Источники радиоактивного загрязнения внешней среды

К основным искусственным источникам загрязнения внешней среды относятся:

1. Урановая промышленность.

2. Ядерные реакторы.

3. Радиохимическая промышленность.

4. Места переработки и захоронения радиоактивных отходов.

5. Использование радионуклидов в народном хозяйстве.

6. Ядерные взрывы.

Урановая промышленность занимается добычей, переработкой, обогащением урана и приготовлением ядерного топлива. Основным сырьем является уран–235, которого содержится в природном уране 0,7%. ²³⁵U под действием тепловых нейтронов испытывает реакцию деления. И поэтому на каждом из этапов производства урановой промышленности возможно загрязнение окружающей среды. Сохраняется опасность загрязнения среды при транспортировке и хранении радиоактивных материалов.

Ядерные реакторы в своих активных зонах содержат большое количество радиоактивных веществ. Аварии реакторов могут быть вызваны разрушением контура теплоносителя и оболочки твэлов, расплавлением активной зоны и др. При работе реакторов в них образуется до 20% газообразных и летучих веществ, которые частично могут попасть в атмосферу.

После крупных аварий на американской АЭС "Три Майл Айленд" (1979) и Чернобыльской АЭС (1986) на всех российских атомных электростанциях был выполнен комплекс мер, исключающих повторение таких тяжелых ситуаций. В настоящее время завершаются модернизация и техническое перевооружение энергоблоков АЭС первого поколения, что позволило не только существенно повысить уровень их безопасности, но также дало возможность обеспечить продление проектного срока эксплуатации на 5-10 лет.

Главной задачей, стоящей перед атомной энергетикой России на ближайший период, являются обеспечение высокого уровня безопасности АЭС и поддержание достигнутого уровня производства электроэнергии с последующим ростом.

Радиохимическая промышленность. Отработанные твэлы поступают на предприятия регенерации ядерного топлива, где выделяют уран, плутоний и другие продукты деления урана, которые могут быть использованы в качестве источников излучения (открытые и закрытые источники). Потенциально такие предприятия являются источниками загрязнения внешней среды за счет радиоактивности сточных вод и радиоактивных газов.

Места переработки и захоронения радиоактивных отходов. Согласно экспертным оценкам, на начало ХХI века ежегодное количество отходов атомной промышленности в США может составить 4250 т, что эквивалентно массе отходов, которые могли бы образоваться при взрыве 8 млн. атомных бомб типа сброшенных на Хиросиму. Время хранения радиоактивных отходов до их полной безопасности примерно составляет 20 периодов полураспада каждого вида содержащегося в отходах радионуклида (для цезия-137 – около 640 лет, для плутония-239 – 490 тыс. лет).

Радиоактивные отходы собираются к местам переработки и хранения специальными транспортными средствами, в частности в России специально оборудованными поездами, автотрейлерами и судами. Это позволяет безопасно доставить радиоактивные отработанные материалы к местам их постоянного хранения. Таким местом в России является предприятие «Маяк» (Челябинск). Новое хранилище отходов ядерного топлива будет построено в Железногорске. В отличие от существующего, где ядерные «сборки» находятся под водой, новое хранилище будет «сухим» (это более безопасно). Такие хранилища относительно надежны и безопасны, так как содержат огромные активности (авария в 1957 г. вблизи г. Кыштым на Южном Урале).

Использование радионуклидов в народном хозяйстве. Радиоактивные вещества в виде открытых и закрытых источников широко применяются в промышленности, медицине, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства. Радиоактивные излучения от источников могут создавать опасность загрязнения внешней среды при плохом их хранении и сбережении. Наибольшее загрязнение создают радиоизотопные лаборатории, работающие с радионуклидами в открытом виде. Все это в целом приводит к потенциальному накоплению радионуклидов во внешней среде.

Ядерные и термоядерные взрывы. При ядерных взрывах осуществляется реакция деления ядер тяжелых элементов (²³⁵U, ²³⁹Pu, ²³³U, ²³⁸U), возникающая в результате действия на них нейтронов. При ядерных взрывах образуется около 250 изотопов (225 радиоактивных) 35 элементов. Дополнительным источником радиоактивного загрязнения местности в районе взрыва служит наведенная радиоактивность (активация), обусловленная воздействием потока нейтронов, образующихся при цепной реакции деления урана или плутония, на ядра атомов веществ окружающей среды. При термоядерных взрывах происходит реакция синтеза (слияние ядер легких элементов – дейтерия и трития и образование более тяжелого ядра – гелия, происходящее при десятках миллионов градусов) возникает интенсивный поток нейтронов, вызывающий образование большоко количества продуктов активации (тритий, бериллий, углерод и др.).

Наибольшее загрязнение продуктами радиоактивного распада произошло в результате взрывов атомных и ядерных бомб (их испытания). Максимум этих испытаний приходится на два периода: первый – на 1954-1958 годы, второй – 1961-1962 годы. К 1963 году, когда был подписан СССР и США Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой (не был подписан Францией и Китаем, которые еще провели серию ядерных взрывов в атмосфере), в атмосфере уже находились продукты взрывов общей мощностью свыше 170 Мегатонн (это примерно мощность взрыва 8500 атомных бомб, сброшенных на Хиросиму). В настоящее время действует мораторий на подземные испытания, они обычно не сопровождаются образованием радиоактивных осадков. Однако геополитическая обстановка в мире, научно-технических прогресс свидетельствуют о вероятном возобновлении в ближайшие годы испытаний ядерного оружия, а также увеличивается вероятность применения ядерного оружия в конфликтных ситуациях и применения террористскими организациями так называемых «грязных» бомб (содержащих радиоактивные вещества).