Файл: Рачинский, В. В. Курс основ атомной техники в сельском хозяйстве учебное пособие.pdf

Внастоящее время запрещены испытания ядерного оружия

ватмосфере, космическом пространстве и под водой. Проводят только подземные взрывы. Однако не все страны присоедини­ лись к договору о запрещении испытаний в трех средах и ряд стран продолжают испытания, что ведет к радиоактивному за­ грязнению биогеосферы. Кроме того, следует отметить, что и подземные взрывы не так безопасны, как может показаться. Известны случаи просачивания радиоактивных газов через под­ земные трещины на поверхность земли.

Среди множества радиоактивных изотопов, образующихся в атмосфере при взрывах атомных и термоядерных бомб, основ­

осадков около месяца, что еще недостаточно для распада этих изотопов. Поэтому они откладываются на поверхности почвы и растений.

Изотоп 239Ри образуется из 238U. Его радиационная опас­ ность относительно невелика, так как его соединения трудно­ растворимы и он плохо усваивается растениями и животными. Наибольшую радиационную опасность представляют 90Sr и

дений радиоактивных осадков возникла после начала испыта­ ний мегатонных водородных бомб. Установлено, что при назем-

340

местных осадков составляет 87% общего количества радиоак­ тивных осадков, для взрыва на поверхности воды — 20%, для взрыва в воздухе— 10% •

К местным осадкам относятся также и тропосферные выпа­ дения. Предполагается, что радиоактивные загрязнения не по­ падают в стратосферу при взрывах килотонных бомб.

Разность между количеством всех радиоактивных продуктов, образующихся при взрыве, и количеством локальных радиоак­ тивных загрязнений, есть количество радионуклидов, попавших

встратосферу.

Кглобальным выпадениям относятся радиоактивные про­

дукты, выпадающие из стратосферы. Процесс этого выпадения происходит значительно медленнее, чем процесс выпадения тро­ посферных осадков, и затягивается на многие годы. Радиоак­ тивные продукты, распределяясь в стратосфере, выпадают на поверхность всего земного шара. Поэтому они и называются глобальными.

Состав глобальных осадков зависит от времени, прошедше­ го после взрыва. От взрывов, произведенных до 1967 г., про­ должают выпадать 90Sr, 137Cs и 147Pm, из них наибольшую опасность представляют 90Sr и 137Cs.

После прекращения ядерных испытаний с 1961 г. скорость выпадения глобальных радиоактивных осадков неуклонно умень­ шается.

В настоящее время нет опубликованных данных о масштабах глобальных выпадений. Судя по табл. 10.7, на поверхность Зем­ ли глобально выпадает ежегодно 105— 106 кюри 90Sr.

Плотность суточного выпадения глобальных осадков зависит от места и времени произведения ядерных испытаний, метеоро-

341

логических условий в тропосфере, географических координат места контроля. Так, плотность выпадения 90Sr в средних широ­

Форма (дисперсность и химический состав) радиоактивных загрязнений, образующихся при ядерных взрывах, зависят от мощности бомб, их конструкции, материала оболочек, от места и состава среды, где произведен взрыв. Форма радиоактивных загрязнений имеет существенное значение для дальнейшей ми­ грации радионуклидов в биогеосфере.

Фактически верхней границы дисперсности радиоактивных веществ, образующихся при взрыве ядерной бомбы на суше, нет.

На месте взрыва, в его эпицентре, образуются высокоак­ тивные сплавленные породы, конгломераты, глыбы и камни, а также частицы типа песка и пыли разной дисперсности. Более узкий дисперсный состав радиоактивных частиц образуется при взрывах, на воде и в воздухе.

Температура в эпицентре взрыва (порядка 107 град) способ­ ствует превращению в газообразное состояние значительных масс твердых веществ и материалов при взрывах осуществлен­ ных на земле, а также воды при надводных взрывах. При остывании радиоактивного газа происходит частичная конден­ сация некоторых газов с образованием частиц различной дис­ персности, которые затем выпадают на поверхность Земли. От дисперсности радиоактивных частиц зависят их миграция, рас­ пределение и кинетика выпадения.

Частицы более 0,1 мм выпадают вблизи ядерного взрыва в течение 24 ч после взрыва (местные осадки). Частицы меньше 10— 100 мкм попадают уже в тропосферу (на высоту 11— 16 км), подхватываются воздушными течениями и выпадают по­ степенно с дождем и туманом, осаждаясь на поверхности земли, почвы и растений. Выпадение этих осадков происходит в те­ чение 20—30 дней. Осадки этого типа называются тропосфер­ ными.

Размер частиц, попадающих в стратосферу, составляет ме­ нее 10 мкм. Такие частицы, включая радиоактивные газы, по­ падают в стратосферу при взрыве мегатонных бомб. Как уже отмечалось, такие стратосферные, глобальные осадки составля­ ют около 90% продуктов деления.

Точного уравнения кинетики выпадения глобальных осад­ ков нет. Время среднего пребывания глобальных осадков

встратосфере колеблется от нескольких месяцев до не­ скольких лет. Установлено, что глобальные осадки от взрывов, произведенных до 1958 г., продолжают выпадать до сих пор, хотя скорость их выпадения значительно уменьшилась.

Изотопы 90Sr и 137Cs в составе глобальных осадков выпадают

вводнорастворимой форме, Неразделившиеся 238U, 235U и

342

239Pu осаждаются в основном в нерастворимой форме. Радио­ активные твердые частицы, выпадающие из различных частей атмосферы, имеют высокую активность.

§4. О С Н О В Ы Р А Д И О Э К О Л О Г И И

Впредыдущем параграфе были рассмотрены источники рас­ пространения радионуклидов в .биогеосфере. Теперь рассмотрим пути их распространения и поведения в биогеосфере. Этим во­ просом занимается специальная наука, получившая название ра­ диоэкологии. Данные радиоэко­ логии используются сельскохо­ зяйственной радиологией для ра­

науку интересуют в основном те звенья экологических цепей,

ный мир гидросферы) и гидрофауну (животный мир гидросфе­ ры). Аналогичное подразделение можно сделать и для лито­ сферы, выделив' литофлору (мир наземных растений) и литофауну (мир наземных животных). Класс земноводных живот­

343

ных рассматривать не будем, так как он очень незначительно влияет на миграцию радионуклидов. Все составные компоненты экоса планеты прямо или косвенно связаны с человеком, кото­ рый также является составной частью биоэкоса. Сельскохозяй­ ственная продукция (растениеводческая и животноводческая) является частью литосферы и литофауны.

Рассмотрим пути радиоактивного загрязнения продукции ра­ стениеводства.

Одним из основных источников попадания радионуклидов в растения является почва, которая аккумулирует радиоактивные нуклиды при их выпадении из атмосферы в виде аэрозолей или атмосферных осадков. При разливах рек или. орошении почва аккумулирует радионуклиды, находящиеся в воде рек или по­ ливной воде.

Растения усваивают углекислоту из воздуха, в которой на­ ходится 14С. Искусственные радионуклиды в виде аэрозолей или вместе с атмосферными осадками попадают на надземную массу растений и частично усваиваются надземными органами растений. Значительная часть осадков, выпавших на поверх­ ность растений, смывается атмосферными осадками.

Основным источником загрязнения продукции животновод­ ства являются зеленый корм лугов и пастбищ и другие расти­ тельные корма. В меньшей степени радиоактивное загрязнение животных происходит в результате ингаляции радиоактивных аэрозолей и газов.

Поведение радионуклидов в экологических цепях опреде­ ляется в основном их химическими свойствами. От химических свойств радионуклидов зависит степень их ассимиляции и на­ копления в отдельных звеньях биоэкоса.

Радиоэкология — наука молодая, и, естественно, основное внимание она уделяет тем радионуклидам, которые опасны для человека. Считается общепризнанным, что самую большую опасность представляют продукты деления тяжелых ядер, об­ разующиеся в ядерных реакторах и при испытаниях ядерного оружия. При этом важное значение имеют как локальные, так и глобальные загрязнения биогеосферы.

Наибольшее внимание уделяется тем радионуклидам, кото­ рые могут накапливаться внутри организма человека и созда­ вать внутреннее облучение. Среди долгоживущих, накапливаю­ щихся в организме человека продуктов деления наибольшее значение имеют 90Sr и 137Cs, а среди короткоживущих— 1311.

щими к попаданию радионуклидов внутрь организма человека. Поэтому рассмотрим поведение радионуклидов в отдельных компонентах и звеньях указанных цепей подробнее.

Поведение радионуклидов в почвах. Прежде всего сделаем ряд общих пояснений:

344