Изотопный состав радиоактивных выпадений.
Загрязнение обширной территории сложной смесью осколков деления потребовало проведения комплекса работ по изучению изотопного состава радиоактивного загрязнения всех объектов на территории следа. Эта работа с момента аварии проводилась силами сотрудников ряда организаций. Результаты изучения изотопного состава радиоактивного загрязнения на территории следа на 20-е сутки после аварии приведены в табл. 5.
Таблица 5
Изотопный состав радиоактивного загрязнения на территории следа (в %)
Приведенные данные свидетельствуют о том, что основной вклад и β-активность смеси вносят изотопы, входящие в группу редких земель, и 90Sr. Все исследованные объекты внешней среды имеют примерно одинаковый изотопный состав выпадений, не слишком отличающийся от расчетного. Работы по изучению и уточнению изотопного состава выпадений и возможного содержания в облаке радиоактивного выброса были продолжены и в последующие годы. Изучение динамики и изотопного состава выпадений в почве позволило уточнить вклад 90Zr в исходную смесь осколков деления. Уточненный изотопный состав и его изменение со временем приведены о табл. 6.
Таблица 6
Изменение изотопного состава смеси осколков деления в зависимости от времени после выброса (в %)
Таким образом, радиоактивное загрязнение всех объектов внешней среды было обусловлено вышеприведенными изотопами.
Ветровой перенос радиоактивных веществ.
Одним из первых миграционных факторов, которые могут существенно влиять на радиационную обстановку на территории радиоактивного следа и за его пределами, является ветровая миграция радиоактивной пыли, осевшей на поверхности всех объектов внешней среды в момент прохождения радиоактивного облака.
Ветровая миграция может достичь значительных размеров при скорости приземного ветра свыше 4 м/сек, тогда возможны интенсивный подъем и перенос пыли размером 0,05—0,07 мм и снега в слое воздуха высотой до 2 м. Более мелкие частицы пыли могут быть подняты на большую высоту над поверхностью земли, что приводит к переносу их на значительные расстояния и загрязнению прилегающих к следу территорий. Для характеристики интенсивности этого переноса были использованы результаты измерения плотности выпадений радиоактивных частиц в различных точках территории, не попавшей под непосредственное загрязнение в момент прохождения радиоактивного облака и образования радиоактивного следа. С помощью липких планшетов зарегистрированы интенсивные выпадения через 3—4 суток после образования следа. Особенно сильные выпадения наблюдались с 8-х по 12-е сутки после аварии при скорости ветра 8—12 м/сек.
В результате пылевого переноса произошло вторичное загрязнение смесью осколков деления района, находящегося в юго-западном направлении. Значительная ветровая миграция наблюдалась на территории следа до образования устойчивого снегового покрова. Перенос ветром радиоактивных веществ с деревьев и кустарников продолжался и в зимний сезон. Было установлено, что в первые месяцы после аварии наблюдался перенос радиоактивных веществ, вызвавший загрязнение радиоактивными веществами ранее чистых территорий. Ветровая миграция наблюдалась и в пределах территории следа. Это подтверждается данными об изотопном составе выпадений на территории следа и вне его, полученными при анализе содержания планшетов. В планшете, расположенном на территории следа, было обнаружено 78% 144Се+144Рr и 9,7% 90Sr+90γ, в находящийся на соседней чистой территории планшет содержал 70%. 144Ce +144Pr и 6% 90Sr+90γ.
Повышенные выпадения в первый период после аварии привели к изменению плотности загрязнений территорий, примыкающих к радиоактивному следу. Наибольшему вторичному загрязнению подверглись территории, расположенные в направлении господствующих юго-восточных ветров (табл. 7).
Наблюдавшаяся осенью в первые месяцы после аварии интенсивная ветровая миграция привела к изменению конфигурации следа и смещению изолинии с плотностью загрязнения 0,1 кюри/км2 пo 90Sr в восточном направлении. Ветровая миграция наблюдалась и в весенние периоды (через 5 и 18 месяцев после аварии), однако ее интенсивность била незначительной и с появлением растительности она прекращалась. Таким образом, ветровая миграция не привела к существенному изменению масштабов радиоактивного загрязнения и не оказала существенного влияния на радиационную обстановку на территории следа.
Таблица 7
Плотность загрязнений территории (в кюри/км2), примыкающей к радиоактивному следу, за счет ветровой миграции
Радиоактивное загрязнение почвы и растительности.
Территория радиоактивного следа имеет очень разнообразный ландшафт, включающий озера, леса, пастбища и пахотные угодья.
На основании данных о радиоактивном загрязнении и β-съемки территории установлено распределение площади сельскохозяйственных угодий, лесов и озер по уровням загрязнения территории, приведенное в табл. 8.
Таблица 8
Распределение площади угодий (в км г) в зависимости от плотности загрязнения территории
Загрязнение различных элементов ландшафта в процессе выпадения аэрозолей значительно варьировало. Рядом исследователей было установлено, что наименьшему загрязнению в момент выпадения радиоактивных веществ из проходящего облака подверглись открытые пахотные угодья.
Относительные величины, характеризующие уровни загрязнения отдельных типов ландшафта по сравнению с открытыми пахотными угодьями, приведены ниже:
Из приведенных выше данных следует, что при одинаковой плотности выпадений наибольшему радиоактивному загрязнению подвергаются лесные массивы и целинная почва.
Анализ проб грунта в различных районах следа показал, что в первое время после выпадения радиоактивные вещества находились на поверхности целинных и пахотных земель в слое почвы толщиной 2 см и в основном (до 60%) в кронах деревьев и кустарников залесенных участков. Уровни загрязнения почвы и растительности в зависимости от расстояния от места радиоактивного выброса через несколько суток после аварии приведены в табл. 9.
Таблица 9
Уровни загрязнения почвы и растительности в зависимости от расстояния от места радиоактивного выброса
Необходимо отметить, что активность исследуемых объектов в тысячи раз превышала фоновые значения, составлявшие в этом районе до аварии 0,1—0,02 мккюри/кг.
Загрязнение водоемов от проходящего радиоактивного облака
Образовавшийся в результате аварии радиоактивный след пересек бассейны ряда рек и захватил значительную часть водосборной территории озер. Всего на территории следа, ограниченной изолиниями 0,1 —1000 кюри/км2 пo 90Sr, оказалось 30 озер и 4 реки. Обследование водоемов, проведенное через 5—22 суток после аварии, показало, что практически все источники водоснабжения на территории следа оказались загрязненными радиоактивными веществами.
Уровни радиоактивности всех источников воды на территории следа возросли в 10—105 раз в зависимости от плотности загрязнения в этом районе. Однако уровни радиоактивного загрязнения большинства водоемов не представляли непосредственной опасности и первый период после аварии по сравнению с уровнем радиоактивного загрязнении всех остальных объектов внешней среды, поэтому изучению водоемов в данный период уделено сравнительно мало внимания. Данные о процентном содержании 90Sr в составе радиоактивною загрязнения воды и компонентов водоема приведены ниже:
Следует отметить, что данные о доле других радиоактивных элементов в суммарной β-активности воды и компонентов водоема, относящихся к этому периоду, отсутствуют. Однако можно считать, что изотопный состав смеси осколков деления, выпавших на водное зеркало озер и рек, не отличался от изотопного состава радиоактивных выпадений. Поскольку радиоактивные изотопы в этих выпадениях находились в легкорастворимой форме, следует предположить, что в ближайшее время после аварии изотопный состав воды соответствовал изотопному составу смеси осколков. Процессы перемешивания и осаждения аэрозолей в водоемах и сорбционные процессы в иле дна озер и рек должны были привести к существенному разделению изотопов в системе вода — ил и изменить изотопный состав воды в сторону увеличения доли стронция, что и наблюдалось в данном исследовании.
