Распределение радионуклидов по поверхности Земли

По разным причинам на одних участках земной коры содержание природных радионуклидов более высокое, на других – более низкое. Из-за этого фон по поверхности Земли заметно меняется. Кроме природных радионуклидов в результате испытаний ядерного оружия, работы предприятий ЯТЦ и происходивших на ядерных объектах авариях по всей поверхности Земли, включая поверхность океанов, распространились и техногенные радионуклиды.

Рассмотрим кратко, каковы например, причины загрязнения радионуклидами окружающей среды даже при нормальной (безаварийной) работе предприятий ЯТЦ. Сначала из недр Земли извлекают урановую руду. Затем ее дробят. Используемые в настоящее время урановые руды часто содержат менее 0,5% урана. Добиться полного извлечения урана из таких бедных руд нельзя.              В результате на поверхности Земли возникают огромные отвалы переработанных руд, так называемые хвосты. Для работы ядерного реактора мощностью в 1 ГВт в течение года требуется переработать столько руды, что объем образовавшихся хвостов превышает 3·105 м3. По имеющимся данным, общий объем урановых хвостов в США уже превышает 0,14 км3!

Для окружающей среды плохо не только то, что уран при этом оказывается на поверхности Земли, и становится возможным воздействие его излучения на человека, но и усиливается переход опасного дочернего 222Rn в атмосферу. При ветровой эрозии уран попадает в виде аэрозолей в воздух, вымывается дождями (особенно сильно современными кислотными) и попадает на те участки поверхности, где его раньше не было. К тому же в хвостах после извлечения урана оказывается большая часть дочерних продуктов распада урана – серьезных загрязнителей окружающей среды.

Даже при нормальной (штатной) работе ядерных реакторов в атмосферу постоянно поступает радионуклид 85Kr (Т1/2 = 10,72 года). Криптон – инертный газ, его трудно удалить, связав в какое-либо химическое соединение, и образующийся 85Kr смешивается с атмосферным воздухом. Кроме 85Kr при штатной работе реактора в окружающую среду попадают тритий 3H, радиоактивный йод 131I и некоторые другие радионуклиды.

Распространению техногенных радионуклидов по поверхности Земли способствует и отсутствие стопроцентно надежных способов захоронения радиоактивных отходов, образующихся на предприятиях ЯТЦ. Хотя высокорадиоактивные отходы и переводят для безопасного хранения в удобные формы, например, смешивая с цементом с образованием твердого бетона, полностью предотвратить переход радионуклидов из этих материалов в окружающую среду не удается.

К особенно тяжелым последствиям, с точки зрения распространения техногенных радионуклидов по поверхности Земли, приводят аварии, которые происходили на ядерных реакторах (например, авария в Уиндскейле – Великобритания, 1957 год, авария на Трехмильном острове в США, 1979 год, и особенно авария на Чернобыльской АЭС в СССР в 1986 году), или аварии в местах хранения радиоактивных отходов (Кыштым, СССР, 1957 год).

В результате Чернобыльской аварии, которая имела характер глобальной катастрофы, большие площади Украины, Белоруссии и России (главным образом в Брянской области) оказались сильно загрязненными радионуклидами. Всего в атмосферу тогда попало около 300 различных радионуклидов, в том числе 90Sr, 137Cs, 131I, 95Zr, 140Ba. След от аварии протянулся от Финляндии и Швеции до Грузии и Турции. Какова сейчас ситуация с радионуклидами, попавшими в окружающую среду в результате этой аварии?

Разумеется, все перешедшие в окружающую среду сравнительно короткоживущие радионуклиды (131I, 95Zr, 140Ba) уже полностью распались. Основные количества долгоживущих радионуклидов 90Sr и 137Cs с талыми водами, потоками дождевой воды частично перешли в реки и оказались в донных отложениях. 137Cs подвержен миграции по поверхности Земли значительно слабее, чем 90Sr, он оказывается прочно связанным с почвой, илом, глиной. Значительно лучше мигрирует в почвах 90Sr (из-за образования растворимого в воде гидрокарбоната Sr (HCO3)2). Поэтому в настоящее время наибольшую опасность представляет попадание с пищевыми продуктами в организм человека именно 90Sr, хотя в отдельных местах сохраняются и опасные уровни загрязненности по 137Cs.

Будет полезно почитать по теме: