Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Экология: фактор риска

Рассылка закрыта

При закрытии подписчики были переданы в рассылку "Здоровье" на которую и рекомендуем вам подписаться.

Вы можете найти рассылки сходной тематики в Каталоге рассылок.

←   Сентябрь 2005   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Автор
Диоген

Статистика

163 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Экология: фактор риска - 7. Радиационное загрязнение после взрыва ХДМ


Информационный Канал Subscribe.Ru

Радиационное загрязнение после взрыва ХДМ

Продолжение темы о надежности Хранилища делящихся материалов в Челябинской области. В этом выпуске – прогноз возможного распространения радиоактивных осадков в случае ядерного взрыва Хранилища.

Физические характеристики ядерного взрыва ХДМ

Ядерный взрыв представляет собой цепную реакцию распада ядер, сопровождающуюся выделением огромного количества энергии. Энерговыделение при взрыве 1 кг урана соответствует 20 кт тротилового эквивалента, мощность плутониевого боезаряда на 19% меньше.

Энергия взрыва нейтронного боеприпаса на территории ХДМ уничтожит защитные стальные оболочки слитков урана и плутония и сделает их доступными для нейтронного потока высокой плотности. Распад ядер под его действием и выделение новых нейтронов приведет к возникновению цепной реакции, которая быстро охватит все запасы оружейного урана и плутония на Хранилище.

Ядерный взрыв 400 т оружейного урана и плутония в ХДМ составит в тротиловом эквиваленте 8 Гт, что равнозначно 520 тыс. бомбам, сброшенным на Хиросиму, или 27 самых мощных на сегодня 300-мегатонных фугасных бомб. Радиус поражения взрывной волной достигнет 70 км.

Температура в зоне взрыва повышается до десятков миллионов градусов. Вследствие этого продукты деления мгновенно испаряются и превращаются в раскаленный сильно ионизированный газ. Сразу же после образования они с большой скоростью поднимаются вверх, создавая мощный восходящий поток воздуха, который увлекает с собой десятки тысяч тонн грунта с поверхности земли. Выделившейся при взрыве энергии будет достаточно для выноса частиц массой до 1 мг на высоту 800 км. Основная часть радиоактивного облака распространится на высоту 120 км.

Примерно за 10-12 минут после взрыва радиоактивное облако поднимается на максимальную высоту, стабилизируется и начинает перемещаться горизонтально в направлении движения воздушных потоков. Самые крупные частицы под действием силы тяжести выпадают из радиоактивного облака в непосредственной близости от центра взрыва. Легкие частицы осаждаются медленнее и на значительных расстояниях от него. Так образуется след радиоактивного облака. Частицы, выпавшие из приземных слоев воздуха, образуют «ближний след», а частицы, выпадающие из верхних слоев атмосферы – «дальний след».

Продукты деления, выпадающие из облака взрыва, представляют собой смесь примерно 80 изотопов 35 химических элементов от цинка до гадолиния. Почти все образующиеся ядра изотопов перегружены нейтронами, являются нестабильными и претерпевают распад с испусканием гамма-квантов. Первичные ядра осколков деления испытывают в среднем 3-4 распада и в итоге превращаются в стабильные изотопы.

Суммарный выход радиационно опасных продуктов деления составит 410 ГКи (1 кюри равен 37 миллиардов распадов ядер в секунду). Это огромная величина, ведь даже при аварии на Чернобыльской АЭС выброс в атмосферу составил 0,5 ГКи[1].

Распространение радиоактивного облака

Обычно около половины образующихся частиц выпадает в районе эпицентра ядерного взрыва. В порядке убывания по значимости это атомы: 14C, 137Cs, 95Zr, 90Sr, 106Ru, 114Ce, 3H. Радиоактивный 14С образуется при захвате азотом воздуха нейтронов, испускаемых при протекании цепной реакции. С точки зрения дозы облучения среди частиц, оседающих из стратосферы, наибольшее значение имеют радионуклиды с периодом полураспада от нескольких суток до двух месяцев, такие, как 131I, 140Ba и 89Sr. Обычное время нахождения в воздухе аэрозольных радионуклидов – около 30 сут.[2]

Взрыв ХДМ ожидается гораздо более мощным, чем ядерные испытания, на которых основаны эти данные. Поэтому в качестве допущения примем, что продукты деления, не вышедшие за пределы тропосферы, осядут в районе взрыва (это около 20%), а остальные частицы, оседающие из стратосферы (80%), будут подхвачены струйными течениями. Время оседания таких частиц будет весьма значительным, а потому, вероятно, равномерным по всему ареалу распространения. Направление, скорость и повторяемость ветров зависят от сезона, поэтому мы рассмотрим два случая распространения радиоактивных осадков: для зимы и для лета.

Распространение облака в приземном слое

В районе «ближнего следа» радиоактивного облака выпадет около 82 ГКи активных частиц, которые распространятся господствующими ветрами. В районе эпицентра взрыва находится несколько сотен могильников радиоактивных отходов общей активностью не менее 1,3 ГКи[3]. Значительная часть их, в особенности водоемы-накопители жидких отходов, будут уничтожены взрывом и примут участие в загрязнении территории.

Наибольшая степень заражения наблюдается на ближних участках следа. По мере удаления от центра взрыва вдоль оси следа степень заражения уменьшается. Постепенно активность осколков деления падает (через 7 часов в 10 раз, через 49 часов в 100 раз).

Протяженность оси «ближнего следа» определяется по экспозиционной дозе на высоте 1 м. За внешнюю границу зоны заражения принято считать уровень радиации 40 Р. Известна зависимость размеров зон заражения от мощности взрыва и средних скоростей ветра[4]. Считается, что фактическая зона заражения будет располагаться в пределах полученного сектора с вероятностью 90%.

На основе известных зависимостей мы рассчитали протяженность оси зон радиационного загрязнения равнинной местности и время прохода облака (табл.), а также построили карты распространения радиоактивного облака с учетом направления господствующих ветров и рельефа (см. рисунки).

Загрязнение, Ки/км кв.

Площадь следа, тыс. км кв.

Протяженность оси следа, км

Время прохода облака, сут.

зимой

летом

>50000

250

850

880

4,5

>20000

620

1330

1390

7

>10000

1700

2200

2300

11,5

>1000

4500

3600

3750

19

>1

7700

4700

4900

24,5

Зимой радиоактивное облако, подхваченное господствующими ветрами, пойдет в северо-северо-восточном направлении и осядет в основном в Тюменской области. На севере значительных гор нет, поэтому облако, не встретив никаких препятствий, окончательно рассеется над Северным Ледовитым океаном.

В летний сезон ветра направят его вдоль гор Южного Урала, после чего оно направится к Средней Азии. Далее облако, двигающееся в юго-восточном направлении, встретит горы Гиндукуша, Памира и Тянь-Шаня, и оно осядет здесь на протяжении от 100 до 500 км.

Распространение облака в высоких слоях атмосферы

В высокие слои атмосферы поднимется приблизительно 328 ГКи активных частиц. Воздух термосферы и мезосферы сильно разрежен, поэтому ветра этих слоев атмосферы едва ли окажут заметное влияние на конфигурацию облака. Основным фактором перемещения облака будут струйные течения стратосферы, расположенные на высоте от 10 до 30 км.

Зимой повторяемость струйных ветров над северным полушарием высокая. В умеренных широтах кольцевая траектория струйных течений имеет протяженность 20 тыс. км, облако пройдет этот путь за 4 суток. Общая площадь зоны загрязнения окажется 33 млн. кв. км, это 22% площади поверхности планеты. Загрязненность радионуклидами составит до 10 тыс. Ки/км кв.

Летом область распространения струйных течений более ограничена, поэтому радиоактивное облако охватит лишь Южный и Средний Урал, Северный Казахстан и юг Западной Сибири. В зимний период оно двинется дальше и обогнет планету, но активность его к тому времени заметно снизится за счет распада короткоживущих изотопов. Площадь летнего распространения – 6 млн. кв. км, загрязненность свыше 60 тыс. Ки/км кв.

Заключение

Подводя итоги, можно согласиться с авторами Обращения к президенту в том, что возможный взрыв ХДМ мог бы стать небывалой в истории человечества катастрофой, но не с количественной ее оценкой. К радиоактивному следу неприменимо понятие «радиус», поскольку его форма далека от формы круга и прямо зависит от направления и силы текущего или господствующих ветров. Протяженность оси «ближнего следа» на ровной поверхности, по нашим подсчетам, составит около 5 тыс. км, а площадь загрязнения активными изотопами – около 7,7 млн. кв. км.

«Дальний след» радиоактивных частиц, оседающих из стратосферы, обогнет планету и займет 33 млн. кв. км, впоследствии все больше расширяясь, но и теряя при этом активность.

Подрыв запасов оружейного урана и плутония России (если он произойдет) следует ожидать в начале лета, т.к. в этом случае основная часть высокоактивных изотопов распространится на территории России, Казахстана и Средней Азии, а радиационное загрязнение других стран будет относительно слабым.

В заключение отметим, что мы считаем такую диверсию очень маловероятной, ведь радиационное загрязнение – это не единственное ее следствие. Взрыв такой силы неизбежно приведет к серии мощных землетрясений и извержений вулканов, к выбросу в атмосферу огромного количества пыли и «ядерной зиме», не исключено также, что и Россия нанесет ответный атомный удар по своему противнику...

А такой риск не является допустимым ни для какой державы.

[1] Гофман Дж. Чернобыльская авария: радиационные последствия для настоящего и будущих поколений. Минск: Вышэйшая школа, 1994. 574 с.

[2] Радиоактивные выпадения от ядерных взрывов. М.: Мир, 1968. 267 с.

[3] Булатов В.И. Россия радиоактивная. Новосибирск: ЦЭРИС, 1996. с. 181-191, 219.

[4] Радиоактивные выпадения от ядерных взрывов. М.: Мир, 1968. 267 с.

Диоген

Subscribe.Ru
Поддержка подписчиков
Другие рассылки этой тематики
Другие рассылки этого автора 		Подписан адрес:
Код этой рассылки: science.natural.ecorisk 		Отписаться
Вспомнить пароль
В избранное