Проблемы ядерно-радиационной безопасности

ПРИРОДА И ЭКОЛОГИЯ

УДК 504.05

А. И. Слинчак

ПРОБЛЕМЫ ЯДЕРНО-РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Актуальность темы обусловлена возрастающей озабоченностью специалистов и населения как последствиями радиационных катастроф, так и недостаточной обоснованностью новых проектов строительства ядерных объектов. Целью статьи является обоснование угроз, создаваемых эксплуатацией ядерных объектов.

В статье рассматриваются проблемы ядерно-радиационной безопасности на глобальном и региональном уровнях; анализируется радиологическая обстановка на территориях, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС. Подробно рассматриваются и сравниваются положительные и отрицательные стороны возможных последствий реализации законопроектов, разрешающих ввоз в Россию отработавшего ядерного топлива других стран для хранения и переработки.

Анализируются серьёзные противоречия в оценке поражающего действия и экологического ущерба, причинённого Чернобыльской катастрофой; приводятся факты, свидетельствующие об изменениях неврологического, психоэмоционального статуса и нарушения иммунной системы у пострадавшего населения.

В статье анализируются прямо противоположные взгляды на проблему с точек зрения «зелёных» и специалистов-атомщиков, что позволяет сделать вывод о возрастающей угрозе возникновения крупномасштабных радиационных аварий и превышении стоимости реабилитации загрязнённых территорий над любой прибылью атомщиков.

Ключевые слова: ядерно-радиационная безопасность, перенос радионуклидов, отработавшее ядерное топливо, «синдром атомной бомбы».

Согласно выводам ряда исследователей, атомные электростанции способствуют сокращению выбросов в атмосферу парниковых газов, использование атомной энергии вместо ископаемых видов топлива позволило предотвратить гибель от загрязняющих природную среду выбросов около 1,8 млн. чел. во всём мире. Однако попытка объективного анализа современных проблем ядерно-радиационной безопасности вскрывает противоречивость подобных утверждений.

Из 28 произошедших с 1945 по 2013 гг. серьёзных аварий на ядерных установках самой тяжёлой стала катастрофа на Чернобыльской АЭС. Она привела к глобальным экологическим последствиям и затронула в той или иной мере все регионы Земли. Объективные опасения вызывают несанкционированные на международном уровне захоронения ядерных отходов на дне морей, затонувшие корабли с ядерными реакторами и ядерным оружием на борту. Известно, что наиболее значительные скопления таких источников находятся в Баренцевом, Карском и Японском морях. Акватории близ Новой Земли и Кольского полуострова более 20 лет использовались в качестве ядерной свалки. В общественном сознании подобные факты усиливают уже известный «синдром атомной бомбы», который часто переносится на все формы использования атомной энергии. Так, в 2000 г. был заморожен сомнительный проект

строительства плавучей АЭС на Чукотке1. Экспертная комиссия пришла к выводу, что реализация такого проекта может усугубить и без того близкую к катастрофической радиологическую обстановку не только в Чукотском автономном округе, но и на Крайнем Севере России в целом.

Сейчас удельная активность стронция-90 в костной ткани оленеводов почти в 60 раз превышает аналогичные значения у людей, не связанных с оленеводством. Доза внутреннего облучения за счёт цезия-137 у коренного населения составляет основную долю искусственного облучения. Высокая смертность коренного населения во многом связана с онкологическими заболеваниями кишечника и лёгких.

Радиоактивное загрязнение Чукотки имеет несколько источников. Основным источником повышенного уровня радиоактивного загрязнения территории являются последствия ядерных испытаний на полигонах Новой Земли 50-60-х гг. ХХ в. Западные ветры переносили радиоактивные осадки и явились причиной загрязнения Чукотки радиоизотопами, особенно её северного побережья. Вторым источником радиоактивного загрязнения Чукотки является Билибинская атомная станция теплоснабжения. Третьим, самым актуальным источником, являются радиоизотопные термоэнергогенераторы (РИТЭГи).

Серия взрывов ночью 26 апреля 1986 г. разрушила реактор 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС. Из него в атмосферу стали поступать огромные количества радиоактивных веществ. Большая часть ядерного топлива во время активной стадии аварии переплавилась и вместе с бетоном строений образовала стекловидные лавы. При разрушении топлива, графита и конструкций возникло значительное количество пылеобразного материала (порядка 17 т). Общее количество топлива в составе образовавшейся лавы точно неизвестно. По расчётным данным, в саркофаге может находиться около 1 800 т урана, из них 150 т - в составе лавы. В природную среду поступило около 7 т техногенных оксидов урана. Радионуклидный состав выбросов включал: газообразные продукты деления; мелкодисперсные продукты дробления облучённого топлива; продукты конденсации летучих радионуклидов; адсорбированные на аэрозолях радионуклиды.

Количество и распределение выпадений загрязнений от Чернобыльской АЭС были неоднородными и во многом определялись силой и направлением воздушных потоков. Так в окрестностях Киева, в удалении от места аварии на 100 км, выпадения были примерно одинаковыми. Почти аналогичная картина наблюдалась в направлении Германии, удалённой от АЭС на 1,5 тыс. км. На остальных территориях, подвергнутых загрязнению, отмечались разные объёмы выпадений. Наиболее удалённые районы, испытавшие загрязнение радионуклидами, оказались загрязнёнными на несколько порядков меньше (Антарктида, Гималаи, Китай, Корея и др.). То же можно сказать о территориях, расположенных сравнительно недалеко от места аварии, но оказавшихся в это время вне основных потоков воздушных масс (Канада, Скандинавия, Шпицберген).

В первые дни мая загрязнённое облако покрыло Западную Европу. Причём в Турции зафиксированное загрязнение было от 3 до 100 раз выше, чем во Франции. Уже 4 и 5 мая чернобыльские радионуклиды достигли Кореи, Непала и Южной Азии, однако, их выпадений из атмосферы было в сотни раз меньше, чем в Западной Европе [2].

Таблица 1

Этапы и направления переноса радионуклидов Чернобыльской АЭС в апреле-мае 1986 г. [2]

№№ Дата Направление переноса

1. 26 апреля до 12 час. На Белоруссию, Литву, Калининградскую область России, Швецию, Финляндию

2. с 12 час. 26 апреля по 12 час. 27 апреля На Житомирскую область Украины, в сторону Польши и далее на юго-запад в Германию, Италию, Югославию

3. с 12 час. 27 по 29 апреля На Гомельскую область Белоруссии, Брянскую область России и далее на восток

4. 29-30 апреля На Сумскую, Полтавскую области Украины и с разворотом в направлении Румынии, Болгарии, Балканского полуострова

5. 1-3 мая На юг Украины и далее через Черное море в направлении Турции

6. 4-6 мая На запад Украины, Румынию и далее, с разворотом на Белоруссию и далее в Центральную Европу, Скандинавию

Выпавшие на поверхность так называемые горячие частицы2 под влиянием факторов внешней среды подвергаются гипергенезу с выщелачиванием из них радионуклидов. Высвободившиеся радиоактивные изотопы в дальнейшем могут мигрировать в водорастворимой форме, входить в состав обменных комплексов почв и переходить в новое фиксированное состояние.

В водной фазе почв, загрязнённых выбросами из 4-го энергоблока, изотопы стронция-90, цезия-137 и плутония появляются в результате выщелачивания горячих частиц, состоящих в основном из топливного диоксида урана. Сам по себе и02 отличается высокой химической стабильностью по отношению к воде, но под действием почвенных растворов его частицы микронных размеров быстро разрушаются и высвобождают продукты деления и активации. Так, летом 1986 г. из проб грунта в 30-километровой зоне ЧАЭС почти не происходило выщелачивание урана при обработке 6 %-ным раствором НК03 и 10 %-ным раствором №С03, то в 1991 г. в том же районе практически весь топливный уран находился в водорастворимой форме [6].

Активность плутония мала по сравнению с активностью радиоактивных цезия и стронция. В наибольших количествах (более 11 кг) в природную среду поступил долгоживущий изотоп плутоний-238 (период полураспада 24 118 лет). Почти в 5 раз меньше по массе (более 2 кг) было выброшено плутония-241. Однако активность такого количества Ри-241 в 250 раз больше, чем активность всего выброшенного плутония-239. Кроме того, относительно короткоживущий Ри-241 подвергается тройному распаду (период полураспада 13,2 года) и даёт начало цепочке:

Ри-241^ Ат-241 ^ ^-237

Образовавшийся на первой стадии америций-241 имеет период полураспада 458 лет. Он является а-излучателем и представляет ещё большую опастность, чем плутоний-239. Поэтому уже в конце 1990-х гг. содержание в загрязнённых почвах стало в два раза больше, чем непосредственно после катастрофы. К сожалению, это увеличение будет продолжаться в течение примерно 40 лет. Так что в перспективе может понадобиться не сужение, а расширение зоны отчуждения и даже перевод считающихся

сейчас «безопасными» зон в категорию опасных. Постоянный фон а-излучателей в них может сохраняться тысячи лет, а о Чернобыльской катастрофе будет напоминать наличие трансурановых элементов, включая нептуний-237 с периодом полураспада 2,14 млн. лет [6].

Поэтому после аварии на Чернобыльской АЭС атомную энергетику стали считать источником высшей экологической опасности. Взрывы, пожар и извержения продуктов при аварии на 4-м энергоблоке ЧАЭС с 26 апреля по 10 мая 1986 г. стали катастрофой глобального масштаба. Из разрушенного реактора было выброшено примерно 7,5 т (около 4 %) ядерного топлива и продуктов деления3. По количеству долгоживущих радионуклидов этот выброс соответствует 500-600 Хиросимам.

Из-за того, что выброс происходил в течение нескольких дней, меняющиеся направления воздушных потоков, облака и атмосферные осадки обусловили очень сложную картину распространения радиоактивной пыли, пятнистость её выпадения. Особые условия аварии привели к появлению большого количества мелких и легко мигрирующих горячих частиц, обладающих очень высокой удельной активностью. Чернобыльским выбросом в разной степени загрязнены 80 % территории Белоруссии, вся северная часть Правобережной Украины и 17 областей Российской Федерации.

Таблица 2

Области РФ, загрязнённые цезием-137 [6]

Область Площадь, км2 Загрязнения, % Численность населения, тыс. чел

Белгородская 1620 6,0 77,8

Брянская 6750 19,3 236,3

Воронежская 1320 2,5 40,4

Калужская 3500 11,7 79,5

Курская 1220 4,1 140,9

Липецкая 1690 7,0 71,0

Ленинградская 850 1,0 19,6

Республика Мордовия 1630 6,3 17,9

Нижегородская 15 0,02 —

Орловская 8840 35,4 328,9

Пензенская 4130 9,6 130,6

Рязанская 5210 13,0 199,6

Саратовская 150 0,2 —

Смоленская 100 0,2 —

Тамбовская 510 1,0 16,2

Тульская 10320 39,7 769,4

Ульяновская 1060 2,9 58,0

ИТОГО: 48920 2 186,1

Лёгкие фракции выбросов, попавшие в верхние слои атмосферы, распространились по всему северному полушарию. Во многих местах радионуклиды загрязнили почву, воду, растения; внедрились в пищевые цепи, оказались в рыбе, молоке и мясе животных.

К сожалению, до настоящего времени существуют серьёзные противоречия в оценке поражающего действия и экологического ущерба, причинённого Чернобыльской катастрофой. По опубликованным данным, на работах по ликвидации послед-

ствий аварии побывало 600 тыс. чел.; 6 тыс. из них, в основном молодых людей, умерли уже к началу1992 г. Такая смертность в 15 раз превышает обычную для мужчин Белоруссии в возрасте от 20 до 40 лет [6]. В последние годы стало известно, что в мае 1986 г. в связи с аварией было госпитализировано 10 тыс. чел. (а не 200, как ранее сообщалось в официальных источниках). Причём лучевое поражение диагностировано у 520 из них. По разным оценкам, в местах с опасными зонами радиации проживает от 1,6 до 8 млн. чел. Все последующие годы продолжается рост онкологических заболеваний. Особенно выражен рост случаев рака щитовидной железы у детей. Он обусловлен «йодным ударом» в первый период после аварии, неправильно проведённой йодной профилактикой и др. Облучения щитовидной железы продолжается и после йодного периода (хотя и в гораздо меньших дозах) за счёт внешнего и внутреннего воздействия радиоактивного цезия.

У населения Белоруссии, проживающего на загрязнённых территориях, отмечено достоверное возрастание частоты некоторых врождённых пороков развития по сравнению с доаварийным периодом. В послеаварийный период у пострадавшего населения выявлен более значимый по сравнению с показаниями по стране рост заболеваемости почти по всем классам болезней (прежде всего — пищеварительной, сердечно-сосудистой, нервной, эндокринной, мочеполовой систем) как среди взрослого, так и детского населения.

Изменения неврологического, психоэмоционального статуса и нарушение иммунной системы у пострадавшего населения свидетельствуют о напряжении и нарушении адаптационных систем организма, истощении защитных нервно-психологических механизмов. У лиц, подвергшихся воздействию радиационного облучения, отмечается снижение уровня психической адаптации, вызванное неуверенностью в себе, неустойчивой самооценкой и пессимистической оценкой будущего. Установлена тенденция к повышенной истощаемости нервной системы, снижению работоспособности, ослаблению концентрации и устойчивости внимания. Широко распространён и такой вид посттравматического стрессового синдрома, как фиксация социально-психологических состояний на неприятных, травмирующих переживаниях. Такая ситуация порождает пессимистическое восприятие реальности почти у третьей части проживающего здесь населения [5].

В настоящее время в 30-километровой зоне вокруг Чернобыльской АЭС (выделенные пункты в табл. 3) радиационный фон в общем не благоприятен для хозяйственной деятельности и постоянного проживания населения. Согласно существующим правилам, о всех случаях обнаружения участков местности с мощностью эквивалентной дозы гамма-излучения выше 0,60 мкЗв/ч необходимо ставить в известность органы МЧС.

Таблица 3

Радиационный фон (при норме в Украине 0,35 мкЗв/ч) [8]

Место мкР/ч мкЗв/ч

Чернобыльская АЭС 414 4,14

«Рыжий лес» 177 1,77

Припять 105 1,05

Копачи 72 0,72

Чернобыль 27 0,27

Киев 13 0,13

Москва 16 0,16

Псков 18 0,18

Известно, что даже работающая в штатном режиме, без аварий и катастроф, любая АЭС наносит существенный вред природной среде и населению. Прежде всего, этот вред связан с неизбежными выбросами образующихся в реакторе радионуклидов через вентиляционные системы и с образованием отработавшего ядерного топлива.

Любая АЭС выбрасывает более 30 газо-аэрозольных радионуклидов. Общий объём официально разрешённых выбросов таков, что все АЭС мира за период их эксплуатации легально выбросят в атмосферу столько же радионуклидов, сколько было выброшено в Чернобыльской катастрофе [3; 4; 7].

Кроме того, в свете упомянутого «синдрома атомной бомбы» весьма неоднозначно было воспринято в общественном сознании принятие Государственной Думой РФ законопроектов, разрешающих ввоз в Россию отработавшего ядерного топлива других стран для хранения и переработки [1]. Анализ положительных и отрицательных сторон такого решения вскрывает новые проблемы и открывает не очень радужные перспективы.

Положительные стороны Отрицательные стороны

1. Отработавшее ядерное топливо не является отходами, а представляет собой ценное сырьё для атомной промышленности, из которого выгодно извлекать невыгоревший уран и образовавшийся плутоний. 2. У Минатома появятся средства для решения экологических проблем. 3. Наличие у Минатома высоких технологий, позволяющих безопасно перерабатывать отработавшее ядерное топливо. 4. Ввоз в Россию отработавшего ядерного топлива не приведёт к увеличению техногенного риска для населения станы и персонала атомной индустрии. 5. На временном хранении ОЯТ можно хорошо заработать, а отходы от его переработки можно будет отправить обратно 1. На самом деле многократное использование регенеративного урана исключено из-за изменения его изотопного состава. 2. Надежды на безопасное энергетическое использование плутония не оправдались ни в одной из стран. 3. Рециклирование урана является дорогостоящим и экологически грязным процессом. 4. Все деньги от «отходного бизнеса» Минатома уйдут на создание инфраструктуры по обращению с зарубежным отработавшим ядерным топливом, и в результате ввоза ОЯТ экологические проблемы России не уменьшатся, а усугубятся. 5. На деле «высокие технологии» Минатома обычно завершаются закачкой миллионов кубометров радиоактивных отходов под землю и радиоактивным загрязнением обширных территорий России. 6. На деле никто никогда не примет от России обратно ни ОЯТ, ни продуктов его переработки

Проблемы Перспективы

1. В России уже накоплено более 15 тыс. т собственного ОЯТ, проблема хранения и переработки которого до настоящего времени не решена. 2. У Минатома нет технологически, экономически и экологически приемлемой программы по безопасному обращению с ОЯТ. 3. Минатом не может обеспечить безопасность даже собственного персонала, среди которого распространённость гипертонической болезни и заболеваемость крови почти в три раза выше, чем в среднем по России; у населения закрытых городов Минатома вдвое выше, чем по стране, уровень заболеваемости язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки, а также врождённые аномалии среди детей в возрасте до 14 лет; почти в два раза выше частота заболеваемости костно-мышечной системы; здесь в три раза быстрее, чем в среднем по России, растёт онкологическая заболеваемость. 4. Деятельность Минатома уже привела к тяжёлым последствиям для сотен тысяч российских семей - на загрязнённых территориях (после Чернобыльской аварии) отмечаются ранние катаракты у детей, высокий уровень заболеваемости раком кожи, щитовидной железы и других органов, сниженный иммунитет, происходит раннее старение и дебилизация населения 1. В настоящее время России не нужны дорогие «рециклированные» уран и плутоний. Имеющиеся объёмы оружейного урана и плутония могут обеспечить топливом все российские АЭС на десятилетия, а масштабное сокращение ядерных боеголовок ещё более умножит запасы делящихся материалов. 2. В России, как известно, плохое состояние и высокая аварийность транспортных путей, по которым возможна перевозка тысяч тонн опасных радиоактивных грузов. Кроме того, организация безопасной транспортировки ОЯТ обойдётся стране в миллиарды долларов. 3. Миллиарды долларов, которые Минатом может получить за приём и захоронение зарубежного ОЯТ, дадут ему возможность решать свои собственные узко ведомственные проблемы, которые далеки от национальных интересов России; позволят начать строительство новых АЭС и заводов по переработке ОЯТ. 4. Во всех районах, где атомщики намечают строительство новых АЭС, имеются ресурсы ископаемого топлива, которых хватит на многие десятилетия. Есть невостребованные возобновляемые источники энергии. Одно только энергосбережение может дать России втрое больше электроэнергии, чем дают в настоящее время все АЭС. 5. Показательно, что французские и британские заводы по переработке ОЯТ уже показали свою экономическую несостоятельность и близки к завершению своей работы. Кроме того, ни одна страна в мире не принимает чужое отработавшее ядерное топливо для хранения на своей территории

Выводы. Увеличение объёмов хранения, переработки и транспортировки ОЯТ создаёт серьёзную угрозу возникновения крупномасштабных радиационных аварий,

увеличивает угрозу радиационного терроризма. Трагический опыт Чернобыля показал, что компенсация жертвам таких аварий, стоимость реабилитации загрязнённых территорий превысит любую прибыль от эксплуатации ядерных объектов.

Чернобыль и Фукусима продемонстрировали всему миру: если очередная авария будет более серьёзной, количество жертв может возрасти в геометрической прогрессии, что убедительно опровергает доводы в пользу «безопасной» и «чистой» атомной энергии.

Литература

1. Заявление Социально-Экологического Союза по поводу принятия Государственной Думой РФ трёх законопроектов, разрешающих ввоз в Россию отработавшего ядерного топлива других стран, 21 декабря 2000 г. // Вести СоЭС, № і (16). М.: Изд-во СоЭС, 2001. С. 8-9.

2. Карлович И. А., Карлович А. И. Современные проблемы региональной геоэкологии. Владимир: Изд-во ВГГУ, 2010. 306 с.

3. Слинчак А. И. Экологические и социальные последствия радиационной катастрофы на Чернобыльской АЭС // Псковский регионологический журнал. № 16. Псков: Изд-во ПсковГУ, 2013. С. 93-106.

4. Слинчак А. И. Экологические проблемы Чернобыля // Вестник Псковского государственного педагогического университета. Серия «Естественные и физико-математические науки». Вып. 2. Псков: Изд-во ПГПУ, 2007. С.61-65.

5. Субботин С. И., Субботина Т. В. Медицинские и социальные последствия аварии на Чернобыльской АЭС // Брэсцк географiчны веснж, том III, выпуск 2. Брэст: УА «Брэсцк дзяржауны ушверсггэт, 2003. С. 34-37.

6. Химия окружающей среды / под ред. Хаханиной Т. И. М.: Изд-во Юрайт; Высшее образование, 2010. 129 с.

7. Яблоков А. В. Ядерно-радиационная безопасность: основные проблемы // Бюллетень Московского ИСАР. № 8. М.: Изд-во СоСЭ, 1999. С. 6-11 .

8. URL: straholesye.church.ua

Об авторе

Слинчак Александр Иванович — кандидат географических наук, доцент, заведующий кафедрой географии, естественно-географический факультет, Псковский государственный университет, Россия.

E-mail: slinchack_53@mail.ru

A. slinchack

problems of nuclear radiation safety

This topic is of current importance due to increasing concern of specialists and population both in after-effects of radiation accidents and insufficient validity of new nuclear construction objects’ projects. The purpose of the article is to ground threats caused by radiation objects operation.

The article examines problems of nuclear radiation safety at the global and regional levels; analyses radiation situation at the territories, suffered of the accident on Chernobyl nuclear plant. Positive and negative aspects of possible consequences of the drafts implementation, which allow bringing in Russia nuclear wastes from other countries for storage and processing, is reviewed and compared in details.

Serious contradictions in evaluation of damaging action and environmental damage caused by Chernobyl accident are analyzed. Facts testifying changes in neurologic, mental-

emotional conditions and immune system disturbance of suffered population are revealed.

The article analyses totally opposite point of views on the problem by the «greens» and nuclear specialists, that allows making a conclusion about increasing threat of rise of large-scale radiation accidents and exceeding of polluted areas rehabilitation costs over any nuclear warmongers ’profit.

Key words: nuclear radiation safety, transfer of radioactive nuclides, used nuclear fuel, “atomic bomb syndrome”.

About the author

Dr Alexander slinchack, Associate Professor, Head of the Department of Geography. Pskov State University, Russia.

E-mail: slinchack_53@mail.ru

Примечания

1 «Обоснование инвестиций атомной теплоэлектростанции малой мощности на базе плавучего энергоблока проекта 20870 с реакторными установками КЛТ-40С в г. Певек».

2 Горячие частицы — это частицы топлива конденсационной или адсорбционной природы. Основная масса таких частиц образовалась в результате дробления топлива при тепловом взрыве.

3 Существует и прямо противоположное мнение, что лишь 4 % ядерного топлива осталось в разрушенном реакторе ... .