20 лет Чернобыльской катастрофы: взгляд в будущее

Подождите немного. Документ загружается.

загрязнения почвенного покрова в местах проведения работ и проживания персонала. Первые

оценки радиационной обстановки в г. Припяти были проведены уже в июле – сентябре 1986 года,

г. Чернобыля – в июне 1986 г. Они показали значительный размах варьирования радиоактивноA

го загрязнения территории обоих городов, при этом плотность загрязнения территории г. ПриA

пяти

137

Cs изменялась от 2,6 до 24 МБк/м

; г. Чернобыля – 180–920 кБк/м

. Размах варьироваA

ния средних и максимальных значений плотности загрязнения почвенного покрова за период

исследований 1987–2005 гг. составляет, соответственно, в г. Чернобыле:

137

Cs – 150–480 и

250–4800;

Sr – 75–210 и 130–2100;

239+240

Pu – 1,3–6,7 и 2,9–67;

241

Am – 2,2–4,2 и 5,4–11 кБк/м

Соответствующие значения для г. Припяти составляют:

137

Cs – 580–960 и 1200–15 000;

Sr –

280–480 и 570–6500;

239+240

Pu – 4,1–13 и 7,7–210;

241

Am – 6,1–15 и 15–96 кБк/м

Радиационная обстановка в местах несанкционированного проживания

В бывших населенных пунктах Зоны сегодня временно проживает до полного отселения боA

лее трехсот человек – так называемых «самоселов». Основными местами их сосредоточения

являются южный и югоAзападный секторы Зоны. По состоянию на 01.10.2005 г., в 11 селах Зоны

временно проживало 209 человек, в г. Чернобыле – 148 человек.

Радиометрические измерения в усадьбах свидетельствуют об относительной стабилизации и

уменьшении уровней внешнего гаммаA и бетаAизлучения. Плотность потока бетаAизлучения в

усадьбах за последние 10 лет наблюдений не превышала 70 част/(мин⋅см

), при этом в печном

пепле – 150–900 част/(мин⋅см

). Уровни гаммаAизлучения во дворах сёл фиксировались в предеA

лах 8–30 мкР/час.

Удельная активность

137

Cs и

Sr в питьевой воде колодцев за весь период наблюдений не

превышала уровней, регламентированных ДРA97 (2 Бк/л).

На приусадебных участках населенных пунктов, расположеных непосредственно на «следах»

радиоактивных выпадений, плотность загрязнения почвы

137

Cs находится на уровне десятков –

130

Рис. 8.1.5. Распределение

Sr (а) и

137

Cs (б) в почвенных профилях типичных ландшафтов Зоны

в период 1998–2004 гг.

100%

–5

–10

–15

–20

–25

–30

–35

–40

–45

–5

–10

–15

–20

–25

–30

–35

–40

–45

–50

10%

10% 1%

Водораздельные

равнины

0,1% 0,01%

100%

Содержание стронция90

Глубина, см

0,1%

Надпойменные террасы

Пойма

Водораздельные

равнины

Надпойменные террасы

Пойма

Содержание цезия137

сотен (иногда тысяч) кБк/м

Sr – десятков (сотен) кБк/м

. Максимальные значения плотности

загрязнения почвенного покрова этих пунктов ТУЭ – на уровне единиц – десятков кБк/м

В 2003–2005 гг. удельная активность

137

Cs и

Sr в плодоовощной продукции в большей часA

ти населенных пунктах превышала допустимые уровни, что делало полученную продукцию

непригодной для потребления. Удельная активность

137

Cs и

Sr в картофеле, превалирующем в

рационе «самоселов», в некоторых хозяйствах превышает допустимые уровни в 9 раз по

Sr и в

3 раза – по

137

Cs. Загрязнение радионуклидами продукции собственного производства по резульA

татам последних лет приведены в таблице 8.1.5.

Таблица 8.1.5

Удельная активность

137

Cs и

Sr в пищевых продуктах собственного производства «самоселов»

Бк/кг, Бк/л, Бк/шт*

* Штуки.

На протяжении последних семи лет наблюдается постепенное снижение удельной активносA

ти

137

Cs в молоке, однако в некоторых хозяйствах уровни загрязнения молока остаются высокиA

ми и в несколько раз превышают значения, регламентируемые ДРA97. Удельная активность

в молоке превышала значения, регламентируемые ДРA97 (20 Бк/л), только в селе Лубянка.

Удельная активность ТУЭ во всех пробах молока ниже минимально детектируемой.

Важную роль в формировании дозовых нагрузок на «самоселов» играют продукты, которые

добываются ими в природе,– рыба, дикие животные, грибы и ягоды. Эти продукты в своем больA

шинстве не пригодны для потребления, поскольку удельная активность

137

Cs и

Sr у них значиA

тельно превышает значения, регламентируемые ДРA97.

Радиационное состояние лесов

За прошедшие 20 лет отмечается стабилизация процессов накопления

137

Сs компонентами

лесных экосистем при постепенном снижении общего уровня загрязнения. В то же время, поступA

ление

Sr еще не достигло максимума и содержание радионуклида в отдельных компонентах фиA

томассы продолжает расти. За последние годы практически не изменяется диапазон вариации

удельной активности фракций фитомассы лесного ценоза. Причины изменения этих показателей

обусловлены сложным комплексом факторов и не всегда прогнозируемы. Это свидетельствует о

потенциальной опасности перемещения и использования радиоактивно загрязненных биологиA

ческих объектов леса.

Традиционное использование отходов древесины в качестве топлива может приводить к обA

разованию новых участков загрязнения в жилищном секторе. Например, в бывших населенных

пунктах Зоны «самоселы» используют дрова местного происхождения, на некоторых производA

ствах используются обогревательные котлы (таблица 8.1.6). Растущее накопление

Sr в древесA

ных растениях и использование их для отопления уже теперь приводит к получению пепла с

уровнями загрязнения, характерными для РАО.

Таблица 8.1.6

Загрязненность радионуклидами сосновых дров и пепла при сжигании, Бк/кг

Территория

Древесина

137

Кора,

137

Пепел

137

ЮгоAвосточный сектор Зоны 30…90 700 15 000 59 000

СевероAзападный сектор Зоны 140…570 1500…8600 36 000 300 000

Загрязнение, Бк/кг, Бк/л, Бк/шт*

Продукт

Картофель Овощи Молоко *Яйца Фрукты

137

ДРA97 60 40 100 6 70

Наблюдаемое 1,1–160 1,3–220 12–340 0,1–0,6 3,4–87

ДРA97 20 20 20 2 10

Наблюдаемое 2,2–190 1,7–3600 1,3–36 0,1–0,7 2,4–50

131

Основные виды пищевой продукции леса в Зоне – дикорастущие грибы и ягоды являются

накопителями

137

Cs, а отдельные виды –

Sr. Многолетние наблюдения свидетельствуют о несуA

щественных изменениях содержания

137

Cs в ягодах черники. Средние значения коэффициента пеA

рехода (КП) в ягоды черники во многом зависят от экологических условий и варьируют в диапаA

зоне 2,0–16,0 Бк⋅кг

–1

/(кБк⋅м

–2

). С увеличением влажности почвы значения КП для ягод растет: в

свежих суборах КП в ягоды составляет 8,2, во влажных – 11,0, в сырых – 16,0 Бк⋅кг

–1

/(кБк⋅м

–2

Общей тенденцией является уменьшение поступления радиоцезия в ягоды черники с увеличениA

ем плодородия почвы. В свежих гигротопах в борах КП составляет 10,0, в суборах – 8,2, а в сугрудA

ках – 2,0 Бк⋅кг

–1

/(кБк⋅м

–2

), то есть разница между крайними трофотопами составляет 5 раз.

Грибы остаются лидерами в накоплении радиоцезия, однако у различных видов динамика

его содержания существенно зависит от биологических особенностей вида и погодных условий

вегетационного периода. Накопление

137

Cs грибами растет с повышением увлажненности и с

уменьшением плодородия почв. Превалирующее накопление радиостронция характерно для земA

ляники, дереворазрушающих грибов, березового сока. Все это надолго оставляет пищевые проA

дукты леса источником дополнительного внутреннего облучения населения.

Для поддержания стойкости и жизнеспособности лесных насаждений при полном сохранении

их защитных функций разработана и реализована специализированная система ухода за лесами.

Cостояние фауны

Основным результатом аварии для животного мира Зоны стало постепенное возобновление

его состояния. На сегодня зооценозы Зоны отчуждения можно характеризовать как стабильные.

Произошли преобразования видового состава под воздействием радиоактивного загрязнения и

снятия антропогенного пресса со вспышками численности и исчезновением отдельных видов в

период 1986–1991 гг. На сегодня изменения численности видов обусловливаются собственными

колебаниями («волны жизни») и постепенной трансформацией ландшафтов в такие, какие приA

сущи данной природноAгеографической зоне. По результатам обследования в послеаварийный

период, постоянное или сезонное пребывание уже доказано для 313 видов позвоночных животA

ных, среди них 20 краснокнижных видов. На территории Зоны могут жить до 409Aти видов поA

звоночных животных, в том числе: 73 вида млекопитающих, 251 вид птиц, 7 видов рептилий,

11 видов амфибий и 67 видов рыбоподобных. Кроме того, на территории Зоны проходит слияние

двух миграционных потоков птиц – северного (Днепровского) и западного (Припятского). КажA

дый год в период весенней и осенней миграции через территорию Зоны пролетает около 45 млн

птиц (до 5000–6000 тонн общей массы), из которых до 5 млн (преимущественно мелкие птицы)

остаются на гнездование. Часть перелетных птиц задерживается на территории Зоны от одногоA

двух дней – до месяца.

Радиоактивное загрязнение животных характеризуется значительным размахом,

обусловленным пространственной неоднородностью первичных выпадений и почвенноAрасA

тительных условий, видоспецифичным и индивидуальным территориальным поведением жиA

вотных, трофической специализацией видов, сезонными изменениями питания и физиологии

(таблица 8.1.7).

Таблица 8.1.7

Удельная активность

137

Сs в пробах типичных видов фауны Зоны отчуждения, Бк/кг

(период наблюдений 2000–2005 гг.)

Примечания: жирным шрифтом обозначены данные, превышающие ДРA97.

Пробы Минимум Среднее значение Максимум ДРA97

устье р. Припять

Водоплавающие птицы 30 300 1800 200

Территория Зоны

Кабан 100 600 5200

200

Косуля 410 695 6900

Олень – – 730

Бобр – – 1300

Лошадь Пржевальського 70 – 100

Лось 750 635 1500

132

За последние четыре года в подавляющем большинстве проб съедобных биоресурсов животA

ного происхождения систематически фиксируется превышение удельной активности

137

Сs

значений, регламентированных ДРA97, в 1,5–50 раз. Загрязнение основных видов дичи на терриA

тории бывшего охотничьего хозяйства «Березовая кладь» вблизи южной границы Зоны значиA

тельно превышает нормы ДРA97. Данные результаты исключают возможность использования

территории Зоны для ведения охотничьего хозяйства.

Автореабилитационные процессы в Зоне

Прогнозные оценки радиологического состояния окружающей среды, так же, как планироваA

ние и реализация реабилитационных мероприятий в Зоне, должны обязательно учитывать проA

цессы автореабилитации радиоактивно загрязненных экосистем.

Автореабилитационные процессы на радиоактивно загрязненных территориях играют неодA

нозначную роль [2]. На территории Зоны отчуждения оценка скорости автореабилитационных

процессов требует комплексных расчетов скорости абиогенной и биогенной миграции радионукA

лидов в загрязненных ландшафтах. Но уже сегодня можно сформулировать ряд рекомендаций.

В той части Зоны, где проживание человека невозможно в ближайшие 100 и больше лет, стоA

ит поддерживать развитие автореабилитационных процессов, которые приводят к связыванию,

депонированию или локальному круговороту радионуклидов, то есть здесь допускается залесеA

ние, зарастание кустарником.

На площадях, имеющих перспективу для хозяйственного использования, необходимо реаA

лизовывать мероприятия или поддерживать условия, которые дают возможность не приводить

к ухудшению плодородия почв, существующего радиационного состояния и условий возможA

ного проживания человека. Кроме того, имеет смысл стимулировать естественные процессы,

приводящие к самоочистке перспективных для использования ландшафтов, то есть процессы

выноса или рассеивания загрязняющих веществ. Степень или интенсивность вмешательства в

протекание автореабилитационных процессов должны определяться вероятным сроком земель

для хозяйственного использования. В то же время, мероприятия по реабилитации не должны

противоречить главной стратегической задаче Зоны – минимизации распространения радиоакA

тивного загрязнения за ее пределы.

Реабилитация отчужденных территорий

Реабилитация отчужденных территорий имеет свою специфику, поскольку в результате

длительного прекращения деятельности человека произошли значительные изменения в созданA

ной руками человека среде: прекращена экономическая деятельность, разрушена инфраструктура,

существенно изменилось состояние наземных и водных экосистем (повысился уровень грунтоA

вых вод, изменились ландшафты, плодородие почв, биоразнообразие, распространились насекоA

мыеAпаразиты и болезни растений и диких животных, и т. д.). Планирование возможных варианA

тов использования тех или иных участков отчужденных территорий и обоснование принятия соA

ответствующих решений должны базироваться не только на оценках радиационных факторов

(возможных уровнях дозовых нагрузок на реэвакуируемое население), но, не в последнюю очеA

редь, на оценках социальноAэкономических и психологических факторов. В последние годы разA

работаны концептуальные основы и методологическое обеспечение реабилитации, включающие

общий поэтапный подход к безопасному использованию отчужденных территорий с учетом раA

диационных, экономических, экологических и психоAсоциальных аспектов, сделаны оценки возA

можных направлений реабилитационной деятельности и проведено районирование территории

Зоны по этим направлениям деятельности с учетом введенных понятий полной и частичной

(ограниченной) реабилитации. Ведется разработка методического сопровождения реабилитации

отчужденных территорий, сделаны прогнозные оценки возможных дозовых нагрузок на гипотеA

тически реэвакуируемое население для сценариев реабилитации некоторых участков как Зоны

отчуждения, так и Зоны безусловного (обязательного) отселения [6].

Нерешенные радиоэкологические проблемы

Среди нерешенных радиоэкологических проблем ЗОиЗБ(О)О или вопросов, которые нужA

даются в последующих разработках, необходимо отметить такие направления [7]:

– продолжение исследований с целью оценки радиологической значимости и техногенных

объектов Зоны;

– комплексное изучение долговременной динамики радиоэкологических процессов;

– комплексное исследование барьерной функции природных и техногенных компонентов

ЗОиЗБ(О)О, разработка предложений по их оптимизации;

133

– проведение всесторонних исследований процессов автореабилитации экосистем ЗОиЗБ(О)О;

– оценка влияния техногенных объектов Зоны (комплекса сооружений: объекта «Укрытие»,

ЧАЭС, ХОЯТA2, ЗПЖРО, комплекса «Вектор» и других, комплекса технологических процессов,

связанных с перемещением и переработкой ядерного топлива и РАО) как комплексного распреA

деленного долговременного техногенного источника радионуклидов на радиологическое состояA

ние экосистем Зоны отчуждения и прилегающих территорий;

– радиоэкологические исследования бывших урбанизированных территорий;

– продолжение исследования проблем, связанных с реабилитацией территории ЗОиЗБ(О)О,

и т. д.

8.2. Направления использования территории Зоны

и обязательные мероприятия

В соответствии с законодательством Украины и решениями Кабинета Министров Украины

Министерство по вопросам чрезвычайных ситуаций и по делам защиты населения от последA

ствий Чернобыльской катастрофы обеспечивает использование отдельных участков Зоны, в

частности предсумотрено:

А. Создание и эксплуатация существующих производств по обращению с РАО, их инфраA

структурным обеспечением, а именно: строительство и эксплуатация хранилищ низкоA и среднеA

активных РАО комплекса «Вектор», эксплуатация ПЗРО и ПВЛРО.

Б. Создание и эксплуатация существующих производств, которые связаны с ЧАЭС, по

выводу из эксплуатации ЧАЭС и преобразование объекта «Укрытие» в экологически безопасную

систему, их инфраструктурное обеспечение.

В. Осуществление мероприятий по реабилитации экосистем Зоны, водоохранные мероприA

ятия.

Г. Проведение специализированной лесохозяйственной деятельности по уходу за лесами ЗоA

ны, в т. ч. существующих и создание новых специальных заповедных территорий.

Д. Предупреждение выноса радионуклидов за пределы Зоны и преобразования радиационно

опасных объектов Зоны в экологически безопасные системы.

Деятельность в Зоне, в первую очередь, направлена на осуществление необходимых мероA

приятий, предусмотренных действующим законодательством, а именно на:

– создание защиты прилегающих территорий от распространения за пределы Зоны радиоакA

тивных веществ, минимизацию экологической опасности для населения Украины с учетом эксA

тремальных ситуаций, вероятных в условиях региона, в том объеме, в котором это возможно и

экономически оправданно;

– мониторинг состояния среды и медикоAбиологический мониторинг;

– содержание территории в должном санитарном и пожаробезопасном состоянии;

– фиксацию радионуклидов на местности;

– осуществление мероприятий по выводу из эксплуатации Чернобыльской АЭС, преобразоA

ванию объекта «Укрытия» в экологически безопасную систему и обращению с отработанным

ядерным топливом.

Все виды деятельности в Зоне осуществляются с ограничением общей коллективной дозы

ионизирующего облучения, а также с ограничением количества привлеченных лиц. ВыполняютA

ся такие работы, которые не ухудшают радиологическую обстановку, обеспечивают повышение

уровня изученности ее природноAтехногенного комплекса и не препятствуют рациональному исA

пользованию территории Зоны в будущем. Какая бы то ни была деятельность в Зоне отчуждения

по улучшению радиологической обстановки осуществляется с максимальным использованием

факторов и минимальным вмешательством в среду.

Необходимые мероприятия проводятся по следующим основным направлениям:

1. Поддержание существующего состояния безопасности и преобразование объекта «УкрыA

тия» в экологически безопасную систему.

2. Создание технологий, технических средств и производств для обращения с техногенными

отходами, строительство и эксплуатация комплекса «Вектор».

3. Мониторинг пунктов захоронения РАО, транспортировка и захоронение РАО, дезактиваA

ция территорий, объектов, материалов и оборудования.

4. Осуществление водоохранных мероприятий.

5. Региональный радиационный и экологический мониторинг окружающей среды и дозиметA

рический контроль.

6. Реабилитация территории и ее научное сопровождение.

134

7. Ведение специализированной лесохозяйственной деятельности, осуществление противоA

пожарных мероприятий в лесных массивах Зоны, обеспечение функционирования специального

природноAзаповедного фонда.

8. Организация научных исследований в соответствии с Национальной программой миниA

мизации последствий Чернобыльской катастрофы.

9. Информационное обеспечение проведения обязательных мероприятий и ознакомления с

ними населения.

10. Создание, поддержка в постоянной готовности и совершенствование работы всех звеньев

региональной подсистемы государственной системы предотвращения и реагирования на чрезвыA

чайные ситуации техногенного характера Зоны отчуждения.

Общая стратегия деятельности состоит в определении путей долгосрочного содержания ЗоA

ны и приоритетов деятельности в ней по основным направлениям, обеспечивающим снижение

уровня экологического риска и минимизацию ее влияния на радиоэкологическую обстановку и

здоровье населения Украины.

Концепция деятельности на территории ЗОиЗБ(О)О базируется на результатах обобщеA

ния фактических данных и выводов отечественных и международных научноAисследовательA

ских работ, связанных с изучением состояния объектов, содержащих радиоактивные материалы,

и среды Зоны, с учетом прогнозов вероятных экологических последствий Чернобыльской каA

тастрофы.

Полная реализация целей и заданий общей стратегии не может быть достигнута в сжатые

сроки. Их выполнение, с учетом приоритетов деятельности в Зоне, предопределяется техничесA

кими и экономическими возможностями государства.

Выводы

Через 20 лет после аварии Зона представляет собой плоскостной открытый источник радиоA

активности с огромным запасом радионуклидов, собственной неоднородной структурой их

распределения в компонентах окружающей среды и техногенных объектах, присутствием различA

ных форм и видов депонированных радиоактивных нуклидов. Вследствие этого радиационный

фактор продолжает оставаться одним из основных в определении потенциальной опасности как

для населения, проживающего на прилегающих к Зоне территориях, так и для населения УкраиA

ны в целом.

Создание Чернобыльской зоны отчуждения было оправданным мероприятием не только в

связи с необходимостью эвакуации населения наиболее загрязненной территории. Зона являетA

ся наиболее загрязненным территориальным комплексом и наибольшим источником радиационA

ной опасности для окружающих населенных территорий. Продолжение деятельности по изучеA

нию, поддержке и усилению барьерной роли ЗОиЗБ(О)О является важнейшим направлением

усилий по минимизации последствий аварии.

На фоне общей стабилизации радиоэкологической обстановки отмечена тенденция осложA

нения радиационного состояния в компонентах окружающей среды Зоны, она остается источниA

ком загрязнения практически всех ее составляющих. За счет процессов перераспределения и миA

грации радионуклидов, депонированных после аварии в захоронениях, ландшафтах, замкнутых

водоемах, отдельных объектах происходит процесс формирования вторичных источников радиоA

активности, что делает их потенциально опасными.

Основным путем миграции радионуклидов за пределы Зоны является водный речной сток

(р. Припять). Вместе с тем, в последнее десятилетие значения удельной активности

Sr в воде

р. Припяти в створе г. Чернобыля не превышали установленного ДРA97 норматива для питьевой

воды, удельная активность

137

Cs была в 2–3 раза меньше, чем для

Sr. Строительство левобережA

ной и правобережной защитных дамб в пойме р. Припяти оказало положительное влияние:

произошло уменьшение залпового смыва радионуклидов с наиболее загрязненных участков пойA

мы реки во время половодья и подъемов уровня воды. В целом за послеаварийный период водоA

охранные мероприятия предупредили возможный дополнительный вынос

Sr с поверхностныA

ми водами в размере около 17–20 ТБк.

В местах несанкционированного проживания населения удельная активность

137

Cs и

в плодоовощной продукции в 2003–2005 гг. в основном значительно превышала допустимые

уровни, что делало полученную продукцию непригодной для потребления. Несмотря на постеA

пенное снижение на протяжении последних семи лет, в некоторых местах несанкционированA

ного проживания, уровни загрязнения молока

137

Cs остаются высокими и в несколько раз преA

вышают значения, регламентированные ДРA97,

Sr – только в отдельных местах. Продукты,

добытые «самоселами» в природе,– рыба, дикие животные, грибы и ягоды в большинстве

135

непригодны для потребления, поскольку удельная активность

137

Cs и

Sr в них значительно

превышает ДРA97.

За последние четыре года загрязнения съедобных биоресурсов животного происхождения

137

Сs систематически превышает в 1,5–50 раз значения, регламентированые ДРA97, что исключаA

ет возможность использования территории Зоны для ведения охотничьего хозяйства.

Необходима разработка последовательной и комплексной стратегии реабилитации Зоны с

акцентом на повышении безопасности существующих объектов для хранения и захоронения

РАО. Это требует разработки, основанного на результатах оценки безопасности метода опредеA

ления приоритетности для реабилитации площадок, позволяющего определить, с каких площаA

док отходы могут быть изъяты и захоронены, а какие отходы необходимо оставить для распада

радионуклидов на месте.

В целях последующего развития системы защиты окружающей среды от излучения, с учетом

строительства новых объектов производственной инфраструктуры Зоны, необходимо продлить

комплексные исследования долгосрочных последствий облучения объектов флоры и фауны, наA

правлений и интенсивности процессов миграции и перераспределения радионуклидов в компоA

нентах окружающей среды в Зоне, которая обеспечивает уникальные условия для радиоэкологиA

ческих и радиобиологических исследований. За исключением небольших экспериментов, такие

исследования сложно или невозможно проводить в какомAлибо другом месте мира.

9. ОБЪЕКТ ´УКРЫТИЕª

Созданный в экстремальных послеаварийных условиях объект «Укрытие» уже почти 20 лет

выполняет свои защитные функции.

Главной особенностью ОУ продолжает оставаться его потенциальная опасность, намного

большая, чем это допускается нормами и правилами, существующими для объектов, содержащих

ядерноAопасные и радиоактивные материалы.

В целом, с точки зрения радиационной безопасности, ОУ фактически является открытым

источником альфаA, бетаA, гаммаA и нейтронного излучения, который по своим радиационным хаA

рактеристикам не имеет аналогов в мировой практике и может считаться временным барьером

для ядерноAопасных делящихся материалов и высокоактивных отходов с практически неуправA

ляемой ситуацией внутри объекта.

Определение существующего статуса ОУ дается в дополнении к НРБУA97 «Радиационная

защита от источников потенциального облучения» (НРБУA97/ДA2000).

9.1. ЯдерноLопасные материалы внутри объекта ´Укрытиеª

(интегральные оценки)

9.1.1. Топливосодержащие материалы (ТСМ), находящиеся в помещениях ОУ

в настоящее время

В настоящее время внутри ОУ находятся модификации ядерного топлива, которые образоA

вались в процессе протекания активной стадии аварии. К таким модификациям относятся:

1) фрагменты активной зоны (АЗФ), в виде топливных таблеток, обломков твэлов, ТВС, граA

фита;

2) лавообразные ТСМ (ЛТСМ), содержащие ядерное топливо, были обнаружены во многих

подреакторных помещениях. В их составе содержалась значительная часть урана, находившегося

до аварии в активной зоне, и значительная часть радионуклидов, которые были наработаны в реA

акторе.

В работе [1] был воссоздан сценарий образования ЛТСМ, определен их элементный и радиоA

нуклидный состав.

Общее количество ядерного топлива в различных помещениях ОУ

Интегральная оценка количества (в настоящее время) ядерного топлива в различных помеA

щениях ОУ представлена в таблице 9.1.1.

Таблица 9.1.1

Оценки количества топлива в помещениях объекта «Укрытие»

137

Название (номера)

помещений

Модификации ТСМ в

помещении

Обнаруженное топливо,

т (U) (оценки на 2004 г.)

Примечания

Центральный зал

(914/2)

ФАЗ более 21

С учетом 48 сборок со свежим топливом

(5,5 т). Возможно присутствие ЛТСМ

Южный бассейн

выдержки (505/3)

ФАЗ 14,8

129 ОТВС. Возможно присутствие

ЛТСМ

Все верхние помещения,

включая ЦЗ

(отм. +24.00 и выше)

топливная пыль

5 на поверхности

завала в ЦЗ,

~30 всего

Оценка 30 т включает поверхностное

загрязнение внутри завала в ЦЗ и во

всех других помещениях

304/3 ЛТСМ 6 ± 2

«Горизонтальный поток лавы». Учтены

ЛТСМ в проломе между помещениями

304/3 и 305/2

301/5 + 301/6 + + 303/3 ЛТСМ 4,5 ± 2,5 «Горизонтальный поток лавы»

217/2 ЛТСМ 0,4 ± 0,2

«Слоновья нога», «сталактиты». ЛТСМ

попали из «горизонтального потока»

Подаппаратное 305/2 и

504/2 до отметки 24 м

АЗФ, ЛТСМ, пыль 85 ± 25

Расчеты велись по 6Aти скоплениям

ТСМ. Начало всех потоков ЛТСМ

Удельная активность некоторых излучателей для базового состава топлива 4Aго энергоблоA

ка, по состоянию на 1 февраля 2005 г., представлена в таблице 9.2.

Таблица 9.2

Удельная активность, Бк/г урана

Таким образом, общая активность топлива, находящегося в ОУ, на сегодняшний день соA

ставляет примерно 14 МКи.

Возможные изменения характеристик ТСМ

Основным источником поступления радионуклидов в окружающую среду и, следовательно,

основным источником радиологической опасности ОУ являются ТСМ.

Хорошо известно, что таблетки UО

, находящиеся на воздухе, разрушаются примерно через

20 лет [2]. Однако для ОУ наиболее значимым может быть разрушение ЛТСМ в связи с тем, что

основное количество радионуклидов находится в этом виде ТСМ.

В настоящее время в ЛТСМ наблюдаются явные изменения прочностных свойств, проявляA

ющиеся в их растрескивании, разрушении крупных фрагментов ЛТСМ, усилении пылегенерируA

ющей способности [3, 4]. Таким образом, актуальным становится вопрос, какие же существенные

изменения могут претерпеть ЛТСМ в течение достаточно длительного периода времени, наприA

мер в течение ближайших 50 лет. В настоящий момент существуют два кардинально отличаюA

щихся подхода [5, 6] по прогнозированию изменений характеристики ЛТСМ с течением времени.

В [3, 5] a priori предполагается, что ЛТСМ по своим характеристикам аналогичны силикатным

стеклам, используемым для иммобилизации радиоактивных отходов и, исходя из этого, делается

вывод о том, что радиационные повреждения, вызываемые альфаAраспадом, начнут сказываться на

изменении прочностных свойств ЛТСМ не ранее чем через 10 000 лет. Основными причинами виA

димых изменений в ЛТСМ авторы считают перепады температур, взаимодействие с водой, пылеA

подавляющими составами и т. д., то есть внешними воздействиями.

В работе [6] рассмотрены основные характеристики ЛТСМ и влияние на них факторов,

обуславливающих изменение свойств ЛТСМ с течением времени. Основной вывод заключается

в том, что вследствие внутреннего самооблучения при альфаAраспаде трансурановых изотопов

АльфаAизлучатели БетаAизлучатели БетаAгаммаAизлучатели

238

Pu – 6,7 ⋅ 10

6 90

Sr – 7,60 ⋅ 10

8 106

Rh – 1,29 ⋅ 10

239

Pu – 5,0 ⋅10

6 90

Y – 7,60 ⋅ 10

8 125

Sb – 7,12 ⋅ 10

240

Pu – 8,19 ⋅10

6 106

Ru – 1,29 ⋅ 10

4 134

Cs – 1,61 ⋅ 10

242

Pu – 1,30 ⋅10

4 147

Pm – 2,65 ⋅ 10

7 137

Cs – 9,09 ⋅ 10

241

Am – 1,95 ⋅10

7 241

Pu – 3,89 ⋅ 10

8 144

Ce – 1,20 ⋅ 10

243

Am – 8,73 ⋅ 10

3 154

Eu – 1,64 ⋅ 10

244

Cm – 1,07 ⋅ 10

6 155

Eu – 4,45 ⋅ 10

В суме ↔ 80 Ки/кг урана

138

Название (номера)

помещений

Модификации ТСМ в

помещении

Обнаруженное топливо,

т (U) (оценки на 2004 г.)

Примечания

ПРК (210/5 + + 210/6 +

210/7)

ЛТСМ 12 ± 6

«Большой вертикальный поток» и «маA

лый вертикальный поток»

ББA2 (012/14 + + 012/15

+ + 012/16)

ЛТСМ

минимум – 3,

максимум – 14

ББA1 (012/5 + + 012/6 +

+ 012/7)

ЛТСМ 1,9 (+1,0; –0,5)

Топливо под каскадной

стеной

АЗФ, пыль ?

Вода во всех помещениях

реакторного отделения

Растворимые соли

урана, взвесь

~4 кг

Топливо на площадке

объекта «Укрытие»

АЗФ, пыль 0,75 ± 0,25

Продолжение табл. 9.1

возникают разупорядоченные области, создаваемые ядрами отдачи. Рост концентрации разупоA

рядоченных областей (являющихся источником зарождения микротрещин) может привести к

внезапному полному разрушению ЛТСМ, причем такое катастрофическое разрушение может

произойти в течение ближайших 50 лет.

Кроме того, в [4, 7] показано, что на поверхности ЛТСМ и облученного ядерного топлива геA

нерируются субмикронные аэрозоли, представляющие серьезную радиационную опасность. МеA

ханизмом, ответственным за это явление в ЛТСМ, может быть кулоновский взрыв, который реаA

лизуется при торможении альфаAчастиц.

Несмотря на значительное количество проведенных исследований, обоснованного прогноза

поведения ТСМ до настоящего времени не существует. Таким образом, представляется соверA

шенно необходимым проведение дополнительных исследований в этом направлении.

9.1.2. Контроль ядерной безопасности

Скоплением ТСМ во внутренних помещениях 4Aго блока являются массивы ядерноAопасных

делящихся материалов, с неопределенными массовыми, вещественными и геометрическими

параметрами. ТСМ изначально глубоко подкритичны, однако, при наличии замедлителя (наприA

мер, воды) в некоторых скоплениях ТСМ возможно возникновение самоподдерживающейся

цепной реакции (СЦР). Исходя из требований ядерной безопасности, необходимо определить

местоположение возможных критмассовых зон (КМЗ) и обеспечить их надежный контроль.

Единственной характеристикой, по которой можно оценивать текущий уровень подкритичности,

с точки зрения обеспечения ядерной безопасности, является измерение значений нейтронной акA

тивности и относительные изменения этих значений с течением времени.

Регламентные функции контроля по каналам измерения плотности нейтронного потока

(ПНП), мощности экспозиционной дозы (ПЭД), температуры, теплового потока, вибрации строA

ительных конструкций в настоящее время выполняет система контроля ТСМ «Сигнал».

В марте 1988 г. была создана информационноAисследовательская система (ИИС) «Финиш». В деA

кабре 1998 г. часть ИИС «Финиш» – «ФинишAР» была переведена в режим регламентного контроля.

Как пример, на рис. 9.1.1 приведены усредненные годовые тренды температуры, нейтронной

и гаммаAактивности, регистрируемой в подреакторном помещении 305/2 с 1998 г. Тенденции на

снижение абсолютных среднегодовых значений замеряемых величин соответствуют процессам

распада, в основном,

244

Cm,

240,242

Pu,

137

Cs, и др.

Рис. 9.1.1. Усредненные годовые тренды температуры, нейтронной и гаммаAактивности в подреакторном

помещении 305/2

Образование критмасс становится возможным при увлажнении только в массивах ТСМ,

расположенных в ЦЗ и подреакторном пространстве (помещение 305/2).

К сожалению, пока не установлен контроль за скоплением ТСМ в ЦЗ, а также не исследоваA

на динамика нейтронной активности в районе южных откатных ворот, ядерная безопасность

объекта не может быть гарантированной. Подсистема контроля подкритичности, предусмотренA

139

23.01.1987

100

150

200

250

300

350

400

450

500

G (Р/час), T (Град/с)

11.08.1987

27.02.1988

14.09.1988

02.04.1989

19.10.1989

07.05.1990

23.11.1990

11.06.1991

28.12.1991

15.07.1992

31.01.1993

19.08.1993

07.03.1994

23.09.1994

11.04.1995

28.10.1995

15.05.1996

01.12.1996

19.06.1997

05.01.1998

24.07.1998

09.02.1999

28.08.1999

15.03.2000

01.10.2000

19.04.2001

05.11.2001

25.05.2002

10.12.2002

28.06.2003

14.01.2004

01.08.2004

17.02.2005

3,5

4,5

5,5

N (имп/с)

Гаммаизлучение

Температура

Нейтроны