"Чорнобиль" як одиниця вимірювання активності потужних джерел

http://badnews.org.ru/

Небезпека, пов’язана з використанням джерел іонізуючого випромінення (ДІВ), в значній мірі залежить від активності, радіонуклідів, форм їх застосування, енергії випромінювання та інших факторів. Використання генеруючих пристроїв та закритих радіонуклідних ДІВ створює ризик зовнішнього опромінення. Пошкоджені або негерметичні закриті радіонуклідні ДІВ, а також використання відкритих радіонуклідних ДІВ можуть привести також до забруднення навколишнього природного середовища і надходження радіоактивних речовин до організму людини.

Гострою проблемою є наявність в країні підприємств (установ, організацій), які відмовилися від діяльності з ДІВ, але не мають умов для збереження ДІВ та коштів на оплату передачі ДІВ до спеціалізованих підприємств по захороненню радіоактивних відходів. Такі підприємства становлять загрозу з точки зору виникнення так званих «покинутих» ДІВ. Не зважаючи на те, що такі підприємства знаходяться під постійним контролем органів державного нагляду, проблема позбавлення ДІВ таких підприємств потребує вирішення.

РІТЕГ або РТГ

До найбільш потужних з промислових ДІВ відносяться так звані радіоізотопні термоелектричні генератори (скорочено РІТЕГ або РТГ). Для осягнення їх потужності варто відмітити, що активність ⁹⁰Sr одного типового РТГ співставима з активністю ⁹⁰Sr, що була викинута у навколишнє середовище внаслідок Чорнобильської аварії:

• активність ⁹⁰Sr стандартних радіоізотопних джерел тепла – від 1.3 до 19 ПБк;
• оцінка викиду ⁹⁰Sr за час активної фази Чорнобильської аварії – 10 ПБк.

Найбільша небезпека, яку представляють собою незахищені РТГ, - це їх доступність для терористів, які можуть застосувати радіоактивні речовини, що містяться в них, для виготовлення "брудних бомб", тобто бомб, які розсіюють радіоактивні речовини. Збиток від такого вибуху може перевершити у багато разів шкоду, що наноситься звичайної бомбою, при цьому територія в епіцентрі вибуху залишиться на багато років радіоактивно забрудненою.

Ядром РТГ є джерело теплової енергії на основі радіонукліда стронцій-90, який відомий також під назвою "радіоізотопне джерело тепла 90" або РИТ-90. РИТ-90 - це герметично упаковане джерело випромінювання, в якому паливна композиція у вигляді керамічного титанату стронцію-90 герметично упакована і вкладена в капсулу, запаяну методом аргоно-дугового зварювання. Капсула захищена від зовнішнього впливу товстою оболонкою РТГ, яка складається з нержавіючої сталі, алюмінію та свинцю. Екран біологічного захисту має таку конфігурацію, що рівень випромінювання не перевищує 200 мілірентген на годину (мР/год) на поверхні цих пристроїв і 10 мР/год на відстані одного метра від них.

Період напіврозпаду радіоактивного ізотопу стронцій-90 - 29.1 років. У момент виробництва РИТ-90 має активність, рівну 30-180 кілокюрі. Без захисних шарів рівень гамма-випромінювання досягає 400-800 Р/год на відстані 0.5 метра і 100-200 Р/год на відстані 1 метр від РИТ-90. Буде потрібно не менше 900-1000 років, перш ніж РИТ-90 досягне безпечного рівня радіоактивності.

РИТ-90
Розміри циліндра	10 на 10 см
Вага	5 кілограмів
Потужність	240 Вт
Активність стронцію-90	1500 ТБк або 40000 кюрі
Температура на поверхні	300-400 градусів

Згідно з наявними даними, приблизно 1000 РТГ знаходяться на території Російської Федерації. В інших державах СНД експлуатуються приблизно 30 РТГ. Всього, згідно з наявною інформацією, в СРСР були зроблені приблизно 1500 РТГ. Термін експлуатації РТГ всіх типів 10 років. На сьогоднішній день для всіх без винятку РТГ в Росії термін технічної експлуатації вичерпаний і вони повинні бути знешкоджені.

Найбільш відомі інциденти з ДІВ

З огляду на те, що інциденти, які розглядаються у цій публікації, обмежуються лише так званими «індустріальними» джерелами, що або втрачені або викрадені, нижче наведені деякі найбільш відомі аварії з відпрацьованими ДІВ:

• 6 грудня 1983 року - Сьюдад-Хуарес, Мексика, місцевий житель використав матеріал з викинутої машини для проведення променевої терапії з 6000 гранулами ⁶⁰Co. Демонтаж та транспортування матеріалу призвело до серйозного забруднення його вантажівки. Коли вантажівка пішла на металобрухт, вона у свою чергу, забруднила ще 5000 тонн сталі активністю у приблизно 300 Кi (11 ТБк). Цей матеріал був проданий і пішов на виготовлення ніжок столиків кухонних та ресторанних меблів, а також будівельних матеріалів, деякі з яких були направлені до США і Канади. Інцидент був виявлений, коли вантажівка, що доставляла забруднені будівельні матеріали декілька місяців по тому до Лос-Аламоської національної лабораторії, випадково проїжджала повз поста радіаційного контролю. Пізніше забруднення було виявлено на дорогах, які використовувалися для транспортування пошкодженого оригінального джерела випромінення. У деяких випадках гранули були виявлені вбудованими у проїжджу частину. У штаті Сіналоа, 109 будинків були зруйновані через забруднення будівельного матеріалу. Цей інцидент спонукав Комісію з ядерного регулювання та митну службу США на встановлення обладнання з виявлення радіації на всіх основних пунктах перетину кордону.
• 13 вересня 1987 року – Аварія у м. Гоянія, Бразилія. Сміттярі зламали машинe для радіаційної терапії в покинутій клініці у Гоянії. Вони продали біля 1 тис. Кі (40 ТБк) ¹³⁷Cs джерела, як привабливу цікавинку, що світиться. Двісті п'ятдесят осіб було забруднено, четверо померли.
• У 1989 році невелика капсула, що містять сильно радіоактивний ¹³⁷Cs була знайдена усередині бетонної стіни в житловому будинку в м. Краматорськ, України. Вважається, що капсула, спочатку частина вимірювального пристрою, була втрачена наприкінці 1970-х і в кінцевому підсумку змішана з гравієм, що використовувався при будівництві цієї будівлі в 1980 році. До того часу, доки капсула була виявлена, 6 мешканців будинку померли від лейкемії (4 дітей та 2 дорослих) і ще 17 отримали різні дози радіації (їх визнано інвалідами).
• 21 жовтня 1994 - великий джерело ¹³⁷Cs було викрадено сміттярами металобрухту в Тамміку, Естонія.
• Грудень 2000 – Грузія, три лісоруби провели ніч поруч кількох «теплих» каністр, що вони знайшли в глибині лісу, і згодом були госпіталізовані з тяжкими радіаційними опіками. У каністрах було виявлено концентрований ⁹⁰Sr. Спеціальна команда із знешкодження, що складалася з 25 чоловік, була обмежена тривалістю 40 секунд опромінення кожний при переміщенні каністр у свинцеві контейнери. Каністри, як вважають, були компонентами РТГ, призначених для використання в якості генераторів на віддалених навігаційних маяках радянських часів.
• 2003 - Мис Наварін, Чукотський автономний округ, Росія. РТГ, розташований на березі Арктики був виявлений у високому ступені руйнування. Рівень потужності експозиційної дози на поверхні генератора досягала 15 Р/год. У липні 2004 року друга перевірка того ж РТГ показала, що рівень гамма-випромінювання зріс до 87 Р/год, і, що ⁹⁰Sr почав просочуватися в навколишнє середовище.
• 2003 - У листопаді 2003 року повністю розібраний РТГ був виявлений на острові Південний Горячинський у Кольській затоці. Радіоактивне джерело тепла генератора було виявлене на землі біля берегової лінії в північній частині острова.
• 10 вересня 2004 - Якутія, Росія. Два РТГ впали з 50 метрів у тундрі на острові Земля Бунге під час перельоту, коли вертоліт летів у штормову погоду. За твердженням ядерного регулюючого органу, вплив РТГ компенсований оболонкою зовнішнього радіаційного захисту. На висоті 10 метрів над місцем падіння, інтенсивність гамма-випромінювання складає 4 мЗв/год.

Українські підходи

В Україні щорічно фіксуються випадки (від одного до декількох десятків) аварійних ситуацій, інцидентів з радіонуклідними джерел іонізуючого випромінювання. Це випадки втрат, розкрадань, незаконного володіння та розповсюдження радіоактивних матеріалів, виявлення "нічийних" ДІВ, контроль над якими був втрачений, а також аварії при використанні ДІВ.

Так, на колишньому заводі "Електрон" у м. Жовті Води (сучасна назва – ВАТ "Електрон-Газ") у виробничій діяльності широко використовувались ДІВ різного радіонуклідного складу та активності. На початку 90-х років минулого століття в наслідок конверсії завод припинив виробничу діяльність. Декілька тисяч ДІВ сумарною активністю понад 5.5×10¹⁴ Бк, що на той час були накопичені на ВАТ "Електрон-Газ", не були передані на подальше зберігання до спеціалізованого підприємства, а продовжували зберігатися на ВАТ "Електрон-Газ" без забезпечення при цьому належного рівня їх фізичного захисту.

Безпосередні роботи з вилучення ДІВ середньої та високої активності, які зберігаються на ВАТ "Електрон-Газ" та їх передачі на тимчасове зберігання спеціалізованому підприємству ДК УкрДО "Радон", були розпочаті в червні 2010 року. Роботи здійснювались за фінансової підтримки США в рамках міжнародної програми "Зниження радіологічної загрози". Виконання повного комплексу робіт з підготовки, вилучення відпрацьованих ДІВ, обстеження їх фізичного стану, ідентифікації,, паспортизації, контейнеризації та транспортування їх на Дніпропетровський державний міжрегіональний спеціалізований комбінат (ДМСК) державної корпорації “УкрДО“Радон” було завершено в листопаді 2010 року.

В результаті проведених робіт з ВАТ "Електрон-Газ" було вилучено та передано на Дніпропетровський ДМСК 3973 джерела іонізуючого випромінювання.

В Україні не існує технології та обладнання для захоронення ДІВ великої потужності, кількість яких, за попередніми даними, перевищує 1000 одиниць. За часів СРСР такі джерела іонізуючого випромінювання після закінчення строку експлуатації поверталися на підприємства - виробники, розташовані в Росії.

Тому на початку 2000-х було прийнято рішення про будівництво сховища відпрацьованих ДІВ. Зовсім нещодавно 5 жовтня у Чорнобильській зоні відчуження на майданчику комплексу «Вектор» відбулася церемонія відкриття початку будівництва Централізованого сховища відпрацьованих джерел іонізуючого випромінювання.

Враховуючи масштаби використання джерел іонізуючого випромінювання в Україні (станом на кінець 90-х років у відкритому вигляді в Україні використовувалися радіоактивні речовини загальною активністю 320 тис. Кі, а в закритому вигляді - ДІВ з сумарним керма-еквівалентом 450 Гр*м²/с), з метою забезпечення загальнодержавного обліку та оперативного контролю за станом та місцезнаходженням ДІВ, в 1997 році Урядом було прийнято рішення про створення Державного регістру джерел іонізуючого випромінювання. На фінансування створення Регістру передбачалося у 1997 - 1998 роках виділити з держбюджету 760 тис. гривень, але через повну відсутність фінансування заплановані роботи не були виконані. На базі Українського державного виробничого підприємства «Ізотоп» (УДВП «Ізотоп») в 1998 році створено окремий підрозділ - Державний регістр джерел іонізуючого випромінювання, який виконуватиме функції головного реєстрового центру Регістру і здійснюватиме зв’язок з мережею обласних реєстрових центрів.

Зрештою державний регістр джерел іонізуючого випромінювання було прийнято в промислову експлуатацію 29 березня 2007 року за результатами роботи міжвідомчої комісії.

Обговорення запитань

У коментарі до пов’язаної статті читач задає запитання:

« чи передбачається зберігання в сховищі твердих відходів, що потребують постійного водяного охолодження??? »

У пошуках відповіді на це запитання слід скористатися загальною класифікацією радіоактивних відходів МАГАТЕ з публікації № GSG-1 (розділ «Питома активність проти потужності дози» з публікацій 1 і 2, або п. 2.31 з публікації МАГАТЕ № GSG-1), де високоактивні відходи відділяються від середньоактивних за питомим тепловиділенням у 2-20 кВт/м³ або за питомою активністю 10¹² – 10¹⁴ Бк/кг. Якщо порівняти вказаний параметр з тепловою потужністю РИТ-90 240 Вт на 5 кг, що дорівнює 48 Вт/кг або з питомою активністю 1.5·10¹⁴ Бк на 5 кг, що дорівнює 3·10¹³ Бк/кг, то це і буде відповіддю на запитання читача. 

Повний текст статті:

О.О.Бондаренко. Проблема відпрацьованих джерел іонізуючого випромінення: [Интернет]. Кнол. 12 жовтня 2011 р. (http://knol.google.com/k/oleg-bondarenko/проблема-відпрацьованих-джерел/5bcvesrsnaqi/54)