Чернобыль, Припять и зона отчуждения Чернобыльской АЭС

Радиоактивные выброс и сбросы

Во время обычной нормальной работы легководного реактора существует два пути, по которым может произойти утечка радиоактивности с последующим воздействием на население и окружающую среду. Первый путь — выделение радиоактивных газов. Они могут быть продуктами ядерного деления, проникающими сквозь изоляционное покрытие топливных, элементов, и включать такие изотопы, как ксенон, криптон и йод. Они могут также быть следствием интенсивной бомбардировки воздуха нейтронами с образованием изо топов азота, кислорода, фтора. Большинство из перечисленных изотопов не создают заметной опасности для населения, потому что либо имеют очень короткий период полураспада, либо быстро исчезают или, как 131I, легко задерживаются в газоочистительной системе, или растворяются в водяной системе охлаждения реактора. Исключение представляют инертные газы — ксенон и криптон, которые просачиваются через поры в изоляции, покрывающей топливо, а поэтому их утечка зависит от типа реактора. Эти так называемые благородные газы в химическом отношении неактивны.
Отрицательный момент состоит в том, что в результате своей инертности их трудно удержать фильтром или посредством химической реакции. Однако положительным моментом из-за своей инертности является отсутствие у них склонности удерживаться в организме, эти газы как вдыхаются, так и выдыхаются без изменений.
При работе реактора образуется два изотопа криптона. Присутствующий в огромном количестве 85Kr имеет длительный период полураспада (примерно 11 лет), но распадается до нерадиоактивного вещества. 85Kr более опасен, поскольку распадается до радиоактивного изотопа — стронция, твердого вещества, сходного по химическим свойствам с кальцием. Однако в связи с тем, что 85Kr представляет всего лишь небольшую часть газа, вышедшего из реактора, и поскольку его период полураспада составляет примерно 3 минуты, он имеет значение только в пределах границ атомной станции. В реакторном топливе в качестве продуктов ядерного деления образуется 6 различных изотопов ксенона. При высокой температуре изотопы способны проходить сквозь изолирующие оболочки топливных элементов. Однако отметим, что они далеко от реактора не распространяются, а поэтому не заслуживают особого внимания.
Второй путь, по которому радиоактивность из реактора может достичь человека, - водяная система охлаждения, содержащая продукты деления атомов в результате контакта с топливными элементами. Прежде чем воду выпускают из системы реактора, ее подвергают тщательно разработанной процедуре очистки. Она отстаивается в течение определенного периода времени, чтобы произошло разрушение короткоживущих радиоактивных изотопов. Затем, прежде чем выпустить в водоем, ее разбавляют свежей водой. Типичные долгоживущие продукты деления, которые могут попасть в окружающую среду в ничтожных количествах, включают в себя 89Sr, 90Sr, 137Cs. В результате активации нейтронами конструкционных материалов реактора в окружающую среду могут поступить следы радиоактивного кобальта. Уровень радиоактивности в отработанной воде крайне мал. Например, подсчитано, что человек, плывущий в такой воде, непрерывно день и ночь в течение года, получит всего 0,1 мкЗв общего облучения тела в результате растворенных изотопов, тогда как за этот же период времени в обычных условиях он получил бы дозу из естественных источников радиации, равную 1 мЗв!
Однако здесь есть несколько более тонкие соображения, поскольку известно, что где-то в пищевой цепочке морской: жизни определенные элементы способны концентрироваться в значительном количестве. Следовательно, рыба, моллюски или морские водоросли, съедаемые человеком, могут содержать концентрацию радиоактивных изотопов во много раз более высокую, чем вода, в которой они жили и росли. Возможность подобной ситуации привела к определенному режиму наблюдения за морскими продуктами, добываемыми из воды вблизи атомного реактора. Однако, как оказалось, дозы радиации, приходящиеся при этом на население, незначительны.
Тритий—изотоп водорода, который в своем ядре, помимо протона (как обычно у водорода), содержит еще два нейтрона. Изотоп имеет период полураспада около 12 лет, испускает бета-частицы и присутствует в заметном количестве в жидких отходах реакторов, причем он добавляется к тому количеству трития, которое уже присутствует в окружающей среде в результате естественного процесса бомбардировки атмосферы космическими лучами. Кстати одним из источников трития в окружающей среде является испытания ядерного оружия, проведенные в 50 - 60-х годах прошлого столетия. Попав в организм, тритиевая вода разбавляется с водой обычной и через считанные дни выделяется вновь в окружающую среду.
Полагают, что при таких крайне низких дозах опасности для организма нет. Вопрос о контролируемом выделении радиоактивности в воздух и выходе вместе со сбрасываемой водой был предметом сильных разногласий в 60-х годах 20-го века.
Агентство, контролирующее в то время все ядерные реакторы США, называлось Комиссией по атомной энергии, и ее политика по поводу радиоактивных излучений основывалась на принципе «доза должна быть настолько низкой, насколько это достижимо на практике». Критики атомной энергетики оспаривали данную политику просто как недостаточно надежную, и вместе с тем они признавали, что на практике дозы, которым подвергается население, предельно малы. Те, кто возражали, имели преимущество, потому что не было точно определено, что такое «низкий» и что такое «достижимый на практике»? Единственным официальным радиационным пределом, заключенным в общественные документы, служит уровень, равный 1,7 мЗв/год, т. е. предел, допустимый для большинства населения. Комиссия по атомной энергии формально допускала облучение любого человека страны — мужчину, женщину, ребенка до дозы, равной указанной выше. Однако вскоре в популярной прессе появились статьи, описывающие в деталях вред для здоровья (особенно риск заболеть раком), который мог бы стать результатом подобной политики.
В ответ на это давление со стороны общественности Комиссия по атомной энергии США ввела правило, согласно которому доза на границе запретной зоны атомной станции не должна превышать 50 мк3в/год. Стоит отметить, что подобная доза накапливается в организме во время одного трансатлантического перелета в год на реактивном лайнере или при переезде для проживания на несколько недель в году из деревянного дома в каменный! Более того, не так уж много людей живет на границе запретной зоны атомной станции, поскольку подобные установки обычно строят в негусто населенных областях. Даже когда все атомные реакторы в США работают, средняя доза, приходящаяся на население в целом, едва достигает одной десятой величины предельной дозы.
Прежде чем закончить с этой темой, следует указать, что ничтожное количество выделяемой атомными станциями радиоактивности заменяет облака черного дыма, которые вздымаются над обычными электростанциями, сжигающими нефть или уголь. Опасность для здоровья населения от этой ядовитой гари, содержащей сажу, частицы пыли, а также токсичные газы и коррозионные вещества, намного превышает, даже по самым пессимистическим подсчетам, влияние обычной утечки радиоактивных веществ из ядерных реакторов.