700 С в связи с отсутствием отвода тепла от топлива и графитовой кладки. Благодаря экстренным мерам по охлаждению топлива, графитовой кладки и образования более тугоплавких соединений, 6 мая выброс радиоактивных продуктов резко снизился и составил 3,7 ПБк (0,1 МКи). К 9 мая он уменьшился еще на один порядок, а к концу месяца практически завершился, снизившись до 0,74 ГБк (20 Ки) в сутки.
Состав радионуклидов в аварийном выбросе примерно соответствовал их составу, накопленному в активной зоне реактора за кампанию, и отличался от него повышенным содержанием летучих продуктов деления (йода, цезия, инертных газов и в некоторой степени рутения).
Радиационная обстановка в городе Припяти в течение всего дня 26 апреля была достаточно спокойной. Это было обусловлено тем, что в момент аварии и во время последовавшего за этим пожара ветер сносил радиоактивные продукты мимо города. Тем не менее, были приняты меры по снижению возможного облучения. В частности, было рекомендовано сократить время пребывания людей вне помещений, не открывать окна. Занятия на открытом воздухе в школах и детских учреждениях были запрещены. Врачи организовали подворный обход и обеспечили население препаратами для профилактики возможного поступления в организм радиоактивных изотопов йода. К сожалению, в выполнении этих защитных мероприятий не было должной организованности и настойчивости.
В последующем, когда высота подъема выбрасывания продуктов из аварийного реактора существенно снизилась в результате флюктуации ветра в приземном слое воздуха, радиоактивный факел в некоторые интервалы времени захватывал территорию города, радиационная обстановка 27 апреля стала резко ухудшаться. В результате было принято решение о немедленной эвакуации г. Припяти, которая началась в 14.00 часов. В течение 2,5 часов 50-тысячное население города на 1100 автобусах было вывезено за пределы радиационно опасной зоны. Следует особо отметить высокую организованность этой операции.
На основе данных о разведанных уровнях излучения был сделан прогноз о возможных дозах облучения населения в близлежащих к АЭС населенных пунктах, что позволило принять решение об эвакуации населения из тридцатикилометровой зоны вокруг ЧАЭС. Она была проведена после 2 мая, когда вновь возросла интенсивность радиоактивного выброса, в течение нескольких дней. В последующем, реально сложившаяся радиационная обстановка потребовала эвакуации населения из некоторых населенных пунктов, расположенных вне 30-км зоны в западном и восточном направлениях от АЭС, где уровни радиации превышали 50 мЗв/ч (5 бэр).
Следует отметить, что создание круговой зоны отчуждения определялось не реально сложившейся радиационной обстановкой, а возможными изменениями метеоусловий, а, следовательно, изменением направления распространения радиоактивных продуктов. Основные зоны радиоактивного загрязнения местности после аварии сформировались в западном, северо-западном и северо-восточном направлениях, а затем в меньшем масштабе - в южном направлении. В населенных пунктах в пределах 30 км зоны максимальные уровни радиации достигали 10-15 мР/ч. К 5 мая они снизились в 2-3 раза.
За пределами 30-км зоны уровни радиации были значительно ниже. В частности, на 10 мая 1986 года мощности экспозиционной дозы гамма-излучения в 60 км от АЭС составляла 0,3 мР/ч, в Киеве - 0,33 мР/ч.
На промплощадке и в непосредственной близости к ней уровень излучения в первые дни в результате интенсивного радиоактивного загрязнения составлял несколько сотен миллирентген в час. Оно было обусловлено кусками графита с ядерным топливом, выброшенным из реактора и осевшим на крыше машинного зала и третьего блока, оседанием крупнодисперсных радиоактивных аэрозолей из облака.
Поскольку аварийный реактор в течение сравнительно продолжительного времени оставался мощным источником выброса радиоактивных продуктов в атмосферу, картина загрязнения территории как по уровню осевшей активности, так и по радионуклидному составу имела сложный характер, вследствие изменяющихся метеоусловий, высоты и интенсивности выброса. В частности, наблюдалось образование локальных загрязнений отдельных участков территории.
Концентрация радиоактивных веществ в атмосферном воздухе в пределах 30-км зоны на сформированном радиоактивном следе была небольшой.
Так, в период с 3 мая по 3 июня концентрация радиоактивных веществ в атмосферном воздухе в пределах 30 км зоны (гг.Припять, Чернобыль и др.) составляла 3,7х10+2 - 3,7х10+4 Бк/м3 (10-12 - 10 -14 Ки/л) по суммарной бета-активности радионуклидов, т.е. была ниже ДК для отдельных лиц из населения (категория Б ).
Суммарный выброс продуктов деления за пределы промплощадки (без радиоактивных инертных газов) составил около 1,9х10+18 Бк (50 мКи), что соответствует примерно, 3,5 % общего количества радионуклидов, накопленных в реакторе на момент аварии. Это привело к значительному радиоактивному загрязнению территорий, прилегающих к АЭС, и потребовало принятия чрезвычайных решений по эвакуации населения из ряда населенных пунктов, ограничения хозяйственного использования земель.
На первом этапе обеспечения радиационной безопасности населения особое внимание было обращено на г. Припять, расположенный в 3 км от АЭС, где проживало около 50 тыс. человек, и на близлежащие населенные пункты. Масштаб и объем радиационного контроля для получения основополагающей информации для проведения защитных мероприятий с течением времени возросли.
Первоочередными и важнейшими задачами радиационного контроля являлись:
Ø оценка возможного уровня внешнего и внутреннего облучения персонала ЧАЭС, жителей г. Припяти и эвакуированного затем из 30-км зоны населения в целях выявления лиц, нуждающихся в медицинской помощи;
Ø прогностическая оценка возможных уровней облучения населения в районах повышенного радиоактивного загрязнения ряда районов вне 30-км зоны для принятия решения о необходимости дополнительной полной или частичной эвакуации или разработке соответствующих временных рекомендаций по режиму питания и жизнедеятельности населения в данном регионе;
Ø исключение распространения контактным путем радиоактивных веществ из загрязненных районов, а также употребления пищевых продуктов с содержанием радионуклидов выше регламентированных пределов.
Для решения указанных задач был осуществлен систематический контроль:
Ø уровня гамма-излучения на всей территории европейской части СССР методами воздушной и наземной радиационной разведки;
Ø концентрации и радионуклидного состава радиоактивных веществ в воздухе в различных точках 30-км зоны, преимущественно в местах проведения работ по ликвидации последствий аварии и дислокации персонала, а также вне 30-км зоны в населенных пунктах, где наблюдались повышенные уровни радиации;
Ø плотности радиоактивного загрязнения почвы и растительности и его радионуклидный состав;
Ø содержания радионуклидов в пищевых продуктах, воде водоемов, в первую очередь, питьевого водоснабжения;
Ø уровни радиоактивного загрязнения спецодежды или личной одежды и обуви, наружных и внутренних поверхностей транспортных средств на границах контролируемых зон (устанавливаемых исходя из характера работ и сложившейся радиационной обстановки), в аэропортах, на железнодорожных и автовокзалах.
В частности, были введены три контролируемые зоны: особая (в основном территория промплощадки), 10- и 30-км. В них был организован строгий дозиметрический контроль и развернуты пункты дезактивации транспорта и санитарной обработки личного состава при необходимости. На границах была организована пересадка людей из одних транспортных средств в другие для уменьшения контактного переноса радиоактивных веществ.
10 мая была составлена карта мощности доз, на основании которой установили зоны радиоактивного загрязнения:
1) зона постоянного отселения (запретная зона) - территория, ограниченная изодозной линией 20 мР/ч на 15-й день после аварии (" Д + 15"). В пределах этой территории дозы облучения за первый год превышали 0,1 Гр;
2) зона временного отселения (зона эвакуации) - территория, расположенная между изодозными линиями 20 - 5 мР/ч на "Д + 15". Не исключалось возвращение населения в эту зону по мере нормализации радиационной обстановки. Прогноз годовых поглощенных доз за счет внешнего гамма-облучения - 0,06 - 0,24 Гр;
3) зона жесткого контроля - ее территория определялась между изодозными линиями 5 - 2 мР/ч на "Д + 15". Население из этой зоны не эвакуировалось. Исключение составляли дети и беременные женщины, которые в организованном порядке были вывезены на летний оздоровительный отдых до 2 - 3 мес. В этой зоне вводился систематический дозиметрический контроль объектов внешней среды, пищевых продуктов, воды и фуража. Для сельского населения годовая доза не должна превышать 0,06 Гр.
В мае 1986 г. для населения установлена временная предельная суммарная годовая доза внешнего и внутреннего облучения на первый год после аварии - 100 мЗв.
НКРЗ в дальнейшем на последующие годы (до 1989 г.) ежегодно ужесточало пределы: на 1987 г. - 30 мЗв, на 1988 - 1989 гг. - по 25 мЗв. В целом за 44 мес. после аварии сумма регламентов составила 173 мЗв.
В конце 1987 г. - начале 1988 г. была изучена радиационно-гигиеническая обстановка на обширной территории СССР и выявлена значительная неравномерность радионуклидных выпадений, возник вопрос о дальнейшей регламентации облучения населения.
НКРЗ было выработано предложение об установлении дозы за 70 лет равной 350 мЗв с учетом уже накопленной до 1.01.90 дозы облучения. Недостижение этого порога обусловливало снятие всех ограничений для нормальной жизнедеятельности населения, а в случаях превышения этой величины было рекомендовано отселение людей, начиная с 1990 г. Причем эта доза рассчитывалась для самых критических групп населения (лица, родившиеся в 1986 г., полеводы, лесники). Эти и другие ограничения обеспечивали реально прогнозируемую индивидуальную дозу облучения людей порядка 100 - 170 мЗв за жизнь.
В апреле 1990 г. в попытке отойти от концепций, связанных с пределами доз, Верховный Совет СССР ввел концепцию поверхностного загрязнения в качестве критерия для переселения и для улучшения условий жизни людей (в целом она соответствовала 35-бэрной концепции). Где уровень поверхностного загрязнения превышал 40 Ки/кв.км (1480 кБк/кв.м) - зона обязательного отселения; 15 - 40 Ки/кв.км (555 - 1480 кБк/кв.м) - зона переселения по желанию, кроме детей и беременных женщин для которых переселение обязательно. В районах с загрязнением от 1 до 15 Ки/кв.км (37 - 555 кБк/кв.м) переселение не предусматривалось, выплачивалась только денежная компенсация.
Концепция НКРЗ вызвала критику со стороны некоторых республиканских академий наук, которые считали неприемлемым уровень вмешательства - 350 мЗв. В конечном итоге в апреле 1991 г. Правительством утверждена новая "Концепция проживания населения в районах, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС". На всех территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению, устанавливается минимальный уровень вмешательства, равный 1 мЗв средней годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы облучения. При этом вводится верхний уровень - 5 мЗв за 1991 г. Непревышение нижнего уровня обеспечивает условия проживания без каких-либо ограничений. В указанном интервале годовых мощностей доз осуществляются защитные мероприятия (улучшенное медицинское обслуживание, обеспечение полноценным питанием, достоверная информация, компенсации, льготы и др.), а жители имеют право на добровольное переселение из этих зон. На территории, где годовая доза в 1991 г. - 0,5 бэр, доза за все последующие 70 лет не превысит 10 бэр, а с учетом ранее полученной дозы (не более 10 бэр) 20 бэр. Доза менее 0,1 бэр/год может быть получена на территории с уровнем загрязнения до 5 Ки/кв.км, а доза менее 0,5 бэр/год - до 40 Ки/кв.км.
Официально установлено, что на территории более 131000 кв.км уровень загрязнения поверхности цезием-137 превышал 1 Ки/кв.км; на территории 25000 кв.км - превышал 5 Ки/кв.км. Из этой площади примерно 14600 кв.км расположены в Беларуси, 8100 кв.км - в России, 2100 кв.км - на Украине (табл. 8).
Таким образом, неблагоприятные экологические последствия антропогенного загрязнения окружающей среды источниками ионизирующих излучений связаны, главным образом, с возникновением аварий, сопровождающихся значительными выбросами долгоживущих радионуклидов. Повышение надежности функционирования объектов ядерной энергетики и предприятий ядерного топливного цикла представляется основным резервом радиационной безопасности в глобальном масштабе.
Таблица 8.
Площадь территорий Российской Федерации,