Атомная энергетика: история и современность

Как происходило распространение  радиоактивности  из поврежденного  реактора географически? Какие территории оно затронуло?

Первоначально распространение радиоактивного загрязнения воздушных потоков происходило в западном и северном направлениях, в последующие два-три дня – в северном, а с 29 апреля 1986 г. в течение нескольких дней – в южном направлении (в сторону Киева).  
    Загрязненные воздушные массы распространились затем на значительные расстояния по территории БССР, УССР и РСФСР, а также за пределами Советского Союза.  
    Через 15 дней после аварии уровень гамма-фона в 5 мР/ч был зафиксирован на расстоянии 50 – 60 км к западу и 35 – 40 км к северу от ЧАЭС. В Киеве уровни радиации в мае 1986 г. достигали нескольких десятых миллирентген в час.  
    Радиоактивному загрязнению в значительной мере подверглись Гомельская и Могилевская области БССР, районы Киевской и Житомирской областей УССР, примыкающие к 30-километровой зоне вокруг ЧАЭС, часть Брянской области РСФСР. Эти территории составляют так называемую зону жесткого контроля. Всего же в той или иной степени оказались загрязненными радионуклидами 11 областей СССР, в которых проживает 17 млн. человек. Мелкодисперсные радиоактивные частицы достигли с воздушными потоками отдельных районов Кавказа, Сибири и Средней Азии. 

Какие из радионуклидов, содержащихся в выбросах из поврежденного  атомного реактора, наиболее опасны для  здоровья?  

Ученые выделили в выбросах из аварийного реактора 23 основных радионуклида. Большая часть из них распалась в течение нескольких месяцев после аварии и опасности не представляет. В первые минуты после взрыва и образования радиоактивного облака наибольшую угрозу для здоровью людей представляли изотопы так называемых благородных газов. Атмосферные условия, сложившиеся в районе ЧАЭС в момент аварии, способствовали тому, что радиоактивное облако прошло мимо г. Припяти и постепенно рассеялось в атмосфере, теряя свою активность. В дальнейшем серьезную тревогу врачей вызвали выпавшие на землю короткоживущие радиоактивные компоненты, в первую очередь йод-131. Несмотря на то, что период его полураспада, а следовательно, и нейтрализации угрожающих свойств менее восьми суток, он обладает большой активностью и опасен тем, что передается по пищевым цепям, быстро усваивается человеком и накапливается в организме. Поэтому в первые дни после аварии больше всего говорилось именно о йоде, в связи с чем вводились ограничения на употребление некоторых пищевых продуктов, проводилась йодная профилактика. Кроме того, всем находившимся в наиболее опасной зоне предъявлялось требование об обязательном использовании респираторов.  
    В середине июня 1986 г. заместитель председателя Государственного комитета по использованию атомной энергии СССР Б. Семенов так прокомментировал сложившуюся ситуацию:  
    - За пределами 30-километровой зоны вокруг Чернобыльской АЭС основными радиационными факторами, воздействующими на население Украины, Белоруссии, Молдавии и отдельных областей РСФСР, на территории которых произошло выпадение радиоактивных осадков, являются внешнее гамма-излучение и поступление йода-131 с пищевыми продуктами в количествах, не опасных для здоровья населения.  
    Прежде всего речь идет о молоке. Отдельные его партии, где содержание йода-131 превышает установленный норматив, направляются на переработку в продукты, которые могут быть выдержаны в течение одного-двух месяцев. Кстати, наш норматив на молоко в 10 раз более жесткий, чем тот, который был установлен в Англии, когда там при аварии реактора в атмосферу тоже попал изотоп йода-131.  
    Что же касается овощей, фруктов, зерновых, урожай которых ожидается в середине лета и осенью, нет никаких оснований предполагать, что они окажутся загрязненными йодом-131.  
    После распада большей части радиоактивного йода внимание радиохимиков и медиков привлек прежде всего плутоний. Он не столь радиоактивен, однако долгоживущ. Его накопление даже в малых дозах – опасно для легких.  
    В результате исследований выяснилось, что протяженность зон с повышенной концентрацией плутония была незначительной, а химические формы и размеры частиц, в которых он оказался, легко задерживались респираторами.  
    Следующей проблемой стали уже долгоживущие изотопы стронция и цезия, особенно цезий-137. Их наличие на той или иной территории сегодня вызывает необходимость проведения дополнительных дезактивационных работ, а также определяет решение вопросов реэвакуации населения, его проживания в определенных районах, сельскохозяйственных работ, режима питания людей и других проблем. 

Насколько широко распространено в современном  мире такое физическое явление, как радиация? 

Радиационное излучение  происходит не только вследствие каких-либо неполадок в ядерных установках или после взрывов атомных бомб. Все живое на Земле так или иначе находится под воздействием радиационного фона. Он складывается из двух составляющих – естественного фона и так называемого техногенного, который является следствием технической деятельности человека.  
    Что же представляет собой естественный радиационный фон? Он формируется за счет радиационного излучения из космоса и излучения радиоактивных элементов земной коры – урана, радия, тория, которые содержатся даже в граните, часто используемом как строительный материал. Железобетонные панели, из которых возводят жилые дома, состоящие из естественных материалов, также имеют определенную радиационную активность. С воздухом, потребляемой пищей внутрь организма человека попадают радиоактивные элементы, такие, например, как калий, радон, углерод.  
    «Мы живем в радиоактивном мире, где все радиоактивно, даже мы сами, - отмечал председатель Центрального совета по производству электроэнергии Великобритании лорд Маршалл. – Я люблю подчеркивать тот факт, что средний английский сад занимает площадь в 1/10 акра, и если вырыть яму глубиной один метр (равную этой площади), то мы сможем извлечь из этой земли 6 кг тория, 2 кг крана, 7000 кг калия, и все это будет радиоактивным. В некотором смысле все эти элементы являются радиоактивными отходами, которые были произведены не в результате нашей деятельности, а в то время, когда Бог создал эту планету».  
    Суммарная доля естественного радиационного фона, которую получает человек, составляет в среднем 100 миллибэр в год (принятое сокращение мбэр/год), или 0,01 мбэр/ч.  
    Однако в Бразилии и Индии есть районы, где эти дозы в 5 – 7 раз превышают среднемировой уровень. В индийском штате Керала, например, проводились многолетние наблюдения среди 100 тыс. его жителей, каждый из которых получает в течение всей жизни дозу естественного облучения 1200 мбэр/год. При этом каких-либо отрицательных последствий от облучения для здоровья обследованных не было выявлено.  
    Что касается роли техногенных источников, то они обусловливают 2 – 3 кратное увеличение радиационного фона по сравнению с естественным. Это происходит за счет широкого применения медицинской рентгенодиагностики, пребывания в современных зданиях, полетов на самолетах, просмотра телепередач, загрязнения продуктами, образующимися при сжигании угля, и других факторов.  
    Суммарная годовая техногенная доза облучения человека составляет около 200 – 400 мбэр (она больше у городского, чем у сельского населения). А в итоге каждый житель Земли получает в среднем за год радиационную дозу, равную 300 – 500 мбэр, И это является обычной средой нашего обитания в современном мире. Хотя, как мы уже отмечали, безболезненным является и уровень 1200 мбэр/год.  
    Приведенные данные позволяют более точно соотнести повышение уровня радиационного фона, происшедшего в некоторых районах после аварии на Чернобыльской АЭС, с тем, что воздействует на каждого человека в совершенно естественных условиях. 
 
 

В материалах периодической  печати об аварии на ЧАЭС нередко встречаются  такие понятия, как «бэр», «рентген», «рад», «распад»… Объясните, что они означают и насколько опасны те или иные их значения? 

К настоящему времени  выпущено много различных справочников и других специальных изданий, из которых все желающие могут получить ответ на первую часть заданного вопроса. Авторы данной книги при ответах на заданные вопросы используют следующие единицы ионизирующего излучения:  
    - рентген (Р) – для характеристики рентгеновского и гамма-излучения;  
    - бэр – эквивалентная (или биологически значимая) рентгену поглощенная доза облучения – для оценки опасности ионизирующего излучения для человека.  
    Для ответа на вторую часть поставленного вопроса воспользуемся специальной памяткой, которая была подготовлена вскоре после аварии на ЧАЭС сотрудниками Института атомной энергии им. И. В. Курчатова для персонала, занятого в противоаварийных работах. Это мини-издание помогало людям лучше ориентироваться в обстановке.  
    В начале его приводились некоторые сведения общего характера. Например: «При дозах облучения порядка 10 бэр не наблюдается каких-либо изменений в органах и тканях организма человека. Клинически определяются кратковременные незначительные изменения состава крови лишь при облучении дозой 75 бэр. Таким образом, установленные пределы облучения персонала и населения являются неопасными».  
    Далее следовали схемы, указывающие, в каких случаях и в каких пределах каждый из нас так или иначе подвергается радиационному облучению. Названы и результаты воздействия больших доз. Приведем эти данные:  
    - 0,5 мбэр – ежедневный в течение года трехчасовой просмотр телепередач;  
    - 1 мбэр – перелет самолетом на расстояние 2400 км;  
    - 100 мбэр – фоновое облучение за год;  
    - 500 мбэр (0,06 мбэр/ч) – допустимое облучение персонала в нормальных условиях;  
    - 3 бэр – облучение при рентгенографии зубов (местное);  
    - 5 бэр – допустимое облучение персонала атомных электростанций в нормальных условиях за год;  
    - 10 бэр – допустимое аварийное облучение населения (разовое);  
    - 25 бэр – допустимое облучение персонала (разовое);  
    - 30 бэр – облучение при рентгеноскопии желудка (местное);  
    - 75 бэр – кратковременное незначительное изменение состава крови;  
    - 100 бэр – нижний уровень развития легкой степени лучевой болезни;  
    - 450 бэр – тяжелая степень лучевой болезни (погибает 50% облученных);  
    - 600 – 700 бэр и более – однократно полученная доза считается абсолютно смертельной. (Вместе с тем в медицинской практике имеются случаи выздоровления больных, которые получили радиационное облучение в 600 – 700 бэр).  
    Сегодня ядерные энергетические установки обеспечивают теплом и светом миллионы жителей Земли. И мы конечно же должны иметь об источнике этого блага более четкие представления. Чернобыль убедительно показал, что многие из нас не обладают и поверхностными знаниями об атомной энергетике и радиации. Но из невежества, как известно, не может возникнуть ничего, кроме ничем не мотивированного страха, самых невероятных слухов, которые процветают иногда вокруг атомной энергетики, тем более при возникновении аварийных ситуаций.  
    Так, газета «Правда» 11 мая 1986 г. поместила сообщение «От Совета Министров СССР», в котором, в частности, говорилось: «По данным Госкомгидромета СССР, уровень радиации составляет в 60 километрах от АЭС 0,33, в Киеве – 0,32 миллирентгена/час, что совершенно безопасно для здоровья людей».  
    Казалось бы, конкретная и ясная информация. Но тем не менее среди населения стихийно распространялись рекомендации обязательно мыть перед употреблением клубнику в течение 3-х часов, сливать мясные бульоны и овощные отвары. С точки зрения специалиста, это глупо. Но ведь многие верили подхваченным на улице неизвестно чьим советам, выполняли их.  
    А ведь достаточно знать, что даже для того, чтобы произошли кратковременные изменения состава крови, необходимо получить дозу облучения не менее 75 рентген.  
    К сожалению, для проведения радиационных измерений нельзя применить понятные нам единицы, например, килограммы, киловатты. Но с чем-то привычным соизмерить все-таки можно. Упоминавшийся выше лорд Маршалл, например, сравнивает ущерб от единичной дозы облучения в 1 бэр с регулярным выкуриванием 1/20 части сигареты в неделю. Отрицательное экологическое воздействие АЭС можно сопоставить с тем, какой вред природе наносят тепловые электростанции, работающие на угле, и т.п.  
    По мнению специалистов, концепция радиационных доз и их воздействия на организм человека имеет много общего с медицинской концепцией предписания лекарств. Так, маловероятно, что одна таблетка аспирина сможет причинить кому-нибудь вред, однако прием 100 таблеток может иметь серьезные последствия и даже привести к летальному исходу; аналогично этому небольшая доза радиоактивности не окажет ощутимого воздействия на организм человека, в то время как большая доза способна нанести серьезный биологический ущерб. Важно помнить о времени действия дозы: прием 100 таблеток аспирина за один день может убить пациента, однако маловероятно, что 100 таблеток, принятых в течение года, могут причинить какой-нибудь вред. Аналогичные правила действуют в отношении доз облучения. 

Насколько опасно то, что с  пищей в организм человека могут попасть  радиоактивные вещества, которые распространились на большие расстояния вследствие аварии на ЧАЭС? 

В случае попадания  радионуклидов в организм человека специалисты говорят уже не о  внешнем, а о внутреннем облучении. У него есть свои особенности. Каждый радионуклид вежет себя по-своему, имеет свои точки приложения. Наиболее уязвимые органы, ткани или системы организма называют «критическими органами». Например, при поступлении радиоактивного йода в организм около 30% его накапливается в щитовидной железе, которая считается по отношению к нему критическим органом. Целая группа радионуклидов (стронций и др.) концентрируются в костях, в которых они и откладываются. Цезий распределяется равномерно в мышечной ткани.  
    Кроме накопления радионуклидов в организме радиобиологией учитывается период полувыведения – время, за которое количество попавшего в организм радиоизотопа сокращается наполовину. Для цезия-137, например, период полувыведения равен 110 суткам, а для йода-131 – 7,5 суток.  
    Наукой установлены предельно допустимые концентрации радиоактивных элементов (в частности, йода, цезия, стронция) в различных продуктах питания и в воде.  
    Далее на вопрос отвечает академик АМН СССР Л. А. Ильин:  
    - Чернобыльские выбросы радиоактивности имели специфический состав. В них, например, оказалось мало стронция-90. За пределами 30-километровой зоны он специалистов не волнует. Радиационную обстановку определяет в основном цезий-137, так как цезий-134 уже частично распался. Есть, конечно, и другие долгоживущие радионуклиды, но они могут попасть в организм человека в пределах 0,01 – 0,001%. А вот цезий всасывается при поступлении в желудок почти полностью по цепочке почва – трава – скот – человек. У нас на этот счет были свои прогнозы. Но сейчас оказалось, что они в 10 раз завышены. Потому что разработана целая система мероприятий, которая дала ощутимый положительный эффект.  
    У многих возникает вопрос: как мы устанавливаем нормативы безопасности радионуклидов в организме человека?  
    Принцип такой. Норматив, скажем, на стронций рассчитан на такие условия, когда человек будет потреблять его ежедневно и без плохих последствий всю жизнь. Это и есть допустимая доза.  
    Так что если вы и выпьете один раз «грязное» молоко (с повышенным содержанием цезия, например, даже в концентрации, в 2 раза превышающей норматив), то ничего страшного не произойдет: он выведется из организма. Но мы не допускаем и одноразового употребления таких продуктов. Для этого проводятся десятки тысяч анализов. Люди должны знать, что контролируется вся пищевая цепь от земли до обеденного стола. 

Если  ли в организме  человека защитные механизмы, как бы нейтрализующие воздействие радиационного  облучения? 

В науке существует понятие так называемой эффективной  дозы. Если, к примеру, человек по каким-то причинам облучался в течение нескольких лет и получил в общей сложности 1000 бэр, то эффективная доза воздействия составит лишь 200 – 300 бэр: с остальным организм справился. То есть произошло восстановление, компенсация нарушенных радиацией функций. Это проверено экспериментально на животных.  
   Восстановление идет активно. Даже в самом крайнем случае, при острой лучевой болезни, если хотя бы небольшая часть костного мозга сохраняется не поврежденной ионизирующем излучением, она способна восстановить кроветворение.  
   Например, когда на животных проверялись наиболее эффективные способы защиты космонавтов при солнечных вспышках, пробовали экранировать от излучения только одну кость, скажем бедро. Животные выживали при заведомо смертельных дозах. 

В какой последовательности проводились основные работы по ликвидации последствий аварии? 

Первоочередной задачей  по ликвидации последствий аварии было осуществление комплекса работ, направленного на прекращение выбросов радиоактивных веществ в окружающую среду из разрушенного реактора. С помощью военных вертолетов очаг аварии забрасывался теплоотводящими и фильтрующими материалами, что позволило существенно снизить, а затем и прекратить выброс  

радиоактивности в  окружающую среду. Проводились также  специальные мероприятия по предотвращению попадания радиоактивных веществ из разрушенного реактора в грунт под зданием 4-го энергоблока.  
    Важным этапом этой работы стало сооружение укрытия над разрушенным реактором с целью обеспечения нормальной радиационной обстановки на окружающей территории и в воздушном пространстве.  
    В целях предупреждения распространения радиоактивности через подземные и поверхностные воды в районе Чернобыльской АЭС был создан комплекс защитных и гидротехнических сооружений.  
   Наряду с этим проводились дезактивационные работы на площадке атомной станции и в 30-километровой зоне. 

Как удалось «успокоить»  взорвавшийся атомный  реактор?