Рисунок 4 Содержание трития в месте вскрытия вертикальных штолен
Полученная картина говорит нам о том, что значительные количества трития в воздухе до сих пор наблюдаются в полости штолен. Тритий, обладая высокой миграционной способностью, выходит на дневную поверхность с воздушными потоками, через различные разуплотнения горной породы и завивочного комплекса.
Результаты исследования представлены на рисунке (Рисунок 5).
Рисунок 5 Содержание трития в атмосферном воздухе в эпицентральной зоне ПЯВ
Результаты анализа показали наличие трития в атмосферном воздухе исследуемой территории. В данном случае полученные значения не могут быть сформированы только фоновыми характеристиками территории, так как содержание трития в атмосфере эпицентра некоторых штолен составляет десятки Бк/м3, при фоновом содержании трития на площадке «Дегелен» порядка 0,2 Бк/м3 [10].
Содержание трития в атмосфере в месте расположения ПЯВ обусловлено поступлением трития из полостей штолен, через различные неровностей и трещеноватостей горной породы, а так же из-за не герметичности забивочного комплекса.
Целью этого этапа исследования являлось проведение оценки выхода трития со штольневым воздухом на открытую поверхность в атмосферу. Для этого был проведен отбор проб атмосферного воздуха, на приустьевом участке штольни, на расстоянии порядка 30 м от штольни.
Результаты исследования
Результаты исследования содержания трития в атмосферном воздухе на приустьевых участках штолен представлено на рисунке (Рисунок 6).
Рисунок 6 Содержание трития в атмосфере на приустьевых участках штолен
В общей сложности было обследовано 17 штолен, расположенных в разных частях площадки «Дегелен».
Результаты исследования показали присутствие трития в атмосферном воздухе в местах расположения штолен. Значения содержания трития изменяются в пределах от 0,2 до 3,3 Бк/м3, что превышает фоновый уровень площадки Дегелен.
И, хотя, содержание трития на приустьевых участках штолен не вносит существенного вклада в тритиевое загрязнение окружающей среды, в ряде случаев отмечено значительное превышение фоновых характеристики по тритию на данной территории.
В целом, результаты проведенного исследования наглядно показывают не только принципиальную возможность выхода трития из полости штольни на дневную поверхность, но то, что данный процесс имеет место быть в настоящий момент. Спустя более 20 лет после проведения последнего ядерного испытания на площадке «Дегелен», мы можем фиксировать тритий на различных участках в местах проведения ПЯВ – не только в месте расположения штольни, но и на приустьевом участке, на удаленном расстоянии от портала штольни, а так же, в зоне эпицентра взрыва, которая в данном случае, расположена на высоте более 500 метров от земли, а следовательно там отсутствуют иные возможные источники поступления трития в атмосферу кроме полости проведения ядерного взрыва.
Краткая характеристика объектов исследования
Ядерные испытания на площадке «Балапан» проводились в скважинах - вертикальных выработках, частично имеющих обсадку трубами различного диаметра, ниже открытый ствол диаметром 900 мм. Глубина скважины - 500-600 м. Испытываемый заряд опускался в нижнюю часть скважины на специальной спускной колонне, состоящей из труб различного диаметра. После проведения установки заряда в скважину производилась забойка скважины на всю глубину. Конструкция забивочного комплекса представляла собой сочетание силовых и технологических элементов: цементных пробок и участков щебеночной засыпки [11]. Порезультатм площадного обслдования было обнаружено 105 «боевых» скважин (Рисунок 7).
а | б |
Рисунок 7 Скважина 1010 (а), общий вид приустьевого участка скважины (б).
Ядерные взрывы в скважинах оказали воздействие на формы рельефа земной коры на приустьевых участках скважин, вокруг скважин образовались деформации земной поверхности.
В настоящее время ведутся различные радиологические и геоэкологические исследования на приустьевых участках скважин в местах проведения ПЯВ и близлежащих территориях.
В процессе проведения данной работы было выполнено исследование уровня распределения трития в воздушной среде в месте расположения устья 8 скважин, а так же проведено более детальное исследование уровня и характера распределения трития на приустьевых участках 3 скважин.
Методология проведения исследования
Учитывая, что 3Н в данный момент является одним из основных техногенных радионуклидов, присутствующих в объектах окружающей среды на территории испытательной площадки Балапан, а также учитывая физико-химические свойства 3Н, способность миграции на большие растояния, преход из загрязненных 3Н подземных вод, через почвы в атмосферный воздух, было принято решение провести оценку тритиевого загрязенния воздушной среды приустьевых участков скважин, на которых, согласно параметрам газовыделения, зафиксировано повышенное содержание газов СО2 и СН4 по сравнению с фоновыми концентрациями. Такие скважины были названы «критическими» [12].
Выбор метода исследования уровня и характера распределения 3Н был основан на преположении, что места выхода трития с почвенным воздухом в атмосферу могут быть территориально приурочены к местам выхода газов в атмосферу, так как выход газообразных веществ на поверхность за частую идет по линии наименьшего сопротивления, в местах наличия неоднородностей горных пород в зонах эпицентров ПЯВ.
Проведение исследования проводилось в 2 этапа:
· Исследование уровня распределения трития в воздушной среде в месте расположения устья 8 скважин «критических» скважин;
· Проведено более детальное исследование уровня и характера распределения трития на приустьевых участках 3 скважин, выбранных сограсно результатам первого этапа.
Исследование уровня распределения трития в воздушной среде в месте расположения устья 8 скважин «критических» скважин. Согласно результатам исследования газификации приустьевых участков было выбрано 8 так называемых «критических» скважин. Основываясь на данных по исследованию процессов газификации, на каждой из 8 критических скважин была выбрана точка, характеризующаяся наибольшей концентрацией СО2 и СН4. В выбранных точках был проведен отбор проб водяных паров атмосферного и почвенного воздуха для оценки принципиальной возможности поступления трития в атмосферу с почвенным воздухом. Пробоотборники располагались непосредственно вблизи оголовка скважины на расстоянии порядка 50-70 см.
Исследование уровня и характера распределения трития на приустьевых участках 3 скважин, выбранных сограсно результатам первого этапа. После согласования данных по содержанию трития в почвенном и атмосферном воздухе, был произведен выбор 3 скважин, территория которых характеризовалась наибольшим концентрациями трития в почвенном воздухе. На приустьевых участках выбранных скважин было проведено детальное площадное исследование характера распределения трития в почвенном воздухе. Это скважины 1010, 1355 и скважина Глубокая.
На каждом участке исследования была определена общая схема для проведения отбора проб водяных паров почвенного воздуха. Согласно схеме, приустьевые участки исследовались по трем направлениям – с северо-запада на юго-восток (диагональный профиль 1, СЗ-ЮВ), с северо-востока на юго-запад (диагональный профиль 2, СВ-ЮЗ) и с севера на юг (поперечный профиль 3, С-Ю). Все три профиля имели центральную точку пересечения в месте расположения устья скважины. Расстояние между точками в диагональных профилях составляло порядка 70 м, между точками в поперечном профиле порядка 50 м (Рисунок 8).
|
Рисунок 8 Схема расположения точек отбора проб водяных паров на приустьевых участках скважин 1010 (а), Глубокая (б) и 1355 (в).
Как видно из рисунка, конфигурация расположения точек отбора проб выбрана таким образом, что бы оценить уровень содержания в местах с различными концентрациями СО2 и СН4 в почвенном воздухе. Основной целью исследования являлось не только выявление мест выхода на поверхность 3Н в результате эманации с поверхности почвы, но и определение фоновых характеристики тритиевого загрязнения исследуемых участков.