Типы радиационного загрязнения. Проблема радиоактивных отходов

2.2 Риск радиационной  опасности

 
Результаты сравнительной оценки индивидуального среднего риска  фатального исхода в год по данным, относящимся ко всему населению  США, показывают, что индивидуальный риск погибнуть в результате катастрофы, связанной с аварией ядерного реактора, крайне мала по сравнению  с другими факторами техногенного риска. Приведем также данные для  США: 
 
автомобильный транспорт – 3х10^–4, 
 
воздушный транспорт – 9х10^–6, 
 
железнодорожный транспорт – 4х10^–6, 
 
молния – 5х10^–7, 
 
ядерная энергетика – 2х10^–10.  
 
Здесь средний риск – количественная оценка степени опасности гибели человека – определяется как отношение числа неблагоприятных последствий (т.е. смертельных исходов) к их возможному числу за определенный интервал времени. Оценки риска для ядерной энергетики проведены с расчетом на 100 американских ядерных реакторов. Сравнивая приведенные выше количественные оценки риска, можно сделать вывод, что ядерная энергетика (по данным США) создает риск опасности для жизни человека в миллион раз меньший, чем риск погибнуть в дорожно-транспортных происшествиях, и в 10 тысяч раз меньший, чем погибнуть в железнодорожных авариях. Принципы конструирования и строительства ядерных реакторов примерно одинаковы во всех странах, развивающих атомную энергетику, и уровень надежности и безопасности реакторов считается достаточным, чтобы риск для населения был минимален.  
 
Однако риск радиационной опасности не определяется только безопасностью ядерных реакторов, он зависит от степени радиационного загрязнения территорий, связанных с производством и испытанием ядерного оружия, с работой предприятий, занимающихся добычей, обогащением и переработкой ядерных материалов и т.п. Более того, риск радиационной опасности оценивается не только вероятностью фатальных исходов, но и вероятностью получения дозы облучения и последующих разнообразных заболеваний. В настоящее время в литературе оценки риска указанных факторов радиационной опасности не рассматриваются. Ясно, что в целом риск радиационной опасности значительно (и возможно, во много раз) больше, чем оцененный выше только по вероятности аварий в ядерной энергетике. Поэтому неудивительно, что интуитивно воспринимаемая обществом радиационная опасность сравнима с опасностью химического загрязнения среды [1]. 

2.3 Источники радиационного  загрязнения

 
Факторы радиационной опасности разделяются  по происхождению на естественные и антропогенные. К естественным факторам относятся ископаемые руды, излучение при распаде радиоактивных элементов в толще земли и др. Антропогенные факторы радиационной опасности связаны с добычей, переработкой и использованием радиоактивных веществ, производством и использованием атомной энергии, разработкой и испытанием ядерного оружия и т.п. Наибольшую опасность для здоровья человека представляют антропогенные факторы радиационной опасности, связанные со следующими видами и отраслями человеческой деятельности: 
 
- атомная промышленность; 
 
- ядерные взрывы; 
 
- ядерная энергетика; 
 
- медицина и наука. 
 
Они имеет свои основные источники загрязнения среды как радиоактивными элементами, так и радиационными излучениями. Кроме того, атомная промышленность и ядерная энергетика являются основными источниками радиоактивных отходов (РАО), исключительно опасных для всего живого на планете, что создало сравнительно новую проблему человечества – проблему захоронения, утилизации, складирования РАО, решение которой до сих пор не существует. Другая новая проблема вызвана реализацией достигнутых между ядерными державами соглашений по ядерному разоружению – это проблема ликвидации ядерного оружия, связанная в основном с демонтированием и безопасной транспортировкой, складированием и хранением большого количества ядерных боеголовок (до нескольких десятков тысяч с двух сторон – с российской и американской). Обе проблемы требуют колоссальных экономических затрат, сравнимых с национальным доходом развитых стран. В ближайшее время к этим двум добавится и третья проблема, вызванная окончанием срока эксплуатации десятков ядерных реакторов атомных электростанций (АЭС) и атомного подводного флота [1]. 
 
Ниже приведены данные о величине периода полураспада некоторых радиоактивных элементов (радионуклидов), имеющих важное значение с точки зрения экологии: 
 
Наиболее опасны стронций и цезий, которые трудно выводятся из организма. Обладая периодом полураспада, приблизительно равным средней продолжительности жизни человека, они создают опасность онкологических заболеваний и генетических нарушений.  

2.3.1 Атомная промышленность

 
Атомная промышленность занимается добычей, переработкой и обогащением радиоактивного сырья, используемого далее либо как топливо в ядерной энергетике, либо для создания систем ядерного оружия (ядерные боеголовки). Следовательно, предприятия атомной промышленности имеют дело непосредственно с  радиоактивными веществами, часть которых  неизбежно попадает в окружающую человека среду в виде отходов  либо рассеивается в почве, атмосфере, водоемах. 
 
Известно, что в России насчитывается около 800 ядерных объектов. С 1938 по 1993 гг. в мире было добыто около 1,7–1,8 млн. т природного урана. Сейчас суммарные запасы его оцениваются в 104–125 тыс. т в западных странах и 100 – 200 тыс. т в бывшем СССР. По экспертным оценкам, в мире произведено около 1100 т плутония (в том числе, 250–400 т оружейного плутония), из которых от 7 до 10 т распылено в окружающей среде. Учитывая очень большой период полураспада этого элемента, очевидно, что его вредное воздействие на биосферу и здоровье человека будет ощущаться многие сотни и даже тысячи лет. Отметим, что для человека смертельно опасны при попадании внутрь всего 2 мкг плутония. Согласно подсчетам известного ученого-ядерщика академика А.Д. Сахарова, которого называют «отцом советской водородной бомбы», рассеянные в биосфере 7–10 т плутония ответственны за гибель от рака и лейкемии более 5 млн. жителей планеты.  

2.3.2 Ядерные взрывы

 
По официальным данным, к началу 1993 года на существующих в мире пяти ядерных полигонах – Невада (США, Великобритания), Новая земля (СССР, ныне Россия), Семипалатинск (Казахстан), Муруроа (Франция), Лобнор (Китай) было произведено более 2000 ядерных взрывов: 
 
Как известно, наибольший ущерб биосфере и человечеству был нанесен испытаниями ядерного оружия в атмосфере, которые продолжались до 1980 г. (Китай), хотя ведущие ядерные державы завершили их в 1962 (СССР) и 1963 (США) годах. Особенно сильно способствовал радиоактивному загрязнению Азиатского материка мощнейший (до 3 мегатонн) воздушный ядерный взрыв в Китае, последствия которого на территориях Средней и Центральной Азии, Сибири и Дальнего Востока прослеживаются до сих пор.  
 
Испытания ядерного оружия привели к распространению радиоактивных продуктов по всему земному шару. Продукты эти с осадками попадают из атмосферы в почву, грунтовые воды и, следовательно, в пищу человека и живых существ. Согласно некоторым оценкам, на долю наземных ядерных взрывов приходится более половины (до 5 т) рассеянного в настоящее время в биосфере плутония.  
 
Большая часть взрывов военного назначения относится к подземным испытаниям, которые также вносили свою, хотя и меньшую, долю выбросов радиоактивных веществ в окружающую среду. Наряду с такими подземными ядерными взрывами (ПЯВ) в мире с конца 50-х годов проводились подземные ядерные взрывы в мирных целях, т.е. для нужд народного хозяйства, например, для сооружения водохранилищ, подземных хранилищ вредных отходов, при добыче полезных ископаемых и т.п. Первый ПЯВ в мирных целях был осуществлен в США в 1957 г., а на территории России – в 1965 г. Такие взрывы проводились практически до начала 90-х годов. За этот период на территории СНГ, только по официальным данным, было проведено 116 взрывов, в том числе на территории России 90, (в европейской части – 59 взрывов, в Сибири – 31). 
 
Следовательно, к пяти ядерным суперполигонам надо добавить еще около двух сотен полигонов на земном шаре, которые также способствовали широкому распространению радиоактивного загрязнения биосферы. 

2.3.3 Ядерная энергетика

 
Первая в мире АЭС (атомная электростанция) была построена в СССР в 1954 году в  Обнинске под Москвой. В настоящее  время уже около 30 стран производят электроэнергию на АЭС, а темпы прироста этого вида электроэнергии в мире в два раза превышают темпы  прироста всех видов электроэнергии, несмотря на то, что ряд стран (Австрия, Россия, Швейцария) заморозили свои ядерно-энергетические программы после Чернобыльской  катастрофы. Доля ядерной электроэнергетики  в мире составляет 17%. Ведущей в  этой области в настоящее время  является Франция, которая вырабатывает на АЭС 75% электроэнергии. В России выработка  электроэнергии на АЭС составляет около 12%. В списке стран, имеющих АЭС, Россия по производству электроэнергии на АЭС  занимает 18-е место. Для сравнения  отметим, что США со своими 19% в этом списке находятся на 11-м месте. Одной из экологически важных проблем развития ядерной энергетики является упоминаемая ранее проблема хранения и переработки радиоактивных отходов [1].  

2.3.4 Медицина и  наука

 
Использование изотопов радиоактивных  элементов в медицине для диагностики  и в лечебных процедурах также  способствует широкому территориальному распространению радиационного  загрязнения. Если ядерные взрывы практически  прекращены, то медицина остается действующим  в настоящее время фактором радиационной опасности. Другим действующим до сих  пор фактором радиационного загрязнения  среды являются многочисленные исследовательские  ядерные реакторы, существующие в  университетах и научно-исследовательских  центрах (лабораториях, институтах и  др.) в разных странах мира. Исследовательские реакторы широко используются в экспериментах, при получении изотопов, проведении нейтронно-активационного анализа материалов, создании перспективных типов реакторов и т. д. Столь широкий диапазон работ привел к тому, что к концу 1991 г. в мире было около 500 реакторов, в том числе в США – 94, в СНГ – 66, в Германии – 25, во Франции и Японии – по 19, в Канаде – 14, в Китае – 12. 

3 РАДИАЦИОННОЕ  ЗАГРЯЗНЕНИЕ ТЕРРИТОРИИ РК

 
Варварское, хищническое отношение  центральных ведомств к природным ресурсам РК привело в 70-90 гг. к экологическому кризису в республике, принявшему в некоторых регионах катастрофический характер. Одной из сложнейших экологических проблем является.  
 
Ядерные испытания, проводившиеся с 1949 года на Семипалатинском полигоне привели в заражению огромной территории в Центральном и Восточном Казахстане. В республике еще имелось 5 полигонов, где проводились ядерные испытания, в непосредственной близости от ее границ находится китайский полигон Лоб-Нор. Радиационный фон в РК повышается так же в результате образования озоновых дыр при запуске космических кораблей с космодрома Байконур. Огромную проблему для РК представляют радиоактивные отходы. Так, Ульбинский комбинат накопил около 100 тысяч тонн отходов, загрязненных ураном, торием, причем хранилища отходов находятся в городской черте Усть-Каменогорска. В РК имеются всего 3 могильника для ядерных отходов и все они располагаются в водоносном слое. 
 
Именно серьезность проблемы радиационного загрязнения привела к тому, что один из первых законов суверенного Казахстана стал Указ от 30.08.1991 г. о запрещении испытаний на Семипалатинском полигоне. 

3.1 Причины радиационного  загрязнения

 
При всем разнообразии факторов формирующих  радиоэкологическую обстановку на территории республики, определяющими по состоянию  на 1999 г. остаются: 

•  
  деятельность бывшего Семипалатинского испытательного ядерного полигона; 
•  
  ядерные взрывы, выполненные для народнохозяйственных задач, произведенные в 1949-1961 гг; 
•  
  деятельность предприятий атомно-промышленного комплекса; 
•  
  деятельность китайского полигона "Лоб-Нор " и глобальные выпадения; 
•  
  природные радиоактивные аномалии в местах проживания населения и подземных водах, используемых для питьевого водоснабжения. 

 
Мониторинг за радиоактивным загрязнением осуществляется в последние годы эпизодически, но по наблюдениям в 1996 г. (40 станций Казгидромета) установлено, что: 

•  
  основной вклад в радиоактивное загрязнение вносят радионуклиды, присутствие которых в приземной атмосфере обусловлено 
•  
  ветровым переносом радиоактивных частиц с подстилающей поверхности; 
•  
  концентрации радионуклидов как естественного, так и техногенного происхождения варьирует в пределах меньших чем ПДК, утвержденных Нормами радиационной безопасности; 
•  
  сохраняется тенденция снижения концентрации цезия-137, начатая в 1986 г, которая в 1996 г составила 0,06Ч 10^-5Бк/куб.м. Сумма бета-активных продуктов составила – 20Ч 10^-5Бк/ куб. м; 
•  
  атмосферный привнос цезия-137 незначителен, в среднем по территории Казахстана величины плотностей выпадения составили 0,5 Бк/ кв.м; 
•  
  радиационный фон на территории РК составил 11-18 мкР/час, при этом из числа продуктов ядерных испытаний основной вклад в МЭД вносит только цезий-137; 
•  
  подземные ядерные испытания 1996 г. на Китайском полигоне Лобнор не повлияли на радиационную обстановку территории Республики Казахстан; 
•  
  на территории Семипалатинского полигона имеет место распространение искусственных радиоизотопов – цезия-137, стронция-90, европия-152, 155; америция-241, плутония-239, 240; кобальта-60, что по оценке экспертов Национального ядерного центра Республики Казахстан совместно с учеными и специалистами США, Франции, России, МАГАТЭ представляет большую опасность для жизнедеятельности полигона. 

 
Активное развитие нефтепромысловой отрасли в Мангистауской и Атырауской областях Республики Казахстан привело к техногенному радиоактивному загрязнению участков добычи нефти и прилегающих районов, зафиксированы зоны кризисных ситуаций. Двенадцать городов и населенных пунктов этих областей с численностью 100 тыс. человек подвержены радиоактивной опасности. 
 
На участках 22 наиболее крупных месторождений, где в настоящее время производится добыча нефти, были выявлены 267 участков радиоактивного загрязнения с мощностью радиоактивного излучения от 100 до 17000 мкр/час. 
 
Проблема захоронения источников ионизирующих излучений частично решается введением в эксплуатацию первой очереди приема ампульных источников на стендовом комплексе “Байкал-1”, а проблема захоронения отходов ядерных установок и ураноперерабатывающей промышленности – функционированием ведомственных хранилищ радиоактивных отходов. При этом ряд предприятий, преимущественно бюджетные организации, не имеют средств доставки их на “Байкал-1”. 
 
Урановые месторождения Казахстана, оцениваемые как 1/4 часть мировых запасов определяют повышенные концентрации естественных радиоактивных элементов в природных водах, в газовых почвенных эманациях на значительных территориях. Выявлено более 700 природных источников с повышенным содержанием радионуклидов, требующих контроля и ограничения хозяйственного использования. Более половины территории республики необходимо обследовать на радоноопасность [7]. 
3.2 Влияние китайского полигона «Лобнор» и глобальные выпадения

 
В радиационное загрязнение территории Республики Казахстан определенный вклад вносит деятельность полигона «Лобнор», который осуществил более 25 взрывов. Установлено, что продукты распада ядерных взрывов, полигона «Лобнор» имеют перемещения в двух направлениях. 
 
1. Восточное – через 2-3 дня после взрыва продукты распада загрязняют приземную атмосферу Приморского края, Камчатки, Сахалина России. Далее, обогнув земной шар, радиоактивные облака проходят над Европейской территорией, Средней Азией и Казахстаном в пределах 40-50^о северной широты. 
 
2. Западное (реже 10 из 100) радиоактивные отходы загрязняют Восточный Казахстан и северные территории Средней Азии. 
 
Влияние полигона «Лобнор» проявляется в кратковременном резком повышении концентрации короткоживущих радионуклидов в 100-200 раз и увеличении уровня фона. Большую проблему продолжают представлять источники ионизирующего излучения (ИИИ). В Восточно-Казахстанском областном управлении в 1999г. выявлено 2162 неучтенных источника ионизирующего излучения в радиоизотопных извещателях дыма, которые разрешалось приобретать без согласования с органами госсаннадзора. Из них 2146 – ампульные источники плутония-239; 1444 источника были захоронены. 
 
Захоронение отработанных источников ионизирующего излучения на единственном долговременном хранилище «Байкал-1» становится основной проблемой для многих предприятий. 
 
В Западно-Казахстанской области на предприятиях и в организациях имеются (по оперативным данным) 44,9 тыс. шт. люминисцентных, ртутных ламп, из которых более 23 тыс. штук отработанные и хранятся в отдельных помещениях согласно разработанным правилам. 
 
В текущем году в г. Уральске открыт пункт приема (собрано 3000 шт.) использованных люминисцентных, ртутных ламп и приборов для централизованного сбора, хранения и последующей утилизации. 
 
В 1999 году специалистами Института ядерной физики (ИЯФ), Национального ядерного центра (НЯЦ) РК с участием представителя Западно-Казахстанского ОУООС был проведен комплекс работ по ликвидации пятен радиоактивного загрязнения на приустьевых площадках подземных полостей ТК-4 и ТК-5 объекта «Лира». В результате выполнения работ МЭД на данных участках приблизился к уровню естественных значений для данной местности. 
 
Совершенно неразрешенной остается проблема рекультивации радиоактивных отвалов горных выработок, в которых сосредоточено ~ 50 млн.т радиоактивных отходов общей активностью более 50 тыс. Кюри. Сложившаяся радиоэкологическая ситуация в местах размещения этих отвалов представляет потенциальную опасность для здоровья населения, т.к. отвалы в большинстве случаев безнадзорны, используются местным населением для жилищного и дорожного строительства (Кокшетауская, Талдыкорганская, Северо-Казахстанская и др. области). Зафиксированы случаи выщелачивания из них радиоактивных веществ под действием атмосферных осадков в грунты и грунтовые воды [7].