Авария под Северодвинском: есть ли опасность для населения?

Борис Жуйков (фото И. Соловья)
Борис Жуйков
(фото И. Соловья)

Новый инцидент на севере страны вызвал всеобщее беспокойство и породил массу слухов. Население города скупило весь йод. «И нам надо купить и скушать йод», «Это новые Фукусима и Чернобыль» — такого рода сообщения нередки. Спокойный голос эксперта в этой ситуации очень важен. На вопросы Наталии Деминой отвечает докт. хим. наук, зав. лабораторией радиоизотопного комплекса Института ядерных исследований РАН, член Комиссии РАН по противодействию фальсификации научных исследований Борис Жуйков.

8 августа 2019 года под Архангельском произошел инцидент с выбросом радиоактивных нуклидов. Как и с выбросом рутения-106 в сентябре 2017 года, ситуация неясная, вызывающая всеобщее беспокойство. В средствах массовой информации уже было множество комментариев — и от людей далеких от этих вопросов, и от специалистов.

— Да, комментариев было много, и ко  мне за ними обращались. Фантазировать можно сколько угодно, но информации, к сожалению, слишком мало, чтобы сделать однозначные выводы.

Какие версии произошедшего вы считаете самыми вероятными?

— Есть несколько вариантов, но для их подтверждения нужны дополнительные сведения, в первую очередь об изотопном составе выброса, о количестве радио­активности и о ее распределении.

Министерство обороны РФ заявило, что выброс произошел в результате взрыва реактивной жидкостной двигательной установки, оснащенной радиоизотопным источником энергии. Такое объяснение соответствует имеющимся фактам?

— Да, эта версия возможна, хотя и вызывает некоторые сомнения. Под «радиоизотопным источником энергии» могут иметь в виду разные устройства. С 1960-х годов используются радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГи). Это вещь известная, и ничего там особо секретного нет: это достаточно массивные устройства, которые обеспечивают сравнительно небольшую мощность (сотни ватт по электричеству), но зато могут очень долго работать без обслуживания — сотни дней или даже много лет. Поэтому их используют, как правило, в космических аппаратах или в труднодоступных районах.

А какие радиоизотопы используют для этих целей, в чем их особенности и какую опасность они представляют?

— В РИТЭГах могут использоваться разные бета- и альфа-активные радионуклиды. Я бы разделил их на три группы. Первая — бета-активные со значительным испусканием также гамма-лучей: это, например, всем известный цезий-137 (период полураспада — 30 лет), кобальт-60 (5,3 года), церий-144 (285 дней), рутений-106 (1 год). Такие радионуклиды имеют высокую гамма-постоянную, и активность от этих радионуклидов легко заметить с помощью обычных дозиметров и идентифицировать с помощью гамма-спектрометров.

Вторая группа — тоже бета-активные, но почти не испускающие гамма-лучей: стронций-90 (29 лет, и это наиболее часто используемый радионуклид в РИТЭГах), прометий-147 (2,6 года), никель-63 (100 лет), тулий-170 (129 дней). Обычными дозиметрами их заметить сложнее — только непосредственно по бета-излучению, которое сильно поглощается веществом, или по сравнительно слабому тормозному гамма-излучению. А для идентификации надо делать радиохимическое выделение из фильтров, которые эти радионуклиды поглотили. Это более сложная процедура, чем просто измерение.

И наконец, третья группа — альфа-активные радионуклиды. Их вообще крайне трудно заметить обычным дозиметром, потому что альфа-частицы поглощаются даже одним листом бумаги; нужны специальные, не столь распространенные альфа-счетчики, а идентификацию делают после химического выделения, приготовления тонких источников и использования альфа-спектрометров, которые есть далеко не везде. Это в первую очередь плутоний-238 (88 лет, довольно часто применяется в РИТЭГах), кюрий-244 (18 лет), кюрий-242 (163 дней), полоний-210 (138 дней), уран-232 (72 года) и некоторые другие радионуклиды.

Есть еще концепция использования подкритических РИТЭГов, когда распад основного радионуклида инициируется с помощью внешнего источника нейтронов. Энерговыделение там гораздо больше. Это немного напоминает ядерный реактор, но в реакторе идет управляемая цепная реакция деления.

В последнее время активно развивается направление с радиоизотопными источниками на ином принципе — прямого преобразования радиоактивного распада с испусканием бета-частиц (электронов) в электроэнергию; при этом радиоизотоп наносят в виде тонкого слоя. Получаются более компактные устройства («ядерные батарейки»). Перспективными радионуклидами для таких устройств являются никель-63 и прометий-147.

А там большая активность? И насколько это опасно?

— Активность радионуклидов в РИТЭГах составляет десятки и сотни тысяч кюри. (Напомню, что, например, активность выброшенного рутения-106 составляла только
несколько тысяч кюри, а активность в Чернобыльском выбросе оценивается в 50 млн кюри). Но радиотоксичность наиболее часто используемого бета-активного стронция-90 в несколько раз выше, чем у рутения-106, а радиотоксичность плутония-238 — еще примерно на два порядка выше. И вообще альфа-активные радионуклиды наиболее опасны. Причем у плутония-238 гамма-активность в 6000 раз меньше, чем у рутения-106, т. е. плутоний-238 очень трудно заметить с помощью обычных дозиметров.

Чем более опасен изотоп, тем он менее заметен?

— Не всегда, но в данном конкретном случае именно так и получается.

Так может быть, станции радиологического контроля в России перестали передавать данные именно потому, что эта информация позволила бы точно определить, какие изотопы выброшены в результате взрыва?

— Может быть и так, хотя и другие причины возможны.

А почему станции за рубежом пока не обнаружили выброшенной активности?

— Снова: если это лишь бета- или альфа-активность, то обнаружить ее гораздо сложнее, чем, например, цезий-137, рутений-106, иод-131. К тому же в самый момент аварии ветер от Нёноксы дул в сторону Северодвинска, а далее — на восток к Ямалу и на север [1]. Только потом направление ветра изменилось, но активность уже значительно рассеялась. Сообщалось об обнаружении иода-131 в Норвегии; но иод-131 просто очень хорошо заметен, и источников этого изотопа может быть довольно много. В очень небольших и неопасных количествах он может выделяться в атмосферу при работе реакторов и при производстве радионуклидов для медицинских целей. Похожая ситуация с цезием-137. Малейшая активность хорошо заметна, радиотоксичность сравнительно низкая, а распространен после различных аварий по различным водоёмам Земли он очень широко. Пораженные радиацией не могли передать значительную активность лечащим врачам.

Если РИТЭГ предназначен для долговременного использования, тогда зачем нужны такие источники в ракете, которая работает сравнительно небольшое время?

— Собственно, для обеспечения систем самой ракеты более выгодно использовать обычные источники питания. Но если ракета долгое время стоит на автономном дежурстве — в космосе или на придонном базировании без обслуживания, то может быть и резонно использовать радиоизотопные источники питания. Возможно, именно поэтому не раскрываются детали инцидента — вдруг это подпадает под определенные ограничения вооружений, — но я в этом не разбираюсь. Также нельзя исключить
инициирование воспламенения и интенсификацию горения с помощью радиоактивного
излучения.

Приводят еще версию о крылатой ракете с небольшим ядерным реактором. Как вы к ней относитесь?

— Да, компактный ядерный реактор тоже могут именовать источником энергии, содержащим радиоизотопы. Но принцип работы там совершенно иной — использование энергии цепной реакции деления, и реактор уже обладает гораздо большей мощностью, чем РИТЭГи. При работе реактора создается высокая температура, и разогрев воздуха или, например, запасенного водорода может обеспечивать реактивную тягу при маневрировании ракеты.

Старт, скорее всего, осуществляется с помощью жидкостных или твердотопливных двигателей. Такие компактные реакторы разрабатывались в Курчатовском институте, затем в Физико-энергетическом институте (Обнинск), а также во ВНИИЭФ (Саров), откуда и были пострадавшие под Северодвинском. Некоторые компактные реакторы использовались для наработки медицинских изотопов, которыми я занимаюсь. Однако программа использования таких реакторов в военных целях была закрыта, в том числе в связи с вопросами безопасности. Но сейчас, когда декларируется возрождение ВПК, на такого рода исследования дают большие деньги, и, возможно, из архивов достали и старые проекты. А уж насколько они окажутся эффективными — это вопрос.

Если это был ядерный реактор, то какие радионуклиды могли появиться в выбросе?

— Это обычный, довольно богатый, спектр радионуклидов: иод-131, цезий-137, стронций-90, цирконий-95, рутений-103 и многие-многие другие продукты деления, а также альфа-активные актиноиды и радон. По соотношению радионуклидов можно было бы примерно определить, как долго работал реактор, — но только в том случае, если состав не был химически дифференцирован. Если взрыв произошел под водой, то в воде разные радионуклиды ведут себя по-разному. В воздухе лучше всего летят инертные газы, йод и рутений.

Если радиоактивность в выбросе была от работавшего какое-то время ядерного реактора, то тогда населению в районе аварии действительно стоило принимать йодосодержащие препараты (чтобы иод-131 меньше усваивался). А если большого количества иода-131 в атмосфере нет, то принятие больших количеств йода может быть, наоборот, только вредно. Как я уже говорил, для точной оценки ситуации необходимо знать радионуклидный состав в выбросе.

Можно ли сравнить взрыв подобного ядерного реактора с Чернобыльской катастрофой (таким сравнением пестрят заголовки в соцсетях)?

— Вовсе нет! Для паники нет оснований. Тепловая мощность взорвавшегося в Чернобыле реактора РБМК-1000 была около 3000 МВт, а здесь — на многие порядки ниже. Кроме того, РБМК действовал долгое время, нарабатывая радионуклиды. Так что выброшенная радиоактивность под Северодвинском будет, наверное, во много тысяч раз меньше, причем большая часть — короткоживущие изотопы.

Сообщалось о кратковременном повышении радиационного фона — в некоторых точках в 16 раз. Много это или мало? Представляет это опасность для населения?

— Пока мы не знаем, за счет каких радионуклидов произошло повышение фона, а это всё определяет. Если это исключительно гамма-фон — не страшно. Даже 16-кратное превышение гамма-фона в течение часов или даже дней не приведет к значительному облучению. Но если это бета- или, не дай бог, альфа-активные радионуклиды, попадание их внутрь организма может вызвать серьезные заболевания.

Но говорят, что там многие люди пострадали и даже лечащие их врачи «заразились радиацией»…

— Люди, находившиеся вблизи от места аварии, могли получить приличную дозу (более вероятно — из-за попадания опасных радионуклидов внутрь организма). А врачи — вряд ли (для этой цели им пришлось бы облизывать пациентов или пить их мочу). При физическом контакте с пациентами врачи могли загрязниться только мизерным количеством вещества, а вторичное внешнее облучение в течение короткого времени не так уж опасно. Важны не только показания счетчика, но еще и как долго человек подвергался воздействию и какое именно было воздействие.

Существуют же какие-то нормы?

— Конечно, есть действующие нормы радиационной безопасности — НРБ-99/2009 [2]. Они очень жесткие. Согласно нормам для всего населения, в год можно получить не более 5000 мкЗв (0,5 бэр). Таким образом, при фоне 1,6 мкЗв/ч можно облучаться четыре месяца в пределах нормы. А нам, профессионалам, лицам категории А, можно получать в 10 раз больше (50 000мкЗв) без всякого вреда для здоровья. Также имеются нормы по загрязнению бета- и альфа-частицами.

Если можно облучаться без всякого вреда, то почему такая большая разница между разрешенными дозами для профессионалов и для всего населения?

— В нормах учитывается, что непрофессионалы могут нечетко контролировать дозу, не понимая, какое именно было воздействие. Кроме того, те, кто работает с радиацией, регулярно проходят медицинский контроль.

Увеличивает ли облучение в пределах норм риск онкологических заболеваний?

— Нет, риск понемногу начинает увеличиваться только при сравнительно высокой дозе облучения — более 100 000 мкЗв (10 бэр) за год. Модель LNT, согласно которой вероятность заболевания пропорциональна дозе облучения, возникла еще в начале 1950-х. Но сейчас точно известно, что она не работает (см. например, [3]). Всё большее подтверждение находит модель радиационного гормезиса, по которой небольшие дозы облучения могут быть даже полезны. Хотя для полного обоснования этой теории пока недостаточно данных: трудно точно определить этот эффект на фоне других факторов. Это касается в первую очередь внешнего гамма-излучения: при попадании радионуклидов внутрь ситуация неоднозначная и намного сложнее.

Неужели радиоактивность может быть полезна? Радиация ведь только разрушает биологические объекты?

— Во-первых, ряд радиоизотопов используют в ядерной медицине для диагностики и лечения разных заболеваний. Во-вторых, любой химик знает, что многие химические и биохимические реакции идут с участием радикалов. Много радикалов — вредно, и совсем без радикалов — нельзя. И космическое излучение, и излучение обычных природных материалов присутствовало и присутствует всегда. Вопрос в дозе.

Суммируя сказанное выше, можете ли вы сказать, что никакой реальной опасности последствия взрыва возле Северодвинска не несут?

— Я этого не говорил. Этого нельзя утверждать, пока не будет известно, какие именно радионуклиды и в каком количестве были выброшены. Всё ведь опять засекречено, хотя, по сути, это является секретом только для гражданских людей. Пока ясно одно: есть проблема и ее надо решать. Согласно статье 237 УК РФ строго наказывается сокрытие или искажение информации о событиях, фактах или явлениях, создающих опасность для жизни или здоровья людей либо для окружающей среды. Но кто определяет опасность? Всё опять зависит от решения исполнительной власти. Реального независимого контроля нет. А если произойдет более серьезная авария и власти опять будут скрывать ее последствия? В этом и состоит наибольшая опасность для общества, по моему мнению.

Завершая интервью… Такое впечатление, что количество инцидентов, связанных с радиацией, увеличилось. Вызвано ли это снижением качества подготовки сотрудников российской атомной отрасли? Порой говорят, что многие действительно квалифицированные специалисты ушли, а «эффективные менеджеры» не способны сами принимать правильные решения.

— Я с этим согласен только отчасти. На самом деле тяжелые радиационные аварии случались во времена СССР и до Чернобыля, люди гибли. Просто тогда всё засекречивалось гораздо более жестко, публикаций в СМИ почти не было. Нормы радиационной безопасности отличались от современных, и пунктов контроля было меньше, аппаратура была гораздо менее чувствительная, чем сейчас. В то же время система реакции на инциденты мало изменилась.

Обновление от 26 августа:

P. S. 26 августа 2019 года Росгидромет сообщил, что Северное УГМС и НПО «Тайфун» провели гамма-спектрометрический анализ проб радиоактивных аэрозолей в воздухе и выпадениях (очевидно за 8 августа — Б. Ж.). Он показал наличие стронция-91 (период полураспада 9,5 ч), бария-139 (83 мин.) и бария-140 (12,8 дн.) вместе с дочерним лантаном-140 (40,3 ч).

Это – короткоживущие продукты деления урана или трансурановых элементов, из чего следует что авария произошла не со стандартным РИТЭГом, а работавшим ядерным реактором. Хотя нельзя исключить также подкритичный радиоизотопный генератор, но о таких мало что известно.

Все эти радионуклиды являются продуктом распада еще более короткоживущих изотопов инертных газов (а не наоборот, как сначала ошибочно сообщалось Росгидрометом): конкретно — криптона-91 (8,6 с), ксенона-139 (40 с) и ксенона-140 (14 с). И исходя из известного направления и скорости ветра в этот день (10-20 км/час на высоте около 100 м), дочерние продукты распада этих радионуклидов – указанные изотопы стронция, бария и лантана – вполне могли прийти в район Северодвинска в виде аэрозолей. В то же время многочисленные изотопы также летучего йода, рутения, ниобия, циркония, молибдена, теллура и лантаноидов с подходящим периодом полураспада не видны. Это говорит о том, что устройство не было полностью разгерметизировано: через дефекты корпуса или фильтры прошли только инертные газы, а все другие продукты такими фильтрами поглотились. Или же эти продукты полностью поглотились в толще воды, что маловероятно. Вообще, теперь нет оснований говорить о взрыве самого ядерного реактора, а можно говорить о частичных утечках из него радиоактивности, происшедших в результате аварии.

Продукты распада всех других изотопов инертных газов также не видны, но это естественно: их активность и должна быть гораздо ниже. Например, активность долгоживущих радионуклидов цезия-137 и стронция-90 должна быть по расчетам в тысячи раз меньше, чем обнаруженных радиоизотопов бария-140 и стронция-91, так как периоды полураспада последних гораздо ниже, а выходы в ядерной реакции деления — сравнимы. А вот цезий-138 (33 мин.) в день аварии в Северодвинске могли еще заметить, хотя и в значительно меньших количествах.

Об общем количестве зарегистрированной активности не сообщается, но если данные о превышении гамма-фона только в 16 раз корректны, то гамма- и бета-активность, создаваемая обнаруженными радионуклидами, опасности для населения не представляет, и эффективная коллективная годовая доза для жителей Северодвинска, которую легко оценить исходя из опубликованных данных, будет значительно ниже минимально значимой 1 чел-Зв. Риск злокачественных новообразований и наследственных эффектов составит ниже 10-6, что ниже пренебрежимо малого уровня. Таким образом, если предоставленные данные корректны, опасности для населения Северодвинска действительно нет. Я не верю, что эти данные могли быть так точно сфальсифицированы: для этого требуется слишком высокая квалификация.

Но люди, находившиеся вблизи аварии, конечно могли пострадать. И через месяц активность бария-140 (период полураспада 12,8 дней) еще может быть обнаружена вблизи аварии.  И альфа-активность на фильтрах всё же стоит измерить.

Борис Жуйков
Беседовала Наталия Демина

  1. ventusky.com/?p=67.1;44.3;4&l=wind-100m&t=20190808/0600
  2. ritverc.ru/normadoc/NRB_2009.pdf
  3. Piercy C. Time for fresh look at low-dose radiation // ANS News — A Publication of the American Nuclear Society. July/August 2019. P. 4–5.
Подписаться
Уведомление о
guest

28 Комментария(-ев)
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Eugene Zh
Eugene Zh
4 года (лет) назад

Из обновления от 26 августа::
> Все эти радионуклиды являются продуктом распада еще более короткоживущих изотопов инертных газов (а не наоборот, как ошибочно пишется в сообщении Росгидромета): конкретно — криптона-91 (8,6 с), ксенона-139 (40 с) и ксенона-140 (14 с).

Из сообщения Росгидромета (http://www.meteorf.ru/product/infomaterials/91/19679/?sphrase_id=243608)
> Радионуклидный состав проб отобранных в Северодвинске, показал наличие короткоживущих техногенных радионуклидов 91Sr (T1/2=9,3 ч), 139Ba (T1/2=83 мин), 140Ba (T1/2=12,8 дней) и его дочернего радионуклида 140La (T1/2=40ч), которые являются продуктами распада инертных радиоактивных газов (ИРГ).

То есть ничего “наоборот” Росгидромет ошибочно не пишет.
Может, конечно, в каких-то ранних версиях сообщения писал ошибочно, но сейчас написано верно.

Eugene Zh
Eugene Zh
4 года (лет) назад
В ответ на:  Eugene Zh

UPD.
Проверил по копии этой части сообщения Росгидромета, сделанной практически сразу после его появления.
Там ошибка присутствует.

Владимир З
Владимир З
4 года (лет) назад

Очень полезная попутная информация, особенно о том, что Плутоний-238 трудно обнаружить дозиметром, хотя он очень опасен. Я носил дозиметр в городе у ядерного полигона, в стране наиболее загрязненной плутонием – Лас Вегас, Невада. Дозиметр показывал фон в меньше, чем Петербурге, а в некоторых местах Хельсинки в три раза выше.

Михаил
4 года (лет) назад

” анонс совершенно не соответствует содержанию. «Спокойный голос эксперта» сказал, что нам не хватает данных для каких-либо выводов вообще.” … а те данные что нам дали, возможно сфальсифицированы. Что для авторитарных режимов характерно – они к населению относятся как к ресурсу, а не как к избирателям или налогоплательщикам. А по поводу анонса у меня лично прекрасный опыт публикации в “Независимой газете”. Там к моей статье о большой опасности “Посейдонов” как потенциального оружия первого удара и контрольного выстрела в Человечество приделали название рубрик типа “Смогут ли “Посейдоны” надежно защитить суверенитет нашей страны?”

Фома
Фома
4 года (лет) назад

я бы скорее предположил гиперзвук.
радиоактивный источник мог катализировать плазму на поверхности.

marta
4 года (лет) назад

пол страны загадили и морда кирпичом. Ничево небыло

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (10 оценок, среднее: 4,10 из 5)
Загрузка...