Юрий Мизун - Тайны будущего. Прогнозы на XXI век

Атомные подводные лодки и корабли с ядерными энергетическими установками также являются источниками загрязнения окружающей среды радионуклидами. Когда запускают двигатель атомной подводной лодки, происходит сброс некоторого количества радиоактивных веществ с водой. Дело в том, что при нагревании вода расширяется и некоторая ее часть оказывается лишней. Она-то и сбрасывается в море вместе с радиоактивными веществами. В ионообменниках для деминерализации обменника используют смолу. Она также выделяет радиоактивные изотопы. Это очень мощный источник радиоактивных веществ, которые попадают в морскую воду. Оценено, что с атомных военных кораблей ежегодно в океан поступает активность примерно равная 1 млн Кu. Это дает только смола. С жидкими отходами поступает еще 5000 Ku радиоактивных веществ. К этому добавляется еще 3900 Ku, которые попадают в морскую воду из-за утечки радиоактивных веществ.

Атомные гражданские суда меньше загрязняют окружающую среду радиоактивными веществами. Это подтверждают такие цифры. Например, германское грузовое судно «Отто Ган» имело официальное разрешение на сброс в морскую воду 2 Ku радиоактивных изотопов в месяц. Но за два года эксплуатации оно сбросило в воду всего около 6 Ku.

Как уже было сказано, теоретически при делении ядерного горючего выделяются только радиоактивные благородные газы. Газообразные изотопы криптона и ксенона выделяются на начальной фазе при делении ядерного горючего. Но благородными эти газы остаются недолго. По истечении определенного времени происходит радиоактивный распад этих газов. В результате образуются изотопы цезия, рубидия и стронция. Что касается изотопов криптона и ксенона, то они являясь инертными не вступают ни в какие химические реакции. Но это и плохо, поскольку это дает им возможность проходить через любые аэрозольные фильтры. Мало того, они проникают через слой земли толщиною в несколько сотен метров. Они проникают через микрощели горных пород и соляные пласты. Так они выносятся в атмосферу, где они рассеиваются и распадаясь превращаются в аэрозоли.

Весь процесс на атомных подводных лодках протекает так. Когда лодка плавает, производят сдувку газовой подушки реактора, которая содержит изотопы инертных газов. Инертные газы закачивают в баллоны высокого давления. Туда вмещается 80 м 3газа при нормальных условиях. Сдувку баллонов производят или через аэрозольные фильтры, или на определенной глубине под водой. Но, как уже было сказано, инертные газы не задерживаются ни аэрозольными фильтрами, ни слоем воды. Поэтому они попадают в атмосферу, где они превращаются в радиоактивные изотопы цезия и стронция. Образованные при этом изотопы цезия и стронция имеют период полураспада свыше 20–30 лет. Изотопы постепенно осаждаются на поверхности почвы и воды в виде твердых аэрозолей.

Для того, чтобы не было выбросов изотопов стронция и цезия, необходимо всячески улавливать инертные газы. Имеется несколько способов такого улавливания. Эффективным и недорогим таким способом является способ углеродной адсорбции. Применяют три модификации способа. В одном варианте фильтр устанавливают на базе. Тогда все подводные корабли обязаны производить операцию сдувки только на базе. Во втором варианте на кораблях имеется свой фильтр, который работает по рециркуляционной схеме. При этом время прохождения изотопов через фильтр должно быть больше периода полураспада первичного (материнского) вещества. В этом случае на выходе получается газ, который не содержит изотопов. В третьем варианте этого способа сдувка производится на корабле через свой фильтр.

Обследование баз и районов стоянок судов и кораблей с ядерными силовыми установками показало, что в воде и гидробиотах содержатся и сами продукты деления. Были обнаружены и радионуклиды кобальта, циркония, хрома, железа, молибдена и никеля. Эти радионуклиды образуются под воздействием длительного облучения нейтронами вещества в работающем реакторе. О том, что происходит загрязнение акватории свежими осколками ядерного деления и отходами атомных реакторов, свидетельствует тот факт, что в пробах обнаруживаются радиоизотопы йода. Ясно, что жидкие радиоактивные отходы попадают в воду и вне баз и самих кораблей.

Радиационную обстановку в различных морских регионах специалисты характеризуют суммарной бета-радиоактивностью организма и его естественной радиоактивностью. Для этого выбираются определенные биоиндикаторы. В качестве них берут такие морские организмы, как губки, актинии, ракообразные, моллюски, иглокожие и водоросли. Самая неблагоприятная радиационная обстановка имеется в районах базирования кораблей с атомными силовыми установками. В таких районах показатель радиационной обстановки достигает 120 при норме 2. При этом оценка обстановки делается по радиоактивности организма.

На АЭС бывают не только периодические залповые выбросы радиоактивных веществ, но и выбросы их во время аварий. Аварии на АЭС происходили всегда, и трудно надеяться, что в будущем их удастся исключить полностью. Очень крупные аварии АЭС в США, Великобритании и России (СССР) происходили не часто. Но аварии с выбросом около 1000 Ku йода-131 происходят примерно один раз в год на 1000 ректоров. Аварии с выбросом в 10 раз меньшим происходят в 10 раз чаще. Небольшие аварии происходят значительно чаще. При этом имеются в виду такие аварии, когда уровни радиации не высоки, но она распространяется на большие территории. Такие аварии и обнаруживаются часто случайно по их последствиям. Загрязнение окружающей среды происходит длительное время до того, как принимаются необходимые меры, направленные на ликвидацию аварии. Весьма опасны в смысле возникновения аварий с выбросом радиоактивных веществ демонтаж и консервация реакторов, которые уже выработали свой ресурс.

Примером типичной аварии может служить авария на Ленинградской АЭС, которая произошла в апреле 1992 г. События развивались следующим образом. Конструктивно в реакторе каждого энергоблока типа РБМК (такие реакторы установлены и на Чернобыльской АЭС) имеется 1600 каналов. В каждый из этих каналов вставлена семиметровая капсула-кассета с урановым топливом. Авария на Ленинградской АЭС началась с того, что одна из таких кассет дала пробой. В результате радиоактивный газ попал в систему фильтров и адсорбции газов. В такой ситуации фильтры не смогли справиться с очисткой пара. Поэтому из трубы реактора в атмосферу стал поступать концентрированный радиоактивный газ. Превышение предельно-допустимой концентрации составляло 3,5. В этом выбрасываемом радиоактивном газе содержание изотопов йода-131 в 6 раз превышало предельно допустимые концентрации.