Нуклиды от кенгуру. О радиации, дозах, рисках и перспективах

Самую страшную угрозу человечеству несет термоядерная катастрофа. Но если на заре учения об атоме считалась опасной ядерная война, то позже заговорили об угрозе локальных ядерных конфликтов на территориях, соседствующих с государствами, развязавшими войну. Еще позже, по мере развития человеческого знания, пришло понимание того, что ядерный взрыв, где бы он ни произошел, повлечет за собой состояние «ядерной зимы» с последующей гибелью биосферы планеты. Вот почему первоочередной задачей человечества стала не гонка ядерных вооружений (ядерного оружия в мире сейчас столько, что можно погубить все население Земли), а строгий международный контроль за источниками ядерной энергии.

Радиоактивность и сопутствующее ей излучение существовали на Земле задолго до зарождения на ней жизни. Большой взрыв положил начало нашей Вселенной, с тех пор радиация наполняет космическое пространство, входя в состав земных пород и в следовых количествах присутствуя в живых организмах. Но только в 1896 году Анри Беккерель открыл явление радиоактивности. В 1885 году Вильгельм Рентген – рентгеновские лучи. А в 1898 году супруги Мари и Пьер Кюри занялись исследованиями радиоактивного превращения элементов (открыты полоний и радий). Затем результаты научных поисков воплотились в атомные бомбы для Хиросимы и Нагасаки (1945 год), и только в 1956 году была создана первая промышленная атомная станция в Колдер-Холле (Великобритания). С тех пор сфера применения мирного атома неуклонно расширяется.Радиация действительно смертельно опасна. При больших дозах облучения имеют место серьезнейшие поражения тканей (иногда несовместимые с жизнью), при малых могут развиваться раковые заболевания и болезни нервной системы, индуцируются генетические дефекты, которые проявляются у детей и внуков подвергшихся воздействию радиации людей, а иногда и у более отдаленных потомков.Основную часть облучения население Земли получает от естественных источников радиации (2,2-2,4 мЗв/год). На сегодня, по данным ООН, вклад естественной радиации в среднегодовую дозу облучения населения земного шара составляет около 80%. Это космические лучи из Вселенной и солнечные вспышки, создающие, образно говоря, душ для всех жителей планеты (в первую очередь для тех, кто живет высоко над уровнем моря или часто летает на самолетах). Следом идут горные породы с долгоживущими изотопами, включившимися в состав Земли с ее рождения (Гуарапари в Бразилии, Рамсер в Иране, территории в Бразилии, на Мадагаскаре, известные как «горячие» точки планеты). Часть нуклидов поступает в организм человека с пищей (рыба и моллюски, мясо карибу на Крайнем Севере, мясо и требуха овец и кенгуру в Западной Австралии). Существенную роль в облучении человека играют строительные материалы – гранит, пемза, глиноземы, кальций – силикатный шлак, фосфогипс, кирпич из красной глины (отход производства алюминия) с эмиссией радона. Сжигание угля на тепловых электростанциях, термальные воды, добыча фосфатов для производства удобрений и кормовых добавок также вносят свою долю в облучение человеческого организма.Плюс в последние десятилетия человек сам создал несколько сотен искусственных радионуклидов, научился использовать энергию атома в медицине, для создания атомного оружия, производства энергии, поиска полезных ископаемых, обнаружения пожаров, для изготовления светящихся циферблатов (часы, светящиеся табло, компасы, телефонные диски, прицелы, дроссели флуоресцентных светильников). Это положение дел привело к увеличению дозы облучения населения Земли за счет техногенных источников. В среднем считается, что в промышленно развитых странах за счет медицинских процедур человек получает дозу в 1 мЗв в год, то есть приблизительно половину средней дозы, поступающей от естественных источников радиации. Осадки, связанные с испытанием ядерного оружия в атмосфере (максимумы в 1954-1958 и 1961-1962 годы), обеспечивают менее 1% дозы облучения от естественных источников (цифра имеет тенденцию к уменьшению). Профессиональное облучение у рабочих урановых рудников и обогатительных фабрик, научно-исследовательских работников в сфере ядерной физики, химии и энергетики, а также медперсонала прибавляет 0,03% дозы, получаемой от естественных источников. Таким образом, источником облучения, вокруг которого ведутся интенсивные споры, продолжают оставаться объекты атомной энергетики, число которых неуклонно растет (см. таблицу). АЭС – часть ядерного топливного цикла, который начинается с добычи и обогащения урановой руды. Следующий этап – производство ядерного топлива. Отработанное на АЭС ядерное топливо подвергается вторичной переработке для извлечения из него урана и плутония, после чего происходит захоронение радиоактивных отходов. На каждой стадии ядерного топливного цикла в окружающую среду попадают радиоактивные вещества. При нормальной работе ядерных установок выбросы невелики – в 2100 году они составят лишь 1% от естественного фона (следует учесть тенденцию к уменьшению выбросов за счет технологических усовершенствований). Однако количество радиоактивных веществ, поступающих в окружающую среду при аварийных выбросах, может оказаться неизмеримо больше, и все более частой причиной аварий является человеческий фактор. Доказательством тому является внушительный список наиболее масштабных ядерных катастроф в истории человечества:- Кыштым, Челябинск-40, Россия, 1957 год (6 баллов по шкале МАГАТЭ, Международное агентство по атомной энергии);- Уиндскейл, Великобритания, 1957 год (5 баллов по шкале INES, International Nuclear and Radiology Scale);- Три-Майл-Айленд, США, 1979 год (INES 5);- Чернобыль, Украина, 1986 год (INES 7);- Гояния, Бразилия, 1987 год (INES 5);- Фукусима, Япония, 2011 год (INES 7).Таблица «Действующие атомные реакторы мира (по данным МАГАТЭ на июнь 2012 года)» По прогнозам, к 2030 году число реакторов превысит 500 в сравнении с 437 на март 2013 года. Человечеству никуда не уйти от осознания факта, что 1 г урана эквивалентен 2,5 тонны нефти.Крупнейшими авариями на сегодня считаются чернобыльская и произошедшая на четверть века позднее трагедия на Фукусиме. Их объединяет прежде всего масштабность произошедшего – Чернобыльская АЭС (ЧАЭС) вырабатывала 10% электроэнергии Украины (3800 мВт), «Фукусима-1» (объединенная с «Фукусимой-2», которая находится в 8 км от нее) входила в число 25 крупнейших АЭС мира и производила 9000 мВт энергии ежегодно. По официальной информации, при взрыве 4-го энергоблока в Чернобыле в атмосферу было выброшено 190 тонн радиоактивных веществ. Загрязнена территория площадью 160 тыс. квадратных километров. Больше всего пострадали северная часть Украины, запад России и Беларусь, было эвакуировано порядка 400 тыс. человек. Выпадение радиоактивных осадков произошло на территории 20 государств. По данным ООН, количество людей, непосредственно или косвенно пострадавших от аварии на ЧАЭС, составляет 9 млн, из них 3-4 млн – дети. Однако, оценивая ситуацию в целом, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает, что из 2,8 млн человек, проживающих в чернобыльской зоне, 2,5 млн за 20 лет получили дополнительную дозу облучения в 10 мЗв.Фукусима – это не Чернобыль! Согласно данным ООН в Японии количество выброшенного радиоактивного йода-131 не превышает одну треть, количество цезия-137 – одну четверть, а по стронцию и плутонию выброс составляет крайне незначительное количество по сравнению с Чернобылем. Доза среднего радиационного облучения, полученного японскими гражданами, была оценена в 1/30 от чернобыльской по воздействию на щитовидную железу и примерно в 1/10 по воздействию на организм в целом. Зона поражения ограничена 30 километрами, эвакуировано порядка 200 тыс. человек.Таким образом, реально оценивая риск предприятий атомной энергетики для людей, живущих вблизи от них, и выгоды получения энергии таким способом, мы лишь субъективно нетерпимы к АЭС… Мы чувствуем себя беспомощными перед лицом возможной опасности, не располагаем абсолютной защитой от нее, задаемся вопросом, не безнравственно ли завещать опасные радиоактивные отходы будущим поколениям (ведь нынешнее только пользуется выгодами атомной энергетики, оставляя потомкам непростую задачку – как справиться с ситуацией, созданной нами сегодня).В Правительстве РФ разработан проект постановления, утверждающий новый перечень населенных пунктов, находящихся в чернобыльской зоне отчуждения. По сравнению с прошлой редакцией документа число точек на карте страны может значительно сократиться – с 4413 до 3859, поскольку за прошедшие годы уровень радиоактивной загрязненности упал ниже пороговых значений. Беккерель – единица активности нуклида в радиоактивном источнике (система СИ). Соответствует 1 распаду в секунду для любого радионуклида.Грей – единица поглощенной дозы (система СИ). Соответствует энергии ионизирующего излучения, поглощенной единицей массы физического тела.Зиверт – единица эквивалентной эффективной дозы (система СИ). Соответствует поглощенной дозе с учетом поправки на неодинаковую радиационную опасность различных видов ионизирующего излучения для живого организма.http://www.iaea.org – англоязычный ресурс (значительная часть информации представлена и на русском языке) МАГАТЭ, включающий научную и научно-популярную литературу по тематике, обновляемую статистику по производству/расходу атомной энергии в мире и по странам, данные по атомным катастрофам, новейшие технологические достижения и постановления, связанные с применением мирного атома, и многое другое.http://www.chornobyl.net/ru – ресурс Чернобыльского центра по проблемам ядерной безопасности, радиоактивных отходов и радиоэкологии, содержащий информацию о катастрофе и ее последствиях, фоторепортажи и многое другое.http://www.who.int/ionizing_radiation/ru – русскоязычный раздел ресурса ВОЗ, посвященный последствиям ионизирующего излучения (в частности, Чернобыля) для здоровья.В.К.Иванов и др. Уроки Чернобыля и Фукусима: прогноз радиологических последствий//Радиация и риск. – 20. – №3. – С. 6-15 (2011).Я.И.Штромбах, А.Ю.Гагаринский. «Перспективы ядерной энергетики//Природа. – №12. С. 17-24 (2013).Светлана ХОРОНЕНКОВА, кандидат химических наук