Географические аспекты радиоактивного загрязнения Беларуси (стр. 2 из 8)
Для предотвращения дальнейшего выделения радионуклидов в окружающую среду было решено построить над развалинами реактора бетонное укрытие.Бетонная и стальная структура саркофага была построена вокруг реактора (расстояние между опорами составляло 55 м). Остатки стен и верхней части здания были использованы в качестве основы для этой конструкции. Верхний слой почвы около реактора был удален, и эту площадку покрыли бетоном и асфальтом.
Саркофаг оборудован нейтронными датчиками для обнаружения в ядерном топливе цепной реакции, для этого в разрушенный реактор ввели жидкий нейтронный поглотитель. Были установлены виброакустические датчики для Рис.1.4 Четвертый блок Чернобыльской электро- контроля механической устойчи-
станции, находящийся под саркофагом вости топливной массы и элементов саркофага. Ведется мониторинг динамики температуры и теплового потока в выбранных точках под реактором и в его верхней части. Уровень гамма-излучения регистрируется в различных частях разрушенного реактора. В ноябре 1986 г. строительные работы над руинами четвертого блока были завершены и выделение радионуклидов в окружающую среду прекратилось. Инженеры спроектировали саркофаг, предполагая, что это сооружение будет служить несколько десятилетий. Однако уже пять лет спустя стало ясно, что
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 уровеньрадиации 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 декабря2000 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 огромнойтерритории 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.
Таблица1.1
Выброс радионуклидов
| Элемент | Период полураспада, дней | Общее количество, Бк | Выброс радионуклидов, % |
| Кг-8 5 | 3930 | 3,3-1016 | 100 |
| Хе-133 | 5,27 | 1,7-21018 | 100 |
| 1-131 | 8,05 | 1,3-1018 | 20 |
| Те-132 | 3,25 | 3,21017 | 15 |
| Cs-134 | 750 | 1,9-1017 | 10 |
| Cs-137 | 1,Н04 | 2,9-1017 | 13 |
| Мо-99. | 2,8 | 4,8-1018 | 2,3 |
| Zr-95> | 65,5 | 4,4-1018 | 3,2 |
| Ru-103 | 39,5 | 4,1-1018 | 2,9 |
| Ru-106 | 368 | 2,0-1018 | 2,9 |
| Ba-140 | 12,8 | 2,9-1018 | 5,6 |
| Ce-141 | 32,5 | 4,4-1018 | 2,3 |
| Се-144 | 284 | 3,2-1018 | 2,8 |
| Sr-89 | 53 | 2,0-1018 | 4,0 |
| Sr-90 | 1,02-104 | 2,0-1017 | 4,0 |
| Np-139 ; | 2,35 | 1,4-1017 | 3 |
| Pu-238. | 3,15-104 | 1,0-1015 | 3 |
| Pu.-239 | 8,9-106 | 8,5-1014 | 3 |
| Pu-240 | 2,4-106 | 1,2-1015 | 3 |
| Pu-241 | 4800 | 1,7-1017 | 3 |
| Cm-242 | 164 | 2,6-1016 | 3 |
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.