Содержание материала

Описание радиоактивного следа

Радиоактивный след от аварийного выброса формировался при устойчивом юго-западном ветре (190-210°) со скоростью 8-13 мс-1. Выпадения радиоактивных веществ происходили на устойчивый снеговой покров, достигавший местами метровой толщины, который полностью сошел к середине мая. Схема радиоактивного следа, полученная по данным наземной радиационной разведки вдоль профильных маршрутов, приведена на рис. 4.8. Видно, что след протянулся в северо-восточном направлении от СХК; на расстоянии около 7 км он заметно отклонился к востоку, а перед деревней Георгиевка - к северу. Юго-западнее населенного пункта Надежда и к северу от Георгиевки образовалось два “пятна” площадью примерно 1 км2 с повышенными уровнями МЭД - более 100 и 50 мкРч-1, соответственно. На остальной территории следа имелись локальные пятна площадью 100-150 м2 с МЭД и плотностью потока β-частиц в 5-7 раз выше средних значений.
Особенностью загрязнения территории являлась ее неоднородность даже на небольших площадях (менее 1 м2), что связано с наличием “горячих” частиц активностью до 105 Бк. Например, вблизи деревни Георгиевка плотность таких частиц оценивалась равной 400 м-2 [4]. Результаты раздельного спектрометрического анализа взвешенной и растворимой фракций в пробах снега показали, что около 90% активных веществ находилось во взвеси [4, 5].
В поперечных сечениях следа на расстояниях 3,5 - 7 км отчетливо прослеживались два максимума в распределении МЭД и плотности загрязнения радионуклидами (рис. 4.9), что объясняется наложением двух следов, образованных от выпадений из двух источников с высотой подъема радиоактивного облака 30 и 150 м при различных направлениях ветра в приземном слое воздуха (азимут 190°) и на высоте 100-200 м (азимут 210°).

Рис. 4.8. Изолинии мощности дозы γ-излучения на следе (по состоянию на 13.05.1993г.)

За полгода, прошедших с момента аварии, на территории радиоактивного следа различными организациями и службами было отобрано и проанализировано на содержание радионуклидов свыше 300 проб почвы и снега. Было установлено, что относительный нуклидный состав практически не изменялся с расстоянием от РХЗ, за исключением 239Ри (относительный вклад 239Ри до 2 раз увеличивался с приближением к источнику выброса). Обобщенные сведения по площади радиоактивного загрязнения вне территории СХК и радионуклидному составу выпадений в пределах следа приведены в табл. 4.7 и 4.8.
Следует подчеркнуть, что внешняя граница радиоактивного следа 20 мкРч-1 была установлена, исключительно исходя из требования достоверного выделения загрязненной территории (в сравнении с естественным фоном 6-15 мкРч-1 по данным метеостанции Томской области). Интеграл мощности дозы у-излучения на открытой местности за первый год на этой внешней границе составлял 0,2 мГр (за вычетом естественного радиационного фона). Это соответствует эффективной дозе, существенно меньшей, чем рекомендуемые отечественные и международные критерии вмешательства при радиационных авариях [11, 12]. 

Рис. 4.9. Плотность загрязнения почвы 106Ru, в поперечных сечениях следа на расстояниях 4,5 км (а), 7,0 км (б) и 12,0 км (в) от РХЗ (на 6.04.1993т.)

Таблица 4.7
Площадь радиоактивного загрязнения на различное время после аварии
[5]


Диапазон
МЭД, мкР ч -1

Площадь, км 2

6.04.1993г.

13.05.1993 г.**

15.07.1993 г.

12.10.1993 г.

18.05.1994 г.

Свыше 20*

43,4

33,0

28,5

13,1

-

От 20 до 40

21,0

23,0

20,0

10,7

Отсутствует

От 40 до 60

10,5

5,0

6,3

2,2

То же

От 60 до 110

7,4

3,0

1,6

0,2

 

Свыше 110

4,5

2,0

0,6

Отсутствует

 

* Начальная площадь радиоактивного следа по съемке Росгидромета, ограниченная изолинией 15 мкР ч-1, была равна 89 км2.
**Расчетная оценка по результатам съемки 13.05.1993 г.

Таблица 4.8
Относительный нуклидный состав выпадений на следе аварийного выброса на 6.04.1993г. [6]

На рис. 4.8 видно, что изолиния 240 мкРч-1 (на 13 мая 1993 г.), которая примерно соответствует изолинии годовой мощности дозы на открытой местности 5 мЗв год1, полностью находится внутри санитарно-защитной зоны СХК. Тем не менее при планировании мер радиационной защиты населения и фактически вся территория следа вне охранной зоны СХК рассматривалась как объект аварийного вмешательства.

Радиоактивное загрязнение объектов

Низкие уровни радиоактивного загрязнения объектов внешней среды и сравнительно быстрый радиоактивный распад не позволили получить достоверные данные по миграции радионуклидов аварийного выброса. Наблюдения за поведением 239Рu были дополнительно затруднены в связи с тем, что более 90% валового запаса плутония на территории следа было обусловлено предшествующими выпадениями, не связанными с рассматриваемой аварией [5]. Поэтому ниже приведены как натурные результаты аварийного радиационного контроля, так и прогнозные оценки загрязнения основных объектов окружающей среды.

Атмосферный воздух

Из девяти стационарных постов радиационного контроля СХК, на которых проводится непрерывный отбор аэрозолей с помощью фильтровально-вентиляционных установок, лишь два оказались в секторе распространения облака от аварийного выброса (см. рис. 4.1 и 4.8). В пробах воздуха был зарегистрирован 95Nb: на территории СХК - 1,510-3 Бкм-3 (1200  6 апреля - 1100 7 апреля) и 3,3x10-4 Бкм-3 (1100 7 апреля - 1200 8 апреля); на территории деревни Наумовка 3,3x105 Бкм-3 (30 марта - 7 апреля). Объемные активности других радионуклидов оказались ниже предела обнаружения. Начиная с 9 апреля концентрации 95Nb в воздухе также стали ниже порога детектирования, и стационарные посты были переведены с ежедневного отбора проб на работу в обычном штатном режиме.
Ни на одной станции радиометрической сети Росгидромета, расположенной по направлению траектории переноса воздушных масс от места аварии, не было зарегистрировано увеличения γ-фона и изменения радиоактивности проб воздуха и выпадений, что еще раз подтверждает локальный характер аварии [4].
В мае 1993г. после схода снегового покрова был проведен отбор и радиометрический анализ аэрозолей на оси следа:

  1. на расстоянии 7 км от места аварии: 0,16 Бкм-3 по γ-излучающим радионуклидам и 3,7x10-4 Бкм-3 по 239Рu;
  2. на расстоянии 16 км (Георгиевка): 3,5x105 Бкм-3 по 239Рu, а для остальных радионуклидов - ниже порога регистрации.

Таким образом, коэффициент вторичного ветрового подъема оценивается примерно 2x10-7 м-1, что удовлетворительно согласуется с результатами, полученными вблизи Чернобыльской АЭС через 1-2 месяца после аварии [13].

Поверхностные воды

Радиоактивный след лег на часть водосбора р. Самуська - притока р. Томь, на котором содержание радионуклидов оценивается равным (3,5-3,9) 1012 Бк по 95Zr, (7-7,8) 1012 Бк - по 95Nb, (6,1- 6,6) 1012 Бк - по 106Ru и (2,0-2,5)x109 Бк - по 239Рu [14].
Прогноз смыва радионуклидов в период снеготаяния, сделанный специалистами Росгидромета, основывался на моделях, разработанных после Чернобыльской аварии применительно к миграции 137Cs. Предполагалось, что механизмы миграции 106Ru и 137Cs идентичны, и при взаимодействии воды, содержащей радионуклиды, со слоем почвы устанавливается сорбционное равновесие, которое может быть охарактеризовано коэффициентом распределения. Этот коэффициент зависит от соотношения объема воды (слой поверхностного стока 10,8 см) и объема почвы (слой взаимодействия около 1 см).
Консервативная оценка коэффициентов смыва растворенной фазы β-γ-излучающих нуклидов, основанная на коэффициенте распределения, равном 200, составила 5% и для 239Рu - 1%.
В твердой фазе коэффициент смыва не превышает 0,3% для всех нуклидов. Более реалистическая оценка коэффициента смыва, по крайней мере, на порядок ниже, так как доля радионуклидов, находящихся в обменной форме, составляла всего 1-5% необратимо сорбирующейся фракции [4].
Таким образом, смыв радиоактивных веществ паводковыми водами в р. Томь не превысил (7-19)x1010 Бк, причем лед, покрывавший дно р. Самуськи в период прохождения талых вод, предотвратил загрязнение донных отложений. Об этом свидетельствует спектрометрический анализ серии проб донных отложений, отобранных в июне-июле 1993г. до устья р. Самуська, не выявивший радионуклидов аварийного происхождения [14].

Лесные массивы

Более 90% площади радиоактивного следа за пределами СХК пришлось на хвойные леса, представленные в основном сосной, кедром и пихтой (высота деревьев до 10-12 м). Радионуклидный состав веществ, осевших на хвое и коре деревьев, практически не отличался от состава в снеге и на почве. Коэффициент задержки радионуклидов на хвое деревьев составил (2,9±2,1)x102 м2кг-1. С учетом площади лесных массивов и объемов фитомассы, характерных для данного региона, было оценено, что около 25-30% выпадений осело на кронах деревьев.

Сельскохозяйственные угодья

Сельскохозяйственные угодья, оказавшиеся на радиоактивном следе, входили в земли сельскохозяйственного предприятия “Сибиряк” с центральной усадьбой, расположенной в д. Наумовка. Загрязнению подверглось 743 га пашни, 248 га сенокосов и 139 га пастбищ.
Пахотные земли используются преимущественно для производства фуражного зерна. Средняя урожайность зерновых - 1,5 тга-1. Сенокосы и пастбища, в основном, неокультуренные. Заготовка сена составляет 3 тга-1 в год, а съем зеленой массы на корм скоту с пастбищ - около 15 тга-1 в год. Часть фуражного зерна предназначена на продажу. Остальные корма, получаемые на сельхозугодьях, идут на корм местному молочному стаду (350 голов). Среднегодовое производство молока составляет 1000 т. Молочная продукция реализуется преимущественно населению региона.
На сельхозугодьях в зоне радиоактивного следа средняя поверхностная активность на середину апреля составляла 40-120 кБкм-2, а в отдельных случаях она достигала 240 кБкм-2. МЭД на сельхозугодьях в этот период не превышала 25-30 мкРч-1. В связи с тем, что аварийные выпадения легли на снеговой покров, загрязнение продукции растениеводства в первый год после аварии происходило преимущественно через корневой путь.
Известно, что радионуклиды, вносящие основной вклад в общую активность загрязнения территории, характеризуются низким переходом в продукцию растениеводства и животноводства. Оценки показали, что содержание радионуклидов циркония, ниобия и рутения в растениеводческой продукции (зеленая масса, сено, фуражное зерно) ко времени ее получения (выпас скота, сенокос, жатва) не достигло 3 Бккг-1. В продуктах животноводства, производимых с использованием этих кормов, содержание радионуклидов не превысило 5 Бккг-1 [15].