Радиологическая обстановка Подводные ядерные взрывы
Сверхмощные ядерные взрывы в В США

Детальный обзор радиологической ситуации приводит к очевидному заключению о масштабности проблемы. В результате анализа и оценки радиационной обстановки в СЗР можно сделать вывод, что этот регион характеризуется повышенным уровнем всех факторов радиационного риска, как природных, так и техногенных. В настоящее время отдельные территории Арктического региона относятся к числу экологически неблагоприятных.

Ядерные испытания в Арктике Оглавление

ГЛАВА 2. РАДИАЦИОННАЯ ОБСТАНОВКА НА ТЕРРИТОРИИ НОВОЗЕМЕЛЬСКОГО ПОЛИГОНА И ЗА ЕГО ПРЕДЕЛАМИ В ПЕРИОД ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ ЯДЕРНЫХ ИСПЫТАНИЙ

Как уже отмечалось, для прогнозирования радиационной обстановки и на территории полигона, и за его пределами необходимо иметь исходные данные о параметрах ядерных взрывов, об условиях их осуществления и особенностях формирования радиоактивных следов после различных видов ядерных взрывов. Именно вид взрыва и его тротиловый эквивалент оказывают наибольшее влияние на масштабы и степень радиоактивного загрязнения местности и различных объектов окружающей среды.

2.1. Особенности формирования радиационной обстановки после проведения ядерных взрывов различных видов

Если масштабы и степень радиоактивного загрязнения местности после проведения на Новоземельском полигоне единственного наземного ядерного взрыва принять условно за эталон, то после других видов взрывов такой же мощности параметры радиационной обстановки, естественно, изменятся.

Так, при подводном взрыве мгновенные гамма-кванты и нейтроны, как и световое излучение, поглощаются водой, а радиоактивные продукты распределяются между воздушной средой и морской водой [1]. Возникает полый водяной столб с облаком вверху. После обрушения водяного столба у его основания образуется базисная волна, которая представляет собой приводное облако, состоявшее из мелких радиоактивных капель воды и тумана. Через некоторое время это облако отрывается от поверхности воды, передвигается по ветру, из него выпадает радиоактивный дождь, образуя локальный след. Протяженность следа и плотность радиоактивного загрязнения местности при выпадении осадков на твердую подстилающую поверхность после подводного взрыва значительно меньше, чем после наземного. Радиоактивные осадки при выпадении на акваторию достаточно быстро смешиваются с водой. Основная доля продуктов деления и активации нейтронами будет находиться в воде в районе эпицентра взрыва. Эти радиоактивные вещества, перемешиваясь с “чистой” водой, разносятся течениями, что значительно снижает их концентрацию.

Облако надводного взрыва по высоте подъема и своему виду аналогично облаку наземного взрыва, но размеры локального следа и плотность загрязнения местности меньше, чем после наземного, но больше, чем после подводного взрыва ядерного заряда примерно одинаковой мощности.

После высокого воздушного взрыва радиоактивное загрязнение местности имеет практическое значение только в районе его эпицентра, то есть только в зоне распространения нейтронов проникающей радиации, радиус которой в любом случае не может превышать 2-3 км. Радиоактивные частицы при таком взрыве образуются в основном из конструкционных материалов ядерного боеприпаса, имеют небольшие размеры и являются основными составляющими глобальных выпадений.

При высотном взрыве (высота взрыва более 10 км) радиоактивные продукты могут достигать поверхности земли лишь спустя много времени после его проведения и только в виде глобальных выпадений [2].

На Новоземельском полигоне помимо ядерных взрывов различных видов проводились так называемые гидроядерные эксперименты – это физические опыты с макетами ядерного взрывного устройства (энерговыделение не выше энергии взрыва химических взрывчатых веществ). Эти физические опыты - уникальный способ изучения физических процессов, происходящих в ядерном заряде. В бывшем СССР было проведено 89 гидроядерных экспериментов различных видов: 2 воздушных, 72 наземных и 15 подземных. Аналогичные эксперименты осуществлялись и в США. На Новоземельском полигоне в 1980-1984 гг. было проведено 4 наземных физических опыта без диспергирования делящихся материалов, что полностью исключило образование радиоактивного загрязнения площадок полигона альфа-активными радионуклидами…

2.2. Основные этапы ядерных испытаний в атмосфере на архипелаге Новая Земля

По результатам анализа данных, приведенных в работах [3-6], весь период осуществления ядерных испытаний в атмосфере на Новоземельском полигоне можно разделить на три основных этапа, каждый их которых отличался величиной суммарной мощности взрывов, что в значительной мере и определяло радиационную обстановку на материковой части страны:

•  первый этап (1955-1958 гг.) - это начало интенсивных испытаний, в ходе которых суммарная мощность ядерных взрывов составила 20675 кт или 8,7 % от мощности всех ядерных испытаний, проведенных в атмосфере на архипелаге Новая Земля;

•  второй этап - это испытания, проводившиеся в течение 1961 г., мощность которых составила 86240 кт или 36% от общей суммарной мощности атмосферных ядерных взрывов;

•  третий этап связан с осуществлением испытаний в 1962 г., мощность которых была равна 132710 кт или 55,3% от мощности всех испытаний в атмосфере на Новоземельском полигоне [7,8].

Поскольку и второй, и третий этапы характеризуются в основном проведением на полигоне высоких воздушных ядерных взрывов мегатонного класса, то именно на этих этапах особое внимание уделялось разработке и осуществлению мероприятий по защите персонала и населения от возможного воздействия поражающих факторов таких взрывов, но, главным образом, от воздействия ударной волны на больших расстояниях от опытного поля.

При осуществлении воздушных ядерных взрывов большой мощности, как уже отмечалось выше, радиоактивное загрязнение местности происходило только в эпицентре взрыва, где уровни радиации через час после взрыва, хотя и не превышали 5-6 Р/ч, однако создавали опасность облучения участников испытаний, выполнявших большой объем работ на опытном поле. Поэтому степень безопасности участников испытаний при выполнении работ в условиях радиоактивного загрязнения местности в значительной степени зависела от характера и времени выполнения этих работ, а также от оборудования опытного поля различными сооружениями. На Новоземельском полигоне для осуществления воздушных ядерных взрывов мегатонного класса было специально построено и оборудовано новейшей аппаратурой опытное поле на мысе Сухой Нос, расположенного на острове Северный архипелага Новая Земля.

 

2.3. Опытное поле на мысе Сухой Нос и последствия ядерных испытаний на его территории.

Выбор мыса Сухой Нос для строительства и оборудования на его территории такого опытного поля соответствовал всем предъявляемым с точки зрения обеспечения радиационной безопасности населения требованиям. За счет этого строительства, основанием для которого стало постановление Совета Министров СССР от 17.03.1956 г., значительно была расширена территория Новоземельского полигона.

Весной 1956 г. в зоне “С”, которая ранее называлась площадкой Д-2 [8], было начато строительство специальных сооружений для размещения в них аппаратуры, регистрирующей параметры воздушных ядерных взрывов. На расстояниях 3,5 км от центра поля были сооружены три бронеказемата (БК), расположенные как бы в углах равнобедренного треугольника. Установленная в них аппаратура обеспечивала регистрацию с высокой точностью физических процессов, происходящих в ядерном заряде, даже при возможных отклонениях эпицентра взрыва от центра испытательной площадки при бомбометании авиационной ядерной бомбы с использованием тормозного парашюта [9].

В этих очень прочных бронеказематах, обвалованных толстым слоем грунта для защиты фотопленки от проникающей радиации ядерного взрыва, кроме прочих приборов размещалась так называемая аппаратура “КТ” (коаксиальные трубы). На поверхности каждого бронеказемата были установлены датчики гамма-излучения (детекторы ПГИ), а внутри - осциллографы ОК-19 и источники питания [10]. В детекторах ПГИ использовались многоканальные фотоэлектронные умножители. Аппаратура “КТ” предназначалась для регистрации кинетики ядерных реакций, происходивших в зарядном устройстве боеприпаса, но в основном для записи кинетики реакции деления (размножения нейтронов), что называлось “быстрым процессом”. Кроме того, с помощью такой аппаратуры можно было проводить измерения временных интервалов между пиками гамма-излучения в двухстадийных термоядерных зарядах (“медленный процесс”). Это давало возможность измерять интенсивность гамма-потоков и представлять графически изменение ее величины во времени и, следовательно, определять коэффициенты размножения в каждой ступени термоядерного заряда, а также выявлять характер переходной области между этими процессами. Подобные сведения представляли большой интерес для разработчиков ядерных зарядов, поэтому фотопленки, снятые с осциллографов, должны были как можно быстрее на вертолете направляться в лабораторию для проявления и обработки на спектропроекторе.

Один бронеказемат (БК-1), размещенный в северной части испытательного поля, был частично разрушен 23.10.1961 г. при взрыве мощностью 12,5 Мт и тем самым выведен из строя. Поэтому в последующих испытаниях точку прицеливания несколько сместили в северную сторону, чтобы исключить разрушение бронеказематов, оставшихся в работоспособном состоянии.

На мысе Сухой Нос на расстояниях около 14-15 км от центра поля (точки прицеливания) для изучения и регистрации развития во времени светящейся области и самого облака взрыва были сооружены три оптических пункта, один из которых находился вблизи причала.

Определение высоты взрыва и положения его эпицентра, а также регистрация общей картины развития светящейся области и облака взрыва осуществлялись киносъемочными камерами с различным фокусным расстоянием и частотой съемки. Для этих целей использовались камеры СК-2 и СК-3, аппараты типа АКС, аэрофотоаппараты АФА и другие, а для обработки кино- и фотоснимков - сложная измерительная техника (фототрансформаторы, измерительные стереокомпараторы и др.). Благодаря проведению систематических оптических съемок и измерений почти при всех воздушных ядерных взрывах, осуществлявшихся на полигоне, были получены очень важные данные для определения закономерностей развития облаков ядерных взрывов различной мощности и описания физических процессов, развивавшихся в зоне ядерного взрыва после протекания ядерных реакций и энерговыделения в конструкции взрывного устройства [11].

Кроме бронеказематов с аппаратурой для регистрации кинетики ядерных реакций и оптических пунктов, на опытном поле в двух направлениях от точки прицеливания были установлены металлические кожухи с отверстиями для самописцев давления СД-725. Эти приборы были предназначены для регистрации избыточного давления во фронте воздушной ударной волны.

При наличии сплошной облачности, когда невозможно было использовать оптические средства, положение эпицентра взрыва относительно точки прицеливания определялось по интенсивности почернения пленки ФИ под действием гамма-излучения взрыва. Такие пленки в кассетах крепились к вертикальным металлическим стойкам, размещенным в определенном порядке на территории опытного поля.

Бомбометание с самолета-носителя производилось с использованием радиолокационного прицела. Для его надежной работы в центре поля и в двух маркерных пунктах на “подходе” к нему устанавливались уголковые отражатели, которые очень часто при взрывах или разрушались, или уничтожались, поэтому запас отражателей хранился в специальном сооружении около причала, расположенного на берегу губы Митюшиха. Тут же находились гусеничная техника, используемая для передвижения по опытному полю, и передвижные электростанции для подзарядки аккумуляторов приборных бронеказематов и оптических пунктов.

Перед началом проведения на мысе Сухой Нос испытаний ядерных зарядов мегатонного класса было решено отказаться от использования программного автомата на судне “Эмба” и оборудовать командный пункт автоматики (КПА) в районе губы Грибовая. Расстояние между центром опытного поля и КПА в районе губы Грибовая составляло 90 км. Для устойчивого прохождения сигналов управления автоматикой поля, приводившей в действие регистрирующую аппаратуру, на острове Митюшев, который расположен примерно посредине между губой Грибовая и опытным полем, был построен ретранслятор и установлены самописцы давления СД-725.

В августе 1956 г. строительные и монтажные работы на территории опытного поля на мысе Сухой Нос были закончены, в полном объеме был подготовлен к работе аппаратурный комплекс, разработаны мероприятия по обеспечению безопасности участников испытаний и составлены соответствующие инструкции. Все службы полигона с приданными ему кораблями ВМФ находились в состоянии полной готовности к проведению испытаний сверхмощных термоядерных зарядов. Однако разрешения на их проведение не было получено, так как не в полной мере были решены вопросы, связанные с оценкой степени воздействия воздушной ударной волны на населенные пункты, расположенные на Скандинавском полуострове. Только после выполнения на уже оборудованном поле специальных научно-исследовательских работ и проведения двух контрольных воздушных ядерных испытаний (24.09.1957 г. мощностью 1,6 Мт и 06.10.1957 г. мощностью 2,9 Мт), которые подтвердили правильность расчетов и принятых ранее решений о возможности осуществления более мощных взрывов, были подготовлены постановления Правительства СССР о проведении на Новоземельском полигоне испытаний ядерных зарядов мегатонного класса.

 

Следует отметить, что после осуществления каждого воздушного ядерного испытания на оборудованном на мысе Сухой Нос опытном поле обязательно проводились радиационная разведка местности и отбор проб грунта для радиохимических анализов. Возможность использования полученных в ходе таких разведок данных, которые хранятся в архивах ряда ведомств страны, позволяет объективно оценить масштабы и степень радиоактивного загрязнения территорий испытательных площадок полигона.

В середине 70-х годов было начато масштабное обследование территории Новоземельского полигона с поставкой комплекса НИР, которое продолжается и в настоящее время. Основной задачей такого обследования была оценка радиационной обстановки на испытательных площадках полигона. Выполненная еще в 1977 г. гамма-съемка местности с отбором проб почвы показала, что на территории полуострова Сухой Нос существуют четыре “пятна”, в центре которых мощность экспозиционной дозы (МЭД) более чем в два раза превышала уровень естественного радиационного фона (ЕРФ). Положение “пятен” с повышенной МЭД показано на рис. 2.1, а их краткое описание приведено ниже [12]:

•  западное “пятно” площадью около 0.5 кв 2 расположено в трех километрах восточнее горы Федорова (№ 1);

•  центральное “пятно” (0,3 кв 2 ) находится в центре полуострова в 1,5 км севернее двух озер (№ 2);

•  северное “пятно”(0,3 кв 2 ) расположено в 10 км от мыса Цивильки по азимуту 150 о (№ 3);

•  восточное “пятно” (0,4 кв 2 ) находится в 12 км на северо-восток от полуострова Клочковский (№ 4).

В начале 90-х годов в рамках выполнения НИР ''Регион-2'' началось уже систематическое обследование не только территорий испытательных площадок Новоземельского полигона, но и территорий, расположенных за его пределами на материковой части страны. Целью такого обследования явилась оценка радиоэкологических последствий проведения ядерных испытаний на этом полигоне.

В 1993 г. была обследована территория опытного поля на мысе Сухой Нос. Полученные при этом результаты подтвердили наличие приведенных выше четырех ''пятен'' с повышенными уровнями радиации на местности. В ходе обследования в пределах наиболее четко выделяющегося восточного “пятна” (№ 4), где МЭД достигала максимального значения (по-видимому, эпицентр взрыва), был вырыт шурф и отобраны пробы грунта на глубину до 45 см. (В табл. 2.1 это проба 26). Здесь же была взята проба грунта на глубину 5 см и разделена на 5 равных частей (проба 25). На территории этого “пятна” на расстоянии 500 м севернее, 400 м южнее и 700 м юго-восточное эпицентра взрыва были отобраны пробы 27, 28 и 29, соответственно. Результаты измерений содержания радионуклидов во всех этих пробах приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Содержание радионуклидов в пробах грунта, отобранных в восточной части опытного поля (№ 4) на полуострове C ухой Нос (по состоянию на начало 1993 г.)

Номер
Глубина отбора
Плотность загрязнения, мКи/км 2
пробы
грунта, см
цезием-137
кобальтом-60
европием-152
25
0-1
37
следы
72
1-2
37
следы
100
2-3
23
следы
120
3-4
следы
следы
150
4-5
следы
следы
160
26
0-5
70
520
980
10-15
следы
следы
610
20-25
следы
следы
следы
30-35
следы
следы
следы
27
0-5
60
400
380
28
0-5
95
следы
550
29
0-5
125
330
830

Примечания: 1. В местах отбора проб растительность чаще всего отсутствовала. 2. Слово “следы” обозначает следовые количества радионуклидов

 

Приведенные данные свидетельствуют о том, что радиоактивное загрязнение местности после высоких воздушных взрывов, при которых в облако взрыва практически не вовлекались минеральные (почвенные) частицы, было обусловлено радионуклидами, образовавшимися в результате взаимодействия нейтронного потока проникающей радиации ядерного взрыва с грунтом. Соотношение между радионуклидами и их глубинное распределение зависели от плотности и энергетического спектра нейтронного потока, а также от химического состава самого грунта. Поскольку загрязнение местности в эпицентральных зонах воздушных ядерных взрывов в настоящее время обусловлено в основном европием-132, который содержится в верхнем слое грунта глубиной до 10-15 см, то, естественно, спад мощности дозы во времени будет определяться его периодом полураспада, равным 13,2 года.

По результатам анализа проб почвы было установлено, что цезий-137 в основном содержится в слое глубиной до 3 см, а уровень загрязнения местности этим радионуклидом, лишь за некоторым исключением, практически не превышает среднего значения глобальных выпадений. К числу таких исключений следует отнести часть территории полуострова Клочковский, где содержание цезия-137 в грунте в 1977 г. было почти на порядок выше среднего уровня глобальных выпадений.

В конце 90-х годов вклад излучений от наведенной активности в мощность экспозиционной дозы не превышал 1-2 мкР/ч. Эта величина соответствует характерной для территории Северного острова архипелага Новая Земля величине изменчивости природного естественного фона. Поэтому можно считать, что на территории опытного поля, оборудованного на мысе Сухой Нос, практически отсутствуют следы деятельности ядерного испытательного полигона , то есть, что эта территория является ''чистой'' [13].

Нельзя отрицать, что испытания ядерного оружия, где бы они не проводились, неизбежно становились причиной радиоактивного загрязнения окружающей природной среды. Только масштабы и степень такого загрязнения были разные и зависели от вида и мощности взрыва. Как известно, первое атмосферное испытание на Новоземельском полигоне было проведено в 1955 г. в районе губы Черная. Из 91 атмосферного ядерного взрыва, которые были осуществлены в этом районе за период с 1955 по 1962 гг., по крайней мере, 5 взрывов (три подводных, один надводный и один наземный вблизи уреза воды) имели прямой контакт с подстилающей поверхностью (водой и грунтом) и, естественно, могли стать причиной загрязнения местности в этом районе.

2.4. Радиоэкологическая обстановка в районе губы Черная

Наиболее значительное радиоактивное загрязнение местности в районе губы Черная произошло после наземного ядерного взрыва, осуществленного 07.09.1957 г. (тротиловый эквивалент 32 кт, высота взрыва 15 м). Эпицентр находился примерно в 100 м от береговой линии, поэтому в облако взрыва кроме подстилающего грунта под вышкой было вовлечено большое количество морской воды. По данным аэрогаммасъемки, которая проводилась в течение первых трех дней после взрыва, было установлено, что образовавшийся радиоактивный след, ''охватив'' часть территории Южного острова архипелага Новая Земля, распространился на расстояние до 1500 км от эпицентра взрыва до полуостровов Ямал, Гыданский, Таймыр и далее. При этом половина всех выпавших радиоактивных веществ была локализована на местности примерно на первых 30 км от берега губы Черная.[8,12-14]. Изолинии мощностей доз гамма-излучения по состоянию на август 1964 г., то есть спустя 7 лет после наземного и после других взрывов, осуществленных в районе губы Черная, представлены на рис. 2.2.

Степень радиоактивного загрязнения местности на Новоземельском полигоне после наземного ядерного взрыва была очень высокая. Мощность дозы гамма-излучения в эпицентре через один час после взрыва составляла 40000 Р/ч. В 1964 г. максимальный уровень радиации, равный 500 мкР/ч, был зафиксирован вблизи образовавшейся после взрыва воронки диаметром 80 м и глубиной около 15 м.

В ходе проведенного в 1991-92 гг. обследования территории полигона было установлено, что мощность дозы гамма-излучения на расстоянии около 100 м от воронки взрыва в разных направлениях находилась в пределах 60-140 мкР/ч. Это позволяет говорить о том, что эпицентральная зона проведенного в 1957 г. наземного ядерного взрыва является наиболее загрязненным местом на полигоне.

Результаты радиохимических анализов проб почвы из шурфов, которые были вырыты до уровня вечномерзлых грунтов (60 см от поверхности земли), показали, что в почве содержатся как осколочные, так и наведенные радионуклиды, а также остаточный плутоний. В пробах были определены следующие радионуклиды (по состоянию на 1992 г.): цезий-137, стронций-90, кобальт-60, европий-132, плутоний-239,240. За прошедшие после взрыва годы радионуклиды проникли в грунт на глубину 10-12 см, причем до 90% активности осталось в верхнем 5-6 см слое почвы.

На расстояниях до 30 км от центра взрыва, то есть до озера Крест-То (См. рис. 2.2.), плотность загрязнения почвы цезием-137 в 90-е годы находилась в пределах от 70 до 600 мКи/км 2 .

При сравнении данных, полученных в процессе проведения двух в 1964 г. и в 1977 г. аэрогаммасъемок территории следа наземного взрыва, обращает на себя внимание заметное уменьшение по прошествии времени размеров этого следа. Так, в 1977 г. площадь следа, ограниченная изолинией 5 мкР/ч, составляла 30 км 2 в отличие от 430 км 2 в 1964 г., а площадь, ограниченная изолинией 10 мкР/ч, уменьшилась со 133 км 2 до 10 км 2 [8].

Несомненный интерес представляет определение соотношения между содержанием цезия-137 и кобальта-60 в пробах грунта, отобранных по оси следа на различных расстояниях от эпицентра взрыва, так как цезий-137 входит в состав продуктов ядерного деления, а кобальт-60 относится к наведенной активности и образуется в грунте под действием потока нейтронов. Было установлено, что величина отношения активности цезия-137 к кобальту-60 увеличивалась линейно от 0,6 в эпицентре до 1,6 на расстоянии 20 км. На более дальних расстояниях кобальт-60 уже не обнаруживался, а плотность поверхностного загрязнения цезием-137 была снижена до среднего уровня, характерного для архипелага Новая Земля. Это, по-видимому, можно объяснить тем, что кобальт-60 был связан с гораздо более крупными частицами, которые выпадали из облака взрыва в самой ближней зоне. Европий-152 удавалось обнаружить лишь на расстоянии не более 4 км от эпицентра.[14]. К 1998 г. максимальный уровень радиации на следе снизился до 10-12 мкР/ч (почти в 4 раза по сравнению с 1977 г.), в 2000 году он не превышал уже 7-8 мкР/ч.

Как отмечалось выше, в результате проведенных в начале 90-х годов радиоэкологических обследований территорий испытательных площадок на архипелаге Новая Земля было установлено, что наиболее загрязненным радиоактивными веществами местом на Новоземельском полигоне является эпицентральная зона единственного наземного ядерного взрыва, осуществленного на его территории в 1957 г. Эта зона в основном загрязнена осколочным цезием-137 (период полураспада составляет примерно 30 лет), а также кобальтом-60 (Т1/2   =   5,25 года) и европием-152 (Т1/2 =   13,2 года), которые образуются в результате взаимодействия нейтронов ядерного взрыва с химическими элементами грунта.

Таким образом, имея данные о радионуклидах, загрязнивших грунт, и предполагая, что со временем их состав будет изменяться незначительно, можно рассчитать мощность дозы излучения в последующие годы. Так, результаты расчетов свидетельствуют о том, что в 2000-2002 гг. максимальный уровень гамма-излучения в эпицентральной зоне наземного взрыва не превысит 125 мкР/ч [8], а диаметр этой зоны будет менее 500 м. Район эпицентра наземного ядерного взрыва, на поверхности которого лежит большое количество светло-серого пористого шлака, часто с вкраплениями камней, в 90-е годы был объявлен санитарно-защитной зоной.

Степень радиоактивного загрязнения местности после ядерных испытаний, проведенных в морских условиях в районе губы Черная, была значительно меньше, чем после единственного наземного взрыва на Новоземельском полигоне.

Радиоактивный след, образовавшийся после осуществления в 1961 г. подводного ядерного взрыва в губе Черная, наблюдался в северо-восточном направлении от бухты. Максимальная величина мощности экспозиционной дозы (МЭД) на этом следе в конце 90-х годов превышала величину естественного фона не более чем в 1,5-2 раза. Плотность загрязнения почвы на территории этого следа цезием-137, который обусловливает уровень гамма-излучения на местности, и стронцием-90 варьировал от 100 до 1200 мКи/км 2 . В дальнейшем содержание цезия-137 в почве будет уменьшаться приблизительно на 20% через каждые 10 лет [14], а значит будет снижаться и уровень радиации.

Радиоактивный след, образовавшийся после подводного ядерного взрыва, который был произведен 21.09.1955 г., распространился через полуостров Кушный и далее на юг в направлении моря. Ширина следа достигала 2 км. В начале 2000 г. максимальное значение МЭД на полуострове не превышало 30 мкР/ч, а плотность загрязнения почвы цезием-137 находилось в пределах от 0,8 до 13 Ки/км 2 .

Величина мощности экспозиционной дозы на следах, образовавшихся после проведения других ядерных испытаний в районе губы Черная (10.10.1957 г., 23.10.1961 г. и 22.08.1962 г.), и на прилегающих к бухте территориях также не превышала более, чем в 2 раза величину естественного фона, а такие дозы не представляют опасности для здоровья. Поскольку эти следы расположены на отчужденной территории полигона, то их можно отнести к санитарно-защитным зонам.

 

2.5. Радиоэкологическая обстановка в районах проведения подземных ядерных испытаний

Основные задачи, которые решались на Новоземельском полигоне в период проведения подземных ядерных испытаний, а также характеристики и особенности проведения этих испытаний и в штольнях, и в скважинах достаточно подробно изложены в целом ряде научных работ [12,15,16 и др.] Всего на этом полигоне было осуществлено 39 подземных ядерных испытаний: 33 – в штольнях и 6 – в скважинах.

Как правило, выбор испытательной площадки для заложения в штольне или скважине ядерного заряда начинался с изучения данных геофизики и аэрофотосъемки.

Испытательная площадка для проведения ядерных взрывов в штольнях (горизонтальные выработки) была выбрана в северной части острова Южный на берегу пролива Маточкин Шар (Приложение 2.5.) в горах Васнецова , Лазарева и Моисеева (Рис. 2.3). Ее административным и научным центром был и остается пос. Северный, расположенный в устье реки Шумилиха. При проведении 33 подземных ядерных испытаний в штольнях было взорвано 126 зарядов различного назначения и конструктивных особенностей.

Для проведения подземных ядерных взрывов в скважинах (вертикальные выработки) использовалась испытательная площадка, расположенная на территории юго-восточной части острова Южный. Эта площадка, местоположение которой приведено на рис. 2.4, представляет собой равнину со средней абсолютной отметкой 150 м. При осуществлении в 1972-1975 гг. 6 подземных ядерных испытаний в скважинах было взорвано 7 зарядов большой мощности (от 1,5 до 10 Мт).

 

Основным требованием, которым руководствовались при выборе мест для оборудования испытательных площадок, являлась гарантированная возможность удержания под землей радиоактивных продуктов взрывов. Вот условия, которые определяли эту возможность:

•  отсутствие геологических разломов, сбросов, трещин в породах, расположенных близко к намечаемому центру взрыва;

•  малая газовость пород;

•  удовлетворяющая необходимым требованиям удаленность от мест предыдущих взрывов;

•  отсутствие карбонатных или углесодержащих пород в зоне температурного действия взрыва и т.п.

Как известно, в соответствии с принятой классификацией все подземные ядерные взрывы по характеру фактически наблюдаемой после их проведения радиационной обстановки могут подразделяться на три категории [3]:

•  взрыв камуфлетный полный (ВКП), при котором все радиоактивные продукты остаются в полости взрыва. На Новоземельском полигоне было осуществлено 11 таких взрывов или 28% от всех 39 подземных испытаний;

•  взрыв неполного камуфлета, после которого происходит незначительное истечение в атмосферу радиоактивных инертных газов (ВНК-РИГ). Количество таких испытаний на Новоземельском полигоне составляло 26 из 39 , то есть 67 % от всех осуществленных на его территории подземных испытаний;

•  взрыв неполного камуфлета с нештатной радиационной ситуацией (ВНК-НРС). Такое подземное испытание сопровождается ранним напорным истечением в атмосферу радиоактивных продуктов взрыва в газо- и парообразной фазе. Это может быть обусловлено случайным нарушением нормального процесса проведения испытания и последствиями, не предусмотренными проектом. Взрывы ВНК-НРС могут стать причиной аварийного облучения участников испытаний и нанесения материального ущерба. На Новоземельском полигоне нештатные радиационные ситуации возникли при осуществлении двух подземных ядерных испытаний: 14.10.1969 г. и 02.08.1987 г.

Так, при проведении подземного ядерного испытания 14.10.1969 г. в штольне А-9 через один час после взрыва произошел прорыв парогазовой смеси по тектонической трещине, образовавшейся из-за таяния “линзы” инфильтрационной влаги в слое вечной мерзлоты эпицентральной зоны горного массива. В связи со штилевой погодой радиоактивные продукты застоялись в районе приустьевой площадки, поэтому МЭД в этом районе достигала нескольких сот рентген в час. Выход смеси продуктов взрыва был поздним, поэтому в ее составе были в основном такие “долгоживущие” радиоактивные инертные газы (РИГ), как криптон-85, ксенон-131,133,135, при распаде которых не образуется дочерних продуктов цезия-137 и стронция-90. Поэтому в настоящее время около штольни А-9 остаточное радиоактивное загрязнение практически отсутствует, а радиационный фон не отличается от естественного, равного 10-12 мкР/ч.

Совершенно другая ситуации наблюдалась при проведении 02.08.1987 г. второго подземного ядерного испытания в штольне А-37, после чего эта штольня получила индекс А-37А. В этом испытании было одновременно взорвано пять зарядов мощностью от 0,001 до 150 кт. Примерно через 1,5 мин после взрыва произошел прорыв парогазовой смеси по трещине естественного разлома подтаявшего ледника на склоне горы. В день этого испытания также была штилевая погода, поэтому радиоактивное облако на длительное время зависло над технологической площадкой, создавая на земле гамма-поле с МЭД около 500 Р/ч.

В 90-е годы в районе штольни А-37А, где уровни радиации достигали 50-60 мкР/ч, была создана санитарно-защитная зона (С33) [17]. Технологическая площадка штольни А-37А является единственным участком, где после проведения подземных ядерных испытаний целесообразно выполнить работы по рекультивации местности. Руководство полигона планировало на территории этого участка, площадь которого составляет немногим более 0,3 км 2 , проведение работ по дезактивации путем снятия верхнего 5-10 см слоя почвы и засыпки участка слоем щебня. Пока эта работа не проводилась.

Второй площадкой на полигоне, на которой также целесообразно осуществить работы по рекультивации, является территория площадью 0,5 км 2 вокруг воронки наземного взрыва в губе Черной.

Другие участки на Новоземельском полигоне можно не рекультивировать, чтобы не нарушать естественных почвенных процессов. Кроме того, эти участки фактически не представляют опасности с точки зрения облучения людей, поскольку уровень загрязнения местности на этих участках не превышает установленных санитарно-гигиенических нормативов радиоактивного загрязнения объектов внешней среды.

Следует отметить, что результаты измерений содержания радиоактивных продуктов в пробах выпадений из атмосферы, а также в пробах почвы и воды, отобранных на территории полигона в разное время, показали, что подземные ядерные взрывы не внесли существенного вклада в уровни радиоактивного загрязнения объектов внешней среды [12-14]. В районах расположения и штолен, и скважин, в которых проводились подземные ядерные испытания, уровни загрязнения почвы радионуклидами искусственного происхождения лишь незначительно, и то за редким исключением, превышали средний уровень, характерный для широты расположения Новоземельского полигона, или были равны ему. Так, плотность загрязнения большинства технологических площадок цезием-137 меньше 1 Ки/км 2 , а другими радионуклидами – не превышает фоновых величин. При этом необходимо подчеркнуть, что среднее содержание цезия-137 в почвах Новоземельского полигона, как правило, не превышало уровня загрязнения почвы этим радионуклидом в средних широтах бывшего СССР.

 

2.6. Контроль за радиационной обстановкой и уровнем облучения населения на территории страны

Контроль за облучением населения и степенью радиоактивного загрязнения территорий различных регионов страны в период проведения ядерных испытаний на этих полигонах бывшего СССР осуществлялся либо путем организации работы специальных экспедиций после окончания каждой серии испытаний, либо по результатам измерений, проводившихся специалистами сети гидрометеорологических станций или радиологических групп санэпидстанций Минздрава СССР.

Большое значение для оценки масштабов и степени радиоактивного загрязнения территорий различных регионов страны в период проведения ядерных испытаний имело создание в 1957 г. общегосударственной радиометрической службы наблюдения. Специалисты этой службы систематически проводили работу по определению уровней радиоактивного загрязнения воздуха, осадков, воды, поверхностного слоя почвы и снега на территории всей страны и акваторий внутренних и омывающих морей.

Постановлением от 18.03.1957 г. № 289-140 “Об обеспечении систематических наблюдений за степенью радиоактивности атмосферного воздуха, почвы и воды на территории СССР”, изданным в дополнение к постановлению от 14.04.1956 г. № 468-280, Совет Министров СССР обязал:

•  Главное управление гидрометеослужбы при Совете Министров СССР (ГУГМС СССР) организовать на гидрометеорологических станциях наблюдения за степенью радиоактивности атмосферного воздуха, осадков, почвы и воды.

•  Министерство здравоохранения СССР подготовить сеть лабораторий к проведению анализов различных проб на определение содержания в них радиоактивных веществ.

Во исполнение этих постановлений ГУГМС СССР организовал систему (около 500 пунктов) контроля за радиоактивным загрязнением поверхностного слоя почвы и снежного покрова. Минздрав СССР приказом от 08.04.1957 г. № 34с создал сеть радиологических групп (отделений) в лабораториях санитарно-эпидемиологических станций (СЭС). Всего было создано около 200 категорированных и некатегорированных радиологических групп [12].

Организация системы контроля, которая постоянно развивалась и совершенствовалась, способствовала созданию базы данных о радиоактивном загрязнении объектов окружающей среды практически на всей территории бывшего СССР.

Вскоре после указанного выше Постановления было подготовлено “Положение об общегосударственной радиометрической службе наблюдения и информации...”. Это стало началом проведения систематических наблюдений за радиоактивным загрязнением воздуха в тропосфере (на высоте до 6 км), а также разработки новых приборов и аппаратуры, обеспечивающих высокое качество наблюдений.

Постановлением от 21.04.1962 г. № 369-169 “О мерах усиления контроля опасности радиоактивных выпадений на территории СССР” Совет Министров СССР обязал 3-е Главное управление при Минздраве СССР возглавить работу по определению степени влияния радиоактивных выпадений после ядерных испытаний на здоровье населения страны. Многие министерства и ведомства СССР должны были направлять в адрес 3-го Главного управления информацию о загрязнении почвы, снежного покрова и т.д. на территории СССР. Вся полученная информация анализировалась, обобщалась и затем использовалась для оценки и разработки карт-схем радиационной обстановки на территории различных регионов страны.

По поручению 3-го Главного управления при Минздраве СССР к работам по оценке степени влияния радиоактивного загрязнения различных объектов окружающей среды на здоровье населения привлекались специалисты Института биофизики и других организаций. Большинство материалов с результатами таких оценок находятся в архиве 3-го Главного управления при Минздраве СССР – в настоящее время это архив Федерального управления медико-биологических и экстремальных проблем при Минздраве России.

Все это позволило накопить и сохранить в архивах 3-го Главного управления и Института биофизики МЗ СССР уникальные материалы, содержащие сведения о степени радиоактивного загрязнения различных объектов окружающей среды и о биологическом действии ионизирующих излучений.

Следует отметить, что большой вклад в решение проблемы, связанной с обеспечением радиационной безопасности населения, внесли учреждения ГУГМС СССР (обсерватории, гидрометеорологические бюро, бюро погоды и др.) и гидрометеорологические органы Главсевморпути Министерства морского флота, которые способствовали созданию массовой сети пунктов контроля за радиоактивными выпадениями. С этих пунктов и станций наблюдения информация оперативно поступала в филиал Института прикладной геофизики (г. Обнинск), где она анализировалась с использованием электронно-вычислительной техники, а затем по полученным результатам регулярно готовились полугодовые отчеты о радиационной обстановке на территории СССР. О случаях появления в атмосфере “свежих” продуктов ядерного деления или резкого повышения уровня радиоактивного загрязнения воздуха и атмосферных осадков ГУГМС СССР срочно информировал заинтересованные министерства и ведомства.

Радиологические группы санэпидстанций также представляли в 3-е Главное управление при Минздраве СССР подробные отчеты об итогах своих исследований. В результате обобщения сведений, содержащихся в отчетах гидрометеорологических пунктов и радиологических групп санэпидстанций, были получены достаточно надежные данные о радиационной обстановке на территории СССР в разные годы и особенно в период интенсивного проведения ядерных испытаний в атмосфере.

К моменту окончания ядерных испытаний в атмосфере (декабрь 1962 г.) на территории бывшего СССР работали 172 радиологические группы в составе СЭС, 105 из них - на территории РСФСР и 7 - на территории Казахской ССР, где находился Семипалатинский полигон. Основным руководящим документом, определяющим деятельность радиологических групп, являлись “Инструктивно-методические указания по работе санитарно-эпидемиологических станций в области радиационной гигиены”, подготовленные Ленинградским НИИ радиационной гигиены.

По информации, поступающей от гидрометеорологических станций, радиологических групп и службы контроля за проведением ядерных испытаний, было установлено, что к началу 1963 г. в результате всех атмосферных ядерных взрывов, произведенных ядерными державами мира , в воздушную среду было инжектировано 25,8 МКи стронция-90 и около 50 МКи цезия-137. К этому времени примерно 8 МКи стронция-90 выпало в виде локальных осадков на территории полигонов и прилегающих к ним районов, 5,5 МКи выпало в виде глобальных осадков в Северном полушарии Земли, а 12,3 МКи осталось в атмосфере.

Результаты анализа и обобщения поступавших от всех служб системы контроля за состоянием окружающей среды данных о радиоактивном загрязнении объектов внешней среды использовались для подготовки ежегодных докладов Правительству страны. В начале каждого года руководство 3-го Главного управления при Минздраве СССР и руководство ГУГМС СССР, которое внимательно следило за радиационной обстановкой на всей территории бывшего СССР, обстоятельно информировали ЦК КПСС и Совет Министров СССР о масштабах и степени радиоактивного загрязнения территории страны в результате проведения ядерных испытаний на Семипалатинском и Новоземельском полигонах.

Необходимо отметить, что радиологические группы Минздрава СССР вместе с гидрометеорологическими учреждениями ГУГМС СССР и органами Главсевморпути Министерства морского флота СССР внесли большой вклад в создание базы данных о радиационной обстановке в зонах влияния ядерных испытаний, проводившихся на Новоземельском полигоне.

 

2.7. Особенности формирования радиационной обстановки на материковой части страны

  Как известно, наиболее значительное радиоактивное загрязнение окружающей среды происходит после наземных ядерных взрывов. На Новоземельском полигоне был произведен всего один средний по мощности наземный взрыв. Осуществлялся он на берегу вблизи уреза воды, поэтому ''втягивание'' значительного объема морской воды в облако взрыва способствовало тому, что основная часть радиоактивных продуктов выпала на территории полигона в период движения облака в юго-восточном направлении. На материковой части страны лишь на очень небольшой территории было отмечено незначительное радиоактивное загрязнение местности с дозой излучения до полного распада РВ менее 0,5 Р.

После подводных и надводных ядерных взрывов малой и средней мощностей радиационная обстановка формировалась в основном в ближних зонах, то есть на территории полигона (См. рис. 2.2.).

После воздушных ядерных испытаний по направлению движения облаков, образовавшихся при взрывах, происходило радиоактивное загрязнение значительных по площади территорий, но с относительно небольшими дозами облучения. Причем с увеличением мощности (более 1 Мт) воздушного ядерного взрыва увеличивались масштабы загрязнения в основном за счет глобальных выпадений . Следует отметить, что характер радиоактивных осадков может быть различным и определяется он главным образом временем их выпадения на поверхность Земли.

Так, местные (локальные) радиоактивные осадки - это осадки, которые выпадают в течение первых нескольких часов, но не более чем через сутки после взрыва. Они образуют на местности радиоактивный след облака взрыва с достаточно высокими уровнями загрязнения. Такие локальные следы могут образовываться в основном после наземных ядерных взрывов в зоне, которая непосредственно прилегает к воронке взрыва.

Кроме того, после воздушных взрывов зарядов среднего и крупного калибров возможно формирование радиоактивного загрязнения в промежуточной зоне за счет тропосферных выпадений, особенно когда приземное пылевое образование втягивается в облако взрыва. Это - полуглобальные радиоактивные осадки, выпадение которых начинается спустя примерно 10-20 часов после взрыва на расстояниях около 500-1000 км от места взрыва и может продолжаться в течение 2-4 недель. Радиоактивные частицы, составляющие эти выпадения, имеют относительно небольшие размеры, легко переносятся ветрами в основном широтного направления. Такие выпадения регистрировались службой радиационного контроля различных ведомств с помощью стандартной дозиметрической аппаратуры.

Глобальные радиоактивные осадки - это те продукты ядерных взрывов, которые достаточно долго находились в стратосфере, то есть выше тропопаузы. Затем, спустя примерно 4-6 месяцев после ядерного взрыва, они начинали выпадать на подстилающую поверхность в виде очень мелких частиц, распространяясь практически по всему Земному шару. Выпадению глобальных радиоактивных частиц способствуют обычные атмосферные осадки - дождь, снег, туман. Поэтому в районах, где в период ядерных испытаний в атмосфере выпадало больше атмосферных осадков, степень радиоактивного загрязнения внешней среды, как правило, была выше, чем в засушливых районах [18].

Необходимо отметить, что радиационная обстановка на материковой части страны в период ядерных испытаний на Новоземельском полигоне формировалась в основном после проведения воздушных взрывов мощных и сверхмощных ядерных зарядов, в том числе с тротиловым эквивалентом 20-50 Мт. Причем из трех этапов, составляющих весь период осуществления ядерных испытаний на этом полигоне, основной вклад в радиоактивное загрязнение окружающей среды внесли испытания, проводившиеся в течение второго и третьего этапов, о чем свидетельствуют данные, приведенные в табл. 2.2.

 

Таблица 2.2. Характеристика трех этапов проведения атмосферных ядерных испытаний на Новоземельском полигоне в течение 1955-1962 гг.

Этап
Годы проведения испытаний
Вид взрыва
Количество взрывов
Суммарный тротиловый эквивалент, кт
Вклад взрывов каждого этапа в суммарный тротиловый эквивалент всех атмосферных испытаний, %

 

 

наземный

1

 

 

Первый

1955-1958

подводный

2

20675

8,7

 

 

воздушный

26

 

 

 

 

подводный

1

 

 

Второй

1961

надводный

1

86240

36,0

 

 

воздушный

24

 

 

Третий

1962

надводный

1

132710

55,3

 

 

воздушный

35

 

 

ИТОГО

91

239625

100

Примечание: Между первым и вторым этапами ядерных испытаний действовал почти двухлетний мораторий.

 

В течение всего периода проведения ядерных испытаний в атмосфере на Новоземельском полигоне большое влияние на масштабы и степень радиоактивного загрязнения территории страны оказывали погодные условия и, в первую очередь, направления движения воздушных масс, которые и определяли положение районов возможного радиоактивного загрязнения различных объектов внешней среды.

Чтобы исключить возможность радиоактивного загрязнения территорий соседних стран при ядерных испытаниях на Новоземельском полигоне, а значит и появления каких-либо осложнений в международных отношениях, атмосферные испытания на этом полигоне проводились лишь при обязательном соблюдении следующего условия: средний ветер в слое воздуха от поверхности земли и до высоты подъема верхней кромки облака взрыва должен был иметь северное, восточное или юго-восточное направление. На рис. 2.5 показаны реальные направления движения центров радиоактивных облаков, которые могли оказать наиболее значимое влияние на степень загрязнения продуктами взрывов территорий различных регионов бывшего СССР [19,20]. На рисунке видно, что основная часть образовавшихся после взрывов радиоактивных облаков перемещалась в восточном и юго-восточном направлениях. В этих же направлениях двигались и облака самых мощных воздушных ядерных взрывов с тротиловыми эквивалентами 20-50 Мт. Поэтому и радиационная обстановка, которая формировалась на территории северных регионов России, а также Сибири и Дальнего Востока прежде всего была обусловлена проведением на Новоземельском полигоне воздушных ядерных испытаний.

Рис. 2.5. Направление движения радиоактивных облаков атмосферных ядерных взрывов, осуществлявшихся на Новоземельском полигоне в период с 1955 по 1962 гг.

Исторически сложилось так, что наблюдение за движением облаков взрывов с помощью авиации, причем часто в условиях полярной ночи и при неустойчивой метеорологической обстановке, а также радиационная разведка местности в период проведения атмосферных испытаний осуществлялись в основном в относительно ближней зоне (до 1000 км). Измерения параметров радиационной обстановки на расстояниях более 1000 км от полигона в ближайшее после осуществления взрывов время не проводились. Было принято считать, что в дальних зонах уровни радиации на местности не могут превышать тех значений, которые регистрировались в ближней зоне. Однако в ходе экспедиционных обследований и на основании анализа архивных данных были выявлены районы с повышенными уровнями загрязнения местности на расстояниях до 3000-5000 км. Были найдены причины и объяснения такого явления:

•  во-первых , было установлено, что радиоактивные облака мощных ядерных взрывов могут подниматься на большую высоту и формироваться в стратосфере [21]. Из приведенных выше данных следует, что основная часть радиоактивных продуктов ядерных взрывов находилась выше тропопаузы, которая является задерживающим слоем, препятствующим оседанию мелких аэрозолей и обмену воздушных масс между стратосферой и атмосферой [22];

•  во-вторых , происходило распределение радиоактивных веществ к моменту стабилизации облака между стратосферой и тропосферой, которое наиболее существенно может зависеть только от мощности взрыва;

•  в-третьих , была отмечена важная роль фракционирования (изменения состава радиоактивных продуктов), которая заключается в том, что в результате этого явления малоинтенсивные тропосферные выпадения после мощных воздушных ядерных взрывов становятся обедненными биологически опасными радионуклидами.

В ходе обследований территорий регионов, расположенных на больших расстояниях от Новоземельского полигона, то есть в дальних зонах, основной объем работ по изучению радиационной обстановки после ядерных испытаний на этом полигоне был выполнен специалистами Ленинградского (ныне Санкт-Петербургского) НИИ радиационной гигиены под руководством профессора П. В. Рамзаева и при активном участии и помощи специалистов органов местного здравоохранения и гидрометеорологической службы обследуемых регионов. В процессе обследований была выявлена критическая группа населения – это пастухи-оленеводы, дозы облучения которых определялись главным образом влиянием пищевой цепочки “лишайник - олень - человек”. Причем влияние этой цепочки на внутреннее облучение людей было обнаружено не только в районах, которые близко расположены к Новоземельскому полигону (Ненецкой автономный округ Коми АССР), но и в районах, удаленных от полигона на многие тысячи километров, например, в таких, как Аляска, Чукотка, Якутия и др. [23-32].

Результаты проведенных за последние 25 лет радиоэкологических исследований, в которых принимали участие сотрудники Института биофизики Минздрава СССР, Ленинградского института радиационной гигиены Минздрава РСФСР, Госкомгидромета СССР и других организаций позволяют сделать следующие выводы:

•  Не подтверждаются имеющиеся в ряде работ специалистов Минобороны России [33-35] предположения о том, что в дальних зонах радиационная обстановка могла формироваться за счет локальных и тропосферных выпадений с дозами внешнего облучения населения порядка 15-20 сЗв (150-200 мЗв) и более.

•  Отсутствие больших доз внешнего облучения в дальних зонах и незначительное содержание цезия-137 в объектах окружающей среды свидетельствует о малом вкладе доз внутреннего облучения в эффективную эквивалентную дозу (ЭЭД).

•  Тропосферные и локальные выпадения после осуществления мощных воздушных ядерных взрывов очень сильно обеднены за счет явлений фракционирования такими биологически опасными долгоживущими радионуклидами, как цезий-137 и стронций-90. Значит и содержание этих радионуклидов в лишайниках и почве, в мясе оленей и в организме коренного населения Севера, в частности, в организме пастухов-оленеводов относительно мало в сравнении с суммарной плотностью загрязнения объектов внешней среды продуктами ядерных взрывов. В то же время глобальные выпадения обогащены этими радионуклидами. Поэтому формирование доз внутреннего облучения населения практически полностью связано с глобальными выпадениями, а величины доз внутреннего облучения пропорциональны плотности загрязнения местности этими выпадениями.

•  Из пяти регионов, на территориях которых проводились радиологические обследования, а это Мурманская область, Республики Коми и Саха (Якутия), Чукотский и Таймырский АО, наиболее сильное радиоактивное загрязнение местности было отмечено в Мурманской области. Это свидетельствует о корреляции плотности радиоактивного загрязнения с количеством атмосферных осадков, то есть с интенсивностью глобальных выпадений (Мурманская область - 675 мм осадков в год, Якутия - 175 мм).

•  Экспериментально не обнаружено формирования за счет локальных и тропосферных выпадений в дальней зоне следов радиоактивного загрязнения с дозами внешнего облучения населения, превышающими 0,5 Р в год или 1-2 Р до полного распада продуктов деления. Результаты высотного зондирования свидетельствовали о том, что радиоактивными продуктами была загрязнена практически вся арктическая стратосфера. В течение зимы 1961-1962 гг. наблюдалось постепенное снижение высоты слоя максимальной концентрации РВ с 27-29 км в декабре 1961 г. до 23-25 км в феврале 1962 г. и даже до 20 км - к концу первой половины 1962 г. [36,37].

•  В северных регионах страны критическую группу населения численностью около 30 тыс. человек составляют коренные жители, занятые в оленеводстве - это пастухи-оленеводы и члены их семей [36].

Представленные выше данные об особенностях формирования радиационной обстановки на территориях, расположенных на материковой части страны на больших расстояниях от Новоземельского полигона, а также материалы архивного хранения с результатами радиационных разведок и обследований в разные годы территорий, загрязненных радиоактивными выпадениями, и другие документы из архивов были использованы для ретроспективной оценки доз внешнего и внутреннего облучения населения.

2.8. Дозы внешнего облучения населения в результате проведения ядерных испытаний на Новоземельском полигоне.

Наиболее достоверной основой для ретроспективной оценки доз облучения населения различных регионов Российской Федерации после испытаний ядерного оружия на Новоземельском полигоне являются результаты анализа, изучения и обобщения имеющихся в настоящее время различных материалов, к которым следует отнести:

•  уникальные архивные материалы, содержащие данные радиационных разведок, проводившихся непосредственно после каждого испытания;

•  результаты многолетних обследований территорий, расположенных как вблизи Новоземельского полигона, так и на материковой части страны;

•  сведения о содержании радионуклидов искусственного происхождения в различных объектах внешней среды (почва, лишайники, снежный покров, вода и др.), в рыбе, мясе северных оленей, а также в организме людей, потреблявших продукты местного производства (в основном это оленеводы);

•  сведения об особенностях формирования радиационной обстановки в дальних зонах.

Большая заслуга в получении этих уникальных данных принадлежит специалистам службы радиационной безопасности полигона, гидрометеорологической службы страны, Минздрава СССР, Минобороны СССР, Минсредмаша СССР и других ведомств страны, а также специалистам Ленинградского НИИ радиационной гигиены Минздрава РСФСР.

Так, наиболее полная информация о степени радиоактивного загрязнения территории материковой части СССР поступала, главным образом, от гидрометеорологической службы, специалисты которой обобщали не только данные метеорологических станций, но и данные, получаемые этой службой от различных министерств и ведомств. Первая карта средних значений радиоактивного загрязнения поверхности почвы и снежного покрова по состоянию на май месяц 1959 г. была составлена специалистами Центрального института прогнозов ГУГМС СССР по результатам анализа и обобщения данных о радиоактивном загрязнении окружающей среды после испытаний, проводившихся на Новоземельском полигоне в течение первого периода.

Результаты различного рода исследований, в ходе которых была получена значительная часть перечисленных выше данных, изложены в целом ряде научных работ [15,38-44].

В конце 1958 г. силами службы радиационной безопасности Новоземельского полигона и приданными к ней дозорами на кораблях, а также силами воздушных и наземных средствах передвижения были обследованы Баренцево и Карское моря, острова Колгуев, Матвеев и Вайгач, северное побережье материка от полуострова Канин Нос до полуострова Ямал. Полученные при этом результаты свидетельствовали о том, что во всех обследованных районах радиоактивное загрязнение окружающей среды отсутствует. Лишь на небольшом участке материковой части страны в 150 км от города Нарьян-Мар было зафиксировано “свежее” радиоактивное ''пятно'' на местности с дозой гамма-излучения до полного распада продуктов взрыва менее 0,5 бэр. Все эти данные дали основание сделать вывод, что ядерные испытания в 1958 г . “практически протекали без видимого радиоактивного загрязнения биосферы Заполярья” , если, конечно, не принимать во внимание глобальные выпадения [12,39].

Для ретроспективной оценки доз гамма-излучения на местности и доз внешнего облучения населения в дальних зонах после второго периода испытаний (1961 г.) были использованы экспериментальные данные о плотностях загрязнения территорий Западной и Восточной Сибири, полученные по результатам гамма-спектрометрических измерений проб объектов окружающей среды (снежного покрова, лишайника и др.). Результаты этих исследований, получивших название “Воздух”, изложены в работах Ю. А. Израэля с сотрудниками [41,42 и др.], П. В. Рамзаева с сотрудниками [23,24 и др.], В. И. Филипповского с сотрудниками [43 и др], В. А. Логачева с сотрудниками [19,20 и др.] и других исследователей.

В 1962 г. в период с 16 марта по 21 апреля проводилось обследование обширной территории на севере страны по маршруту Ленинград -Петрозаводск - Беломорск - Кировск - Мурманск - Североморск - Нарьян-Мар -Амдерма - Новая Земля - о.Вайгач - мыс Каменный - п-в Ямал - о.Белый-Диксон -Дудинка - Норильск - Амдерма - Воркута - Ухта - Сыктывкар - Ленинград с целью определения границ и степени загрязнения объектов внешней среды выпавшими радиоактивными продуктами.

Обследование осуществлялось с помощью самолета Ил-14, оборудованного специальной аппаратурой для непрерывной гамма-съемки местности и определения спектра гамма-излучения.

По данным, полученным на основании расчетов и представленным в работе [27], уровни радиации в зоне максимального загрязнения во время формирования радиоактивных следов на местности, то есть примерно через 1-2 суток после взрывов, должны были составлять 1,5-2 мР/ч. В таких условиях результаты определения плотности загрязнения местности на материковой части страны после воздушных ядерных испытаний на Новоземельском полигоне методом отбора и спектрометрического анализа проб снежного покрова являются наиболее надежной основой для оценки доз внешнего облучения населения.

Для ретроспективной оценки доз гамма-излучения на местности и доз внешнего облучения населения в зонах радиоактивного загрязнения территорий от Урала до Восточной Сибири были использованы результаты анализа проб снежного покрова, а также закономерности изменения активности во времени для несепарированной смеси осколков деления плутония нейтронами “средних” энергий [45]. При расчетах было принято, что среднее время образования радиоактивного загрязнения местности равно 2 суткам после взрыва, а среднее время проведения радиационной разведки после окончания второго периода ядерных испытаний - 6 месяцам.

После завершения в конце 1962 г. ядерных испытаний в атмосфере специалисты филиала Института прикладной геофизики Госкомгидромета СССР (г. Обнинск) провели первое обобщение всех данных о радиационной обстановке на территории страны по состоянию на 01.07.1963 г.

Для оценки доз гамма-излучения в зоне влияния деятельности Новоземельского полигона были разработаны специальные расчетные программы и использованы приведенные выше данные. Результаты расчетов в виде изолиний доз внешнего облучения до полного распада РВ с учетом всех ядерных испытаний, проведенных на Новоземельском полигоне, представлены в виде карты-схемы на рис. 2.6. По этим данным были рассчитаны возможные дозы внешнего облучения населения различных регионов Российской Федерации. Результаты расчетов представлены в табл. 2.3. Для сравнения приведены дозы облучения населения и в зоне влияния ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне.

 

Таблица 2.3. Ориентировочные данные о дозах (до полного распада РВ) внешнего облучения населения различных регионов Российской Федерации, расположенных в зонах влияния деятельности Новоземельского и Семипалатинского полигонов

Регион
Удале-ние от поли-гона, тыс.км
Количество населения, проживающего на загрязненной территории, тыс.чел.
Максималь-ная доза внешнего облучения, сЗв
Средняя доза внешнего облучения населения региона, сЗв
Коллективная доза внешнего облучения, тыс.чел. Зв

1.Зона влияния испытаний на Новоземельском полигоне

1.Красноярский край (без автономных округов)
1,3-3,0
2693
0,7
0,10
3
2.Таймырский (Долгано-Ненецкий АО)
0,9-2,2
48
2
1,0
0,5
3.Эвенкийский АО
1,6-2,4
17
1,5
0,7
0,12
4.Республика Саха (Якутия)
2,0-3,7
883
1
0,8
7
5.Тюменская обл. (без автономных округов)
1,8-2,2
1165
0,3
0,15
1,8
6.Ямало-Ненецкий АО
0,5-1,8
193
0,4
0,13
0,25
7.Ханты-Мансийский АО
0,9-1,9
673
0,3
0,17
4,9
8.Пермская область (без автономных округов)
1,3-2,0
2830
0,3
0,17
4,9
9.Магаданская область вместе с Чукотским АО
3,8-4,5
490
0,6
0,25
1,2
10.Республика Коми
0,8-1,6
1147
0,4
0,17
2
11.Хабаровский край
3,6-4,5
1610
0,6
0,2
3,2
12.Ненецкий АО Архангельской обл.
0,4-0,8
50
0,3
0,10
0,5
13.Удмуртская Республика
1,7-2,0
1516
0,2
0,11
1,6
14.Свердловская обл.
1,4-2,0
4500
0,3
0,20
9,5
15.Курганская обл.
2,0-2,2
1085
0,2
0,14
1,5
16.Челябинская область
2,0-2,4
3480
0,2
0,14
4,8
17.Республика Башкортостан
2,0-2,4
3865
0,2
0,10
4
18.Омская область
1,9-2,4
1963
0,15
0,10
2
19.Республика Татарстан
1,9-2,2
3453
0,15
0,06
2,4
20.Иркутская область
2,6-3,4
2616
0,3
0,005
0,8
21.Читинская область
3,4-3,9
1258
0,2
0,001
0,15
ВСЕГО
-
35535
-
0.15
52,27

2.Зона влияния испытаний на Семипалатинском полигоне

1.Алтайский край
0,14-0,7
2514
52
0,5
13,5
2.Республика Алтай
0,4-0,8
174
0,5
0,2
0.3
3.Республика Хакасия
0,7-1,0
508
0,2
0,15
0,76
4.Новосибирская область
0,5-0,7
2657
1
0,05
1,44
5.Кемеровская область
0,7-1,0
2990
1
0,06
1,64
6.Красноярский край
0,9-2,2
600
0,12
0,04
0,24
7.Иркутская область
1,3-2,7
1340
0,1
0,04
0,47
8.Читинская область
2,0-3,0
1258
0,05
0,04
0.44
9.Томская область
0,7-1,3
887
0,15
0,04
0,35
ВСЕГО
-
15928
-
0,12
19,14

 

Из приведенные в табл. 2.3 данных следует, что некоторые регионы, например, Красноярский край, Томская, Иркутская, Читинская области и др. находились в зоне влияния испытаний, проводившихся на обоих ядерных полигонах. Поскольку накопление дозы внешнего облучения в зоне влияния ядерных испытаний происходило в течение нескольких лет, то это позволяет сделать важный вывод: годовые дозы внешнего облучения населения всех регионов Российской Федерации в результате проведения ядерных испытаний на Новоземельском полигоне не превышали допустимых санитарно-гигиенических нормативов. При этом размеры зоны влияния деятельности Новоземельского полигона были значительно больше, чем Семипалатинского. Радиоактивному загрязнению после “новоземельских” испытаний подверглось примерно 2/3 территории Российской Федерации с населением около 35 млн. человек, годовые дозы облучения которых могли в два раза превышать фоновые значения. Максимальные и средние индивидуальные дозы внешнего облучения населения относительно малы (от 0,001 до 2 сЗв) при достаточно большой коллективной дозе (около 50 тыс. чел. Зв), что является характерным для формирования доз облучения после высоких воздушных взрывов большой мощности. С увеличением мощности взрыва относительная степень радиоактивного загрязнения местности локальными и полуглобальными (тропосферными) выпадениями уменьшалась, а основная доля долгоживущих и биологически опасных радионуклидов в результате фракционирования (изменения радиоактивного состава) достигала поверхности земли только в виде глобальных выпадений, которые могли формировать в основном дозу внутреннего облучения. Эти дозы не могли оказать вредного воздействия на здоровье населения, причем даже на здоровье представителей критических групп северного населения – пастухов-оленеводов и членов их семей, употребляющих в пищу оленину свежего забоя.

Таким образом, из приведенных выше данных следует, что уже в конце 20 века на материковой части территории Российской Федерации невозможно было обнаружить какие-либо последствия ядерных испытаний на Новоземельском полигоне. Все параметры, характеризующие радиационную обстановку в различных регионах страны, находятся на уровне региональных фоновых значений, обусловленных в основном глобальными выпадениями. И это естественно, поскольку после прекращения ядерных испытаний на полигоне уровень радиоактивного загрязнения природной среды стал быстро снижаться за счет распада радионуклидов и естественных процессов выведения их из всех сфер воздействия на человека. Так, если ко времени окончаения испытаний атмосфере в 1962 г. средняя дополнительная доза облучения населения северных регионов страны была равна 0,7 мЗв в год, то к концу 20 века она не превышала 0,02 мЗв в год [45], то есть величину годовой дозы облучения за счет ежедневного просмотра цветного телевизора, которую нельзя даже сравнить с однократным рентгеновским обследованием в поликлинике.

Однако следует отметить, что на территории Новоземельского полигона, где в 1955-1990 гг. проводились атмосферные и подземные ядерные испытания, еще сохранились отдельные участки на испытательных площадках, которые по радиационным параметрам нужно отнести к санитарно-защитным зонам.

СВЕРХМОЩНЫЕ ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ В США И СССР КАК ПРОЯВЛЕНИЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ И ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОЛИТИКИ В ГОДЫ ХОЛОДНОЙ ВОЙНЫ

ХАРИТОН Ю.Б., САХАРОВ А.Д., ТРУТНЕВ Ю.А. И др. ВОСПОМИНАНИЯ УЧАСТНИКОВ РАЗРАБОТКИ И ИСПЫТАНИЯ СУПЕРБОМБЫ

ГОЛЛЕР Е.Э. ИЗМЕРЕНИЯ НА ПОЛИГОНЕ НОВАЯ ЗЕМЛЯ ПО МЕТОДИКАМ 2ИВ" И "КТ"

АДУШКИН В.В., ГАРНОВ В.В., ЦЫКАНОВСКИЙ В.И. МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ (ПЯВ) НА ПОЛИГОНАХ

ЗОЛОТУХИН Г.Е. О СЕВЕРНОМ ПОЛИГОНЕ И ЯДЕРНОМ ОРУЖИИ

АДУШКИН В.В., ГАРНОВ В.В. УЧАСТИЕ СПЕЦСЕКТОРА ИХФ АН СССР В СОЗДАНИИ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ И ПРОВЕДЕНИИ ЕГО ИСПЫТАНИЙ (1946 - 1963 ГОДЫ)

МАТУЩЕНКО А.М. И др. ЯДЕРНЫЙ ПОЛИГОН БЕЗ ГРИФА СЕКРЕТНОСТИ

ЧУМАЧЕНКО Г.С. БУДНИ И ПРАЗДНИКИ БЕЛУШЬЕЙ ГУБЫ

АДУШКИН В.В., ГОРБЕНКО Б.З., ОВСЯННИКОВ Г.А., РАЗОРЕНОВ А.А. О МЕТОДАХ ИЗМЕРЕНИЯ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ВОЗДУШНОГО ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА

РАЗОРЕНОВ А.А. АВИАЦИОННАЯ РЕГИСТРАЦИЯ ВОЗДУШНОГО ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА

ГАЛСТЯН И.А., ГУСЬКОВА А.К., НАДЕЖИНА Н.М. НЕШТАТНАЯ РАДИАЦИОННАЯ СИТУАЦИЯ И ЕЕ ПОСЛЕДСТВИЯ

МОРОЗОВ Ю.М. КЛИМАТ ДОВЕРИЯ

АДУШКИН В.В., ХРИСТОФОРОВ Б.Д. ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ НА АКВАТОРИИ ГУБЫ ЧЕРНОЙ

ХРИСТОФОРОВ Б.Д. ПОДВОДНЫЕ ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

Ядерные испытания и здоровье населения

В регионе имеются районы с повышенной опасностью ионизирующего облучения. К ним относятся: полоса Балтийско-Ладожского глинта (с выходом на поверхность диктионемовых сланцев), Медвежьегорский район Карелии (на большинстве обследованных рудников и шахт Карелии выявлены высокие значения эквивалентной равновесной объемной активности радона - до 2500 Бк/м3), две АЭС (Кольская и Ленинградская), бывший Новоземель-ский ядерный полигон (в 1957-1990 гг. проведено 132 взрыва: 87 воздушных, 3 подводных, 42 подземных), архипелаг Новая Земля