10 октября 1957
г. в Великобритании в городке
Виндскейл произошла крупная
авария на одном из двух
реакторов по наработке оружейного
плутония. Вследствие ошибки, допущенной
при эксплуатации, температура топлива
в реакторе резко возросла, и
в активной зоне возник пожар,
продолжавшийся около четырех
суток. В результате сгорели
11 т урана, а в атмосферу
попали радиоактивных вещества.
Радиоактивные осадки загрязнили
обширные области Англии и
Ирландии. Радиоактивное облако
достигло Бельгии, Дании, Германии,
Норвегии.
В апреле 1967
г. произошел очередной радиационный
инцидент в ПО «Маяк». Озеро
Карачай, которое ПО «Маяк»
использовало для сброса жидких
радиоактивных отходов, сильно
обмелело; при этом оголилось
23 га прибрежной полосы и дна
озера. Радиоактивную пыль из
высохших донных отложений разнесло
ветром далеко за пределы озера:
была загрязнена территория площадью
1800 км2, на которой проживало около
40 тыс. человек.
Самым серьезным
инцидентом в атомной энергетике
США стала авария на АЭС
Тримайл Айленд в штате Пенсильвания,
произошедшая 28 марта 1979 г. В результате
серии сбоев в работе оборудования
и грубых ошибок операторов
на втором энергоблоке АЭС
произошло расплавление 53% активной
зоны реактора. Произошел выброс
в атмосферу инертных радиоактивных
газов ксенона и йода. Кроме
того, в реку Сукуахана было
сброшено 185 м3 слаборадиоактивной
воды. Из района, подвергшегося радиационному
воздействию, было эвакуировано
200 тыс. человек.
В апреле 1986
г. на четвертом блоке Чернобыльской
АЭС произошла крупнейшая ядерная
авария в мире – с частичным
разрушением активной зоны реактора
и выходом осколков деления
за пределы зоны. По свидетельству
специалистов авария произошла
из-за попытки проделать эксперимент
по снятию дополнительной энергии
во время работы основного
атомного реактора. В атмосферу
было выброшено 190 т радиоактивных
веществ. Восемь из 140 т радиоактивного
топлива реактора оказались в
воздухе. Другие опасные вещества
попали в атмосферу в результате
пожара, длившегося почти две
недели. Люди в Чернобыле подверглись
облучению в 90 раз большему, чем
при падении бомбы на Хиросиму.
В результате аварии произошло
радиоактивное заражение в радиусе
30 км. Была загрязнена территория
площадью 160000 км2. Пострадали северная
часть Украины, Беларусь и запад
России.
30 сентября 1999
г. произошла крупнейшая авария
в истории атомной энергетики
Японии. На заводе по изготовлению
топлива для АЭС в научном
городке Токаймура (префектура
Ибараки) из-за ошибки персонала
началась неуправляемая цепная
реакция, которая продолжалась
в течение 17 часов. Облучению
подверглись 439 человек, 119 из них
получили дозу, превышающую ежегодно
допустимый уровень. Трое рабочих
получили критические дозы облучения.
Двое из них скончались.
9 августа 2004
г. произошла авария на АЭС
«Михама», расположенной в 32 км
к западу от Токио на острове
Хонсю. В турбине третьего реактора
произошел мощный выброс пара
температурой около 2000C. Находившиеся
рядом сотрудники АЭС получили серьезные
ожоги. Утечки радиоактивных материалов
в результате аварии не было обнаружено.
Четыре человека погибли, 18 серьезно пострадали.
Самой серьезной
по последствиям аварией для
Японии стала авария на АЭС
после землетрясения и цунами
11 марта 2011 г.
Рис. 5.22. Накопление радиоизотопов
90Sr и 137Cs в пищевой цепи (по Дж.
Митчеллу).
После ядерных
взрывов, аварий на АЭС или
объектах, связанных с ядерным
производством, на поверхность
Земли или дна океана оседают
пылеватые частицы, называемые
радиоактивными осадками. Характер
их зависит от типа ядерного
устройства. В случае атомного
взрыва происходит расщепление
урана или плутония и образование
радиоактивных продуктов распада.
При термоядерном взрыве (водородное
оружие) синтезируются легкие ядра
(дейтерий + тритий) с образованием
более тяжелых элементов. При
этом продуктов радиоактивного
распада образуется немного (главным
образом за счет распада ядерного
детонатора), но выделяется большое
количество нейтронов, которые,
действуя на нерадиоактивные
окружающие вещества, превращают
их в источники радиации (наведенная
радиоактивность).
Вследствие
очень высоких температур, реализующихся
при ядерных взрывах, радионуклиды
часто спекаются с окружающими
частицами поднятого грунта и
образуют шарики различных размеров,
состоящие в основном из кремнистого
и глиноземистого материала нерастворимого
в воде. Эта радиоактивная пыль,
покрывая траву, листья деревьев
и кустарников, включается затем
в пищевые цепи и попадает
в организм животных и человека
(рис.5.22).
Мельчайшие
радиоактивные частицы перемещаются
ветром от места взрыва и
покрывают большие площади. Кроме
того, при радиоактивном распаде
образуется эманация (радиоактивные
газы), которая может переноситься
на значительные расстояния и
затем давать твердые радиоизотопы.
Последние зачастую обнаруживаются
в пищевых цепях на расстоянии
в сотни километров от эпицентра
взрыва.
В случаях
особо мощных взрывов происходит
глобальное загрязнение атмосферы
радиоизотопами и выпадение радиоактивных
осадков по всей поверхности
планеты. Обычно количество радиоактивных
осадков бывает пропорционально
степени влажности климата, поскольку
мельчайшие радиоактивные частицы
возвращаются на поверхность
Земли, в основном с дождями
и снегом. Так, после аварии
на Чернобыльской АЭС на площади
50 000 км2 вокруг места взрыва выпали
радиоактивные осадки (состоящие
в основном из йода, цезия, стронция
и плутония) активностью 31·106 Ки,
что составляет всего 3/5% от
суммарного выделения радиоактивных
продуктов. Основная же часть
радиоактивных веществ была унесена
радиоактивным облаком на большие
расстояния, что обусловило глобальное
повышение радиационного фона
в атмосфере планеты.
В случае
поступления радиоактивных изотопов
в окружающую среду со скоростью
превышающей их распад, они постепенно
накапливаются в почве, морских
и континентальных осадках, воде
и воздухе, а затем и в живых организмах.
Отношение содержания радиоактивного
изотопа в организме к содержанию его
в окружающей среде называют коэффициентом
накопления (K).
Радиоактивные
изотопы в химическом отношении
ведут себя аналогично стабильным,
поэтому накопление их в организмах
связано с химическими, а не
физическими причинами. Коэффициент
накопления может достигать огромных
величин. К примеру, при концентрации
фосфора в воде 0.00003 мг/г, количество
его в желтке уток, обитающих
в данном бассейне, может достигать
6 мг/г (K = 200 000). Концентрация радиоактивного
йода в щитовидной железе зайца
может быть в 500 раз выше, чем
в растениях, которыми он питается.
Несмотря на
то, что процесс приготовления
пищи частично защищает человека
от загрязнителей, длительное
питание продуктами, загрязненными
радионуклидами, приводит к накоплению
последних в организме. Радиоактивное
загрязнение биосферы вызывает
множество заболеваний у человека
и в первую очередь лейкемию,
обязанную 90Sr, который, отлагаясь
в костях, нарушает процесс образования
эритроцитов.