10.6. АВАРИИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ АТОМНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

При работе реакторов основную опасность представляют продуты деления и активации, накопившиеся в активной зоне. Условием их сохранения внутри твэлов является герметичность твэлов и кожуха и достаточное их охлаждение.

Перегрев топлива и оплавление вещества активной зоны могут произойти лишь в том случае, если поток тепла, выделяемый в процессе ядерной реакции, превысит величину тепла, снимаемого теплоносителем. Теплоноситель в этой зоне переходит в пар, который вместе с облаком газообразных продуктов деления может привести к избыточному давлению и взрыву. Если будет разрушен защитный колпак, то продукты деления и активации вместе с неразделившимся топливом выйдут во внешнюю среду и вызовут загрязнение территории, площадь которой будет зависеть от мощности

242

взрыва и метеорологических условий. В составе радионуклидов при плавлении топлива будут благородные газы (Кr, Хе); галоиды (I, Вr), щелочные металлы (Cs, Rb); редкоземельные элементы (La, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu), Y, благородные металлы (Ru, Rh, Pd), а также Mo, Tc, Se, Те, S, Sr, Ba, Cr, Np, Pu.

Несмотря на предпринимаемые меры, число "незапланированных" утечек радионуклидов из объектов атомной промышленности и мест нахождения радиоактивных отходов значительно. По неполным данным число аварий на атомных электростанциях превышает 300 (Анненков, Юдинцева, 1991). Наиболее крупными были аварии на предприятии по производству плутония в Уиндскейле (Великобритания) и на Чернобыльской АЭС (СССР). Авария в Уиндскейле произошла в 1957 г. в результате пожара в активной зоне реактора - горения графита. Было повреждено 150 технологических каналов, что привело к выбросу в атмосферу (в Ки): 131I - 20 000, 13Те - 12 000, 137Cs - 600, 89Sr - 80, 90Sr - 9 (Анненков, Юдинцева, 1991). Радионуклиды рассеялись на большой площади юго-восточной Англии и сопредельных государств (Бельгии, Германии, Голландии, Норвегии, Дании). Основным радиоэкологическим последствием было загрязнение коровьего молока радиоактивным йодом (свыше 0,1 мкКи/л), так как каждая корова поедает траву с большой площади. Запрет на использование этого молока был снят через 6 недель. Другим примером загрязнения среды радионуклидами может служить взрыв емкости с отходами на предприятии "Маяк" в Челябинской области в 1957 г. (так называемый "Кыштымский след"), который произошел в результате реакций радиолиза в жидких отходах и их перегрева за счет радиационного тепловыделения. На площади в 20 000 км2 рассеялось 20 млн Ки 90Sr.

Последствия аварии на Чернобыльской АЭС

Самая крупная авария атомного реактора произошла 26 апреля 1986 г. на Чернобыльской АЭС. Авария привела к частичному разрушению активной зоны реактора и разрушению системы охлаждения на четвертом блоке. В этих условиях имело место повышенное тепловыделение в шахте реактора как за счет остаточного тепловыделения топлива при распаде продуктов деления, так и в результате различных химических реакций (горение Н2, окисление графита и циркония и др.). В момент взрыва произошел разогрев топлива до температуры 1600 - 1800 К и выброс диспергированного топлива, графита и продуктов его окисления, обогащенных продуктами деления (ПД), в окружающую среду. Вначале шло выделение преимущественно летучих ПД (изотопов

243

Рис. 10.1. Карта гамма-поля (мР/ч) в первые дни после аварии на ЧАЭС (30 апреля - 7 мая 1986 г.), полученная в результате аэрогаммасъемки (Чернобыль.., 1990)
Рис. 10.1. Карта гамма-поля (мР/ч) в первые дни после аварии на ЧАЭС (30 апреля - 7 мая 1986 г.), полученная в результате аэрогаммасъемки (Чернобыль.., 1990)

благородных газов, I, Cs, Те), а затем состав выбросов приблизился к радионуклидному составу в обломках топлива. Результатом аварии было значительное загрязнение окружающей среды, охватившее обширные площади. Выпадения радионуклидов в той или иной степени наблюдались на территории большинства стран Северного полушария (табл. 10.4). Однако максимум загрязнения пришелся на Украину, Белоруссию и Россию (рис. 10.1). Основная полоса загрязрения ("восточный след") протянулась до Урала.

244

Таблица 10.4

Содержание 137Cs в выпадениях на территории различных стран после аварии на ЧАЭС
(Чернобыль..., 1990)

Страны Содержание, 1014 Бк*   Страны Содержание, 1014 Бк*
Австрия 11,0   Нидерланды 0,68
Албания 3,9   Норвегия 11,0
Бельгия 0,19   Польша 92
Болгария 27,0   Румыния 67
Венгрия 7,9   Соединенное Королевство 4,4
Германская Демократическая Республика 5,8   Соединенные Штаты Америки 2,8
Греция 4,4   Турция 18,0
Дания 0,5   Федеративная Республика Германия 16,0
Израиль 0,05   Финляндия 19,0
Ирландия 2,5   Франция 8,3
Испания 0   Чехословакия 5,9
Италия 11,0   Швейцария 2,0
Канада 2,5   Швеция 34
Китай 5,4   Югославия 61
Кувейт 0,01   Япония 0,26
Люксембург 0,04      

До аварии природный гамма-фон в районе Чернобыльской АЭС составлял 0,01 - 0,15 мР/ч, а плотность глобального загрязнения по 137Cs соответствовала 0,10 Ки/км2 и по 90Sr - 0,07 Ки/км2. В результате аварии в пределах загрязненной зоны, по данным аэрогаммасъемки, выпало (в МКи): 239Np - 720, 99Mo - 160, 132Те - 73, 131I - 86, 140Ва -135, 141Се - 150, 103Ru - 130, 89Sr -63, 91Y - 70, 95Zr - 130, 95Nb - 130, 144Ce - 90, 106Ru - 60, 125Sb - 4,0, 90Sr - 6,0. Загрязненная территория имеет неправильные контуры и неоднородное распределение активности и радионуклидного состава. Например, северная зона обогащена 137Cs (+134Cs). Это обусловлено как динамикой выбросов, так и метеорологическими условиями, в частности дождями, в момент прохождения радиоактивных облаков. Имеются участки с содержанием изотопов Cs до 20 - 30 Ки/км2, в отдельных местах - порядка 80 Ки/км2, а Рu - 0,1 - 1,0 Ки/км2.

Загрязнение водных экосистем произошло в результате выпадения аэрозолей из струи выброса в первые дни после аварии, а затем за счет смыва дождевыми осадками с загрязненных водосборов. В периоды выпадения осадков и после них концентрация радионуклидов повышалась в 3 - 4 раза. Наиболее загрязненной оказалась вода р. Припять: по окончании аэрозольных выпадений суммарная бета-активность воды снизилась с 10-7 до 10-9 - 10-10 Ки/л (в июле - августе 1986 г.). Концентрация 137Cs в

245

Припяти в конце мая 1986 г. составляла 1,1 · 10-9 Ки/л (глобальный фон - 2 · 10-10 Ки/л). Содержание 90Sr в первые дни после аварии было 4 · 10-10 Ки/л, в настоящее время оно держится на уровне (3 - 5) · 10-11 Ки/л. До 70% Sr осаждается на речной взвеси.

В наземных экосистемах в первые два-три месяца после аварии загрязнение было сосредоточено в верхнем 1 - 2-сантиметровом слое подстилки, спада, мха и др. В дальнейшем начала отмечаться миграция в глубь почвенных горизонтов. Влияние загрязнения на растительность проявилось в морфологических изменениях, особенно сильных при дозах 100 - 300 рад. Сосновые леса оказались наиболее чувствительными к радиации. Площадь погибшего лесного массива составила около 400 га (D > 1000 рад). Загрязнение сельскохозяйственных культур вначале было бескорневым (в результате аэрозольных выпадений), а затем как корневым, так и внекорневым (за счет ветрового подъема пыли). Максимальный коэффициент перехода из почвы в растения был отмечен у трав и озимой ржи. В результате загрязнения пастбищ произошло попадание 131I и 137Cs + 134Cs в молоко и мясо.

Использованные в разделе данные взяты из публикаций: Информация об аварии на Чернобыльской АЭС и ее последствиях, подготовленная для МАГАТЭ, 1986; Асмолов и др., 1988; Израэль и др. 1987, 1988; Чернобыль: Радиоактивное загрязнение природных сред, 1990.

246


* 1014 Бк ≈ 2,7 · 103 Кл.


Купить BlueTooth гарнитуру

Яндекс цитирования Rambler's Top100
Tikva.Ru © 2006. All Rights Reserved