Чернобыльская катастрофа

 

 

Радиоактивное загрязнение почвы. В связи с широким использованием в народном хозяйстве радиоактивных веществ появилась опасность загрязнения почв радионуклидами. Источники радиации — ядерные установки, испытание ядерного оружия, отходы урановых шахт. Потенциальными источниками, радиоактивного загрязнения могут стать аварии на ядерных установках, АЭС (как в Чернобыле, Екатеринбурге, а также в США, Англии, Японии). В верхнем слое почвы концентрируются радиоактивные стронций и цезий, откуда они попадают в организм животных и человека. Лишайники северных зон обладают повышенной способностью к аккумуляции радиоактивного цезия. Олени, питающиеся ими, накапливают изотопы, а у населения, использующего в пищу оленину, в организме в 10 раз больше цезия, чем у других северных народов. [1]

 

Радиоактивное загрязнение  растительного и животного мира. Биологическое накопление свойственно и зеленым растениям, которые, аккумулируя определенные химические элементы, изменяют окраску хвои, листьев, цветков и плодов. Это иногда служит, индикаторным, признаком, при поисках полезных ископаемых. Например, береза и осина в Восточной Сибири накапливает в своей древесине значительные, содержания  стронция-90, что приводит к появлению необычной окраски - неестественно зелёного цвета. Сон-трава на южном Урале аккумулирует никель поэтому ее около-цветник вместо фиолетового цвета становится белым, что указывает на высокие концентрации никеля в почве. В ареале рассеяния урановых месторождений лепестки иван-чая вместо розовых становятся белыми и ярко-пурпуровыми, у голубики плоды вместо темно-синих становятся белыми и т,д.

Радионуклиды,  попадая ,в  окружающую среду, часто рассеиваются и разбавляются в водах, но они  могут различными способами накапливаться  в живых организмах при движении по пищевым цепям ("биологическое накопление. На рисунке 1 показан процесс накопления стронция-90 по пищевым цепям в небольшом канадском озере Перч-Лейк, принимающим низкоактивные отходы.

Поскольку содержание радионуклида в виде принимается за 1, то его  концентрация постепенно возрастает по пищевым цепям. В костях окуня  и ондатры его содержание возрастает в 3000-4000 раз по сравнению с концентрацией  в воде. Это имеет существенные негативные последствия для живых  организмов, включая и человека, и биосферы в целом. Установлено, что коэффициент накопления стронция-90 в раковинах моллюсков днепровских  водохранилищ относительно воды достигает 4800 (Францевич и др., 1995). Поэтому  при оценке воздействия радионуклидов  на среду необходимо учитывать эффект биологического накопления их живыми, организмами и последствия для естественных экосистем. [2]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Безопасность в будущем

 

Методы защиты: Существует три пути поступления радиоактивных веществ в организм: при вдыхание воздуха,  загрязненного радиоактивными веществами,  через зараженную пищу или воду,  через кожу,  а также при заражении открытых ран. Наиболее опасен первый путь,  поскольку во-первых, объем легочной вентиляции очень большой, а во-вторых, значения коэффициента усвоения в легких более высоки.  Для этого многие предприятия выработали для себя определенные способы защиты от ионизации. Они включают в себя организационные, гигиенические, технические и лечебно-профилактические мероприятия, а именно:

-увеличение расстояния между оператором и источником;

-сокращение продолжительности работы в поле излучения;

-экранирование источника излучения;

-дистанционное управление;

-использование манипуляторов и роботов;

-полная автоматизация технологического процесса;

-использование средств индивидуальной защиты и предупреждение знаком радиационной опасности;

-постоянный контроль за уровнем излучения и за дозами облучения персонала.

Защита от внутреннего  облучения заключается в устранении непосредственного контакта работающих с радиоактивными веществами и предотвращение попадания их в воздух рабочей зоны. Необходимо руководствоваться нормами радиационной безопасности, в которых приведены категории облучаемых лиц, дозовые пределы и мероприятия по защите, и санитарными правилами, которые регламентируют размещение помещений и установок, место работ, порядок получения, учета и хранения источников излучения, требования к вентиляции, пылегазоочистке, обезвреживанию радиоактивных отходов и др. [3]

 

Утилизация: Также,  одна из наиболее острых экологических проблем в нашей стране — проблема радиоактивных отходов. Только на предприятиях Минатома России (ПО «Маяк», Сибирский химический комбинат, Красноярский горно-химический комбинат) сосредоточены 600 млн. м³ РАО с суммарной активностью 1,5 млрд. Ки. На 29 энергоблоках АЭС хранится 140 тыс. м³ жидких и 8 тыс. м³ отвержденных отходов общей активностью 31 тыс. Ки, а также 120 тыс. м³ излучающих твердых отходов (оборудование, строительный мусор). Ни одна АЭС не имеет полного комплекта установок для подготовки отходов к захоронению. Поставщиками РАО являются также Военно-морской флот , атомный ледокольный флот, судостроительная промышленность и предприятия неядерного цикла. На их долю приходится 240 тыс. м³ отходов с активностью более 2 млн. Ки. Одна из наиболее сложных технологических стадий ядерного топливного цикла — переработка отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) и захоронение РАО. На предприятиях Минатома, Минтранса и ВМФ России хранятся 7800 т. ОЯТ с общей активностью 3,9 млрд. КИ. Остаются нерешенными вопросы, связанные с утилизацией атомных подводных лодок, обращением с РАО и ОЯТ на объектах ВМФ России. К 1994 г. выведены из эксплуатации 121 атомная подводная лодка; для них строятся пункты временного хранения. Полностью загружены хранилища ОЯТ Мурманского морского пароходства. Тяжелое положение с хранением РАО сложилось на Тихоокеанском флоте. В связи с аварийным состоянием спецтанкера ТНТ-5 в октябре 1993 г. был произведен сброс жидких РАО в Японское море. После запрещения сброса отходов в море количество их неуклонно возрастает. (см. рисунок 2)

На большей части территории Российской Федерации мощность экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения на местности соответствует фоновым значениям и колеблется в пределах 10...20 мкР/ч. В результате радиационного обследования городов и населенных пунктов страны выявлены сотни участков локального радиоактивного загрязнения, характеризующихся МЭД гамма-излучения от десятков мкР/ч до десятков мР/ч . На этих участках находятся утерянные, выброшенные или произвольно захороненные источники ионизирующих излучений различного назначения, технологические отходы производств и содержащие радионуклиды стройматериалы. Эти загрязнения повышают риск для населения получить опасную дозу облучения в самом неожиданном месте, в том числе и в собственном доме, когда, например, строительные панели становятся мощным источником ионизирующего излучения. [4]

Возможные последствия применения ядерного оружия массового поражения: В последние годы учены стали чаще задумывася о последствиях ядерной катастрофы на Земле  - глобального экологического последствия применения оружия  массового  уничтожения (ядерного,  химического, биологического), что в конечном итоге приведет к разрушению основных природных экосистем Земли. В настоящее время  мощность накопленных запасов ядерного оружия  в мире составляет около 16-18 •10⁹т,  т.е. на каждого жителя планеты приходится более 3,5 т тротилового эквивалента (Рябчиков, 1987). Поэтому в ряде стран (США, Канада, Англия, Германия и  др.) проведены исследования по оценке последствий ядерной войны на биосферу в целом, в частности смоделировано более 20 различных сценариев. При ядерной катастрофе суммарная мощность взрывов может находиться в пределах от 6500 Мт. (базовый сценарий) до 10-12 тыс. Мт. (жесткий сценарий). Аналогичные работы проведены в Вычислительном центре Российской АН; опубликованы различные варианты сценариев ядерной катастрофы  в  работах М.И.Будыко,  Ю.А.Израэля, Г.С.Голицына, К.Я. Кондратьева и др. [5]

Результаты  проведенных исследовании  по данной проблеме указывают на недопустимость ядерной войны, которая с неизбежностью приведет к глобальным изменениям климата и к деградации биосферы, в целом (табл. 1).

Видно, что  среди возможных  геофизических (экологических) последствий применения ядерного оружия следует выделить: массовые радиационные и иные поражения  изменение  погоды и климата, разрушение озонового слоя, нарушение состояния  ионосферы и т.п. К этому необходимо добавить сильное загрязнение  атмосферы  аэрозольными и газообразными частицами, возникшими в результате, как взрывов, так и многочисленных пожаров. По данным  М.И.Будыко и др. (1986) при ядерной войне даже при мощности, взрыва 5000 Мт. в атмосферу поступит  9,6 *10³ т . аэрозолей из которых 80% проникнет в стратосферу. Наличие в атмосфере огромного количества аэрозолей, газообразных примесей и дыма ядерных пожаров - все это, приведет к уменьшению притока солнечной радиации к земной поверхности и, конечно, к понижению температуры воздуха не планете примерно на 15⁰С («ядерная зима»). Ожидаемое среднее понижение температуры воздуха над континентами северного полушария Будет составлять более 20⁰С.  Такой крупный ядерный конфликт коренным образом повлияет на климат в виде наступления темноты  («ядерная ночь»), изменит глобальную циркуляцию воздуха и т.д. Следствиями этого будут: прекращение процесса фотосинтеза, вымораживание и уничтожение растительности на огромных территориях,  гибель посевов  сельскохозяйственных культур и в конечном итоге гибель всего живого и человеческой цивилизации. Также, к последствиям ядерных взрывов следует добавить еще радиацию от разрушенным АЭС (более 420), при этом 85% их расположено именно в северном полушарии. По расчетам медиков, при  реализации только базового сценария в северном полушарии около, 60% населения сразу погибнет от ударной волны, ожогов и летальной дозы радиации, 25% будут поражены ионизирующей  радиацией и т.д., т.е. будет поставлена под сомнение возможность существования Человека как биологического вида. Основным путем  предотвращения глобальной экологической катастрофы является ликвидации всех видов оружия массового  уничтожении, что сможет предотвратить малейшую возможность ядерной войны, в которой не будет ни победителей, ни побежденных. Также для уменьшения вероятности непреднамеренного самоуничтожения населения земли необходимо значительно расширить экологические исследования последствий применения ядерного и другого вида оружия. Как отмечает Н.Н. Моисеев(1990, с.307), «…по существу все собственно экологические проблемы сводятся к соизмерению своих действий с возможностями окружающей среды». [6]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Чернобыльская катастрофа:

 

Как это было: Чернобыльская техногенная катастрофа произошла 26 апреля 1986 года на 4 энергоблоке  ЧАЭС (Чернобыльской Атомной Электростанции). Чернобыльская атомная электростанция находится на самом севере Украины в Киевской области около впадения реки Припять в Днепр. В 112 километрах южнее Киев, а в 100 км восточнее Чернигов. Непосредственно место, где находится станция и городок обслуживающего персонала была Припять. Разрушение носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, и в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. Авария расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю ядерной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу.

Примерно в 1:23:50, 26 апреля произошел взрыв, который полностью разрушил реактор. Здание энергоблока частично обрушилось, при этом, как считается, погиб 1 человек. В различных помещениях и на крыше начался пожар. Впоследствии остатки активной зоны расплавились. Смесь из расплавленного металла, песка, бетона и частичек топлива растеклась по подреакторным помещениям. В результате аварии произошёл выброс радиоактивных веществ, в том числе изотопов урана, плутония, йода-131 (период полураспада 8 дней), цезия-134 (период полураспада 2 года), цезия-137 (период полураспада 30 лет), стронция-90 (период полураспада 28 лет). Положение усугублялось тем, что в разрушенном реакторе продолжались неконтролируемые ядерные и химические (от горения запасов графита) реакции с выделением тепла, с извержением из разлома в течении многих и многих дней продуктов горения высокорадиоактивных элементов и заражении ими больших территорий. Остановить активное извержение радиоактивных веществ из разрушенного реактора удалось лишь к концу мая 1986 года мобилизацией ресурсов всего СССР и массовым переоблучением тысяч ликвидаторов. Радиоактивное облако от аварии прошло над европейской частью СССР, Восточной Европой, Скандинавией, Великобританией и восточной частью США. Примерно 60 % радиоактивных осадков выпало на территории Белоруссии. Около 200 000 человек было эвакуировано из зон, подвергшихся загрязнению.

 

Чернобыльская авария стала  событием большого общественно-политического  значения для СССР. И это наложило определённый отпечаток на ход расследования  её причин. Подход к интерпретации  фактов и обстоятельств аварии менялся  с течением времени и полностью  единого мнения нет до сих пор. [7] [11]

Причины: Существует по крайней мере два различных подхода к объяснению причины чернобыльской аварии, которые можно назвать официальными, а также несколько альтернативных версий разной степени достоверности.

Первоначально вину за катастрофу возлагали исключительно, или почти  исключительно, на персонал. Такую позицию  заняли Государственная комиссия, сформированная в СССР для расследования причин катастрофы, суд, а также КГБ СССР, проводивший собственное расследование. МАГАТЭ в своём отчёте 1986 года также в целом поддержало эту точку зрения. Значительная часть публикаций в советских и российских СМИ, в том числе и недавних, основана именно на этой версии. На ней же основаны различные художественные и документальные произведения, в том числе, известная книга Григория Медведева «Чернобыльская тетрадь».

Грубые нарушения правил эксплуатации АЭС, совершённые персоналом ЧАЭС, по этой версии, заключались в  следующем:

-проведение эксперимента «любой ценой», несмотря на изменение состояния реактора;

-вывод из работы исправных технологических защит, которые просто остановили бы реактор ещё до того как он попал бы в опасный режим;

-замалчивание масштаба аварии в первые дни руководством ЧАЭС.

Однако в последующие  годы объяснения причин аварии были пересмотрены, в том числе и МАГАТЭ. Консультативный  комитет по вопросам ядерной безопасности (INSAG) в 1993 году опубликовал новый  отчёт, уделявший бо́льшее внимание серьёзным проблемам в конструкции  реактора. В этом отчёте многие выводы, сделанные в 1986 году, были признаны неверными.

В современном изложении, причины аварии следующие:

-реактор был неправильно спроектирован и опасен;

-персонал не был проинформирован об опасностях;

-персонал допустил ряд ошибок и неумышленно нарушил существующие инструкции, частично из-за отсутствия информации об опасностях реактора;

-отключение защит либо не повлияло на развитие аварии, либо не противоречило нормативным документам. [8] [10]

 

Этапы катастрофы и ошибки персонала: Первоначально утверждалось, что операторы допустили многочисленные нарушения. В частности, в вину персоналу ставилось то, что они отключили некоторые системы защиты реактора, продолжили работу после падения мощности до 30 МВт и не остановили реактор, хотя знали, что оперативный запас реактивности меньше разрешённого. Было заявлено, что эти действия были нарушением установленных инструкций и процедур и стали главной причиной аварии.

В доклад МАГАТЭ 1993 года эти выводы были пересмотрены. Было признано, что большинство действий операторов, которые ранее считались нарушениями, на самом деле соответствовали принятым в то время правилам или не оказали никакого влияния на развитие аварии. В частности:

-Длительная работа реактора на мощности ниже 700 МВт не была запрещена, как это утверждалось ранее.

-Одновременная работа всех восьми насосов не была запрещена ни одним документом.