Послеаварийный период, протяженностью до 1 года, был наиболее трудным и ответственным как в преодолении последствий аварии на предприятии, так и в осуществлении радиационной защиты населения.
Тяжесть последствий аварии для ПО “Маяк” заключалась в нарушении нормальной производственной деятельности из-за выхода из строя комплекса С-3, серьезных технологических осложнений в работе радиохимического завода, чрезвычайно высоких уровней радиоактивного загрязнения части территории промышленной площадки, зданий, сооружений, коммуникаций. Плотность загрязнения территории промплощадки достигала 1-10 ПБк м-2 по 90Sr, что привело к мощности экспозиционной дозы γ-облучения (на основе реальных инструментальных измерений) более 1000 Р ч-1 на краю воронки от взрыва и - 72 Р ч-1 на расстоянии 500 м от места взрыва [1].
В начальный, на протяжении нескольких недель, послеаварийный период отмечалось возраставшее радиоактивное загрязнение ранее “чистых” территорий самого ПО “Маяк”, других предприятий, г. Озерска в результате переноса радиоактивного загрязнения при работе автотранспорта и перемещении персонала и материалов. В частности, на следующий после аварии день радиоактивное загрязнение территории г. Озерск возросло по сравнению с предшествующим периодом в 60-1100 раз и продолжало нарастать. Максимальное загрязнение отмечалось на остановках служебных автобусов, в общественных местах сосредоточения людей, включая магазины, столовые и т.д. В этих местах мощность дозы γ-излучения возросла в 20-40 раз. Обнаруживалось существенное радиоактивное загрязнение одежды, обуви населения, денежных знаков и документов. В связи с этим была организована работа “чистых” и “грязных” бань [7]. Это осложнило нормальную жизнедеятельность города.
Территория за пределами г. Озерска и промышленной площадки предприятия, в первую очередь территория ближайшей части Восточно-Уральского радиоактивного следа на расстоянии до 50 км, характеризовалась в течение первых 3-6 месяцев после аварии высокими уровнями радиоактивного загрязнения почвы, всех объектов окружающей среды, а также продовольствия, кормов, жилищ и предметов обихода. В ряде населенных пунктов это привело к значительному радиационному воздействию на население. При этом положение усугублялось тем, что радиоактивное загрязнение региона пришлось на время года, когда основная доля продовольственного сырья и фуража в сельских районах заготовлялась на зиму, и поэтому подвергшиеся интенсивному загрязнению созданные запасы стали источником долговременного внутреннего облучения населения в течение последующих 6-8 месяцев.
Максимальное радиоактивное загрязнение сельскохозяйственной продукции, наблюдавшееся в самых ближайших к источнику загрязнения деревнях (до 20 км), достигало 10-103 кБк кг-1 (табл.2.3) Значительная доля активности в этой продукции, за исключением молока, приходилась на 144Се и 95Zr (60-70 %), а в молоке преобладал 90Sr (70%) (табл.2.4). Высокими уровнями загрязнения характеризовались интерьер жилищ и предметы обихода (табл.2.5). В частности, плотность загрязнения полов достигала 0,3-1,2 средней плотности загрязнения территории населенного пункта. В несколько меньшей мере были загрязнены личная одежда и обувь.
Таблица 2.3
Радиоактивное загрязнение продовольствия, воды и кормов в некоторых населенных пунктах в первые дни после аварии [8]
В наиболее загрязненных населенных пунктах измеренная мощность дозы внешнего γ-облучения в первые дни после аварии достигала 200-400 мкР с-1 (табл. 2.6), что соответствует в среднем 0,015 мкР с1 (или 1,3 мР сут1) в расчете на 1кБк м-2 по 90Sr начального загрязнения.
Таблица 2.4
Радионуклидный состав загрязнения продовольствия, воды и кормов в течение первых 8 месяцев, % суммарной активности [8]
Продукт |
90 Sr + 90 Y |
137 Cs |
Сумма редкоземельных нуклидов |
Овощи, картофель |
16 |
6 |
64 |
Молоко |
70 |
- |
- |
Вода |
28 |
- |
72 |
Зерно |
16,4 |
5,1 |
64 |
Сено |
16,5 |
5,1 |
63 |
Таблица 2.5
Уровни загрязнения жилищ и предметов обихода населения в начальный период, кБк м2, по суммарной β-активности [8]
Населенный пункт |
Пол |
Одежда |
Белье |
Обувь |
Посуда |
дер. Бердениш |
2200-3300 |
1700 |
- |
2800 |
- |
дер. Сатлыкова |
4100 |
2200 |
- |
5600 |
- |
дер. Галикаева |
5200 |
2600 |
- |
7400 |
- |
дер. Русская |
110 |
110 |
22-110 |
89-110 |
89-1400 |
Караболка с. Юго-Конево |
89-220 |
22-270 |
22-190 |
56-78 |
44-100 |
с. Багаряк |
0-44 |
22-170 |
11-89 |
3,3-100 |
33-110 |
Таблица 2.6
Мощность экспозиционной дозы γ-излучения на открытом воздухе в населенных пунктах в течение первых 4 месяцев, мкР с-1 [8]
Населенный пункт |
Время после аварии, сут |
|||
1 |
16 |
30 |
120 |
|
дер. Бердениш |
400 |
190 |
150 |
120 |
дер. Сатлыкова |
310 |
80 |
70 |
50 |
дер. Галикаева |
170 |
125 |
110 |
85 |
дер. Русская Караболка |
25 |
3,0 |
2,4 |
1,0 |
с. Юго-Конево |
6,0 |
1,5 |
0,70 |
0,10 |
с. Багаряк |
4,0 |
1,2 |
0,10 |
0,05 |
г. Каменск-Уральский |
3,0 |
0,80 |
- |
- |
Преобладающая доля радиоактивного загрязнения определялась относительно короткоживущими нуклидами, поэтому уже в течение первого года после аварии наблюдалось значительное снижение радиоактивного загрязнения окружающей среды (рис. 2.2).
В начальный период (несколько месяцев после аварии) изменение мощности дозы γ-облучения было обусловлено снижением плотности загрязнения территории в результате радиоактивного распада; затем уменьшение мощности экспозиционной дозы ускорилось под влиянием заглубления радионуклидов в почве (табл. 2.7). По истечении 8 лет после аварии полностью распался наиболее долгоживущий из короткоживущих нуклидов 106Ru, после этого γ-излучение малой мощности дозы стало обусловлено только 137Cs.
Рис. 2.2. Изменение соотношения активности радионуклидов в выпавшей смеси продуктов аварии 1957 г. и динамика мощности экспозиционной дозы γ-излучения в течение первых 12 лет [5]:
1 - суммарная β-активность; 2 - активность, обусловленная 144Се+144Рr; 3 - мощность экспозиционной дозы; 4 - активность, обусловленная 95Zr+95Nb; 5 - то же для 90Sr+90Y; 6 - то же для 106Ru+106Rh; 7 - активность 137Cs
Т а б л и ц а 2.7
Накопление экспозиционной дозы γ-излучения (в расчете на единичную начальную плотность радиоактивного загрязнения территории), Р (кБк м2) 1 по 90Sr [8]
Время после аварии |
Доза |
Время после аварии |
Доза |
10 сут |
0,013 |
3 года |
0,19 |
30 сут |
0,038 |
4 года |
0,19 |
3 мес |
0,095 |
5 лет |
0,19 |
6 мес |
0,14 |
12 лет |
0,19 |
1 год |
0,17 |
- |
|
2 года |
0,19 |
1990-1995 гг. |
0,20 |
Накопление экспозиционной дозы γ-излучения со временем замедлилось вследствие резкого снижения мощности дозы по истечению первого года после аварии. Доза γ-излучения за первый год составила 86 % всей дозы за период до 90-х годов; 97% всей дозы было накоплено к пятому году (табл. 2.7.).
Радиоактивное загрязнение всех объектов окружающей среды и сельскохозяйственной продукции также снижалось со временем, отражая в определенной мере темпы снижения плотности радиоактивного загрязнения территории (табл. 2.8) В начальный период (в первые 5 лет) модифицирующее влияние на уровни радиоактивного загрязнения окружающей среды и сельскохозяйственной продукции оказывали физические и биогеохимические процессы: перераспределение загрязнения в природных и сельскохозяйственных мезоландшафтах под влиянием ветрового переноса и водного стока, вертикальная нисходящая миграция радионуклидов в профиле почвенного покрова, трансформация физико-химических форм радионуклидов в почве и воде, фиксация радионуклидов в почве (донных отложениях), изменение интенсивности корневого поступления в растения, включая сельскохозяйственные. В частности, на протяжении пяти первых лет было особенно заметно влияние внекорневого поступления радионуклидов в сельскохозяйственные культуры.
Таблица 2.8
Наблюдаемые в сельскохозяйственной продукции региона ВУРСа усредненные отношения удельной β-активности к начальной плотности загрязнения территории 90Sr (коэффициент перехода), Бк кг-1 товарной массы KBK(90Sr)M-2
Продукция |
1957 г. |
1958 г. |
1960 г. |
1965 г. |
1970 г. |
1975 г. |
1980 г. |
1985 г. |
Трава |
1-104 |
100 |
11 |
12 |
10 |
9 |
8 |
7 |
Зерно |
90 |
2,2 |
1,4 |
0,83 |
0,57 |
0,52 |
0,46 |
0,44 |
Картофель |
- |
1,7 |
0,68 |
0,68 |
0,51 |
0,39 |
0,36 |
0,34 |
Овощи |
- |
1,6 |
0,63 |
0,63 |
0,48 |
0,37 |
0,34 |
0,32 |
Молоко |
4,5 |
1,5 |
1,0 |
0,58 |
0,40 |
0,36 |
0,32 |
0,31 |
По данным [9], вклад внекорневого поступления радионуклидов в надземную вегетативную массу растений в результате непосредственного загрязнения составлял в 1957г. 100%, а за счет ветрового подъема и переноса в 1958 г. - несколько десятков процентов, постоянно снижаясь со временем, и к 1961-1967 гг. стабилизировался на уровне нескольких процентов.
К пятому-восьмому году (после распада 95Zr, l44Ce, 106Ru) радиоактивное загрязнение окружающей среды было обусловлено только 90Sr и 137Cs, при этом их содержание в растительной и другой продукции медленно снижалось во времени преимущественно вследствие радиоактивного распада этих долгоживущих нуклидов. Помимо ослабевающего влияния физических процессов (ветровой миграции, водного стока, вертикальной миграции в профиле почвы), стало заметным убывание общего запаса радионуклидов в агроценозах в результате удаления с массой урожая.
Примерно такими же темпами, какими снижалось радиоактивное загрязнение окружающей среды и сельскохозяйственной продукции, уменьшалось поступление радионуклидов в организм с пищевым рационом, состоящим из местных продуктов. Периоды осень-зима 1957 г. и весна-лето 1958 г. характеризовались наиболее высоким загрязнением пищевого рациона местного сельского населения. По данным [8], основанным на измерениях уровней радиоактивного загрязнения компонентов реальных пищевых рационов и оценках суточного потребления отдельных продуктов питания, суточное потребление в течение первых восьми месяцев (периода потребления запасенных загрязненных при аварии пищевых продуктов) составляло (в расчете на 1 кБк м-2 по 90Sr) 61 Бк по суммарной β-активности, 6 Бк - по 90Sr+90Y, 1 Бк - по 137Cs, 50 Бк - по 144Се и 95Zr+ 95Nb. По истечении 2 лет эти значения снизились в 2,5-3 раза, через 3 года - в 25 раз по суммарной активности и в 7 раз по 90Sr. Реконструированные позже в [6] эти же данные позволили оценить динамику годового поступления радионуклидов с пищевым рационом в организм людей (табл.2.9). За истекшие 35-40 лет после аварии годовое поступление 90Sr снизилось в среднем в 200 раз, a 137Cs - в 2000 раз.
Таблица 2.9
Среднее расчетное годовое поступление радионуклидов в организм взрослого населения с пищевым рационом, составленным полностью из местных продуктов,[6]