Последствия выбросов радиоактивности

Первоначальный крупный выброс в основном объяснялся механической фрагментацией топлива во время взрыва. Он содержал в основном более летучие радиоизотопы, такие как благородные газы, различные соединения йода и определенное количество цезия. Второй крупный выброс, произошедший между 7 и 10 днем после катастрофы, был связан с высокими температурами, которых достигло расплавленное топливное ядро. Резкое уменьшение выбросов через 10 дней после аварии объяснялось быстрым охлаждением топлива по мере того, как остатки топлива прошли через нижний уровень защиты и вступили во взаимодействие с другими материалами в реакторе. Сегодняшние оценки источника выброса радиоактивных веществ обзорно представлены в таблице в петабеккерелях (10¹⁵).

Таблица - Текущие оценки радиоизотопов, попавших в выброс в результате чернобыльской аварии

Радиоактивные вещества в активной зоне реактора на 26 апреля 1986 года	Общий объем выброса за аварию
Нуклиды	Полураспад	Активность (ПБк)	Процент содержания радиоактивных веществ	Активность (ПБк)
^33Xe	5.3д.
^131I	8.0 д.		50-60	~1760
^134Cs	2.0 г		20-40	~54
^137Cs	30.0 г		20-40	~85
^132Te	78.0 ч		25-60	~1150
^89Sr	52.0д.		4-6	~115
^90Sr	28.0 г		4-6	~10
^140Ba	12.8д.		4-6	~240
^95Zr	1.4 ч		3.5
^99Mo	67.0 ч		>3.5	>168
^103Ru	39.6 д.		>3.5	>168
^106Ru	1.0 г		>3.5	>73
^141Ce	33.0 д.		3.5
^144Ce	285.0 д.		3.5	~116
^239Np	2.4д.		3.5
^238Pu	86.0 г		3.5	0.035
^239Pu	24400.0 г	0.85	3.5	0.03
^240Pu	6580.0 г	1.2	3.5	0.042
^241Pu	13.2 г		3.5	~6
^242Cm	163.0 д.		3.5	~0.9

Выброс радиоактивных материалов в атмосферу состоял из газов, аэрозолей и топлива, измельченного до микроскопических частиц. Газообразные элементы, такие как криптон и ксенон, практически полностью оказались выброшенными в атмосферу из ядерного топлива. Помимо того, что йод встречался в газообразной форме и в форме частиц, на месте аварии был также обнаружен органически связанный йод. Соотношение между различными формами проявления йода варьировалось в зависимости от временного фактора. Предположительно от 50 до 60% содержания йода в ядерном топливе было в той или иной форме выброшено в атмосферу. Другие летучие элементы и смеси, такие как цезий и теллурий вместе с аэрозолями были выброшены в воздух отдельно от частиц топлива. Пробы воздуха показали наличие частиц этих элементов объемом от 0,5 до 1 мм. Неожиданные характеристики источника в основном объяснялись горением графитовых материалов и состояли в крупном выбросе частиц топлива и в длительной продолжительности этого выброса. Элементы низкой летучести, такие как церий, цирконий, актиниды и в значительной степени барий и лантан, а также стронций, оказались привязаны к частицам топлива. Более крупные частицы топлива выпали на территорию, находящуюся неподалеку с местом аварии, в то время как более мелкие частицы подверглись более широкой дисперсии. Прочие конденсаты, образовавшиеся из парообразного топлива, такие как радиоактивный рутений, превратились в металлические частицы. Эти, равно как и мелкие частицы топлива, часто называли "раскаленными частицами", и они были обнаружены на больших расстояниях от места аварии.

Через десять дней после аварии, когда происходили крупные выбросы радиоактивности в атмосферу, наблюдались частые изменения метеорологических условий, что привело к значительным вариациям в направленности выброса и параметрах дисперсии. Наиболее крупные частицы, которыми были в основном частицы топлива, выпадали в качестве осадка в пределах 100 км от реактора. Мелкие частицы ветер относил на более значительные расстояния, и их осаждение проходило в основном через выпадение осадков. Часть выброса, которая состояла из радиоизотопов, и ее последующее выпадение на землю, также в значительной степени варьировались в ходе аварии в связи с колебаниями температуры и изменением других параметров в ходе выброса. Цезий-137 был выбран в качестве вещества, характеризующего величину осаждения на землю, в связи с тем, что он легко поддается измерениям и потому что именно он был основным элементом, вызвавшим радиационное облучение у населения после распада йода-131 с более коротким периодом распада. В результате чернобыльской аварии образовалось три основных очага загрязнения, которые получили название Центральный, Брянско-Белорусский, а также очаг в районе Калуги, Тулы и Орла. Центральный очаг образовался в ходе первоначального активного этапа выброса в основном направлении запада и северо-запада. Выпадение цезия-137 на землю в объеме, превышающем 40 килобеккерелей на кв.метр, охватило большие территории северной части Украины и южной части Беларуси. Наиболее загрязненной оказалась 30-километровая зона, окружающая реактор, где выпадения цезия-137 на землю в целом превышали 1500 кБк/м².

Рисунок - Центральный очаг загрязнения цезием-137

Радиоактивное облако было обнаружено по мере его продвижения над европейской частью Советского Союза и Европы. Первоначально ветер дул в северо-западном направлении и явился причиной выпадения радиоактивных осадков в Скандинавии, Нидерландах и Бельгии, а также Соединенном Королевстве. Позже радиоактивное облако сдвинулось к югу, и определенное выпадение радиоактивности произошло в Центральной Европе, а также в северной части Средиземноморского региона и на Балканах. Действительный уровень вышеуказанных выпадений зависел от высоты облака, скорости и направления ветра, физических характеристик местности, а также объема дождевых осадков во время прохождения радиоактивного следа. Первоначально радиоактивное облако содержало большое количество различных продуктов деления и актинидов. Однако в большинстве европейских стран были обнаружены лишь остаточные количества актинидов, и в весьма ограниченном количестве случаев были найдены объемы, которые можно считать радиологически значительными. Это в основном объяснялось тем фактом, что радиоизотопы содержались в более крупных и более тяжелых частицах, которые осаждались на территориях ближе к месту аварии, а не на больших расстояниях от последней. Среди наиболее важных, с радиологической точки зрения, радиоизотопов, обнаруженных за пределами территории бывшего Советского Союза, можно отметить йод-131, теллур/йод-132, цезий-137 и цезий-134.

После того, как радиоактивное облако проходило над европейскими странами, наблюдалось выпадение изотопов, основными из которых были цезий-137 и цезий-134. Общее выпадение радиоактивности в результате чернобыльской аварии было более значительным в Австрии, восточной и южной части Швейцарии, в частях южной Германии и Скандинавии, то есть там, где прохождение радиоактивного облака совпадало с выпадением дождевых осадков, в то время как Испания, Франция и Португалия оказались государствами, где наблюдались меньшие уровни осаждения радиации. Например, по оценкам средний уровень выпадения цезия-137 в ряде провинций Верхней Австрии, Зальцбурге и Каринтии в Австрии составили 59, 46 и 33 кБк/м², в то время как средний уровень выпадения цезия-137 в Португалии составил 0,02 кБк/м². Сообщалось, что наиболее важное вторичное загрязнение происходило из-за повторного появления радиоактивных материалов из загрязненных лесов. Однако это сообщение не было подтверждено более поздними исследованиями. Хотя радиоактивный след и был обнаружен в северном полушарии в таких далеких странах, как Япония, и в государствах Северной Америки, страны за пределами Европы получили лишь незначительные уровни радиоизотопов в результате Чернобыльской аварии. В южном полушарии выпадение радиоактивности обнаружено не было. Значения суммарного загрязнения территории европейских стран наиболее опасным радионуклидом вызывающе облучения – цезия-137 приведены в таблице и на рисунке.

Таблица - Суммарное загрязнение европейских стран ¹³⁷Cs от чернобыльской аварии

Страна	Площадь, 10^3 км^2	Чернобыльские выпадения
страны	территории с загрязнением свыше 1 Ки/км^2	ПБк	кКи	% от суммарных выпадений в Европе
Австрия		11,08	0,6	42,0	2,5
Белоруссия		43,50	15,0	400,0	23,4
Великобритания		0,16	0,53	14,0	0,8
Германия		0,32	1,2	32,0	1,9
Греция		1,24	0,69	19,0	1,1
Италия		1,35	0,57	15,0	0,9
Норвегия		7,18	2,0	53,0	3,1
Польша		0,52	0,4	11,0	0,6
Россия (европ. часть)		59,30	19,0	520,0	29,7
Румыния		1,20	1,5	41,0	2,3
Словакия		0,02	0,18	4,7	0,3
Словения		0,61	0,33	8,9	0,5
Украина		37,63	12,0	310,0	18,8
Финляндия		19,00	3,1	83,0	4,8
Чехия		0,21	0,34	9,3	0,5
Швейцария		0,73	0,27	7,3	0,4
Швеция		23,44	2,9	79,0	4,5
Европа в целом		207,5	64,0	1700,0	100,0
Весь мир			77,0	2100,0

Рисунок - Карта загрязнения Европы ¹³⁷Cs

Дата добавления: 2014-01-20