Юрий Мизун - Тайны будущего. Прогнозы на XXI век

Радиоактивные вещества начали выпадать на земную поверхность с момента первых взрывов атомных бомб. В конце второй мировой войны были взорваны атомные бомбы в Аламогордо (штат Нью-Мексика), в Хиросиме и Нагасаки. С этого момента число взрывов быстро росло. Так, до 1968 г. в мире было проведено около 500 взрывов ядерных устройств. Речь идет о взрывах в атмосфере. В состав радиоактивных веществ, которые образуются после взрывов, входят сотни различных радионуклидов. Но большинство из них быстро распадаются или содержатся в очень малых количествах. Поэтому очень важны в смысле действия на человека и другие биосистемы: стронций-90, рутений-106, цезий-137 и церий-144. После мощных ядерных взрывов в 1959 и 1963–1964 гг. наблюдались наибольшие концентрации этих радионуклидов.

С 1954 по 1963 г. на Новой Земле проводились мощные ядерные взрывы в атмосфере на высоте 3—10 км. Проводились также взрывы над водой и под водой на глубине до 200 м. Большинство испытаний ядерного оружия проводилось на севере Южного острова Новой Земли. Координаты испытаний полигона 73° с. ш. и 55° в. д. Здесь 30 октября 1961 г. был произведен самый мощный в мировой практике ядерный взрыв (58 Мт). 5 августа 1962 г. очень мощный взрыв (30 Мт) был повторен. Большинство взрывов имело мощность около 1 Мт. В 1958, 1961 — и 1962 гг. ежегодно производили не менее 30 взрывов. При наземных ядерных взрывах мощностью в 1Мт радиоактивный след простирается на несколько сот километров. Примерно 80 % радиоактивной пыли оседает. Это, главным образом, стронций-90 и цезий-137.

Вблизи берегов Новой Земли на шельфе Баренцева и Карского морей проводились надводные и подводные ядерные испытания. Несколько атомных бомб мощностью 20–25 Мт было взорвано к западу и востоку от пролива Маточкин Шар. Юго-западнее Северного острова была произведена серия из десяти ядерных взрывов в открытом море во второй половине 1961 и 1962 гг. 27 сентября 1962 г. на юге Новоземельского мелководья был произведен атомный взрыв мощностью 30 Мт. Взрыв произведен на акватории с глубинами 120–230 м на удалении 90 м от побережья. Здесь господствовали течения в сторону моря (северо-восток), в сторону тех мест, где обитала крупная популяция сайки. Сайка является главной кормовой рыбой морских птиц, а также млекопитающих и донных рыб. Врезультате проведенных ядерных испытаний в донных отложениях и бентосных организмах в этом месте сохранился высокий уровень радиоактивных веществ.

В настоящее время в тех местах, где до 1963 г. проводились наземные ядерные взрывы, отчуждены санитарные зоны, площадь которых составляет десятки тысяч квадратных километров. Там уровень ионизирующего излучения достигает одной тысячной рентгена. Во время испытаний этот уровень был намного выше.

Когда ядерные взрывы проводятся в атмосфере, то в окружающий воздух и на поверхность океана выпадает большое количество радионуклидов. Их состав существенно отличается от того, который характерен для радиоактивных отходов атомного производства. Эти радионуклиды представляют собой продукты деления, а также часть неразделившегося ядерного топлива и продукты активации нейтронами деления ядер атомов и молекул атмосферных газов, грунта и биоты. Было оценено, что взрыв мощностью в 1Мт, который основан на делении тяжелых ядер, дает 3,710 15Бк стронция-90 и 6,210 15Бк цезия-137. В том случае, если ядерным топливом служит плутоний, после взрыва мощностью 10 кг в окружающую среду поступает около 110 14Бк плутония-239. Период полураспада плутония-239 составляет 24 тысячи лет. Поэтому после распада наиболее долгоживущих продуктов деления стронция-90 и цезия-137 плутоний-239 становится основным компонентом радиоактивного загрязнения окружающей среды. К моменту, когда был заключен мораторий на испытания ядерного оружия, радиоактивность по плутонию-239 в природе составила 2,510 16Бк. Половина этого количества в окружающую среду поступила до 1972 г.

Измерения показали, что сразу после ядерных испытаний на Новой Земле в 1961–1962 гг. в северных регионах страны уровни радиоактивных выпадений увеличились в сотни, тысячи раз по сравнению с 1960 г. По суммарной бета-активности наибольшая плотность радиоактивных осадков наблюдалась в 1962 г. в Амдерме. Она более чем в десять тысяч раз превышала фоновые значения, которые наблюдаются там сегодня.

Что касается концентрации короткоживущих радионуклидов, то в результате ядерных взрывов, а также аварий на АЭС, она намного превышает среднемесячные и среднегодовые уровни радиации. Несколько меньше концентрация долгоживущих радионуклидов. Часть радиоактивных веществ выпадает вблизи места испытания. Часть долгоживущих изотопов задерживается в нижнем слое атмосферы (в тропосфере). Эти изотопы струями воздуха переносятся на большие расстояния. Струи воздуха движутся в направлении восток — запад (по широте). Двигаясь таким путем, радиоактивное облако в течение 8—12 дней огибает целиком Землю. Оно может совершать несколько оборотов вокруг Земли, поскольку находится в атмосфере в среднем около одного месяца. Конечно, часть радиоактивного вещества облака выпадает на сушу или в море. Но если взрыв очень мощный (1 Мт и более), то радиоактивное вещество забрасывается вверх, в стратосферу на высоты до 50 км. Там плотность атмосферного газа очень мала, и, кроме того, атмосфера не очищается осадками (дождем, снегом). Поэтому в стратосфере радиоактивные вещества остаются не только на многие месяцы, но и на годы. Они очень медленно опускаются вниз и рассеиваются по всей земной поверхности.

После запрещения ядерных взрывов в атмосфере в 1963 г. продолжались подземные ядерные испытания. Они внесли свой вклад в радиоактивное загрязнение окружающей среды.

Приведенные данные можно заключить такой информацией. До 1963 г. СССР произвел 215 ядерных взрывов в атмосфере, США — 205, Англия — 21, Франция — 45 (до 1974 г.), Китай — 22 (до 1980 г.). Производили взрывы и другие страны. В результате в окружающую среду поступило около 26 млн. Кu цезия-137 и 20 млн. Кu стронция-90.

Общий фон радиоактивного вещества в стратосфере увеличился и в результате аварии на Чернобыльской АЭС. В 1986 г. практически везде на суше и на море, а также в наземных и морских организмах резко увеличился уровень радиоактивности. Выброшенная при аварии радиоактивная пыль рассеялась по всей Европе и Северной Азии. Измерения показали, что в верховьях Дуная в донных осадках уровень цезия-137, который поднялся в результате Чернобыльской аварии, достиг в 1986 г. 500—1200 Бк/кг. Максимальная концентрация цезия-137 во взвеси составляла около 200 Бк/кг. Наибольшее количество радиоизотопов (особенно цезия-137) поступило в организм живых существ, в том числе и человека, вместе с пищей. В результате аварии цезий-137 и другие радиоизотопы в значительных количествах поступили в поверхностные воды и в почву. Авария в Чернобыле оказала существенное влияние на экосистемы северной Скандинавии, Кольского полуострова, а также арктических побережий. После аварии содержание искусственных радионуклидов в мхах и лишайниках, в пресноводных рыбах, а также в макрофитах, в морском бентосе, рыбах, морских птицах и млекопитающих увеличилось в некоторых местах в сотни и тысячи раз, а в других — в несколько раз.