Фомин
НаписатьО себе
Геннадий Васильевич Фомин, старший научный сотрудник ГНЦ РФ Института биофизики, награжден орденом Мужества за ликвидацию аварии на Чернобыльской АЭС, награжден знаком отличия в труде <>
РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ НАСЕЛЕНИЯ, ПРОЖИВАЮЩЕГО В РАЙОНАХ С КАРСТОВЫМИ ПОДЗЕМНЫМИ ВОДОТОКАМИ
ГНЦ РФ Институт биофизики
Природное выщелачивание урана с последующим накоплением на геохимических барьерах достаточно широко известно [1], чтобы предположить, что после выхода карстовых подземных водотоков следует ожидать урановую, радоновую и тритиевую аномалии. На Кавказе таким примером является урановое месторождение в Железноводске (Лермонтов). Нами определены еще два подобных района на Кавказе: впадения карстовых подземных водотоков из хребтов Алек и Арабика. Строительство термоядерного реактора ИТЭР намечено в районе цепочек карстовых пещер. Представлена предварительная оценка радиационной безопасности населения, проживающего в таких районах.
Цели данной работы - это выявление природных аномалий урана, трития и радона; определение их радиационной опасности для населения и выявление доли воздействия природных радиационных источников в отличие от техногенных. Результаты этой работы могут быть полезны для жителей, проживающих в аномальных районах, а также для специалистов: геологов, физиков и медиков, занимающихся вопросами радиационной безопасности. Если доза на население от воздействия природных источников урана, радона и трития окажется существенной, тогда в этом случае строительство ядерных и термоядерных объектов в таких местах должно быть отклонено.
Известно, что строительство термоядерного реактора ИТЭР намечено в районе г. Карадаш (Франция), провинция Прованс, севернее Марселя. Цепочки карстовых пещер отмечены у самого Марселя, там хранится вино. Ярким примером карстовых пещер является подводная пещера, открытая Анри Косквиром в 1985г., вблизи от Марселя. Большой интерес вызывает Вердонское ущелье (горы Прованс, @120 км от Марселя). Река Вердон берет свое начало у северо-восточной оконечности Альп, в горах Прованса и сливается затем с рекой Дюранс, впадающей в Рону под Авиньоном.
Длина Вердонского ущелья всего 19 км, но на этом небольшом расстоянии оно успевает достигнуть глубины 701 м (от края до уровня воды), так что это и самое длинное, и самое глубокое ущелье Франции. В отдельных местах оно к тому же очень узкое: стены каньона разделяет не более 198 м. Ущелье прорезано несколькими мощными известковыми пластами, и в окружающих известковых горах много пещер. Количество пещер в этой местности подсказывает, что процесс вымывания известняка дополнялся его выщелачиванием (химическим разрушением), т.е. вероятно, что ущелье возникло из системы подземных пещер, у которых обрушился свод. Данных по определению природных источников урана, трития и радона в этой местности не найдено.
Тритий является индикатором интенсивности ядерных реакций нейтронов с легкими элементами: такими как литий, азот, кислород и др. Из экспериментальных данных известно [2], что источником быстрых нейтронов в породах являются уран, торий и продукты их распада радиоактивных цепочек - радон, торон {по (α,n) реакции}. Наличие радона указывает на аномальное (превышающее фоновое более чем в три раза) количество урана в породах (в воде), когда подземными водотоками вымываются, растворяются известняки в слабокислотной воде т.е. образуются карстовые пещеры, трещины. Совместное существование природных аномалий трития и радона показано в работе [4] для северо-запада Москвы, где, в отличие от других районов Москвы, преобладают карстовые, подземные водотоки. Нами также предсказаны возможные тритиевые аномалии в таких районах России, как Кавказ, Кольский полуостров, Урал и некоторых других [5]. Урановые аномалии на Кавказе хорошо известны, содержание урана в породах во многих местах превышает 5г/т, а радиационный фон часто превышает 50мкР/час (0,5мкЗв/час). Гидрогеологи обнаружили на Кавказе аномальные концентрации трития в минеральной (речной) воде: в Грузии (1989г.) - 38 Бк/л [6]; в бассейне реки Мзымта (Красная Поляна - Сочи, Адлер) - до 12 Бк/л [7] при фоновых значениях 2-3 Бк/л. Вероятно, во втором случае, тритиевая аномалия объясняется близостью хребта Дзыхра-Арабика. Пробы воды отбирались нами в реке Сочи (2005г.), между впадениями в неё реки Ац -левый приток и реки Ажек - правый приток, а также ниже по течению реки Сочи до поселка Пластунка [4]. Затем пробы выпаривались и конденсат от перегонки измерялся в ГНЦ Институт биофизики на жидкостном сцинтилляционном счетчике типа Rackbeta 1215. При этом использовался сцинтиллятор типа Ultra Gold в соотношении 12 мл сцинтиллятора и 8 мл конденсата. Минимально измеряемая активность-10Бк/л, что соответствует фоновой. Общая относительная неопределенность измерения составляет 20%. Чтобы исключить загрязнение кювет тритием, измерялся фон каждой кюветы с 12 мл сцинтиллятора, а также каждая проба воды отбиралась в две кюветы. Было отобрано 10 проб воды. Максимальное значение концентрации трития - 500Бк/л, дала проба, взятая у впадения реки Ац, а минимальная - 70Бк/л соответствует впадению реки Ажек. Пять проб, взятые еще ниже по течению реки Сочи, показали фоновые значения - до 10Бк/л, т.е. в реке Сочи происходит быстрое разбавление трития.
В соответствии с НРБ-99 уровень вмешательства для населения по концентрации трития в воде составляет 3300Бк/л, что в 6 раз больше, чем обнаруженный нами максимум. Однако мы считаем, что необходимо предусмотреть следующие этапы возможных исследований:
а) измерить концентрацию трития в карстовом водотоке в нескольких местах;
б) определить содержание трития в воздухе в районе поселка Ажек;
в) оценить дозу от трития при внутреннем поступлении для людей, проживающих в данной местности.
Известно, что возраст известняка в данной местности составляет более 100 миллионов лет и соответствует сенонскому ярусу мелового периода. Необходимо провести гамма-спектрометрию пород и воды из русла карстового водотока на содержание урана, тория, радия, цезия и др.
Что касается измерений объемной активности радона в воздухе Воронцовской системы пещер, то они проводились сотрудниками Геологического Института ВСЕГЕИ и Радиевым Институтом (1999г.,2000г. и 2001г.) [3]. Был отмечен рост более чем на порядок объемной активности радона с годами. Например, в Туфовом зале - 10Бк/м3 (1999г.), 2900Бк/м3 (2000г.) и 5900Бк/м3 (2001г.). В 2001г. наблюдался максимум во всех частях Воронцовской системы пещер - от 875Бк/м3 до 5900 Бк/м3. Минимум наблюдался вблизи входов в пещеры, где проветривание достаточно интенсивно от 255Бк/м3 до 525Бк/м3 . Согласно НРБ-99 в новых зданиях объемная активность радона в воздухе помещений не должна превышать 100Бк/м3 . Поэтому величины, обнаруженные в Воронцовских пещерах - аномальные и могут представлять опасность для населения и туристов. Например для инструкторов время посещения пещер может составить несколько часов в день, в летний период. С нашей точки зрения в плане дальнейших исследований следует предусмотреть измерения плотности потока радона для поселков Ажек, Пластунка, Воронцовка. Можно было бы определить дозу от воздействия радона для населения этих поселков.
Рассмотрим радоновые аномалии на территории Северо-Запада г.Москвы на примере аномалии в Крылатском-Рублево. Дом отдыха <> (Москва) -- это десятки коттеджей на правом берегу Москва-реки в районе Крылатского, на левом берегу находится похожий дачный комплекс -- Серебряный Бор [4]. С целью проверки радоноопасности помещений вновь построенных коттеджей в <> нами были измерены концентрации радона в воздухе помещений подвалов и 1-х этажей. Результаты измерений в среднем на порядок превышают величину 100Бк/м3 - норму из НРБ-99.
Для уточнения ширины радоновой аномалии были проведены измерения плотности потока радона. Средняя величина составляет 120+/-20 мБк/(м2×с) по профилю 1 и 145+/-50 мБк/(м2×с) по профилю 2. Из строительных норм МГСН 2.02-97 п. 4 следует, что <>.
В данном случае рекомендована самая эффективная (но дорогостоящая) мера защиты -- это принудительная вентиляция помещений.
Измерения водопроводной воды и воды из Москвы-реки на бета- и альфа-активность на спектрометре показали фоновые результаты. Подтверждением значительного выхода радона на Северо-Западе Москвы является многократное превышение над фоном содержания радона в воде скважины Покровское-Стрешнево [5] на глубинах до 250 м, что соответствует каменноугольным отложениям. Наличие аномалии на территории <> и аномалий по содержанию радона в воде скважин Северо-Запада Москвы на большой глубине позволяет предположить, что радон может выходить с гораздо больших глубин, чем 10 м.
При анализе воды в скважине Покровское-Стрешнево на глубине 250 м обнаружены концентрации цезия-137 с активностью 40--60 мБк/л, превышающие фоновые значения в десятки раз [4]. Такие величины активности можно объяснить природным происхождением цезия при делении природного урана-235 в породах. Оценка дает подобные результаты при повышенном содержании урана (кларк урана в земной коре равен 2,5×10-4% [1]).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Евсеева Л.С., Перельман А.И., Иванов К.Е. Геохимия урана в зоне гипергенеза. М.,Атомиздат, 1975, 280с.
2.Бондаренко В.М., Дёмин Н.В., Кужевский Б.М. Формирование потоков литосферных нейтронов под действием радиоактивности и влажности пород. - Геология и разведка. М, 2004, No 3, с. 53-54.
3. Лавинский Ю.Г., Громов А.В. Воронцовская система пещер как полигон радоновых исследований. В сб. <>. Пермь.2004., с 42-48.
4. Фомин Г.В. Радон и тритий на северо-западе Москвы. Вопросы атомной науки и техники. Серия <>. 2005. Вып.2., с 60-68.
5. Фомин Г.В. Тритий и радон в районах цепочек карстовых пещер. Вопросы атомной науки и техники. Серия <>. 2006. Вып.2., с 69-73.
6. Барнов В.А., Вагиберидзе Л.Р. О распределении природного трития в термальных водах Грузии. В сб. <>// Тезисы докл. 4-го международного симпозиума. М. ВСЕГИНГЕО. 1993., с 22-23.
7. Селецкий Ю.Б., Луценко П.А. Результаты изотопных исследований минеральных вод в бассейне реки Мзымты. -Там же, с 164-165.
