Реферат: Географические аспекты радиоактивного загрязнения Беларуси

— 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.

Большая часть радиоактивных веществ была выброшена в. атмосферу из поврежденного четвертого энергоблока Черно­быльской атомной электростанции в течение первых 10 дней после взрыва и пожара. Теплота, выделившаяся при пожаре, способствовала высвобождению радиоактивных благородных газов и аэрозольных частиц, которые поднялись в верхние слои атмосферы. Процесс выброса радионуклидов можно раз­делить на четыре фазы. В первый день произошел выброс около 25% радионуклидов в результате взрыва и пожара. В те­чение последующих пяти дней объем высвобождаемых радио­нуклидов медленно снизился в 6 раз благодаря мерам, приня­тым пожарными (тушение горящего графита, охлаждение ре­актора). В этих целях около 5000 т карбида бора, свинца, глины и доломита было сброшено на реактор с вертолетов. В течение следующих четырех дней произошел саморазогрев то­плива в реакторе до 2000 °С, в связи с этим выделение радио­нуклидов увеличилось до 70% по сравнению с первоначаль­ным уровнем. В этот период были выброшены в атмосферу радиоактивный йод и топливные аэрозоли, а также соедине­ния свинца и бора, сброшенные на реактор с вертолетов. Спустя девять дней после катастрофы произошло существен­ное снижение выброса с освобождением 1% радиоактивных веществ по сравнению с первоначальным объемом благодаря принятым мерам. Продукты деления были включены в состав более стабильных химических соединений и выброс радиоак­тивности уменьшился. Было подсчитано, что около 20% лету­чих радионуклидов йода, цезия и теллура вместе с благород­ными газами (ксеноном и криптоном) и около 3—6% других более стабильных радионуклидов (стронций, плутоний, барий и церий) были выброшены в атмосферу и рассеяны в различ­ных направлениях. Главные радиоактивные следы за несколь­ко дней достигли многих европейских стран, увеличивая уро­вень радиоактивности в 10—100 раз по сравнению с естест­венным фоном. Практически во всех странах северного полушария, включая Атлантику, в 1986 г. было за­регистрировано повышение уровня атмосферной радиоактив­ности.

В месте расположения реактора осело примерно 0,3—0,5% радиоактивных веществ, внутри 20-ки­лометровой зоны — примерно 1,5—2,0%, а за ее пределами — около 1,0—1,5%. В последующие дни основная масса радиоактивных веществ распределилась на высоте 600 м. Во время атмосферные движения часто меняли направление, ветры па высоте 1500 м дули с юго-востока со скоростью м/с, и радиоактивные вещества переносились со скоростью около 10 м/с, или 1200 км за 36 ч. Летучие элементы (йод и цезий) поднялись на высоту 6—9 км, их следы были внижних слоях стратосферы. Тугоплавкие элементы (стронций и церий) выпали в окрестностях атомной станции.

Формирование радиоактивного загрязнения Беларуси началось сразу же после взрыва реактора. 27-28 апреля территория Беларуси находилась под влиянием пониженного атмосферного давления. 28 апреля во всех областях республики прошли дожди, носившие ливневый характер. С 29 апреля переместившиеся в северном направлении воздушные массы с радиоактивными выбросами, в связи со сменой направления движения воздушных масс, начали перемещаться из Прибалтики на Беларусь. Такой перенос воздушных потоков сохранялся до 6 мая. С 8 мая произошло повторное изменение направления движения воздушных масс и их траектория вновь проходила от Чернобыля в северном направлении.

Метеорологические условия движения радиоактивно загрязненных воздушных масс с 26 апреля по 10 мая 1986 года в совокупности с дождями, особенно в конце апреля и начале мая, определили масштабность радиоактивного загрязнения Беларуси. Около 2/3 активных веществ в результате сухого и влажного осаждения выпали на ее территории.

Рис. 1.3. Загрязнение территорий Беларуси, Украины и России цезием-137 с плотностями более 37 кБк/м² ( в % от общей площади)

Радиоактивные выбросы привели к значительному загрязнению местности, населенных пунктов, водоемов. Загрязнение территории Беларуси свыше 37 кБк/м2 по цезию-137 составило 23% от всей площади республики. Эта величина для Украины составляет 5 %, России – 0,6% (рис.1.3), что свидетельствует о более сложных и тяжелых последствиях чернобыльской катастрофы для Беларуси по сравнению с Украиной и Россией.

Учитывая масштабность и тяжесть последствий катастрофы на ЧАЭС, Верховный Совет Беларуси в июле 1990 года объявил территорию республики зоной экологического бедствия. Были приняты специальные Государственные программы по преодолению последствий катастрофы на ЧАЭС, целью которых было создание безопасных для здоровья человека условий жизнедеятельности в районах, подвергшихся радиоактивному загрязнению.

Глава 2. Размещение зон радиоактивного загрязнения по территории Беларуси и их изменение

Чернобыльская катастрофа нанесла огромный ущерб Беларуси, создала опасную радиационную обстановку на значительной части ее территории. Республика объявлена зоной национального экологического бедствия. Под национальным радиационным экологическим бедствием понимают последствие глобальной ядерной аварии, приведшей к неблагоприятны изменениям экологической обстановки и условий обитания человек вследствие выброса в окружающую среду и на территорию, составляющую более 10 процентов от общей территории республики, значительного количества радионуклидов, что создает возможность возникновения острых или хронических поражений людей, животных и растений (в том числе и в форме отдаленных последствий), а также приносит материальный ущерб (включая затраты на проведение аварийных, защитных и восстановительных работ по ослаблению и смягчению последствий бедствия), превышающий годовой национальный доход.

В 1991 году был принят Закон о «Статусе территорий, подверженных радиоактивному загрязнению», одобренный парламентом Беларуси. Согласно этому закону были установлены юридические границы загрязненных территорий, перечислены рекомендуемые методы управления, определена ответственность землевладельцев и землепользователей. Этот Закон регулирует порядок использования загрязненных земель, устанавливает государственный контроль за землепользованием и ответственность за нарушение установленных правил, запрещает повторное загрязнение территорий при транспортировке конструкций и материалов с загрязненный территорий. В 1999 году в этот Закон были внесены некоторые изменения и дополнения. Теперь данный Закон устанавливает правовой режим территорий Республики Беларусь, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате чернобыльской катастрофы, и направлен на снижение радиационного воздействия на население и экологические системы, на проведение природовосстановительных и защитных мероприятий, на рациональное использование природного, хозяйственного и научного потенциала этих территорий. Закон регулирует режим территорий радиоактивного загрязнения, условия проживания, осуществление хозяйственной, научно-исследовательской и другой деятельности на этих территориях.

Таким образом, в результате аварии на Чернобыльской АЭС в Беларуси появились территории радиоактивного загрязнения, то есть те части территорииреспублики, на которой в результате катастрофы наЧернобыльской АЭС возникло долговременное загрязнение окружающейсреды радиоактивными веществами с плотностью загрязнения почврадионуклидами цезия-137 либо стронция-90 или плутония-238, 239, 240соответственно 1,0; 0,15; 0,01 Кu/км² и более, а также иныетерритории, на которых среднегодовая эффективная доза облучениянаселения может превысить (над естественным и техногенным фоном) 1,0м3в в год, и территории, на которых невозможно получение продукции,содержание радионуклидов в которой не превышает республиканскихдопустимых уровней.

При классификации территорий и зон радиоактивного загрязнения были приняты следующие критерии:

1) возможность проживания населения (величина среднегодовой эффективной дозы облучения населения);

2) уровень радиоактивного загрязнения территории (плотность загрязнения почв радионуклидами);

3) возможность получения продукции, содержание радионуклидов в которой не превышает республиканских допустимых уровней (сельскохозяйственной, лесохозяйственной, торфа, вод и других видов продукции и сырья).

Территория радиоактивного загрязнения - это часть территорииРеспублики Беларусь, на которой в результате катастрофы наЧернобыльской АЭС возникло долговременное загрязнение окружающейсреды радиоактивными веществами с плотностью загрязнения почврадионуклидами цезия-137 либо стронция-90 или плутония-238, 239, 240соответственно 1,0; 0,15; 0,01 Кu/км² и более, а также иныетерритории, на которых среднегодовая эффективная доза облучениянаселения может превысить (над естественным и техногенным фоном) 1,0м3в в год, и территории, на которых невозможно получение продукции,содержание радионуклидов в которой не превышает республиканскихдопустимых уровней.

В зависимости от плотности загрязнения почврадионуклидами и степени воздействия (величины эффективной дозы)радиации на население выделяется 5 зон радиоактивного загрязнения (табл. 2.1):

1) зона эвакуации (отчуждения) - территория вокругЧернобыльской АЭС, с которой в 1986 году в соответствии ссуществовавшими нормами радиационной безопасности было эвакуированонаселение (30-километровая зона и территория, с которой проведенодополнительное отселение в связи с плотностью загрязнения почвстронцием-90 выше 3 Кu/км² км и плутонием-238, 239, 240 - выше 0,1Ки/км² );

2) зона первоочередного отселения -- территория с плотностьюзагрязнения почв цезием-137 от 40 Кu/км² либо стронцием-90 илиплутонием-238, 239, 240 соответственно 3,0; 0,1 Кu/км² и более;