ОСОБЕННОСТИ РАДИОАКТИВНОГО ВЫБРОСА

В результате чернобыльской катастрофы из активной зоны реактора было выброшено примерно 45 типов радионуклидов с суммарной активностью до 50 миллионов кюри. В отличие от ядерного взрыва и других радиационных аварий, данная катастрофа сопровождалась не только мгновенным выбросом радиоактивных веществ за счет взрыва, но и последующим длительным поступлением радионуклидов в атмосферу за счет горения графита в активной зоне реактора. Из всех выброшенных из активной зоны материалов основной вклад в радиационную обстановку внесли в краткосрочном плане йод-131, в долгосрочном плане - цезий-137, стронций-90, плутоний-239, -240, а также высокоактивные частицы топлива, так называемые "горячие" частицы. Высокая температура внутри реактора способствовала образованию радиоактивного облака, состоящего из радиоактивных газов, мелкодисперсных частиц и крупного аэрозоля. Радиоактивные газы за счет теплового подъема достигали значительных высот. Крупный аэрозоль вел себя как радиоактивная пыль ядерного взрыва, т.е. оседал на промплощадке, мызывая стабильное радиоактивное заражение местности. В отличие от него, тонкодисперсный аэрозоль, распространяясь в приземном слое атмосферы по направлению ветра, создал серьезные проблемы для достоверного выявления радиационной обстановки в зоне аварии и обусловил значительное радиоактивное загрязнение территорий севернее Чернобыльской АЭС и, в первую очередь, Белоруссии и Российской Федерации. Распределение пылевых частиц по размерам в приземном слое воздуха в районе Чернобыльской АЭС в первые дни аварии представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Данные по распределению радиоактивного аэрозоля на высоте 2 м на промплощадке АЭС 12.05.86 г.

Таким образом, основная масса радиоактивных частиц находилась в диапазоне 0,2 - 1,2 мкм. Частицы такого размера могут "висеть" в воздухе в течение длительного времени и перемещаться вместе с воздушными массами по направлению ветра.

Поскольку поступление радиоактивных частиц в атмосферу зависело от физико-химических характеристик веществ, находящихся в реакторе, динамики теплопоглощающих и фильтрующих материалов: бора, свинца, песка, глины и доломита, то выбросы радиоактивных веществ имели пульсационный характер.

Пульсационный характер выбросов радиоактивных частиц, сильные ливневые дожди, прошедшие в районе катастрофы, и ландшафтные особенности местности способствовали резкому изменению градиента уровня мощности доз на различных участках местности. В лесных массивах за счет осаждения радиоактивных частиц на листве и медленного перемещения воздушных потоков уровни мощности экспозиционных доз были намного выше, чем на открытых участках местности, лишенных растительности. Постоянно перемещающееся облако тонкодисперсных радиоактивных веществ также вносило существенные коррективы в измерение мощности экспозиционных доз, которые выполняли посты радиационной разведки.

Вместе с тем, с первых же дней проведения дезактивационных работ была обнаружена их низкая эффективность, особенно традиционных методов дезактивации, основанных на использовании водных рецептур. Понимание причин низкой эффективности процессов дезактивации также пришло несколько позже. Стало очевидным, что эффективность дезактивации, в первую очередь, зависит от специфики радиоактивных загрязнений. Первичное загрязнение объектов внешней среды - зданий, сооружений, техники происходило за счет сорбции газообразных и высокодисперсных радиоактивных веществ. Радионуклиды, находящиеся в облаке в виде пара или высокодисперсного аэрозоля, легко проникали в поры и трещины различных материалов, конструкций и поверхностей объектов внешней среды. Относительная величина пористости различных материалов представлена в таблице 2.2.

Как видно из данных, приведенных в таблице 2.2., очень многие материалы, поверхности и конструкции могут легко сорбировать радионуклиды в парообразном и аэрозольном состоянии. Удаление радиоактивных частиц из пор требует создания определенных условий проникновения дезактивирующих составов в пористые структуры и преодоления сил адгезии. Следующей особенностью загрязнений являлось наличие в облаке так называемых "горячих" частиц, которые образовались в результате возгонки ядерного горючего, в первую очередь, цезия, стронция и рутения. Главная опасность этих частиц - высокая активность. Если активность обычных частиц не превышает 10-14 Ки, то активность "горячих" частиц пылевого происхождения может составить 10-4 Ки. По этой причине активность радиоактивного облака в первые дни катастрофы в промзоне ЧАЭС составила 10-7-10-8 Ки/л. Ингаляционный путь воздействия радионуклидов в начальный период ликвидации катастрофы представлял первостепенную опасность, т.к., во-первых, в воздухе находились аэрозольные частицы с высокой активностью до 10-4 Ки, во-вторых, эти частицы, оседая в альвеолах легких человека за счет вдыхания воздуха, способны интенсивно облучать прилегающие ткани, вызывая на микронных уровнях до-ювые нагрузки, равные тысячам рад. По химическому составу "горячие" частицы представляли собой оксиды и карбиды редкоземельных радиоактивных металлов, которые, обладая столь высокой активностью, мало растворимы в воде и очень плохо смывались при обработке дезактивирующими растворами.

Таблица 2.2.

Пористость различных материалов

Таким образом, в результате чернобыльской катастрофы образовался весьма специфический и ранее не встречавшийся тип радиоактивного заражения, который не только по масштабу, но и по- качеству загрязнений территорий не имеет аналогов. Все это создало очень большие трудности при проведении мероприятий по дезактивации. Обобщенные данные по особенностям радиоактивного за-I грязнения в районе Чернобыльской АЭС представлены в таблице 2.6.

Таблица 2.3.

Особенности радиоактивного загрязнения в районе ЧАЭС