<<
>>

11.2. Искусственные радионуклиды

  Появление искусственных радионуклидов обусловлено деятельностью человека. Главными физическими процессами, в результате которых образуются искусственные радионуклиды, являются ядерное деление, ядерный синтез и нейтронная активация.
Среди искусственных радионуклидов основное экологическое значение имеют изотопы цезия, стронция, рутения, церия, йода и плутония, поскольку они обладают высоким выходом в ядерных реакциях.

Несмотря на то что большая часть (рис. 11.3) радиационного воздействия на человека связана с естественными радионуклидами, именно техногенное воздействие может быть сконцентрировано во времени и пространстве в густонаселенных районах и представляет наибольшую опасность для населения.

Рис. 11.3. Вклад естественных и искусственных источников радиоактивности в облучение населения

В настоящее время основными источниками загрязнения искусственными радионуклидами биосферы являются (Рихванов, 1997): Неуправляемые ядерные реакции, возникающие при испытаниях ядерных устройств на полигонах Новая Земля, Семипалатинск, Невада (США), Лобнор (Монголия) и др. или при проведении подземных ядерных взрывов в промышленных целях, сейсмическое зондирование (Таймырский, Усть-Ордынский Бурятский автономные округа, республика Саха), взрывы для повышения нефтеотдачи пластов (Ямало-Ненецкий автономный округ, Поволжье), создания каналов (Пермская обл.), подземных хранилищ газа, дробления руды и др. Деятельность предприятий ядерно-топливного цикла типа НПО «Маяк» в Челябинске, а также энергетических ядерных реакторов (АЭС). Аварии на АЭС и реакторах (Чернобыльская, СССР, 1986; Три-Майл-Айленд, США, 1979; Уиндскейл, Англия, 1957), на надводных и подводных кораблях, космических аппаратах, использующих реакторы и ядерные устройства; инциденты с ядерным оружием.

Захоронение радиоактивных материалов. Халатное отношение к хранению и использованию технических устройств, в которых используются радиоизотопы.

Наиболее крупные очаги загрязнения природной среды радионуклидами формируются при ядерных испытаниях и авариях на АЭС. Данные о выбросах некоторых радиоактивных изотопов при ядерных взрывах и авариях приведены в табл. 11.5.

В России и на территории сопредельных государств существуют пять крупных специфических очагов загрязнения: Новоземельский (Россия), Чернобыльский (Украина, Россия, Белоруссия), Южно- Уральский (Россия), Семипалатинский (Казахстан), Лобнорский (Монголия) (Панин, 2002).

Таблица 11.5

Сравнение выбросов радиоактивных изотопов при ядерных взрывах

и авариях на ядерных реакторах

(Gudiksen et al., 1989)

Радионуклид

Выброс радиоактивности, ГБк, в пересчете на 3-й день после взрыва или аварии

Хиросима

Ядерные испытания

Чернобыль

Унндскейл

l37Cs

0,1

1500

89

0,044

134Cs

-

-

48

0,0011

90Sr

0,085

1300

7,4

0,00022

|33Хе

140

2 100 000

4400

14

,3,I

52

780 000

1300

0,59

Всегда потенциально опасной для окружающей среды является деятельность предприятий ядерно-технологического цикла (ЯТЦ) даже при работе в штатных режимах, поскольку существуют определенные трудности в улавливании некоторых радионуклидов (например, изотопов криптона, ксенона и др.).

Поэтому газы после очистки и выдерживания в специальных газгольдерах (для снижения их активности) на АЭС и радиохимических заводах

Рис. 11.4. Ядерный топливный цикл (Рихванов, 1997)

(РХЗ) выбрасывают через высокую трубу, чтобы обеспечить лучшее разбавление в атмосфере (высота труб на АЭС обычно составляет 100—150 м, на РХЗ — не менее 200 м).

На всех этапах ЯТЦ (рис. 11.4) образуются радиоактивные отходы, причем наибольшее количество опасных для биосферы техногенных радионуклидов образуется и содержится в отработанном ядерном топливе (ОЯТ) с АЭС и продуктах его переработки на РХЗ. Именно РХЗ являются основным источником радиоактивных отходов (собственно ОЯТ отходом не считается). В ОЯТ обычно содержится не менее 96 % урана и более 1 % плутония, которые из него извлекают на РХЗ. В образующиеся отходы попадают продукты деления, актиноиды, активированные материалы оболочек топливных элементов. О примерном составе и радиоактивности отходов можно судить по данным табл. 11.6.

Таблица 11.6

Удельная активность продуктов деления и трансурановых элементов в отработанном топливе реакторов мощностью 1 ГВт

(Титаева, 2000)

Радионуклид

Период полураспада

Удельная активность, Ku/т топлива

Радионуклид

Период полураспада

Удельная активность, Ku/т топлива

Реактор на тепловых нейтронах

Реактор на быстрых нейтронах

Реактор на тепловых нейтронах

Реактор на быстрых нейтронах

Продукты деления

Трансурановые элементы

|44Се

284 сут.

892

1280

241 ри

15 лет

116

600

9SNb

35 сут.

869

2660

242Ст

163 сут.

19,3

65,5

95Zr

64 сут.

524

2100

238ри

88 лет

2,79

11,2

l06Ru

1 год

459

1290

244Ст

18 лет

2,50

1,24

89Sr

51 сут.

214

637

240ри

6,5Т03 лет

0,48

0,43

137Cs

30 лет

107

109

239Ри

2,4*104 лет

0,33

3,53

l4,Pm

2,6 лет

104

353

24‘Ат

433 года

0,17

1,57

’«Sr

29 лет

76,9

43,4

243Ат

7330 лет

0,017

0,050

3H

12,3 лет

0,7

0,9

242ри

3,8Т05 лет

0,0014

0,013

Помимо газообразных отходов на РХЗ образуются жидкие и твердые отходы. Низкоактивные жидкие стоки, например вода из охлаждающих бассейнов, обычно поступают в окружающую водную среду. Жидкие отходы высокой удельной активности (они представляют собой азотнокислый раствор, содержащий 99,9 % продуктов деления, часть неэкстрагированного плутония, некоторые трансурановые элементы) концентрируют выпариванием для хранения в открытых охлаждаемых емкостях до снижения тепловыделения, последующего перевода в твердую фазу и окончательного захоронения.

Однако в первый период деятельности РХЗ (1950—1960-е гг.) происходил бесконтрольный сброс жидких отходов в водоемы. Примерами могут служить сбросы жидких отходов в Ирландское море в Селлафилде (Уиндскейл, Великобритания), в р. Колумбию в Хэнфорде (США), в р. Теча и оз. Карачай в Челябинской области (СССР).

Захоронение радиоактивных отходов в настоящее время осуществляется главным образом в глубокие геологические формации.

Об объемах и активности отходов и ОЯТ в нашей стране можно судить по данным табл. 11.7.

Таблица 11.7

Объемы и активность радиоактивных отходов и ОЯТ на предприятиях атомной промышленности, энергетики и атомного флота РФ

(Поляков, 2004)

Приуроченность отходов

Радиоактивные отходы

Отработанное ядерное топливо

объем, м3

активность,

ТБк

масса,т

активность,

ТБк

Предприятия добычи и переработки

110*

6,7-103

АЭС

2,86-105

1,6-103

7,2Т03

1,5-10®

Хранилище ОЯТ Минатома

1-103

1,8-107

Остеклованные, объединение «Маяк»

700

7,8106

Производства ядерного оружия

4,5108

7,8*107

Хранилища С К «Радон»

2Т05

7,4-104

Атомный флот

3,28-104

7,8-Ю2

1,2-106

Сумма накопленных РАО и ОЯТ

5,5Т08

8,5-Ю7

8,3103

1,7-10®

<< | >>
Источник: Мотузова Г.В., Карпова Е.А.. Химическое загрязнение биосферы и его экологические последствия. Учебник.. 2013

Еще по теме 11.2. Искусственные радионуклиды:

  1. 12.3 Проблема языка в современных исследованиях по искусственному интеллекту
  2. ИСКУССТВЕННОЕ ВСКАРМЛИВАНИЕ
  3. ПАРАДИГМА РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕКА В КОНТЕКСТЕ ЗАКОНОВ РАЗВИТИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СИСТЕМ Меерович М.И.
  4. Размежевание природного и искусственного
  5. Радионуклиды
  6. ПРОДУКЦИЯ, ПОДЛЕЖАЩАЯ САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ В ДЕПАРТАМЕНТЕ ГОССАНЭПИДНАДЗОРА МИНЗДРАВА РОССИИ (ред. от 18.03.2002)
  7. Установление факта искусственного прерывания беременности
  8. ИНСТРУКЦИЯ О ПОРЯДКЕ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЕРАЦИИ ИСКУССТВЕННОГО ПРЕРЫВАНИЯ БЕРЕМЕННОСТИ
  9. Искусственный разум проникает на заводы.
  10. Глава 5. Искусственный отбор как доказательство эволюции