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 4. СОВРЕМЕННАЯ РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА НА ТЕРРИТОРИИ ПОЛИГОНА И АРХИПЕЛАГЕ НОВАЯ ЗЕМЛЯ

Систематическое (мониторинговое) наблюдение за радиационной обстановкой на испытательных площадках Новоземельского полигона было начато в 1992 г в рамках выполнения Комплексной научно-исследовательской программы ''Регион-2'' [1], научными руководителями которой стали А. С. Кривохатский, Ю.   В.   Дубасов и А. М. Матущенко. Самое активное участие в реализации этой программы принимали сотрудники НПО ''Радиевый институт'' им. В. Г. Хлопина – это Е. И. Бирюков, С. И. Богачев, С. С. Гаврилин, Л. И. Ильин, В. Б. Колычев, П.   Б. Малахов, И.   Н.   Максимов, С.   А.   Пахомов, Н.   В.   Сковородкин и другие. Объем исследований был определен ''Программой работ полевой экспедиции ''Радиевого института'', которая была утверждена в 1996 г. генеральным директором НПО ''Радиевый институт'' А. А. Римским-Корсаковым, заместителем начальника 5-го Главного управления Минатома России Г. Е. Золотухиным, командиром войсковой части 31100 С. И. Чирковым и начальником Новоземельского полигона В. Г. Ярыгиным.

Анализ проб объектов внешней среды для определения содержания в них различных радионуклидов проводился в Лаборатории радиационного контроля, физико-химических методов анализа и радиационной безопасности ''Радиевого института''. Эта лаборатория имеет зарегистрированный в Государственном реестре под № 4215-95 от 28.03.1995 г. аттестат аккредитации испытательной (измерительной) лаборатории на соответствие установленным Госстандартом России требованиям [2].

С целью организации системных наблюдений за радиоэкологическим состоянием окружающей среды на территории полигона, но особенно на наиболее загрязненных радиоактивными веществами в период испытаний участках были оборудованы контрольные площадки, имеющие реперные сетки. В течение многих лет в точках реперной сети измерялись мощности дозы гамма-излучения на местности, а также отбирались пробы объектов внешней среды для анализа их в лабораторных условиях. Радиоэкологические исследования проводились и проводятся до настоящего времени не только на территориях контрольных площадок, но и на территориях отдельных, специально выделенных, маршрутов, а также тех районов, где проводились испытания и наблюдалось распространение радиоактивных веществ. Сопоставление ежегодных результатов наблюдений дает возможность объективно оценивать изменение во времени радиационной обстановки не только на территориях контрольных площадок полигона, но на архипелаге Новая Земля в целом.

 

4.1. Организация контрольных площадок

Для проведения радиационного мониторинга и на территории полигона, и по направлениям распространения радиоактивных облаков были выбраны три контрольные площадки, расположенные в разных частях полигона, а именно, в районе губы Черная, на территории между мысами Столбовой и Маточкин, а также в районе поселка Северный.

 

4.1.1. Район губы Черная

Одну из контрольных площадок решено было оборудовать на восточном берегу губы Черная, где в 1957 г. был осуществлен единственный на Новоземельском полигоне наземный ядерный взрыв средней мощности и где до настоящего времени на местности вблизи воронки этого взрыва отмечаются отдельные участки с уровнями радиоактивного загрязнения, превышающими фоновые величины.

В 1992 г. сотрудники ''Радиевого института'' прежде, чем начать оборудование контрольной площадки с шифром КП-1 в районе воронки наземного ядерного взрыва, провели две маршрутных радиационных разведки местности. Первый маршрут пролегал от находящегося севернее воронки устья реки Обманной на расстояние до 10 км вверх по ее течению, а второй – по берегу губы Черная от устья реки Обманной на юг до воронки взрыва. В ходе радиационной разведки проводились измерения мощности экспозиционной дозы на высоте одного метра от поверхности земли, а также отбирались пробы грунта [3].

Цель обследования района губы Черная заключалась в поиске на следе радиоактивного облака участка с максимальным радиоактивным загрязнением местности, а также в оборудовании контрольной площадки, необходимой в основном для изучения смыва радионуклидов в акваторию губы Черная в результате таяния снегов.

Оборудованная для проведения систематического радиационного наблюдения контрольная площадка КП-1 имела форму прямоугольника размером 1?0,5 км и была расположена на расстоянии 200 м на север от воронки взрыва. В грунт на территории площадки с шагом 100 м были вбиты колышки, каждый из которых имел свой шифр. Схема расположение площадки КП-1 относительно воронки взрыва и точек измерения радиационных параметров на ее территории приведена на рис. 4.1. В каждой точке сетки ежегодно проводились измерения мощности дозы гамма-излучения и отбор проб грунта для лабораторных радиохимических анализов. Если с течением времени плотности загрязнения проб почвы уменьшались с такой скоростью, которая отличалась от скорости естественного распада радионуклидов, то это позволяло оценить величину сноса радионуклидов в прибрежные воды.

Рис. 4.1. Схема расположения контрольной площадки КП-1 относительно воронки наземного ядерного взрыва и обозначенных на ней точек измерения радиационных параметров.

 

В 1992 г. максимальная величина мощности дозы гамма-излучения, равная 250 мкР/ч, была отмечена в северо-западной части навала грунта около воронки. На контрольной площадке уровни радиации находились в диапазоне от 8 до 250 мкР/ч при среднем значении около 20 мкР/ч [1]. Довольно тщательно была обследована воронка взрыва и береговая отмель около нее. Воронка представляла собой почти симметричную, лишь немного вытянутую в северо-западном направлении окружность диаметром около 65 м и глубиной 18 м. Высота навала грунта не превышала 2 м, максимум выброса грунта из воронки был направлен в сторону моря. В направлении на юго-запад от воронки, то есть в наветренной ее части, уже на расстоянии примерно 150 м от навала грунта уровни радиации практически не превышали фоновых величин.

В процессе реализации программы ''Регион-2'', кроме изучения радиационной обстановки на территории контрольной площадки, проводилось обследование водоемов, рек, ручьев и акватории губы Черная. Анализ проб воды и грунта позволил определить содержание в них радионуклидов плутония, стронция-90 и цезия-137, а также содержание трития в сточных водах и в воде проточных водоемов. Аналогичный объем исследований был выполнен и в других районах проведения испытаний ядерного оружия.

 

4.1.2. Район между мысами Столбовой и Маточкин

Вторая контрольная площадка ''КП-2'' была оборудована, по предложению сотрудника полигона В. Г. Сафронова, между мысами Столбовой и Маточкин в направлении полуострова Панькова Земля. Такой выбор был связан с тем, что именно в этом направлении после возникновения нештатной радиационной ситуации при проведении 02.08.1987 г. испытания в штольне А-37А (ранее это была штольня А-37) происходило движение значительной части радиоактивного выброса [4,5]. Это было групповое испытание пяти ядерных зарядов суммарной мощностью 150 кт. Через 1,5 минуты после взрыва неожиданно произошел прорыв радиоактивных веществ по трещине естественного разлома подтаявшего ледника на склоне горы. Образовавшееся радиоактивное облако сначала медленно растекалось в западном направлении, а затем – в южном и юго-восточном до губы Грибовой и Малого Пухового озера, где оно и ''остановилось'' на несколько дней.

Конфигурация контрольной площадки № 2 была достаточно сложной из-за часто встречающихся скальных выступов и крупных каменных глыб. В 1992 г. мощности доз гамма-излучения на территории КП-2 составляли примерно 15 мкР/ч, что лишь незначительно превышало фоновые величины [2]. Это свидетельствовало о малом радиоактивном загрязнении территории площадки, поэтому было принято решение о прекращении ее обследования.

 

4.1.3. Район поселка Северный

В районе поселка Северный в период с 1964 по 1990 гг. было проведено 33 подземных ядерных испытаний в штольнях. Поэтому для начатого в 1994 г. систематического наблюдения за радиоэкологической обстановкой в этом районе была оборудована вблизи штольни А-37 контрольная площадка № 3 (КП-3). Общая ее площадь составляла примерно 1 км 2 [6,7]. На рис. 4.2 представлена схема расположения КП-3 относительно портала штольни А-37 (А-37А) с обозначением на этой площадке точек измерения радиационных параметров. Следует обратить внимание на то, что обозначения А-37 и А-37А принадлежат одной и той же штольне, в которой было проведено в разные годы два подземных испытания: одно – в 1982 г., второе – в 1987 г., когда возникла нештатная радиационная ситуация.

На территории контрольной площадки № 3 через каждые 100-150 м проводились измерения уровней радиации и отбор проб грунта. Каждая точка измерений и отбора проб на местности была обозначена металлическим или деревянным колом, на котором имелась бирка с номером, показывающим положение точки на площадке по шахматной системе (А-1, А-2 и т.д.).

Изучение радиационной обстановки с измерением мощности дозы гамма-излучения и отбором проб грунта в районе поселка Северный проводилось не только на территории КП-3, но и на маршрутах вдоль правого и левого берегов реки Шумилиха, которая протекает между горами Лазарева и Моисеева. Именно в этих горных массивах были проведены все подземные ядерные испытания в штольнях. Кроме того, были обследованы и другие участки на территории полигона, а именно: территория вдоль побережья пролива Маточкин Шар, причем в основном по северо-восточному обрамлению гор Лазарева и Моисеева; дорога от поселка Северный до озера Питьевое; местность вдоль берегов всех правых притоков реки Шумилихи, начиная от поселка Северный до озера Наливного; территория по водоразделу западного хребта гор Лазарева – ледник Васнецова, а также местность от среднего течения ручья Безымянного, находящегося возле штольни А-37, и далее по горному хребту до высоты с отметкой 595,5 м. Схема проведения радиоэкологических обследований и мест измерения радиационных параметров в районе поселка Северный представлена на рис. 4.3 [8]. На этой схеме видно, что обследовались, как правило, участки расположения устьев штолен, выхода водотоков из штолен и ручьев, впадающих в реки Шумилиха и Чиракина, а также места выхода радиоактивной парогазовой смеси на дневную поверхность при возникновении нештатных радиационных ситуаций после проведения подземных ядерных взрывов 14.10.1969 г. в штольне А-7 и 02.08.1987 г. в штольне А-37А.

Следует отметить, что проводить на территории Новоземельского полигона радиоэкологические обследования, а особенно отбор проб грунта, воды и других объектов окружающей среды для лабораторных анализов можно лишь в течение очень короткого арктического лета, используя экспедиционный метод работ. Как правило, условия быта и работы были и остаются очень трудные. Так, участникам экспедиций в ходе обследований приходилось нередко преодолевать многочисленные водные преграды вброд, находясь по грудь в холодной воде. Связано это было с отсутствием дорог и с невозможностью прохода транспортных средств в отдельные труднодоступные места.

Как было отмечено ранее, большое внимание уделялось изучению радиационной обстановки на территории Опытного поля на мысе Сухой Нос, где была осуществлена большая часть из 85 ''новоземельских'' воздушных ядерных взрывов, включая и самый мощный в мире взрыв с тротиловым эквивалентом 50 Мт – взрыв супербомбы. Все воздушные взрывы были произведены на большой высоте, поэтому основной причиной радиоактивного загрязнения местности в районах их эпицентров стала наведенная активность, образовавшаяся под действием потока нейтронов. Результаты гамма-съемки местности на Опытном поле мыса Сухой Нос, проведенной еще в 1977 г., свидетельствовали о том, что уровни радиации в эпицентрах взрывов примерно в полтора-два раза были выше фоновых значений. В настоящее время эти территории можно считать практически ''чистыми'', поскольку вклад излучений от оставшейся малой части наведенной активности в экспозиционную естественную мощность дозы не превышает 15-20 %, что значительно меньше характерных для Северного острова архипелага Новая Земля изменений регионального естественного фона [5].

Рис. 4.2. Схема расположения контрольной площадки КП-3 относительно портала штольни А-37 и обозначенных на этой площадке точек измерения радиационных параметров.

 

Рис. 4.3. Схема размещения основных участков проведения радиоэкологических обследований в районе поселка Северный.

 

 

4.2 Краткая характеристика методов полевых и лабораторных исследований.

Для корректной оценки радиоэкологической обстановки на территории Новоземельского полигоны были использованы различные, наиболее современные и достаточно проверенные как полевые, так и лабораторные методы исследований.

 

4.2.1 Методы полевых исследований.

Полевые работы, выполняемые на полигоне в ходе обследований его территории, включали в себя измерения уровней радиации на местности и отбор проб различных объектов внешней среды для последующего их лабораторного анализа.

При обследовании территорий для измерений гамма-фона использовался радиометр ДРГ-01Т, для измерений потока бета-частиц - радиометр КРБ-1, а для определения радионуклидного состава - полевой сцинтилляционный гамма-спектрометр ''Скиф-3''.

Полевой портативный спектрометр ''Скиф-3'' имел следующие параметры и характеристики:

•  блок детектирования состоял из кристалла NaJ ( Tl ) размером 63?63 мм;

•  эффективное сечение регистрации фотопика с энергией гамма-квантов 661 кэВ составляло 15 см 2 ;

•  энергетическое разрешение спектрометра, равное 8 %, давало возможность на фоне естественных гамма-излучателей обеспечивать идентификацию таких наиболее важных с точки зрения радиационной безопасности радионуклидов, как цезий-137, кобальт-60, европий-152, европий-154 и др.

Полевой спектрометр ''Скиф-3'', масса которого составляла всего 3 кг, мог работать от автомобильного источника питания, что позволяло использовать его для проведения непрерывных измерений в течение 8 часов. Он обладал возможностью хранения в течение длительного времени до 48 измеренных спектров и перезаписи их в память персонального компьютера. Малая масса и повышенная влагозащитность прибора способствовали возможности проводить им гамма-спектрометрическую разведку практически при любых метеорологических условиях и в самых труднодоступных местах. Но главной его особенностью было то, что предварительная информация о возможном радионуклидном загрязнении обследуемого объекта могла выводиться непосредственно на жидко-кристаллический индикатор. Для оперативной обработки в лабораторных условиях гамма-спектров, полученных в поле, была разработана специальная компьютерная программа, обеспечивающая считывание спектров из анализатора полевого прибора, перезапись их в дисковую помять компьютера, обработку исходных спектров, поиск и определение площадей фотопиков и скоростей счета и, наконец, вычисление потоков монохроматического гамма-излучения соответствующих энергий, то есть определение радионуклидного источника загрязнения и его концентрацию. С помощью такой программы можно было обнаруживать в фоновом спектре до 11 фотопиков различных радионуклидов и достаточно быстро обрабатывать их. Так, например, использование этой программы в ходе обследований территории полигона в 90-е годы позволило определить минимальную плотность загрязнения местности цезием-137. Она была равна 20 мКи/км 2 , и это при том, что средняя плотность глобального загрязнения местности этим радионуклидом составляет 100-150 мКи/км 2 [6].

Важной частью работ, выполняемых в полевых условиях, был отбор проб объектов окружающей среды.

Пробы почвы отбирались в основном на глубину до 100 мм одним уколом стандартного пробоотборника диаметром 90 мм. Отбор отдельных проб на глубину до 200 и 300 мм осуществлялся двумя или тремя уколами. Пробы грунта отбирались в основном в местах с наиболее скудной растительностью и с относительно мелкими частицами почвы. Но приходилось отбирать пробы и в районах со сплошной моховой и травянистой растительностью, и в местах со щебнистопесчаным грунтом, расположенных в горных массивах. Проводился отбор проб и скальных пород для изучения их сорбционных свойств по отношению к биологически значимым радионуклидам. Как правило, такие пробы отбирались из отвалов штолен, которые состояли из известняков, песчаников, кварцитов и различного вида слюдистых сланцев и алевросланцев [8]. Пробы грунта упаковывали в пластиковые пакеты, которые снабжались биркой с указанием шифра пробы. В местах отбора проб обязательно измерялась мощность дозы на высоте одного метра от поверхности земли, для чего использовался аттестованный дозиметр ДРГ-01Т.

Пробы воды, которые отбирались из различных водоисточников для определения объемной активности долгоживущих радионуклидов в воде, имели объем 100 литров. Концентрирование и выпаривание воды проводилось в специальных титановых цилиндрах с коническим днищем. Полученные осадки высушивались и упаковывались в пластиковые пакеты для отправки их в лабораторию Радиевого института.

Объем проб воды, отбираемых для определения содержания трития в них, составлял 0,5 литра. Такие пробы отбирались из ручьев, вытекающих из штолен, и ручьев, впадающих в реки Шумилиха, Чиракина или в пролив Маточкин Шар.

 

4.2.2. Методы лабораторных исследований

Гамма-спектрометрический анализ доставляемых в лабораторию проб объектов внешней среды проводился на установке, в состав которой входили:

•  полупроводниковый Ge ( Li ) детектор (ДГДК-63В или ДГДК-160В), помещенный в свинцовую защиту толщиной 5 см для ослабления фонового излучения;

•  предусилитель;

•  многоканальный анализатор импульсов'' Nokia LP -4900В'' с встроенной ЭВМ.

Технические характеристики анализатора обеспечивали полную автоматизацию процесса измерения и обработки аппаратурных спектров с использованием набора специальных программ.

Полупроводниковый гамма-спектрометр был аттестован для измерения активности радионуклидов в объемных и точечных источниках. Минимально определеяемая удельная активность цезия-137 в сыпучих пробах составляла 1 Бк/кг [7].

Радиохимический анализ проб почвы проводился для определения содержания в них плутония-239,240 и плутония-238. Такой анализ на подготовительном этапе включал в себя гомогенизацию всей массы вещества каждой пробы и внесение радиоактивной метки – плутония-242, а на других этапах – переведение в раствор вещества пробы путем глубокого разложения анализируемой навески смесью плавиковой и азотной кислот, ионообменное выделение и радиохимическую очистку плутония, приготовление альфа-источников. Конечным этапом анализа были альфа-спектрометрические измерения на специальной установке. Следует заметить, что анализ проб на определение содержания в них плутония радиохимическим методом является одним из самых сложных, продолжительных и дорогих анализов [9].

Чтобы определить содержание стронция в пробах грунта радиохимическим методом, пробы сначала растворяли в плавиковой кислоте, затем переводили в сульфаты серной кислотой, а после этого превращали в карбонаты. Радиохимическая очистка заключалась в отделении стронция , а затем накопления дочернего иттрия-90. Выделенные препараты дочернего иттрия после накопления измерялись на отечественной установке ''Бета-2'', после чего рассчитывалось объемное или точечное содержание стронция-90 в объектах природной среды.

Измерение объемной активности трития в водных пробах также проводилось на установке ''Бета-2'', которая оснащена специальным электронным устройством, обеспечивающим подавление ложных сигналов, обусловленных хемолюминисценцией измеряемых препаратов. При использовании метода нескольких совпадений прихода импульсов обеспечивалась высокая воспроизводимость результатов измерений.

Методика подготовки проб воды к измерениям была стандартная: сначала проба однократно перегонялась методом дистилляции, затем 1 мл пробы воды смешивался с 10 мл жидкого сцинтиллятора на основе диоксана марки ЖМ-8, после чего полученный препарат в специальных тонкостенных флаконах, изготовленных из фторопласта, поступал на измерения. Отдельно готовились фоновая проба воды, в которой отсутствовал тритий, являющийся искусственным радионуклидом, а также проба стандартного раствора с тритием. Результаты измерений и фоновой, и стандартной проб обязательно контролировались в начале и в конце каждого дня измерений. Обычно скорость счета составляла 0,1 импульсов в минуту при эффективности регистрации 12 %. Минимальная определяемая объемная активность трития составляла 100 Бк/л.

Таким образом, использование представленных выше методов исследований проб объектов внешней среды позволило специалистам Радиевого института получить необходимые данные, характеризующие современную радиоэкологическую обстановку на Новоземельском полигоне.

 

4.3. Радиоэкологическая обстановка в зонах проведения ядерных испытаний

Как уже отмечалось, такие виды ядерных испытаний, как подводные, надводные, одно наземное и подземные в скважинах проводились в районе губы Черная (зона А) на Южном острове архипелага Новая Земля [5]. Воздушные взрывы в атмосфере осуществлялись на мысе Сухой Нос (зона С), расположенном на Северном острове архипелага, а подземные испытания в штольнях – на южном берегу пролива Маточкин Шар в районе поселка Северный (зона В) [5].

Следует отметить, что от воздушных ядерных взрывов каких-либо следов радиоактивного загрязнения местности к настоящему времени не осталось: уровни радиации практически не превышают фоновых величин. И только в тех зонах, где проводились подводные, надводные, наземное и подземные испытания остались отдельные участки, загрязненные радиоактивными выпадениями.

 

4.3.1 Район губы Черная

В районе губы Черная в настоящее время наблюдается надфоновое, то есть выше глобального фона, радиоактивное загрязнение местности в воронке и на территории следа, образовавшихся после проведения на Новоземельском полигоне единственного наземного ядерного взрыва (контрольная площадка № 1). В табл. 4.1 представлены результаты исследований, выполненных летом 2000 г. в ходе изучения радиационной обстановки на территории этой площадки.

Таблица 4.1. Результаты измерений мощности дозы гамма-излучения, плотности загрязнения местности цезием-137 и содержания естественных радионуклидов, полученные в процессе радиоэкологических исследований на побережье губы Черная в 2000 г. [10]

 

№№ п/п
Точка наблюдения на контрольной площадке № 1 (См. рис. 4.1.)
Мощность дозы гамма-излучения, мкР/ч
Плотность загрязнения местности цезием-137, Бк/м 2
Содержание в почве калия-40, Бк/кг
1.
А0
66
71200
79
2.
Б0
24
23400
289
3.
А7
68
19600
358
4.
Б7
19
39200
215
5.
В7
15
15200
118
6.
Г7
19
-
-
7.
Д7
18
35500
142
8.
Е7
14
14000
72
9.
Ж7
12
9400
239
10.
З7
17
15700
183
11.
И7
15
16600
200
12.
К7
15
-
-
13.
Л0
17
19200
88
14.
К0
15
-
-
15.
И0
15
17100
197
16.
З0
16
-
-
17.
Ж0
14
14400
196
18.
Е0
14
-
-
19.
Д0
13
8900
265
20.
Г0
14
-
-
21.
В0
23
36300
258
22.
А1
51
30000
73
23.
Б1
21
21800
54
24.
В1
18
-
-
25.
Г1
14
12000
199
26.
Д1
14
-
-
27.
Е1
14
11600
130
28.
Ж1
13
-
-
29.
З1
13
-
-
30.
И1
17
16500
245
31.
К1
17
-
-
32.
Л1
16
28000
194
33.
Л2
17
-
-
34.
К2
15
20500
126
35.
З2
15
-
-
36.
Ж2
11
9000
135
37.
Е2
11
-
-
38.
Д2
13
9500
324
39.
Г2
13
-
-
40.
В2
14
7900
241
41.
Б2
13
-
-
42.
А2
25
13600
926
43.
Л3
15
-
-
44.
К3
12
12900
102
45.
И3
17
-
-
46.
З3
11
8100
32
47.
Ж3
16
-
-
48.
Е3
14
7600
316
49.
Д3
12
-
-
50.
Г3
12
4400
194
51.
В3
13
-
-
52.
Б3
13
2200
219
53.
А3
13
6300
380
54.
А4
10
-
-
55.
Б4
14
-
295
56.
В4
12
-
-
57.
Г4
13
3600
178
58.
Д4
12
-
-
59.
Е4
12
-
-
60.
Ж4
13
-
-
61.
З4
12
5400
225
62.
И4
12
-
-
63.
К4
11
-
-
64.
Л4
11
10000
222
65.
А5
12
-
-
66.
Б5
10
-
-
67.
В5
11
-
-
68.
Г5
17
-
-
69.
Д3
10
-
-
70.
Е5
12
-
-
71.
Ж5
12
-
-
72.
З5
10
-
-
73.
И5
15
-
-
74.
К5
11
-
-
75.
Л5
13
-
-

Примечания:

•  Измерения №№ 65-75 были выполнены в 1994 г. [2].

•  Плотности загрязнения местности цезием-137 и содержания естественного калия-40 были определены с помощью полевого гамма-спектрометра ''Скиф-3''.

•  Результаты измерений радиационных параметров на контрольной площадке № 1, проведенные на ее территории в июле-сентябре 2001 г. [11], свидетельствовали о том, что их величины за прошедший год практически не изменились.

 

Приведенные в табл. 4.1 данные позволяют констатировать, что на территории контрольной площадки № 1 максимальные величины мощности дозы гамма-излучения и плотности загрязнения местности цезием-137, равные, соответственно, 66 мкР/ч и 71200 Бк/м 2 (1920 мКи/км 2 ), наблюдались в точке А0. Необходимо отметить, что в этом районе естественные фоновые величины мощности дозы составляют 10-15 мкР/ч, а плотности загрязнения почвы цезием-137 – 140-180 мКи/км 2 . Основными искусственными гамма-излучающими радионуклидами на территории этой площадки являются ''осколочный'' цезий-137, а также такие ''наведенные радионуклиды'', как кобальт-60, европий-152, европий-154 и ''примесный'' радионуклид плутония – америций-241.

Существенный количественный разброс плотностей загрязнения почвы цезием-137 свидетельствует о высокой неоднородности распределения радионуклидов даже в пределах одной и той же реперной точки. Причиной такой неоднородности могут быть кусочки радиоактивного шлака различного размера, которые попадали в пробы почвы и которые в основном определяли характеристики гамма-поля на площадке.

Полученные в течение последних лет результаты радиационного мониторинга, проводимого практически ежегодно с 1992 г., дали возможность составить прогноз радиационной обстановки в районе наземного ядерного взрыва при естественном течении всех природных процессов на территории этого района, а также оценить вероятность переноса радионуклидов с таянием снега в акваторию, поскольку воронка находится вблизи берега. Кстати, во время наземного взрыва наблюдалось вовлечение морской воды в радиоактивное облако.

Для выявления возможных количественных изменений плотности загрязнения почвы на территории контрольной площадки в результате смыва радионуклидов в акваторию было проведено сравнение дифференциальных и интегральных характеристик плотности загрязнения этой площадки цезием-137, информация о содержании которого является наиболее полной. При этом дифференциальными характеристиками названы уровни загрязнения грунта в каждой точке площадки, а интегральными – на всей территории площадки.

Для оценки возможного количества цезия-137, смываемого в губу Черная в период таяния снега, нужно было определить отношения интегральной поверхностной активности этого радионуклида в 1992 г. к аналогичному показателю в последующие годы. В табл. 4.2 представлены интегральные характеристики плотности загрязнения этим радионуклидом территории площадки № 1 в разные годы.

Данные табл. 4.2 позволяют утверждать, что с учетом радиоактивного распада цезия-137 заметного изменения средней плотности загрязнения этим радионуклидом территории опытной площадки не произошло. Такие большие величины среднего квадратичного отклонения свидетельствуют о неоднородности распределения дифференциальных плотностей загрязнения контрольной площадки цезием-137. Кроме того, приведенные в табл. 4.2. данные дают основание сделать вывод об отсутствии заметного смыва радиоактивных веществ с территории контрольной площадки в акваторию.

По результатам расчетов было установлено, что на территории контрольной площадки, размер которой составляет 600?1000 м, общий запас цезия-137 равен примерно 0,5 кюри при средней плотности загрязнения около 1 Ки/км 2 . Территория с таким уровнем загрязнения этим радионуклидом местности не подпадает под статус территории с льготными социально-экономическими условиями проживания [1].

Таблица 4.2. Интегральные характеристики плотности загрязнения цезием-137 территории контрольной площадки № 1 в разные годы [1]

  Год измерения
Интервал распределения, мКи/км 2
Интегральное (среднее) значение плотности загрязнения, мКи/км 2
Среднее квадратическое отклонение, мКи/км 2
1992
10-11200
900
1700
1993
10-16000
960
2200
1994
10-24900
870
2800
1995
10-66200
1360
7800
2000
10-1920
800
2100

 

Следует отметить, что на территории контрольной площадки № 1 имеются небольшие участки с повышенным содержанием в грунте плутония. Это связано с выбросом при взрыве из воронки радиоактивного шлака. Однако плутоний находится в прочно связанном состоянии в силикатной матрице, его биологическая доступность значительно снижена, а концентрация в приземном слое воздуха не превышает допустимых санитарно-гигиенических уровней.

При анализе отобранных на территории этой контрольной площадки проб грунта определялось не только содержания цезия-137 в них, но и стронция-90, и плутония. Для этого были выбраны наиболее активные пробы. Результаты их анализов свидетельствовали о том, что содержание плутония в таких пробах находится в пределах от 12 до 836 Бк/кг, а стронция-90 – в пределах от 10 до 2100 Бк/кг. В табл. 4.3. представлены результаты анализов отдельных наиболее активных проб грунта, отобранных на контрольной площадке № 1.

Таблица 4.3. Содержание цезия-137, стронция-90 и плутония-239, 240 в пробах грунта, отобранных на территории контрольной площадки № 1 в 2000 г. [1]

№№ п/п
Содержание радионуклидов в грунте, Бк/кг
Отношение содержания цезия-137 к
содержанию стронция-90
 
цезий-137
стронций-90
плутоний-239,240
1.
514
2097
350
0,25
2.
111
52
170
2,13
3.
39
47
54
0,83
4.
158
159
75
1
5.
817
546
8360
1,5
6.
280
339
1710
0,83
7.
125
567
-
0,22
8.
114
80
326
1,42
9.
542
222
-
2,43
10.
112
74
77
1,51
11.
160
314
-
0,51
12.
222
172
-
1,29
13.
282
384
-
0,73
14.
25
34
56
0,74
15.
418
438
-
0,95
16.
11
10
-
1,13
17.
16
51
-
0,31
18.
52
121
-
0,43
19.
18
72
-
0,25
20.
16
13
-
1,23
21.
18
32
-
0,56
22.
45
23
-
1,95
23.
55
93
-
0,58
24.
25
84
-
0,29
25.
21
25
-
0,84

Данные табл. 4.3 еще раз подтверждают высокую неоднородность распределения радионуклидов в грунте на территории контрольной площадки №1. Кроме того, по приведенным в этой таблице данным можно говорить о том, что средняя величина отношения содержания цезия-137 к содержанию стронция-90 близка к единице.

В 1995 г. был проведен гамма-спектрометрический анализ проб радиоактивного шлака, собранного около воронки наземного ядерного взрыва. Результаты этого анализа приведены в табл. 4.4.

Таблица 4.4. Удельная активность различных радионуклидов в шлаке, выброшенного из воронки наземного ядерного взрыва (по состоянию на 1995 г.) [2]

Наименование радионуклида
Удельная активность, Бк/кг

Цезий-137

21900

Кобальт-60

23600

Европий-152

7700

Европий-154

440

Европий-155

2860

Америций-241

14100

Калий-40

1400

 

Из приведенных в табл. 4.4 данных следует, что основными гамма-излучающими радионуклидами являются цезий-137, кобальт-60 и америций-241, активность которых в 10-15 раз превышает активность естественного калия-40. Если учесть отношение удельной активности америция-241 к удельной активности плутония-239,240 в смеси продуктов наземного ядерного взрыва через 40 лет после его осуществления, то можно утверждать, что активность плутония-239,240 будет самой высокой. Такое свойство характерно для оплавленного радиоактивного шлака, образовавшегося в период соприкосновения высокотемпературного светящегося облака взрыва с поверхностью земли. Выше уже было отмечено, что плутоний в шлаке находится в прочно связанном состоянии с пониженной биологической доступностью.

По результатам исследований радиационной обстановки, которые, как известно, проводились не только на территории контрольной площадки № 1, но и по многочисленным маршрутам вдоль восточного побережья губы Черная и по направлению движения облаков наземного и подводных ядерных взрывов, и в ходе которых измерялись мощности доз гамма-излучения и отбирались пробы почвы, было установлено, что плотность загрязнения местности цезием-137 находится в пределах от 20 до 190 мКи/км 2 , в среднем составляя 60 мКи/км 2 . Такие величины соответствуют уровням глобального регионального загрязнения местности этим радионуклидом, поэтому не могут представлять опасности ни для человека, ни для представителей флоры и фауны на этой территории.

На Новоземельском полигоне существует еще один район, территория которого была загрязнена радионуклидами искусственного происхождения. Это приустьевая площадка штольни А-37А, то есть район поселка Северный на южном берегу пролива Маточкин Шар.

 

4.3.2. Район поселка Северный

Как уже отмечалось, при проведении в 1987 г. подземного ядерного испытания в штольне А-37А произошел прорыв парогазовой смеси [5]. В этой аварийной ситуации уровни радиации на приустьевой площадке штольни и по направлению перемещения радиоактивного облака превышали 500 Р/ч. Специалисты Радиевого института оборудовали на приустьевой площадке этой штольни такую же, как на берегу губы Черная (См. рис. 4.2.), контрольную площадку, присвоив ей шифр КП-3. В течение нескольких лет велось наблюдение за характером изменения радиационной обстановки на территории этой площадки. В табл. 4.5 представлены результаты этих наблюдений.

Таблица 4.5. Результаты измерения мощности дозы гамма-излучения, плотности загрязнения местности цезием-137 и содержания естественных радионуклидов в грунте, полученные в разные годы при проведении полевых исследований на контрольной площадке № 3 [10-12]

№№ п/п
Точка наблюдения на контрольной площадке № 3 (См.рис. 4 .2.)
Мощность дозы в разные годы, мкР/ч
Плотность загрязнения грунта цезием-137 в 2000 г., Бк/м 2
Содержание калия-40 Бк/кг
 
 
1999
2000
2001
  

1.

 

1

14
15
14
14200
284

2.

 

2

15
15
13
11600
438

3.

 

3

18
18
15
2280
-

4.

А

4

15
15
12
19300
339

5.

 

5

18
18
12
32000
325

6.

 

6

16
34
28
-
-

7.

 

7

24
-
-
-
-

8.

 

1

26
23
19
50300
315

9.

 

2

40
14
15
32600
378

10.

 

3

18
16
17
36800
375

11.

 

4

16
14
13
24200
409

12.

Б

5

20
20
15
-
-

13.

 

6

267
32
28
-
-

14.

 

7

-
-
51
-
-

15.

 

8

356
356
228
-
-

16.

 

9

313
309
241
-
-

17.

 

10

400
318
303
-
-

18.

 

1

42
52
41
236900
377

19.

 

2

27
27
27
129200
206

20.

 

3

38
19
39
27700
315

21.

 

4

29
25
24
125000
338

22.

В

5

28
31
26
-
-

23.

 

6

34
35
35
-
-

24.

 

7

90
115
136
-
-

25.

 

8

84
310
258
-
-

26.

 

9

118
135
229
-
-

27.

 

10

118
236
187
-
-

28.

 

1

11
12
11
4500
370

29.

 

2

13
12
12
5300
232

30.

 

3

14
39
13
68200
316

31.

 

4

27
16
22
180700
241

32.

Г

5

46
44
34
-
-

33.

 

6

38
45
39
-
-

34.

 

7

56
134
149
-
-

35.

 

8

112
258
153
-
-

36.

 

9

320
304
146
-
-

37.

 

10

215
78
54
-
-

38.

 

1

12
14
12
2600
384

39.

 

2

11
12
11
6800
-

40.

 

3

13
17
13
173900
323

41.

 

4

13
13
14
11700
293

42.

Д

5

19
17
16
-
-

43.

 

6

19
21
17
-
-

44.

 

7

70
158
43
-
-

45.

 

8

182
82
69
-
-

46.

 

9

184
33
20
-
-

47.

 

10

70
23
19
-
-

48.

 

1

10
12
12
2600
367

49.

 

2

11
13
15
2200
392

50.

 

3

13
14
11
10900
398

51.

 

4

15
12
11
5100
392

52.

Е

5

19
17
15
-
-

53.

 

6

17
19
19
-
-

54.

 

7

39
17
14
-
-

55.

 

8

82
18
13
-
-

56.

 

9

29
13
17
-
-

57.

 

10

19
-
-
-
-

58.

 

1

28
13
12
5900
-

59.

 

2

25
12
13
7100
376

60.

 

3

20
11
11
10100
-

61.

 

4

20
12
11
5300
357

62.

Ж

5

20
13
11
-
-

63.

 

6

22
14
14
-
-

64.

 

7

26
14
13
-
-

65.

 

8

32
14
8
-
-

66.

 

9

23
-
13
-
-

67.

 

1

10
-
11
-
-

68.

 

2

12
14
11
1300
-

69.

 

3

14
11
12
270
-

70.

 

4

14
14
11
-
-

71.

З

5

12
12
12
-
-

72.

 

6

13
14
11
-
-

73.

 

7

15
14
-
-
-

74.

 

8

14
12
-
-
-

75.

 

9

14
13
-
-
-

В табл. 4.5 можно видеть, что величина поверхностного загрязнения цезием-137 территории контрольной площадки № 3 в 2000 г. находилась в пределах от 2200 до 236900 Бк/км 2 . Эти данные были получены с помощью портативного спектрометра ''Скиф-3''.

Следует отметить, что данные о поверхностном загрязнении приустьевой площадки у штольни А-37А, полученные путем отбора и последующего лабораторного анализа проб грунта, значительно отличались от аналогичных данных, полученных с помощью спектрометра ''Скиф-3''. Специалисты объясняют это отличие весьма неравномерным распределением высокоактивных выпадений по поверхности приустьевой площадки [7], на территории которой основными дозообразующими гамма-излучающими радионуклидами являются цезий-137, кобальт-60, европий-152, европий-154 и америций-241. Плотности загрязнения территории контрольной площадки № 3 различными радионуклидами, определяемые по результатам измерений проб грунта, изменялись в следующих пределах:

•  цезием-137 - от 10 до 549000 мКи/км 2 ;

•  кобальтом-60 - от 20 до 1700 мКи/км 2 ;

•  европием-152 - от 75 до 790 мКи/км 2 ;

•  европием-154 - от 26 до 410 мКи/км 2 ;

•  америцием-241 - от 50 до 38000 мКи/км 2 .

На рис. 4.4 представлена схема положения изолиний поверхностной активности цезия-137 на приустьевой площадке штольни А-37А. Основой для данной схемы стали результаты анализа проб грунта.

Рис. 4.4. Схема изолиний плотности загрязнения цезием-137 территории контрольной площадки КП-3 вблизи устья штольни А-37А, мКи/км 2
Условные обозначения: 0 - место прорыва парогазовой смеси

Приведенные выше данные свидетельствуют о том, что наиболее загрязненным местом на территории Новоземельского полигона является территория контрольной площадки № 3 возле штольни А-37А, при подземном испытании в которой в 1987 г. возникла аварийная ситуация. Мощность дозы гамма-излучения на площадке изменяется в пределах от 10 до 1000 мкР/ч, что существенно выше мощности дозы на берегу губы Черная. Кроме того, по результатам лабораторного анализа проб грунта была установлена достаточно высокая степень загрязнения территории этой площадки плутонием-239,240. Вполне очевидным является необходимость проведения дезактивационных работ на приустьевой площадке штольни А-37А, а также проведение работ по изучению радиационной обстановки на приустьевых площадках всех штолен полигона. Не исключено, что степень радиоактивного загрязнения местности вблизи остальных штолен будет значительно ниже, причем даже при наличии водопроявлений и вытекающих из штолен загрязненных ручьев.

Основным ''загрязнителем'' воды является тритий – радионуклид, представляющий опасность для биосферы. В процессе радиоэкологического обследования территории Новоземельского полигона проводился отбор проб воды из водоемов и ручьев различного типа для определения содержания в них трития. Концентрацию этого радионуклида в воде, равную 1,3±0,8 нКи/л (50±30 Бк/л), можно считать фоновой величиной, характерной для обследуемых территорий на полигоне [13].

Значительное количество трития в окисленной форме, то есть тритиевой воды НТО, осталось в зонах обрушения, дробления и трещиноватости, образовавшихся после осуществления подземных ядерных взрывов в горном массиве полигона. Поэтому, естественно, эти зоны являются длительное время действующими источниками поступления трития в окружающую среду. Следует отметить, что в районе поселка Северный, где было пройдено 30 штолен, в которых проводились подземные ядерные испытания, широко развита водная система, состоящая в основном из горных ручьев и рек, стекающих с гор Лазарева и Моисеева. Тритий, являясь легко мигрирующим радионуклидом, может с водными потоками переноситься в пролив Маточкин Шар. В табл. 4.6 представлены результаты анализов проб воды, которые были отобраны в районе поселка Северный в разные годы.

Таблица 4.6. Содержание трития в водоемах, а также в ручьях, стекающих с гор Лазарева и Моисеева [10]

№№  п/п
Место отбора проб воды
Удельная активность трития в воде в разные годы, кБк/л
Ручьи, вытекающие из штолен:
1996
1997
1999
2000-2001

1.

Г

-
<0,1
1,5
-

2.

А-12

-
1,0
<0,8
<0,8

3.

А-26

0,9
-
2,4
-

4.

А-27

0,5
1,0
-
-

5.

А-11

170,0
<0,1
0,9
-

6.

А-8

2,5
<0,1
0,9
-

7.

А-16

-
<0,1
2,2
-

8.

А-15

-
0,1
1,3
-

9.

А-100

<0,1
<0,1
<0,8
-

10.

А-7

1,1
0,3
2,9
-

11.

А-14

-
<0,1
<0,8
<0,8

12.

А-5

-
<0,1
<0,8
-

13.

А-4

<0,1
<0,1
2,0
-

14.

А-10

-
15,7
4,5
1,2

15.

А-21

0,25
<0,1
1,5
-

16.

А-19

<0,1
<0,1
<0,8
-

17.

А-13

0,9
<0,1
<0,8
-

18.

А-32

-
<0,1
<0,8
-

19.

А-18

0,23
0,18
1,4
1,4

20.

А-30

-
<0,1
<0,8
-

21.

А-23

0,15
1,9
1,9
-

22.

А-20

0,4
<0,1
1,6
-

23.

А-9

0,2
0,4
2,0
2,7

24.

Ручей, впадающий в озеро Питьевое
1,5
2,8
2,0
4,9

25.

Ручей из озера Наливное
0,9
<0,1
150
213

26.

Ручей на мысе Моржов
<0,1
<0,1
<0,8
-

27.

Ручей Быстрый
0,9
<0,1
1,3
-

28.

Ручей Безымянный
130
<0,1
<0,8
1,0

29.

Устье реки Шумилиха
0,1
1,1
18,0
29

30.

Питьевая вода в гостинице ''Импульс''
-
2,8
1,0
1,2

31.

Пролив Маточкин Шар
-
<0,1
4,1
1,2

32.

Озеро Лазурное
-
0,1
<0,8
-

33.

Ручей из озера Лазурное
-
<0,1
1,3
-

Из приведенных в табл. 4.6 данных следует, что в 2000-2001 гг. максимальное загрязнение воды тритием, значительно превышающее допустимый НРБ-99 уровень активности трития в воде для населения (ДКА), равный 7,7кБк/л [14], наблюдалось в искусственно созданном озере Наливное. Это озеро образовалось в результате обрушения 12.09.1973 г. горных пород объемом 80 млн. м 3 после подземного группового испытания четырех ядерных зарядов суммарной мощностью 7820 кт в шахте-штольне В-1, которая находилась в горе Черная [5]. Навалом каменных пород была перегорожена долина небольшой реки Журавлевка, а образовавшееся при этом водохранилище площадью 2 км 2 получило название озеро Наливное. В 2000-2001 гг. был превышен допустимый уровень содержания трития и в воде реки Шумилиха, в бассейн которой поступают воды большинства ручьев, вытекающих из штолен (См. рис. 4.3.).

В процессе лабораторных анализов проб питьевой воды определялось не только содержание в ней трития, но и таких биологически значимых радионуклидов, как цезий-137 и стронций-90. В табл. 4.7 приведены средние за 1992-2000 гг. данные о содержании этих радионуклидов в пробах питьевой воды, которые отбирались в течение такого длительного периода на основных объектах Новоземельского полигона.

Таблица 4.7. Среднее содержание цезия-137 и стронция-90 в питьевой воде основных объектов Новоземельского полигона за период с 1992 г. по 2000 г. [12,15,16]

№№ п/п
Место отбора проб
Удельная активность, Бк/л
  
цезия-137
стронция-90

1.

Поселок Северный, водопровод
0,010
0,0050

2.

Поселок Белушья Губа, водопровод
0,015
0,0090

3.

Насосная станция между поселками Белушья Губа и Рогачево
0,026
0,0044

4.

Озеро Гагачье
0,022
0,0110

 

Данные табл. 4.7 позволяют утверждать, что уровень радиоактивного загрязнения питьевой воды на полигоне не превышает существующих санитарно-гигиенических нормативов, поэтому, естественно, каких-либо ограничений на ее потребление не существует.

В 2000 г. при отборе проб воды из отдельных водоемов Новоземельского полигона отбирались и пробы ила для определения содержания в них цезия-137 и плутония-239,240. Результаты анализа таких проб приведены в табл. 4.8.

 

Таблица 4.8. Содержание цезия-137 и плутония-239,240 в пробах ила в 2000 г. [12]

№№ п/п
Место отбора проб
Удельная активность, Бк/кг
  
цезия-137
плутония-239,240

1.

Губа Митюшиха

10-50
1-5,2

2.

Губа Крестовая

-
23,7

3.

Губа Черная

3
2,0

4.

Остров Гагачий

35
1,5

5.

Остров Междушарский

14
3,3

6.

Полуостров Кушный

42
19

7.

Поселок Башмачный

5-48
0,1.-0,8

8.

Поселок Красина

18-58
2,1-4,4

 

По результатам изучения радиационной обстановки после ядерных испытаний и различного рода радиационных аварий было установлено, что в водоемах, загрязненных радиоактивными веществами, удельное содержание радионуклидов в иле или в других донных отложениях значительно выше чем в воде [17]. В отдельных случаях степень радиоактивного загрязнения донных отложений в 10-15 раз превышала степень загрязнения воды.

Как известно, одним из путей поступления в организм человека радиоактивных веществ, представляющих потенциальную опасность для его здоровья, является пищевая цепочка ''растение-животное-человек''. Поэтому, естественно, при обследовании районов возможного пребывания людей большое внимание было уделено определению содержания радионуклидов искусственного происхождения в различных растениях, но в основном в преобладающих на архипелаге мхах и лишайниках. Пробы растительности отбирались как в местах с ''фоновым'' уровнем радиации, так и на следах радиоактивных выпадений. По результатам исследований было установлено, что в пробах мха, которые были отобраны в местах, где уровни радиации не превышали фоновых величин, содержание цезия-137 находилось в пределах от 11 до 23 нКи на кг сухого веса растений (от 400 до 850 Бк/кг) при среднем значении 14,6 нКи/кг (540 Бк/кг), что примерно в два раза выше, чем содержание этого радионуклида в пробах мха, отбор которых проводился в других полярных районах России, расположенных восточнее Новоземельского полигона.

Было также установлено, что содержание стронция-90 в пробах мхов и лишайников, которые отбирались в местах с ''фоновыми'' уровнями радиации, меньше примерно в 3,5 раза, чем содержание цезия-137 в этих же проба. Среднее содержание стронция-90 в таких пробах не превышало 4,1 нКи/кг или 160 Бк/кг.

 

4.3.3. Радиационная обстановка на территории полигона и в прилегающих районах

Результаты изучения радиоэкологической обстановки на опытных полях Новоземельского полигона и в прилегающих к нему окрестностях свидетельствуют о том, что размеры радиоактивных локальных следов и участков, загрязненных промежуточными (тропосферными) выпадениями практически сразу после взрыва, как правило, небольшие и находятся они на территории полигона. При воздушных взрывах ядерных зарядов крупного и сверхкрупного калибров, осуществлявшихся в основном на мысе Сухой Нос архипелага Новая Земля, основная часть долгоживущих радионуклидов ''забрасывалась'' в стратосферу, и затем такие радионуклиды в виде глобальных выпадений загрязняли природную среду Северного полушария Земли [5].

По данным ООН, в результате проведения за период с 1945 по 1980 гг. всеми ядерными державами мира 525 ядерных испытаний в атмосфере (последнее осуществлено Китаем в 1980 г.) в окружающую среду было выброшено 26 млн. кюри цезия-137 и 20 млн. кюри стронция-90 [18]. Количество этих основных дозообразующих и долгоживущих радионуклидов, поступивших в атмосферу после осуществления всех атмосферных ядерных испытаний на Новоземельском полигоне, составило, соответственно, 10,4 и 8,0 млн. кюри, а за весь период проведения подземных испытаний на этом полигоне, то есть за период с 1964 по 1990 гг., - не более 5 тыс. кюри. Следует отметить, для сравнения, что в результате аварии на ЧАЭС на территорию бывшего СССР выпало1,2 млн. кюри цезия-137 и 0,2 млн. кюри стронция-90.

Результаты расчетов, выполненных с использованием конкретных данных о радиационной обстановке в обследованных районах, позволяют утверждать, что в отличие от атмосферных и подводных испытаний ядерного оружия, осуществлявшихся в 1955-1962 гг., подземные испытания, естественно, кроме случаев возникновения нештатных радиационных ситуаций, не могли стать причиной значимого радиоактивного загрязнения территории Новоземельского полигона [19].

Представленные выше данные о степени загрязнения территории полигона различными биологически опасными радионуклидами (См. гл. 4, табл. 4.1-4.8) свидетельствуют о том, что плотность загрязнения большинства технологических площадок цезием-137 меньше 1 Ки/км, то же можно сказать и о других радионуклидах. По величине мощности дозы гамма-излучения, да и по другим радиационным параметрам большинство площадок полигона подходят под статус ''зона наблюдения'', то есть зона, на территории которой могут быть введены лишь частичные ограничения для проживания на ней населения. К территориям с более высокими уровнями загрязнения местности такими радионуклидами на Новоземельском полигоне могут быть отнесены только два небольших по площади участка: это контрольная площадка № 1, расположенная в районе воронки наземного ядерного взрыва на восточном берегу губы Черная (См. рис. 4.1.), и контрольная площадка № 3, которая находится у портала штольни А-37А, где 02.08.1987 г. возникла нештатная радиационная ситуация при групповом испытании пяти ядерных зарядов суммарной мощностью 150 кт, когда произошел динамический прорыв парогазовой смеси (См. гл. 4, рис. 4.2.). Этим двум площадкам официально придан статус ''санитарно-защитной зоны'' (СЗЗ), то есть зоны, на территории которой уровень облучения людей может превысить установленный правилами радиационной безопасности предел дозы (ПД).

Часть территории площадки № 3 у штольни А-37А площадью около 0,3 км 2 является единственным местом, где целесообразно провести работы по рекультивации местности, загрязненной в период осуществления подземных ядерных испытаний. Руководство полигона планирует проведение на этой части территории КП-3 таких работ путем снятия верхнего 5-10 см слоя грунта и засыпки ее слоем щебня.

На площадке № 1, которая находится в районе воронки наземного ядерного взрыва, проведение дезактивационных работ в ближайшее время не планируется, поскольку это практически необитаемая территория и к тому же редко посещаемая и сотрудниками полигона, и специалистами научно-исследовательских организаций страны.

Таким образом, по результатам проведенных в 90-е годы обследований территории Новоземельского полигона можно сделать вывод, что к концу 20 и началу нового 21 века радиоэкологическая обстановка и на полигоне, и в прилегающих к нему районах архипелага, и в северных регионах Российской Федерации стала определяться главным образом глобальными выпадениями в результате общего загрязнения атмосферы северного полушария после проведения ядерными державами испытаний ядерного оружия в атмосфере, а также выпадениями радионуклидов чернобыльского происхождения.

 

4.4. Радиоэкологическая обстановка на архипелаге Новая Земля

  Проводившиеся в течение последних десяти лет 20 века, то есть в 90-е годы, радиоэкологические обследования территории архипелага Новая Земля показали, что параметры, характеризующие радиационную обстановку на островах, практически не изменяются во времени. Связано это с тем, что в настоящее время в состав радиоактивных продуктов, ставших причиной загрязнения природной среды на архипелаге, входят только долгоживущие радионуклиды с периодами полураспада более 20-30 лет, поэтому, естественно, их содержание в объектах окружающей среды (в почве, воде, растительности и др.) изменяется во времени очень медленно и остается практически постоянным.

 

4.4.1. Радиоактивное загрязнение местности

В первую очередь следует отметить, что в районе административного и научного центра полигона - в поселке Белушья Губа, вблизи озер Нехватова и Гусиное, а также на мысе Меньшикова плотности поверхностного загрязнения местности цезием-137 на начало 2000 г. составляли 60-180 мКи/км 2 [13]. Более низкие уровни загрязнения местности этим радионуклидом, равные 76-145 мКи/км 2 , отмечены на полуострове Сухой Нос, а равные 45-100 мКи/км 2 - вдоль берега пролива Маточкин Шар. Средняя величина плотности загрязнения цезием-137 территории архипелага составляет 90 мКи/км 2 . В табл. 4.9 представлены средние, полученные по результатам обследований в 1990-2000 г., величины параметров, характеризующих радиоэкологическую обстановку на архипелаге Новая Земля.

Таблица 4.9. Средние величины параметров радиоэкологической обстановки на архипелаге Новая Земля, рассчитанные по результатам проведенных в 1990-2000 г. обследований [10-13]

№№ п/п
Район отбора проб
Мощность дозы гамма излучения, мкР/ч
Плотность загрязнения мест-ности цезием-137, мКи/км 2

1.

Поселок Белушья Губа

13
180

2.

Поселок Рогачево

12
60

3.

Поселок Северный

10
40

4.

Поселок Морское

11
60

5.

Поселок Малые Кармакулы

12
70

6.

Мыс Вишневского

10
150

7.

Мыс Незаметный

11
110

8.

Мыс Ратмонова

14
40

9.

Мыс Сухой Нос

11
90

10.

Мыс Столбовой

10
80

11.

Мыс Норденштельда

12
70

12.

Мыс Гусиный

10
100

13.

Бухта Савина

10
100

14.

Озеро Нехватово

11
110

15.

Губа Крестовая

11
80

16.

Площадка у штольни А-37А

до 360
до 550000

17.

Площадка у воронки наземного взрыва на берегу губы Черная

до 100
90 70000

Примечание: Площадки у штольни А-37А и у воронки наземного ядерного взрыва на берегу губы Черная имеют статус ''санитарно-защитных зон''.

Средняя величина плотности поверхностного загрязнения цезием-137 территории архипелага Новая Земля, равная, как отмечено выше, 90 мКи/км 2 , в полной мере соответствует уровню загрязнения от глобальных выпадений.

Особо следует отметить как факт объективной реальности то, что существующая радиоэкологическая обстановка как на территории архипелага Новая Земля, так и на территории всего Полярного района является следствием проведения атмосферных ядерных испытаний в 1945-1980 гг. на всех полигонах мира, а не только на Новоземельском полигоне.

На характер распределения радионуклидов по глубине грунта большое влияние оказывает тип почвы. Так, бoльшая часть территории Южного острова, на котором были проведены наземный, все подземные и подводные взрывы, а также малая часть воздушных взрывов, входит в зону арктической тундры с поверхностно-глеевыми и перегнойно-торфяно-глеевыми почвами на нижних тяжелых грунтах. Эти почвы характеризуются маломощным, толщиной до 3 см, гумусовым горизонтом. Глеевый и гумусовый горизонты содержат много минеральных коллоидов, обусловливающих сильное поглощение влаги и исключительную способность к ее удержанию [20]. Наличие в почве минеральных коллоидов способствует в большей степени задержке цезия-137, выпадающего преимущественно в виде плохо растворимых соединений, и в меньшей степени задержке в поверхностном слое стронция-90.

По результатам анализа данных о глубинном распределении радионуклидов в почвах Южного острова было установлено, что цезий-137 практически полностью связан либо с растительностью, либо с органическим веществом торфяно-глеевых почв. В местах, где отсутствует слой органической почвы, большая часть выпавшего цезия-137, а именно 70-80 % от его общего количества, содержится в верхнем пятисантиметровом слое такой почвы.

Распределение стронция-90 в почвах Южного острова по глубине отличается от распределения цезия-137. Так, в пробах почвы, отобранных на глубину до 5 см в районах плоскогорья без растительности, содержание этих радионуклидов практически одинаковое. Но в пробах, которые отбирались в районах болотистых низин или плоскогорья с обильной растительностью, содержание стронция-90, по результатам анализов, было в 10 раз меньше, чем цезия-137. Такие особенности оказывали определенное влияние на характер радиоактивного загрязнения флоры и фауны архипелага.

Территория Северного острова архипелага Новая Земля относится к зоне арктической пустыни, грунт которой в основном состоит из размельченной каменной породы и лишен гумусового горизонта, поэтому сорбционная способность почв этого острова значительного ниже, чем Южного.

 

4.4.2. Радиоактивное загрязнение растений и животных

  Природные биоценозы архипелага Новая Земля характеризуются достаточно малым разнообразием, крайне низкой продуктивностью и, как следствие, бедностью почвенного покрова. Биосистемы легко подвергаются разрушению и деградации, их способность к восстановлению очень ограничена. Все эти особенности связаны с характерными для этого района тяжелыми климатическими и метеорологическими условиями. Территория архипелага покрыта ледяной коркой и слоем мха. На бoльшей ее части на дневную поверхность выходят подстилающие геологические породы.

Суровые климатические условия стали причиной скудности растительного мира и отсутствия деревьев. В растительном покрове преобладают мхи, лишайники, осока, полярный мак, камнеломка. Животный мир архипелага относительно богат. На островах обитают белые медведи, песцы, дикие северные олени, лемминги. В морях, омывающих острова, встречаются нерпа, морские зайцы, моржи, гренландские тюлени, белуха, касатки, голец, треска и др. Летом на острова для гнездовья прилетают чайки, кайры, гуси, бакланы, гаги и другие птицы [21].

Следует заметить, что деятельность Новоземельского полигона практически не оказала антропогенного влияния на животный и растительный мир архипелага [22]. Исключение могут составлять лишь ограниченные территории испытательных площадок и жилых поселков, где, естественно, произошли изменения количественного и качественного состава флоры и фауны.

Климатические, метеорологические и почвенные особенности, безусловно, оказывали влияние на характер радиоактивного загрязнения растительного покрова и мест обитания животных в результате глобальных выпадений цезия-137 и стронция-90. Относительно высокие концентрации этих техногенных радионуклидов в лишайниках обусловливают и высокие их концентрации в организме оленей, главным образом в мышечной ткани, поскольку именно лишайники являются главным кормом для оленей, особенно в зимний период. В табл. 4.10 представлены данные о среднем содержании техногенных радионуклидов в растительности, причем в основном в лишайниках и мхах, пробы которых отбирались в разных северных районах страны в 1995-2000 гг.

Таблица 4.10 . Содержание цезия-137 и стронция-90 в отобранных в 1995-2000 гг. пробах растительности [13]

№№

п/п

Место отбора пробы

Удельная активность растительности в сухом виде, Бк/кг
цезий-137
стронций-90
Южный остров архипелага Новая Земля

1.

Поселок Белушья Губа
590
123

2.

Район озера Гусиное
590
33

3.

Район озера Нехватова
670
107

4.

Район озера Крест-То
560
270

5.

Устье реки Саханина
240
-
Район пролива Маточкин Шар

6.

Устье реки Чиракина
860
234

7.

Мыс Выходной
630
-

8.

Мыс Дровяной
520
-

9.

Мыс Бранта
630
110
Северный остров архипелага Новая Земля

10.

Устье реки Промысловая
630
150

11.

Мыс Бэра
410
152
Северные районы России

12.

Район города Норильска (трава)
81
-

13.

Район города Норильска (мох)
440
-

14.

Район Чокурдаха(трава)
160
-

15.

Район Чокурдаха (мох)
200
-

16.

Мыс Каменный (мох)
410
-

17.

Район города Тикси (трава)
67
-

 

Из приведенных в табл.4.10 данных следует, что содержание цезия-137 в пробах растительности (мох, лишайники), отобранных на Южном острове архипелага, примерно в два раза выше, чем в пробах, которые были отобраны в других полярных районах России. Содержание стронция-90 во всех проанализированных пробах растительности почти в 3 раза меньше, чем цезия-137.

Из приведенных в табл.4.10 данных следует, что содержание цезия-137 в пробах растительности (мох, лишайники), отобранных на Южном острове архипелага, примерно в два раза выше, чем в пробах, которые были отобраны в других полярных районах России. Содержание стронция-90 во всех проанализированных пробах растительности почти в 3 раза меньше, чем цезия-137.

Необходимо отметить, что размеры тех участков, на территориях которых наблюдалось повышенное содержание радионуклидов искусственного происхождения в растительности, были небольшие. Поэтому, естественно, даже многократное увеличение концентрации цезия-137 в растительности не могло стать причиной повышенного его содержания в организме птиц (гуси, бакланы и т.д.) и животных (олени, песцы и т.д.), которые, если можно так сказать, ведут кочевой образ обитания.

Известно, что радионуклиды цезия подобно калию концентрируются в мышечной ткани, а стронций-90, поведение которого в организме аналогично поведению кальцию, откладывается преимущественно в костной ткани. Экспериментально установлено, что содержание цезия-137 в организме оленей зависит от времени года. Так, в зимний период наблюдается максимальное его содержание, а в летний – минимальное [22]. Связано это с сезонным изменением рациона питания: летом олени питаются преимущественно высшими растениями (трава, листья кустарников), а зимой – мхом и лишайниками. Концентрация радионуклидов в мышечной ткани оленей может изменяться в пределах от 3 до 10 раз в зависимости от района пребывания животных. Достаточно подробно сведения по данному вопросу изложены в монографии [5], посвященной оценке последствий проведения ядерных испытаний на Новоземельском полигоне.

Следует сказать о том, что дозы облучения жителей различных регионов Российской Федерации формируются по-разному. Так, у населения тех регионов Российской Федерации, которые не относятся к зоне Крайнего Севера, они формируется главным образом за счет медицинских процедур и техногенного радиационного фона, а у жителей Крайнего Севера – за счет продуктов распада радона и торона в воздухе, которым человек дышит, и повышенного потребления мяса оленей, в котором содержатся естественные радионуклиды (свинец-210 и полоний-210) и цезий-137 от глобальных выпадений. Однако в настоящее время нет оснований относить территорию проживания пастухов-оленеводов к зоне ''пострадавшей от радиационной аварии'', поскольку эффективная доза облучения людей не превышает санитарно-гигиенических нормативов.

Таким образом, представленные выше в табл. 4.1-4.10 данные, характеризующие параметры радиационной обстановки на территории Новоземельского полигона и в целом на архипелаге Новая Земля в 90-е годы прошлого века и в первые годы нового столетия свидетельствуют о том, что плотность загрязнения большинства технологических (испытательных) площадок цезием-137 значительно меньше 1 Ки/км 2 . И по этому показателю, и по величине мощности дозы гамма-излучения эти территории по закону ''О радиационной безопасности населения'' [23] подходят под статус контролируемых зон. Только два участка на территории полигона по величинам плотности загрязнения местности цезием-137 и доз гамма-излучения могут иметь статус ''санитарно-защитной зоны''. Это контрольная площадка № 3 вблизи устья штольни А-37А и контрольная площадка № 1, расположенная в районе воронки наземного ядерного взрыва на берегу губы Черная. На всех других испытательных площадках полигона необходимо ограничивать время пребывания и контролировать порядок пребывания персонала на их территориях.

При решении вопроса о дезактивации этих двух участков следует сопоставить пользу от снижения радиационной нагрузки во время работы на их территориях персонала с вредом (ущербом) от нарушения экологического равновесия в тундровой зоне в результате работ с использованием различных строительных механизмов и последующего захоронения снимаемого радиоактивного грунта. Не исключается и вариант сохранения воронки наземного ядерного взрыва в качестве памятника ушедшей в историю 20 века ''холодной войны'', а также как искусственного калибровочного источника ионизирующих излучений для гамма-спектрометрической аппаратуры.

Результаты многолетних наблюдений за радиационной обстановкой в районе наземного ядерного взрыва дают основание утверждать , что снос радионуклидов со следа этого взрыва в прибрежные воды губы Черная в период и после весеннего таяния снегов практически отсутствует [11]. Это свидетельствует о прочной фиксации радионуклидов грунтовыми частицами. И это естественно, поскольку после взрыва прошло почти 50 лет.

Интересно также отметить, что за последние 10 лет величины мощностей доз гамма-излучения на местности практически не изменились. Так, на территории контрольной площадки № 1 уровни радиации в 1994-2001 гг. составляли в среднем 17± 16 мкР/час, а на территории контрольной площадки № 3 у портала штольни А-37А - 47±69 мкР/час. Уровень поверхностного загрязнения местности цезием-137 в конце 90-х годов на площадке № 1 не превышал 25000 мКи/км 2 , а на площадке № 3 – 550000 мКи/км 2 . За пределами территорий контрольных площадок плотность загрязнения почвы этим радионуклидом не превышала 110 мКи/км 2 , в среднем составляя 49±24 мКи/км 2 .

Удельное загрязнение почвы плутонием-239,240 на этих контрольных площадках в последние годы 20 века находилось в пределах от 0,7 до 24 Бк/кг. Наиболее высокие уровни загрязнения грунта этим радионуклидом, равные примерно 19,0 Бк/кг, были отмечены на территории полуострова Кушного и губы Крестовой, где формировались радиоактивные следы от подводных и надводных ядерных взрывов. В остальных районах Новоземельского полигона плотности загрязнения почвы плутонием-239,240 не превышали уровней глобальных фоновых выпадений, равных 0,1-5 Бк/кг, которые характерны для большинства территорий Российской Федерации.

Удельное содержание цезия-137 и стронция-90 в водах, вытекающих из штолен, как свидетельствуют результаты многолетних исследований, не превышают допустимых уровней [10-12]. Стало быть, миграция этих радионуклидов из полостей и зон дробления фактически отсутствует.

Концентрация трития в воде ручьев и рек до настоящего времени остается достаточно высокой – до 210 кБк/л. По всей вероятности, это связано с вымыванием трития из горного массива, где находится штольня А-6, в которой в 1970 г. было осуществлено одновременно три ядерных взрыва суммарной мощностью 2,2 Мт.

Таким образом, имеющиеся в настоящее время радиологические данные позволяют констатировать, что радиоэкологическая обстановка на территории полигона и в прилегающих к нему районах в основном соответствует фоновым значениям. Исключение, как уже отмечалось, составляет лишь небольшая часть приустьевых площадок штолен, где может потребоваться проведение дезактивационных и рекультивационных работ. Безусловное внимание должно быть уделено состоянию и контролю водных источников, берущих начало в тех горных массивах, где осуществлялись наиболее мощные подземные ядерные взрывы.

Все приведенные выше данные свидетельствуют о том, что на основной части территории архипелага Новая Земля, как и на территориях других районов Крайнего Севера страны, нет необходимости вводить какие-либо ограничения на проживание на них и на ведение нормальной жизнедеятельности военнослужащими, гражданскими специалистами и населением, поскольку эти территории не представляют радиационной опасности.

Как не покажется парадоксальным, но можно предположить, что отведение значительной части территории архипелага Новая Земля под ядерный испытательный полигон, а также отсутствие на островах постоянно проживающего населения способствовали улучшению общей обстановки и созданию естественного заповедника с достаточным многообразием животных и птиц на территории архипелага в целом.

Полигон на Новой Земле ''молчит'' уже более 10 лет. В настоящее время на его территории проводятся лишь неядерно-взрывные эксперименты, в процессе которых исключается выход радиоактивных веществ в окружающую среду. Поэтому проводимые в современных условиях радиоэкологический и геофизический мониторинги на территории Центрального полигона Российской Федерации позволяют объективно оценивать изменение во времени параметров той радиационной обстановки, которая сложилась именно в период ядерных испытаний.

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