Реферат: Оценка радиационной опасности трития от различных ядерных объектов (Предприятия "Маяк", АЭС и ядерных хранилищ)
Установлено, что удельный вклад поступления трития с вдыхаемым воздухом и через кожные покровы составляет 15-20% от дозы, обусловленной фактическим содержанием трития в организме. С продуктами питания и питьевой водой поступает 80-85% этого радионуклида, обладающего большой миграционной способностью.
Дозы облучения детей за счет трития в водной фазе организма находились в пределах 10-63 мкЗв/год и составляли 1-6,5 % от предела дозы для населения, установленного НРБ-99, хотя и превышали фоновые величины в 10-20 раз.
Учитывая создавшееся в изучаемом районе относительно равновесное локальное загрязнение тритием в течение многих лет объектов окружающей среды, необходимо интенсифицировать разработку методики экспрессного определения в биосредах органически связанного трития и развернуть исследование перехода по пищевым цепям органически связанного трития, уровни накопления которого в белковых фракциях организма оцениваются нерепрезентативно, а дозы облучения за счет связанной в молекулах ДНК фракции трития17 могут вносить дополнительно 60% и более к величине дозы, обусловленной поступлением третированной воды. Но именно эти 60%, по современным данным, ответственны за те вредные последствия для здоровья населения, которые заставляют ужесточать нормативы содержания его в виде НТО в экологических объектах.
Исследования радиационно-гигиенической опасности атмосферного трития в районе первого отечественного завода по регенерации ядерного топлива проводятся нами в течение многих лет и позволяют отметить, что уровни загрязнения воздуха тритием за этот период колебались от 28,3 Бк/м3 (1980 г.) до 5,4 Бк/м3 (1999 г.) и в 2-40 раз превышали аналогичные концентрации в контроле (рис. 1).
Концентрации трития в воздухе жилого района вблизи завода РТ-1 несколько уменьшились по сравнению с доконверсионным периодом, что вполне объяснимо снижением объемов переработки.
Влияние завода по регенерации отработанного ядерного топлива (РТ-1) на формирование локального и глобального загрязнения тритием атмосферы и гидросферы в районе его расположения нельзя охарактеризовать однозначно. Так, в предпусковой период завода РТ-1 объемная активность трития составляла 22,5 Бк/м3, а в первый год работы РТ-1 - 12,9 Бк/м3. В последующие годы также не представилось возможным выявить корреляционные связи между величинами вентиляционного выброса в атмосферу из труб РТ-1.
Распространение загрязняющих веществ от водоемов-хранилищ в подземные воды контролируется сетью наблюдательных скважин.
Самые первые годы работы ПО "Маяк" были периодом максимальных выбросов. Ввиду отсутствия системы измерения, вернее разработанных методов измерения, а также отсутствия концепции о негативной роли выбросов соответствующие измерения не проводились. Лишь к 1958-1959 гг. были разработаны основные подходы к оценке состояния окружающей среды, к оценке радиоактивных выбросов.
В 1967 г. была организована система наблюдений за атмосферными выпадениями службой Гидромета, ОНИСом, лабораторией ПО "Маяк".
В зоне влияния ПО "Маяк" действует система мониторинга ПО "Маяк", в том числе за основными дозообразующими радионуклидами и тритием. Наблюдения за радиоактивным загрязнением подземных вод от оз. Карачай и водоема 17 ведет также специализированная гидрогеологическая экспедиция.
Концентрации в 4-25 раз выше глобального фонового уровня загрязнения поверхностных водоемов тритием в анализируемые годы. В восточном направлении границы распространения загрязнения тритием несколько дальше, так как на данной территории преобладают ветра западной четверти.
В таблице 4 представлены концентрации трития в реках Челябинской и соседних с ней областей. Река Теча имеет более высокие концентрации трития в верховьях. По мере удаления от истока концентрации трития в реке падают, что указывает на источник загрязнения, находящийся в верхнем течении реки.
В остальных водотоках концентрации трития ниже, чем в озерах. Это объясняется более быстрыми процессами разбавления вод в реках. Учитывая вышеприведенные результаты авторами цитируемой работы были сделаны следующие выводы:
Тритий и его образующие представляют серьезную опасность для населения, проживающего на территории Челябинской области и особенно вблизи предприятий ядерного топливного цикла ПО "Маяк". Тритий, попадая в окружающую среду, проникает в организм человека через воздух, продукты питания, питьевую воду.
Учитывая достаточно большую подвижность трития в окружающей среде, а также его высокую биологическую активность, можно отметить потенциальную опасность этого радионуклида для окружающих ПО "Маяк" территорий при его воздушно-водном (атмосферном, наземном и подземном) пути распространения из промышленных водоемов. В связи с тем, что по большинству водоемов ПО "Маяк" отсутствуют нормативы, нет возможности сделать вывод о степени воздействия деятельности предприятия и степени его опасности для прилегающих территорий. Отмечается превышение норм ДКб загрязнения подземных вод тритием, в т.ч. скважин, расположенных в южном направлении от водоема В-9. Необходимо разработать и внедрить на ПО "Маяк" технологии, позволяющие исключить попадание жидких радиоактивных отходов (ЖРО) в окружающую среду.
Данные многолетних наблюдений показали, что обнаружен высокий уровень концентрации трития в организме детей, проживающих в разных населенных пунктах, удаленных от предприятия на расстоянии более 150 км. Спада концентрации трития в организме детей по мере удаления от источника выбросов не наблюдается. Это еще раз подчеркивает необходимость контроля, ведения постоянного мониторинга на всей территории Челябинской области и за ее пределами.
По заключению специалистов, тритий следует рассматривать как ведущий радионуклид по вкладу в эффективные дозы облучения населения за период деятельности ПО "Маяк".
Кроме того, следует отметить, что потенциальная опасность облучения населения за счет трития будет возрастать при продолжающихся работах на предприятиях ЯТЦ и вводе в эксплуатацию новых реакторов АЭС, особенно на быстрых нейтронах. Если в настоящее время эффективная эквивалентная доза, обусловленная тритием, не превышает в среднем на одного человека 0,05% от естественного фона, то с увеличением числа работающих реакторов во всех странах она может через 60-70 лет достигнуть 1%. Это без учета потенциальной возможности возникновения радиационных аварий.
Тритий АЭС
К роли трития от АЭС относятся по-разному. Сначала представим консервативное мнение Егорова Ю.А., представителя ГФУП "Концерн "Роснергоатом" (статья "Тритий в природно - техногенной среде "АЭС - окружающая среда". Журнал " Региональная экология" N1-2,2002, с 13).
"Тритий, образующийся при работе АЭС и частично поступающий за ее пределы с газообразными (в атмосферу) и жидкими (обычно в водоем-охладитель) отходами, не представляет радиационной опасности для человека (в том числе для индивидуумов из населения, проживающего вблизи АЭС, индивидуумов из критической группы населения), и потому сбросы и выбросы трития с АЭС в окружающую среду не нормируются практически ни одной страной, развивающей ядерную энергетику (кроме стран, применяющих на АЭС тяжеловодные реакторы). Казалось бы, вопросов об опасности трития в регионе АЭС нет. Однако нет-нет, да они (вопросы) вдруг возникают. То это беспокойство кого-либо, а не слишком ли высокая концентрация трития в воде какого-либо водоема-охладителя АЭС и не стоит ли ограничить сбросы трития в водоем?, то это предложение нормировать сбросы и выбросы трития с АЭС, так как по мнению кого-то тритий - чрезвычайно опасный радионуклид!, то это требование (по той же причине) организовать непрерывный контроль за активностью сбрасываемого и выбрасываемого с АЭС трития!, то это еще какие-либо вопросы и предложения, касающиеся трития, образующегося на АЭС, вплоть, например, до официального запрещения купаться в водоеме-охладителе АЭС или потреблять в пищу выловленную в нем рыбу из-за опасности облучения излучением трития. Бывают и такие предложения "специалистов": найти способ и организовать полнопоточную очистку жидких стоков АЭС от трития!
Появление предложений, требований, рекомендаций, замечаний (в том числе экспертизы проектов АЭС) о недостаточном внимании к проблеме трития в проектных, в частности в проектных экологических, материалах АЭС (имеются в виду "Оценка воздействия АЭС на окружающую среду" и "Обоснование экологической безопасности АЭС") и побудило автора еще раз обсудить вопрос об опасности трития, образующегося при работе АЭС, для окружающей АЭС среды, для проживающего вблизи АЭС населения.
Основной источник искусственного трития на Земле - испытания термоядерного оружия. В семидесятых годах из-за ядерных испытаний активность трития на земном шаре во много раз превышала активность естественного трития и составляла примерно 1020 Бк. Это привело к тому, что объемная активность трития, например в дождевой воде, в 1973 г. в северном полушарии составляла (50-60) Бк/л и в среднем в разных водоемах северного полушария объемная активность трития была (10-200) Бк/л. Тритий легко окисляется, поэтому на Земле он присутствует в основном в виде воды (в водоемах), в атмосфере тритий содержится в количестве, не более 0,1 % общего запаса трития на земном шаре и представлен как газообразным тритием, так и парами тритиевой воды. В семидесятых годах и в начале восьмидесятых в специальных экспериментах тритий обнаруживали в приземной атмосфере в форме НТО и в виде газа в количествах (4-25)х10-5 и (4-10)х10-5 Бк/л, соответственно. После прекращения массовых ядерных испытаний содержание трития в атмосфере уменьшилось, уменьшилась и его объемная активность в водоемах и приземной атмосфере. В настоящее время объемная активность глобального, т. е. связанного с ядерными испытаниями, трития в пресноводных водоемах составляет (5-175) Бк/л. Так, в малых озерах Тверской области обнаружено до 75 Бк трития в литре воды, хотя в некоторых - в 10 и более раз меньше. Массовых измерений содержания трития в приземной атмосфере в последние годы не проводили, и содержание трития в атмосферном воздухе в 1994 г. не изменилось по сравнению с 1970- 1980 гг. и составляло 12х10-5 Бк/л (в среднем), т. е. примерно столько же, сколько было определено в 1982 г. в регионе Чернобыльской АЭС и в это же время в регионе Игналинской АЭС.
При работе АЭС тритий образуется в реакторах:
-как продукт тройного деления ядер горючего (при делении ядер 235U на 1 ГВт электрической мощности в реакторе образуется 1,15х1011Бк/сут трития);
-в результате (n, γ)-реакции на ядрах дейтерия, находящегося в теплоносителе- воде;
-при захвате нейтронов ядрами В и Li, находящимися в теплоносителе - воде (при борном регулировании, коррекции водного режима - на АЭС с ВВЭР) и в стержнях регулирования;
-в результате реакции 3Не (п, р)Т в газовом контуре (в газе, заполняющем графитовую кладку) АЭС с РБМК;
в результате (n, T) и (п, р)-реакций быстрых нейтронов на ядрах 14N, 6Li, 10В, 40Са и др., присутствующих в различных материалах, используемых в конструкции реактора.
Часть реакций образования трития протекает непосредственно в реакторной воде (в воде первого контура АЭС с ВВЭР, в воде и пароводяной смеси контура многократной принудительной циркуляции АЭС с РБМК), а часть- в твэлах и стержнях регулирования. Из твэлов и стержней регулирования тритий попадает в реакторную воду при нарушении герметичности оболочек твэлов или стержней регулирования, а также вследствие диффузии - через оболочки или вследствие утечки - через неплотности оболочек. Количество (активность) трития, поступающего из твэлов в теплоноситель, в каждый данный момент различно и зависит как от продолжительности работы реактора, т. е. от количества наработанного в твэлах трития, так и от количества негерметичных твэлов, эксплуатируемых в активной зоне реактора.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--