Смекни!
smekni.com

Географические аспекты радиоактивного загрязнения Беларуси (стр. 2 из 8)

Для предотвращения дальнейшего выделения радионукли­дов в окружающую среду было решено построить над развали­нами реактора бетонное укрытие.

Бетонная и стальная струк­тура саркофага была построена вокруг реактора (расстояние между опорами составляло 55 м). Остатки стен и верхней час­ти здания были использованы в качестве основы для этой конструкции. Верхний слой почвы около реактора был удален, и эту площадку покрыли бетоном и асфальтом.

Саркофаг оборудован нейтронными датчиками для обна­ружения в ядерном топливе цепной реакции, для этого в раз­рушенный реактор ввели жидкий нейтронный поглотитель. Были установлены виброакустические датчики для Рис.1.4 Четвертый блок Чернобыльской электро- контроля механической устойчи-

станции, находящийся под саркофагом вости топливной массы и элементов саркофага. Ведется мониторинг динамики темпера­туры и теплового потока в выбранных точках под реактором и в его верхней части. Уровень гамма-излучения регистрируется в различных частях разрушенного реактора. В ноябре 1986 г. строительные работы над руинами четвертого блока были за­вершены и выделение радионуклидов в окружающую среду прекратилось. Инженеры спроектировали саркофаг, предпо­лагая, что это сооружение будет служить несколько десятиле­тий. Однако уже пять лет спустя стало ясно, что

состояние железобетонного саркофага вызывает серьезные опасения. Опасность, в случае его обрушения, в основном определяется тем, как много радиоактивных веществ находится внутри него. По официальным данным, эта цифра достигает 95 % от того количества, которое было на момент аварии. Если эта оценка верна, то разрушение укрытия может привести к очень большим выбросам. Встал вопрос о том, что делать с этой свалкой радионуклидов. Правительство Украины пригласило членов международного научного и инженерного сообщества для участия в конкурсе по генерации идей и обсуждению вопроса о том, что в даль­нейшем делать с саркофагом и скоплением радиоактивных материалов под руинами реактора.

Было предложено несколько решений:

— убрать поврежденный реактор и радиоактивные мате­риалы, а очищенное место преобразовать в зеленую лужайку;

— закрыть реактор толстым слоем песка, чтобы изолиро­вать радиоактивные материалы;

— добавить больше бетона и полимерных наполнителей в камеры реактора, чтобы закрепить радионуклиды, или постро­ить новое укрытие.

Первое предложение выглядит в данный момент неосуще­ствимым, если принять во внимание высокий уровень радиации внутри реактора и отсутствие роботов, которые могут разобрать руины и удалить радиоактивные материалы в отстой­ники. Второе предложение не исключает потенциальной опас­ности для окружающей среды. Его нельзя принять, потому что в нем не учтены физико-химические процессы, которые про­исходят в массе атомного горючего. Третье предложение по реконструкции или строительству нового саркофага является более разумным.

Французская строительная фирма "Bouygues" предложила закрыть саркофаг другим, большим по размерам, длина, ши­рина и высота которого соответственно равны 220, 80 и 92 м. Французские инженеры полагают, что существующий уровеньрадиации в месте расположения реактора опасен для здоровья и основные строительные работы следует проводить на рас­стоянии не менее 200 м от него. Однако не ясно, каким обра­зом в будущем можно перенести 140 000 бетонных элементов к поврежденному реактору и укрепить ими структуру нового саркофага. Для лучшей изоляции радиоактивных материалов саркофаг должен иметь два бетонных укрытия на расстоянии 8 м друг от друга. Бетонная конструкция должна быть проч­ной, чтобы противостоять любому внешнему воздействию (сейсмическому или метеоритному), должна быть предусмот­рена возможность удаления выделяющихся газов и обеспече­ния прохода людей и техники для демонтажа поврежденного реактора. Новый саркофаг позволит улучшить радиационную защиту людей, которые работают на двух реакторах, произво­дящих электроэнергию, и, самое главное, устранить опасность для окружающей среды в европейском регионе.

В 1991 году на 2-м энергоблоке вспыхнул пожар, и в октябре этого же года реактор был полностью выведен из эксплуатации. В декабре 1995 года был подписан меморандум о взаимопонимании между Правительством Украины и правительствами стран «большой семёрки» и Комиссией Европейского Союза, согласно которому началась разработка программы полного закрытия станции к 2000 году. 15 декабря2000 года был навсегда остановлен реактор последнего, 3-го энергоблока. В 2009 году планируется начать строительство нового, более прочного саркофага над 4-м энергоблоком (рис. 1.5).

Приблизи­тельно 800 тыс. человек были привлечены для ликвидации последст­вий аварии и работы по очистке территории. Около 28 тыс. км2 терри­тории и 2225 населенных пунктов в Беларуси, России и на Украине было загрязнено цезием (более 185 кБк/м2). Приблизительно 850 тыс. человек живут на этой территории. Около 105 тыс. км2 загрязнено на уровне 37 кБк/м2 и более. Более 4 млн. человек в трех странах прямо или косвенно пострадали от последствий катастрофы. Почти 400 000 были вынуждены покинуть свои дома и переселиться в чистую зону. В первый год после катастрофы 114 тыс. га сельскохозяйственных земель и 492 тыс. га леса были признаны непригодными и изъяты из пользо­вания.

В результате взрыва четвертого энергоблока Чернобыль­ской атомной электростанции примерно 3—4% радиоактивных веществ было выброшено в окружающую среду с 26 апреля по 5 мая 1986 г. Эти оценки, сделанные Государственным коми­тетом СССР по атомной энергии, были представлены Между­народ-

Рис.1.5. Проект нового саркофага ному агентству по атомной

по атомной энергии (МАГАТЭ) в Вене (ООН, 1988). По оценкам МАГАТЭ, 25-50 млн. Ки радиоак­тивных элементов, включая 10 млн. Ки йода и 2 млн. Ки цезия, было выброшено из центральной зоны реактора (МАГАТЭ, 1991). Некоторые эксперты полагают, что эта оценка заниже­на. Они считают, что около 8—10% общего количества радио­активных веществ (1 млрд. Ки) было выброшено в окружающую среду.Подсчитано, что от 1,9 до 5∙108 Бк было выброшено в атмосферу и осело па огромнойтерритории и поверхности воды, достигнув Атлантического океана (ООН, 1988). Общая масса радиоактив­ных веществ, выброшенных в атмосферу, составляет около 77 кг, большая часть из них осела на площадях, находящихся в 300—400 км от атомной электростанции. В состав изотопов, выброшенных при аварии на Чернобыльской АЭС, входило около 30 радионуклидов с периодом полураспада от 1,1 ч (для криптона-77) до более 24 тыс. лет (для плутония-239) (табл. 1.1). В атмосферу был выброшен весь радиоактивный тритий, а также 25% углерода-14 (с периодом полураспада 12 и 5730 лет соответственно).

Легкие радиоактивные частицы и смеси газов, выброшен­ные из реактора четвертого блока, попали в высокие слои ат­мосферы и рассеялись, главным образом, между 30° и 50° с. ш. Осаждение крошечных аэрозольных частиц во время атмо­сферных возмущений и выпадение осадков, содержащих эти частицы, на Землю привело к повышению естественного ра­диоактивного фона, особенно в центральных, северных и юж­ных европейских странах. Например, в Финляндии были за­регистрированы участки, где загрязненность составляла 5 мкЗв/ч по сравнению с 0,1—0,2 мкЗв/ч — естественный радиоактив­ный фон. В большинстве европейских стран только легкие изотопы проникли в окружающую среду и увеличили естественный уровень радиоактивности. Однако в течение первого месяца после катастрофы в воздухе содержалось большое количество аэрозольных частиц. Это означает, что люди на пострадавших территориях получили несколько большую дозу радиации при вдыхании воздуха или потреблении пищи из загрязненных территорий, чем за счет непосредственного внешнего облуче­ния. Позднее, по мере очищения воздуха, поступление радио­изотопов в организм людей снизилось. Миграция цезия-137, цезия-134, иода-133 и других радионуклидов стала главной причиной повышения естественной радиоактивности в боль­шинстве стран Европы.

Таблица1.1

Выброс радионуклидов

Элемент Период полураспада, дней Общее количество, Бк Выброс радионуклидов, %
Кг-8 5 3930 3,3-1016 100
Хе-133 5,27 1,7-21018 100
1-131 8,05 1,3-1018 20
Те-132 3,25 3,21017 15
Cs-134 750 1,9-1017 10
Cs-137 1,Н04 2,9-1017 13
Мо-99. 2,8 4,8-1018 2,3
Zr-95> 65,5 4,4-1018 3,2
Ru-103 39,5 4,1-1018 2,9
Ru-106 368 2,0-1018 2,9
Ba-140 12,8 2,9-1018 5,6
Ce-141 32,5 4,4-1018 2,3
Се-144 284 3,2-1018 2,8
Sr-89 53 2,0-1018 4,0
Sr-90 1,02-104 2,0-1017 4,0
Np-139 ; 2,35 1,4-1017 3
Pu-238. 3,15-104 1,0-1015 3
Pu.-239 8,9-106 8,5-1014 3
Pu-240 2,4-106 1,2-1015 3
Pu-241 4800 1,7-1017 3
Cm-242 164 2,6-1016 3

Загрязнение территорий вблизи Чернобыльской атомной электростанции заметно отличается от глобального загрязнения. Тяжелые частицы с такими элементами, как плутоний и стронций, выпали в радиусе 30—40 км от реактора. Изотопы плутония образуют "горячие частицы" размером 10 мкм, с очень большим уровнем радиоактивности. Спектр радионук­лидом, выпавших внутри 30-километровой зоны, был более разнообразным, чем глобальные радиоактивные осадки.Короткоживущие изотопы (иод-131, стронций-89, Теллур-132) и благородные газы (ксенон и криптон) были основными источниками загрязнения окружающей среды вокруг реактора и в первые дни после катастрофы.