Миграция радионуклидов стронция-90 в почвах различных типов Павлодарской области (стр. 8 из 20)

В результате изучения радиационной обстановки после проведения ядерных испытаний на полигоне было установлено, что из всех видов взрывов (наземные, воздушные, подземные) наиболее сильное радиоактивное загрязнение внешней среды как на территории полигона, так и за ее пределами происходило после осуществления наземных ядерных взрывов. Обобщенные данные о количестве ядерных испытаний и их тротиловых эквивалентах, а также о количестве биологически опасных радионуклидов, выброшенных в атмосферу, приведены в табл. 8.

Таблица 8 - Основные характеристики ядерных испытаний, проведенных в 1949-1989 гг. на Семипалатинском полигоне

Вид испытания	Количество испытаний (взрывов)	Тротиловый эквивалент, Мт	Количество радионуклидов, выброшенных в атмосферу в период испытаний, МКи
			Cs - 137	Sr - 90	Рu - 239,240
Наземные	30	0,6	0,056	0,035	0,006
Воздушные	86	6,0	0,200	0,120	0,020
Подземныев том числе:в штольнях,в скважинах	340 (500)212 (307)128 (193)	11,1	0,020	0,010	0
ИТОГО	456 (616)	17,7	0,28	0,17	0,026

При подземных взрывах количество испытаний не равно числу взорванных ядерных зарядов, т.к. в одном испытании часто одновременно подрывалось несколько (до пяти) ядерных зарядов.

В общее количество подземных ядерных испытаний включено 7 испытаний (9 взрывов), осуществленных в интересах народного хозяйства для отработки технологических задач и самих промышленных зарядов с минимальным энерговыделением за счет реакции деления (до 5 %).[42 ,33].

Анализ закономерностей формирования радиоактивного загрязнения внешней среды после ядерных взрывов различных видов показал, что распределение радиоактивных веществ в разных средах при осуществлении воздушных и наземных взрывов значительно отличается. Так, после наземных ядерных взрывов основная доля радиоактивных веществ выпадает в районе воронки взрыва и на ближнем (локальном) следе, образуя сильное радиоактивное загрязнение внешней среды и значительные дозы излучения на местности. Радиоактивное загрязнение местности после воздушных и особенно после высоких воздушных взрывов большой мощности связано главным образом с полуглобальным и глобальным выпадением радиоактивных веществ практически на всей территории Северного полушария Земли.В таблице 9 представлены параметры всех произведенных на Семипалатинском полигоне наземных ядерных взрывов.

Таблица 9 - Хронология и параметры наземных ядерных взрывов, осуществленных на Семипалатинском полигоне

№п/п	Дата проведения	Энерговыде-ление (ТЭ),кт	Высота взрыва,м	Количество биологически значимых радионуклидов, выброшенных в атмосферу, Ки
				90Sr	137Сs	239,240Pu
1	29.08.1949 г.	22	30	1500	4200	360
2	24.09.1951 г.	38	30	2700	7500	300
3	12.08.1953 г.	400	30	22000	29000	280
4	05.10.1954 г.	4	0	300	840	105
5	19.10.1954 г.	0	15	0	0	215
6	30.10.1954 г.	10	50	750	2100	100
7	29.07.1955 г.	1.3	2.5	120	300	245
8	02.08.1955 г.	11.5	2.5	1050	1800	200
9	05.08.1955 г.	1.2	1.5	105	180	215
10	21.09.1955 г.	1.2	1.5	105	180	215
11	16.03.1956 г.	13.2	0.4	1600	2500	240
12	25.03.1956 г.	5.5	1	360	600	190
13	24.08.1956 г.	26.5	100	2200	3800	90
14	09.09.1961 г.	0.4	0	42	70	225
15	14.09.1961 г.	0.4	0	42	70	250
16	18.09.1961 г.	0.004	1	-	-	250
17	19.09.1961 г.	0.003	0	-	-	250
18	03.11.1961 г.	0	0	-	-	230
19	04.11.1961 г.	0.15	0	11	19	195
20	07.08.1962 г.	10	0	930	1600	200
21	22.09.1962 г.	0.2	0	17	29	280
22	25.09.1962 г.	7	0	650	1100	205
23	05.11.1962 г.	0.4	15	40	70	190
24	11.11.1962 г.	0.1	8	8	13	210
25	13.11.1962 г.	0	0	-	-	210
26	24.11.1962 г.	0	0	-	-	140
27	26.11.1962 г.	0.03	0	-	-	210
28	23.12.1962 г.	0	0	-	-	210
29	24.12.1962 г.	0.007	0	-	-	250
30	24.12.1962 г.	0.03	0	-	-	295

Примечание: 1 Ки = 3,7*1010 Бк (беккерелей)

К ядерным взрывам, обусловившим наиболее значительное загрязнение внешней среды и дозы облучения населения выше установленных пределов, следует отнести 4 наземных ядерных взрыва, осуществленных 29.08.49 г., 24.09.51 г., 12.08.53 г. и 24.08.56 г. Это были основные дозообразующие взрывы. Остальные имели либо очень малую мощность, либо были проведены при метеоусловиях, приводящих к выпадению осадков, локализованных на территории полигона. После каждого ядерного испытания специалистами службы безопасности полигона производился дозиметрический контроль дозы, используя воздушные и наземные средства измерения. На основе данных, полученных в ходе таких радиационных разведок, прогнозировалась радиационная обстановка в ближней и дальней зонах на следах ядерных взрывов и проводились оценки доз внешнего и внутреннего облучения населения [43 , 42].

В 1959 г. сотрудниками Института биофизики Минздрава СССР и организаций других ведомств были обобщены все имеющиеся к тому времени материалы с результатами радиационных разведок и составлен первый альбом следов радиоактивного загрязнения территорий, прилегающих к Семипалатинскому полигону. К этому времени на полигоне было осуществлено 12 наземных и 37 воздушных ЯВ. В период с 04.11.1958 г. по 01.08.1961 г. ядерные испытания не проводились в связи с объявлением моратория [44 ,21 ].

В 1960, 1961 и 1963 гг. на полигоне было проведено 38 наземных гидроядерных экспериментов, которые отличались друг от друга количеством выброшенной в атмосферу альфа-активности и высотой подъема верхней кромки облака взрыва. При этом в отдельных экспериментах разница в величине выброса альфа-активности достигала 400 раз, а высота подъема облаков находилась в пределах от 250 м (эксперимент 01.10.1963 г.) до 1280 м (01.07.1961г.). Общее количество альфа-активности плутония, диспергированного во время гидроядерных экспериментов, составило примерно 800-900 кюри, что могло привести к радиоактивному загрязнению местности вокруг испытательной площадки [45 ,33 ].

По возобновлении испытаний было продолжено ведение радиационных разведок и изучение степени радиоактивного загрязнения объектов природной среды, что позволило получить новые сведения для уточнения положения локальных радиоактивных следов. На рис. 3 показано положение основных следов радиоактивного загрязнения, в пределах которых дозы внешнего облучения до полного распада радиоактивных веществ превышали 1 рентген (примерно 10 мГр). На этом рисунке видно, что следы практически не накладываются друг на друга, поэтому нет необходимости суммировать дозы излучения. При наложении следов от нескольких ядерных взрывов, произведенных в разное время, дозы можно суммировать. Так, над г. Курчатовым с 1953 г. до конца 1965 г. прошло 15 облаков, образовавшихся после атмосферных и подземных, произведенных с выбросом грунта ядерных взрывов. После одного из них, произведенного 07.08.1962 г., доза излучения на местности составила 38 мГр, а суммарная доза всех остальных составила 7 мГр. Облучение жителей г. Курчатова после взрыва 07.08.1962 г. можно считать аварийным, поскольку вместо планируемого воздушного произошел наземный взрыв. Однако суммарная доза облучения жителей этого города не превысила 50 мГр, что является допустимым пределом [46 , 20].

Следует отметить, что результаты анализа архивных материалов, содержащих данные радиационных разведок, а также сведения о радиоактивном загрязнении природной среды, полученные специалистами радиологических групп в лабораториях санэпидстанций МинздраваСССР и сети подразделений Госкомгидромета СССР, послужили основой для реконструкции положения радиоактивных следов ядерных взрывов, создания объективной базы данных о радиационной обстановке, а также для ретроспективной оценки доз облучения населения.

Рисунок 3 – Положение основных дозообразующих следов наземных ядерных взрывов, осуществленных на Семипалатинском полигоне, с указанием доз гамма-излучения на местности до полного распада радиоактивных веществ

Подземные ядерные испытания

Необходимо отметить, что радиоактивное загрязнение природной среды происходило не только после проведения ядерных испытаний в атмосфере, но и после подземных ядерных взрывов с выбросом грунта.

Подземные ядерные испытания на Семипалатинском полигоне проводились с 11.10.1961 г. по 19.10.1989 г. на трех его рабочих площадках:

- горный массив Дегелен (в штольнях),

- площадка Балапан (в скважинах),

- площадка Сары-Узень и Телькем (в скважинах) [47 , 7].

Всего на полигоне было осуществлено 340 подземных ядерных испытаний, в которых взорвано 500 ядерных зарядов. В мирных (промышленных) целях на этом полигоне было проведено 7 испытаний (2 - в штольнях и 5 - в скважинах), которые предназначались для решения широкого круга народнохозяйственных задач (создание водоемов, каналов, гаваней; устройство котлованов; стимуляция добычи нефти и газа; тушение факелов; сейсмическое зондирование земной коры и т.д.).

Наиболее значимое загрязнение окружающей среды за пределами территории полигона произошло после двух подземных ядерных взрывов с выбросом грунта - это взрывы, осуществленные 15.01.1965 г. в скважине 1004 и 14.10.1965 г. в скважине 1003. Максимальное загрязнение природной среды имело место после взрыва ядерного заряда мощностью 140 кт на глубине 178 м в скважине 1004. Целью этого эксперимента являлось создание искусственного водохранилища в засушливой степи путем перекрытия русла реки Чаган образованной взрывом насыпной плотиной в месте слияния рек Чаган и Ащи-Су [ 48, 41].