Влияние Чернобыльской катастрофы на атмосферные явления

ядерных взрывов и газоаэрозольными выбросами объектов ядерного топливного цикла. Наиболее

значимыми из естественных источников радиации в атмосфере являются радиоизотопы радона. Их концентрации в приземном воздухе в различных районах варьируют у 222Rn примерно от 2 до 10 Бк/м3 и у 220Rn от 0,2 до 1,0 Бк/м3. Внутри помещений концентрация радона может быть заметно выше (в 8 и более раз), чем в наружном воздухе. Источниками радона являются грунт, на котором построены дома, строительные материалы, а также природный газ. Доля радиоизотопов радона в дозе от естественных источников радиации составляет в среднем около 50% (1 мЗв/год).

ядерные взрывы в атмосфере производились в 1954-1958 и 1961-1962 гг.

Суммарные активности долгоживущих радионуклидов, выброшенных в атмосферу, составили 2,4x1020 Бк по тритию, 2,2x1017 Бк по 14C,9,6x1017 Бк по 137Cs, - 6x1017 Бк по 90Sr. Суммарная ожидаемая коллективная доза от ядерных взрывов в атмосфере оценивается в 3x107 чел-Зв. К 1980 г. человечество получило около 12% этой дозы. В 1963 г. коллективная годовая доза, связанная с ядерными испытаниями, составила около 7% от естественного радиационного фона, а к 1980 г. уменьшилась до 1%.

период интенсивных испытаний ядерного оружия. После 1963 г. появилась тенденция

к снижению концентрации искусственных радионуклидов в атмосфере. В 1983-1985 гг. наблюдались минимальные уровни радиоактивного загрязнения атмосферы, составлявшие 1-5 мкБк/м3 по 137Cs и 1-4 мкБк/м3 по 90Sr. Это примерно в 106 раз ниже при сравнении с радоном.

эпизодическом присутствии в атмосфере небольших (следовых) количеств радионуклидов техногенного происхождения:

51Cr, 54Mn, 60Co, 95Zr, 95Nb, 106Ru, 134Cs, 137Cs, 131I и др. Согласно данным многолетних наблюдений, концентрации техногенных радионуклидов в атмосфере, какправило, в 106-109 раз ниже допустимых концентраций, регламентированных действующими нормами радиационной безопасности, и существенно ниже (в 103-105 раз) естественного уровня радиоактивности, т.е.с большим запасом удовлетворяют как радиационногигиеническим (сравнение с НРБ), так и экологическим (сравнение с естественным фоном) критериям. Более детальные характеристики техногенной радиоактивности воздуха в районах расположения некоторых АЭС представлены в табл.

и некоторых других радионуклидов максимальны в ближней зоне АЭС в

секторе преимущественных ветров; вероятность определения радионуклидов станционного происхождения уменьшается с удалением от АЭС, не превышая 6-8% на расстоянии более 10 км; распространение следовых количеств 131I икоррозионных радионуклидов прослеживается до расстояний в 35-50 км от АЭС.

аэрозолей в районе Ленинградской АЭС, вероятность достоверного обнаружения на промплощадке

АЭС составляет 90% для 60Co, 74% для 54Mn и 60% для 131I. В городе Сосновый Бор, на удалении 5 км от АЭС, вероятность обнаружения техногенных радионуклидов снижается, соответственно, до 40%, 20% и 30%. В населенном пункте Копорье, расположенном в 14 км от АЭС, частота обнаружения техногенных радионуклидов уменьшается до 1-6%. Обобщенные данные о современных уровнях содержания техногенных радионуклидов в атмосфере для различных типов радиационных объектов представлены в табл.

сопоставимо с таковым в районах расположения АЭС, а в зоне

ПО «Маяк» оно на порядок и более выше. Это свидетельствует о том, что в зоне наблюдений ПО «Маяк» на радиоактивность воздуха влияют эффекты его прошлой деятельности, в том числе загрязнение озера Карачай и территорий санитарно-защитной зоны при радиационной аварии в сентябре 1957 г. Вместе с тем, согласно данным наблюдений, среднегодовые объемные активности радионуклидов в приземном слое атмосферного воздуха в районе расположения ПО «Маяк» в течение последних лет находились примерно на одном уровне и были значительно (в 102-105 раз) ниже допустимых нормативов.

ночью 26 апреля 1986 г. их концентрации в воздухе быстро

менялись в разных местах, и день ото дня.

Концентрация некоторых радионуклидов (Бк/м3) 29 апреля – 1 мая 1986 г. в Беларуси (Минск) , Украине (Киевская обл.) и России (Крышев, Рязанцев, 2000) .

Показана динамика среднегодовой концентрации в атмосфере некоторых радионуклидов в городе Чернобыль в 1986–1991 гг.

приземного воздуха у земли была еще в 240–570 раз выше,

чем в незагрязненных районах (Смирнов, 1992). За пределами 30-км зоны обнаружены явления радиолиза воздуха, угнетающе действующего на экосистемы (Крышев, Рязанцев, 2000). Радиоактивность приземного воздуха в апреле – мае 1986 г. на всей территории Беларуси возросла в миллион раз и стала снижаться, начиная со второй половины мая 1986 г. Быстрое снижение продолжалось до конца 1986 г. Так, в Березинском заповеднике (400 км от ЧАЭС) 27–28 апреля 1986 г. концентрация йода-131 в воздухе достигала 200 Бк/м3, цезия-137 — 9,9 Бк/м3. Среднегодовая концентрация в воздухе цезия-137 в 1986 г. для г. Хойники — 3,210–2 Бк/м3, для Минска — 3,810–3 Бк/м3 (среднегодовые до- аварийные концентрации ниже 10–6 Бк/м3). Среднегодовая концентрация плутония-239, -240 в приземном воздухе в 1986 г. составляла в Хойниках — 8,310-6 Бк/м3 и Минске — 1,1х10-6 Бк/м3 (до-аварийный уровень — менее 10-9 Бк/м3 (Гресь и др., 1997). 6. На графике показана динамика радиоактивного загрязнения приземного воздуха изотопами плутония в Гомеле в 1990–1994 гг.

Динамика среднемесячных уровней (нБк/м3) загрязнения приземного воздуха плутонием-249 + плутнием-240 в Гомеле, 1990–1995 гг. (Ильяшук, Миронов, 2011).

+ пулутония-240 составляет 13–14 месяцев, для цезия-137 — 25– 40

месяцев (Нестеренко, 2005; Гриневич, Кудряшов, 2006). Высокие уровни содержания радионуклидов в приземной атмосфере были отмечены в Хойниках через многие годы после Катастрофы

Динамика содержания плутония-239 и плутония-240 (нБк/м3) [1] и цезия-137 (мкНг/м3) [2] в приземном слое атмосферы в городе Хойники, Беларусь, 1990–2004 гг. (Конопля и др., 2006).

и тысячекратно повышается при проведении сельскохозяйственных и других работ, связанных

с пылеобразованием.

Влияние вспашки и боронования на содержание трансуранов в атмосферном воздухе на расстоянии 10 м от источника пыли, граница — зона отселения, май 1993 г. (Ильяшук, Миронов, 2011).

при сухой погоде (Нестеренко, 1996). Причинами такого повышения могут быть,

в том числе и природные пожары. В России β-активность, вызванная Чернобыльскими выпадениями, была обнаружена через несколько дней после 26 апреля 1986 г. в Белгородской, Брянской, Воронежской, Калужской, Курской, Липецкой, Нижегородской, Орловской, Пензенской, Ростовской, Рязанской, Саратовской. Динамика содержания плутония-239 и плутония-240 (нБк/м3) и цезия-137 (мкНг/м3) в приземном слое атмосферы в городе Хойники, Беларусь, 1990–2004 гг. (Конопля и др., 2006)
Смоленской, Тамбовской, Тульской обл., в Карелии (Европейская часть); на Урале, в Сибири и на Дальнем Востоке, причем на некоторых территориях Европейской части страны уровень более, чем в 10 000 раз превышал до-чернобыльский (Крышев, Рязанцев, 2000).

Концентрация плутония-239 + плутония-240 (нБк/м3) в приземном воздухе пос. Масаны (Гомельская обл., Беларусь) в 1996–2006 гг. Резкое увеличение концентрации связано с лесными пожарами (Конопля и др., 2009).

Прохождение одного из первых чернобыльских облаков по Северному полушарию 27 апреля – 13 мая 1986 г. По данным Немецкого бюро погоды (Hartmann, 2003).

загрязнения стал пылевой и аэрозольный разнос. 6 сентября 1992 г.

радиоактивные аэрозоли, поднятые сильным ветром в 30-км Чернобыльской зоне, через пять-семь часов достигли окрестностей Вильнюса (Литва), в результате чего концентрация цезия-137 здесь возросла в 100 раз (Огородников, 2002).
Самым тревожным для обеспечения современной радиационной безопасности аспектом радионуклидного загрязнения атмосферы оказываются природные (лесные, торфяные, луговые) пожары на радиоактивно загрязненных территориях.

полушарии.
Дания. С 27 по 28 апреля средняя концентрация цезия-137 в

воздухе составила 0,24 Бк/м3, стронция-90 — 5,7 мБк/м3, плутония-239,240 — 51 µБк/ м3, америция-241 — 5,2 µБк/м3
Канада. Три чернобыльских облака вторглись в Восточную Канаду 6 мая 1986 г. (путь одного из них показан на рис. 14.3), затем они переместились в Арктику (14 мая) и Тихий океан (25–26 мая). Радиоактивные выпадения включали: марганец-54, железо-59, кобальт-60, цинк-65, ниобий-95, цирконий-95, рутений-103, рутений-106, цезий-137, йод-131, лантан-140, церий-141, церий-144, барий-140 (Roy et al., 1988).
США. Чернобыльские радиоактивные облака, которые были замечены в Беринговом море (Kusakabe and Ku, 1988 и др.), достигли США. Чернобыльский шлейф пересек Арктику в нижних слоях тропосферы, а Тихий океан — в средних слоях. Первые радиоактивные выпадения из чернобыльских облаков в США отмечены 5 мая, следующие 10 и 20–23 мая. В последних выпадениях была более высокая активность рутения-103 и бария-140, чем цезия-137 (Bondietti et al., 1988; Bondietti and Brantley, 1986). Чернобыльская радиоактивность увеличила радиоактивность воздуха США до самых больших, после конца испытаний ядерного оружия, величин (US EPA, 1986). Финляндия. Наиболее полный анализ чернобыльских радиоактивных загрязнений в атмосфере в первые дни после Катастрофы был сделан в Финляндии.

на территории США в результате Чернобыльской катастрофы, май 1986 г.

(из RADNET по данным: Larsen, Juzdan, 1986; Larsen et al., 1986; US EPA 1986; Toppan, 1986; Feely et al., 1988; Gebbi, Paris, 1986; Vermont State Dept. of Health, 1986) .

Воздушная радиоактивность (мБк/м3) 19 радионуклидов в Финляндии (Нурмаярви) 28 апреля 1986 г. (Sinkko et al., 1987, по RADNET).

три месяца, Бк/м2) в районе Хельсинки, 1961–2013 гг. (Deposition …

2015)

Средние ежегодные уровни (Бк/м2) выпадений цезия-137 из атмосферы на Фарерских о-вах (1–2), 3 — в Норвегии, и 4 — в Швеции (Joensen, 2005)

пика концентрации 30 апреля 1986 г., стабилизация содержания этого радионуклида

наступила только через девять лет — в 1994– 1995 гг. Шотландия. Чернобыльские выпадения вечером 3 мая 1986 г. включали 132Te, 132I, 131I, 103Ru, 137Cs, 134Cs, 140Ba, 140La (Martin et al., 1989).
Югославия. Повышенный индекс плутоний-238 / (плутоний-239 + плутоний-240) в приземном воздухе в районе Винка-Белград 1–15 мая 1986 г. свидетельствует о том, что причиной выпадений плутония была авария на ЧАЭС (Mani-Kudra et al., 1995).

Содержание цезия-137 (Бк/м3) в воздухе Праги, 1986–2006 гг. (Rosina et al., 2008)

около 1500 м 3 мая 1986 г. (см. рис. 14.3),

и на высоте более 600 м в конце мая (Higuchi et al., 1988). В приземном слое атмосферы были обнаружены свыше 20 радионуклидов, включая цезий-137, йод-131 и рутений-103. Концентрация цезия-131, цезия-134 и цезия-137 на северо-западе Японии увеличилась более, чем в 1000 раз (Aoyama et al. 1986; Ooe et al., 1988). Заметные выпадения цезия-137 в атмосферу отмечались с Японии до конца 1988 г. (Aoyama at al., 1991).

Примеры максимальных активностей некоторых радионуклидов в поверхностном воздухе в Северном полушарии после Катастрофы в 1986 г.

не особенно значимыми, но это, скорее всего, связано с недостатком

современных знаний. Первая из них — после- чернобыльская ионизация воздуха. Воздушные потоки, которые разносили по Северному полушарию чернобыльские радионуклиды, были источником колоссальной дополнительной ионизации воздуха и изменение электромагнитных полей. Ионизация изменяет условия существования для использующих воздух как среду обитания, в том числе путем повышения электропроводимости и изменения напряженности электромагнитного поля. Над радиоактивно загрязненными в результате Катастрофы территориями наблюдалось значимое увеличении числа молний (Israelsson et al., 1987), связанное, несомненно, с увеличением ионизации воздуха. Впоследствии этот радиогенный феномен был обнаружен и после катастрофы в окрестностях Фукусимы (Takeda et al., 2011).

Спасибо за внимание!