Том 2

История формирования поля радиоактивного загрязнения

Военное и мирное использование атомной энергии, начавшееся в 40-х годах ХХ века, повлекло за собой загрязнение, в отличие от других типов загрязнения ранее не сопровождавшее деятельность человека. Источниками антропогенной радиоактивности являются: атмосферные, наземные и подземные ядерные взрывы, аварии на атомных предприятиях и электростанциях и выбросы радиоактивности при их нормальной работе, использование радионуклидов в различных отраслях народного хозяйства и т. д. В зависимости от источника характерные временные масштабы загрязнения могут лежать в диапазоне от первых секунд до многих лет, пространственные — от непосредственной близости от источника до тысяч и десятков тысяч километров от него, а при глобальном загрязнении охватывать весь Земной шар. Соответственно, уровни загрязнения могут варьировать от исчезающе низких значений до величин, опасных для человека и природной среды.

Искусственные радионуклиды образуются, в основном, за счет деления тяжелых ядер в ядерных реакторах и при ядерных взрывах, основанных на реакции деления, а также за счет активации ядер, что является особой характерной чертой ядерных взрывов, основанных на синтезе ядер (термоядерная бомба), хотя наблюдается и при работе ядерных реакторов.

Загрязнение территории России продуктами ядерных взрывов до 1962 г. было весьма низким. С 1962 г. в связи с изменением интенсивности испытаний в атмосфере ядерного оружия и увеличением радиоактивных выпадений после перемешивания в стратосфере уровни глобального загрязнения местности резко возросли. Наибольшее количество радиоактивности в стратосферу было заброшено в 1957–58 гг. и 1961–62 гг. Загрязнение было обусловлено следующими относительно короткоживущими гамма-излучающими продуктами деления: 95Zr+95Nb, 103Ru+103Rh, 140Ba+140La. Загрязнение цезием(137Cs) играло подчиненную роль по сравнению с 95Zr+95Nb и др. На большей части страны уровни загрязнения отдельными радионуклидами составляли обычно первые десятки мКи/м² (единицы кБк/м²), но местами могли возрастать до сотен мКи/км² (десятков кБк/м²).

В 1963 г. был подписан Московский договор, запрещающий проведение ядерных испытаний в атмосфере, космосе и под водой, подписанный СССР и США; Франция и Китай не присоединились к договору и продолжали испытания в атмосфере до 1974 и 1980 г., соответственно.

Таким образом, с 1964 г. в связи с установлением моратория на испытания ядерного оружия в атмосфере основным антропогенным источником гамма-излучения становится 137Сs. Поэтому, большого количества коротко- и среднеживущих радионуклидов ни в атмосфере, ни на почве в настоящее время уже нет в составе глобального загрязнения. Кроме 137Cs (период полураспада 30,1 года), 90Sr (28,6 лет), в меньших количествах в составе глобального загрязнения присутствуют трансурановые радионуклиды 239Pu, 240Pu, 241Pu и 241Am. Кроме них в меньших количествах присутствует 238Pu (его поступление связано не со взрывами, а со сгоранием в атмосфере в 1964 г. американского спутника SNAP-9A), присутствовали также и некоторые долгоживущие изотопы редкоземельных элементов.

Карта глобальных выпадений продуктов ядерных взрывов дается по состоянию на начало 1970-х гг. Максимальные уровни приурочены к широтному поясу 50–60° с .ш. К югу и северу от этого пояса уровни постепенно снижаются.Одно из наиболее выраженных отклонений от широтной зональности — это повышение уровней глобального загрязнения по мере приближения к горным системам. Между уровнями глобального загрязнения и количеством осадков отмечается тесная связь. Данные (с погрешностью 10%) характеризуют загрязнение территории России 137Cs в 1964–1980гг. Устойчивость уровней загрязнения объясняется примерным равновесием между радиоактивным распадом и новыми поступлениями этого радионуклида за счет атмосферных испытаний ядерного оружия Китаем и Францией. Выявленная близость соотношений радионуклидов в начале 1970-х гг. позволяет по данным о 137Cs оценить уровни загрязнения и другими элементами для того периода:90Sr/137Cs=0,63, 239+240Pu/137Cs=0,021.

Приводится карта глобального загрязнения 137Cs по состоянию на начало 1986 г. — канун аварии на Чернобыльской АЭС. Это — расчетная карта, построенная с учетом радиоактивного распада. Знание уровней глобального загрязнения позволит для каждой точки пространства оценить степень повышения (или неизменность) уровней загрязнения после аварии на Чернобыльской АЭС, значительно изменившей картину радиоактивного загрязнения территории России.

При проведении наземных и других ядерных взрывов формировались локальные радиоактивные следы. Такие взрывы в СССР, проводились в основном, на территории ядерных полигонов. В настоящее время после распада более короткоживущих радионуклидов загрязнение представлено, в основном, 137Cs, что не выделяется на фоне глобального загрязнения.

В районе губы Черная и губы Раковая на острове Южный Новой Земли были проведены приземный, надводные и подводные взрывы. Там же проведены подземные ядерные испытания в вертикальных скважинах. Приведены схемы загрязнения местности 137Cs на острове Южный Новой Земли. По данным 1988 г. загрязнение 137Cs с уровнями более 1 Ки/км² (37 кБк/м²) сосредоточено в окрестностях мест проведения взрывов и не имеет протяженности на материковой части России.