В данной статье рассматривается один из наиболее опасных радионуклидов 131I с его различными воздействиями на щитовидную железу на примере аварии на Чернобыльской АЭС.
Ключевые слова: радиоактивное загрязнение, 131 I, радиойод, Чернобыльская АЭС, щитовидная железа, окружающая среда, радиоактивные отходы.
Предприятия атомной энергетики и промышленности являются источником радиоактивного загрязнения внешней среды на всех этапах ядерного цикла: добыча урановых руд и их переработка, получение обогащенного уранового концентрата на гидрометаллургических заводах, очистка урановых концентратов и изготовление твэлов, работа промышленных энергетических реакторов, радиохимических заводов по регенерации отработанного топлива, хранение радиоактивных материалов.
26 апреля 1986 года произошла тяжелая авария на атомной электростанции в Чернобыле. На станции работало 4 мощных атомных реактора. На одном из них прогремел взрыв в 01 час 23 минуты на 4-ом энергоблоке и был такой силы, что полностью разрушил реактор благодаря цепной реакции деления урана. Большое количество радиоактивных веществ попало в окружающую среду ( 131 I, 137 Cs, 90 Sr, а также трансурановых элементов).
Авария на ЧАЭС (на 4-м блоке Припятской АЭС, построенной в 18 км от Чернобыля) по количеству поступивших в окружающую среду радионуклидов и по площади радиоактивного загрязнения является самой масштабной и тяжелой за всю историю энергетики. К моменту аварии накопление в реакторе наиболее опасных радионуклидов составило: 90 Sr — 2,2×10 17 Бк, 137 Cs — 2,6×10 17 Бк, 238 Pu — 0,9×10 15 Бк, 239 Pu — 10 15 Бк, 240 Pu — 1,5×10 15 Бк, 241 Pu — 1,9×10 15 Бк.
В данной статье речь пойдет об одном из наиболее опасных радионуклидов 131 I с его различными воздействиями на щитовидную железу. Среди известных 26 изотопов йода природный 127 I является стабильным. Остальные изотопы техногенного происхождения с массовыми числами 115–126 и 128–141, считаются радиоактивными.
В докладе, представленном советскими специалистами в МАГАТЭ в августе 1986 г., суммарный выброс радионуклидов (без радиоактивных благородных газов) оценен в 185×10 16 Бк (50 МКи), что составило 3,5 % всей активности, накопленной в реакторе на момент аварии. Радионуклидный состав аварийного выброса 131 I приведен в таблице 1 [1].
Таблица 1
Радионуклидный состав 131 I при аварийных выбросах ЧАЭС
|
Нуклид |
Активность выброса |
|
|
10 15 Бк |
% |
|
|
131 I |
270 |
20 |
В результате аварии погибло около 50 человек, работавших на станции и тушивших пожар, а в последующем от отдаленных последствий облучения скончалось до 4000 человек. Конечно, случались катастрофы и с гораздо большим количеством жертв, но все же чернобыльскую аварию часто называют самой тяжелой в истории человечества. Загрязнению подвергались не только территории вокруг станции, но и значительная часть Европы, в том числе предгорья Альп, некоторые районы Швеции, Финляндии и Греции. В Южной Баварии, где радиоактивные облака прошлись дождями, уровень загрязнения оказался выше, чем в СССР, где осадков не было. В России, Украине и Беларуси на загрязненных территориях по-прежнему проживает около 5 миллионов человек. Более 100 тысяч человек пришлось переселить из наиболее опасных районов [2].
В первые недели после аварии наибольшую опасность представлял короткоживущий радиоактивный изотоп 131 I с периодом полураспада в 8 суток. В таблице 2 представлены основные ядерно-физические свойства радионуклида 131 I [3].
Таблица 2
|
Радионуклид |
Период полураспада (Т 1/2 ) |
Тип распада |
Средняя энергия излучения, МэВ/(Бк×с) |
Дочерний радионуклид (выход) |
|
|
Характеристическое, γ- и аннигиляционное излучение |
β — излучение, конверсионные электроны и Оже-электрны |
||||
|
131 I |
8,04 сут |
β - |
3,80×10– 1 |
1,90×10– 1 |
131Xe стабильный (0,9889) |
Йод является летучим веществом, поэтому легко покинул горящий реактор, после чего выпал на землю. Загрязненной травой питались коровы, а 131 I концентрировался в молоке. Схема загрязнения окружающей среды радиоактивными отходами при аварии на АЭС представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Загрязнение окружающей среды радиоактивными отходами на АЭС
Это основной источник поступления радиойода населению в зонах радионуклидного загрязнения. Величина и скорость всасывания, накопление в органах, выведение поступившего в организм радиойода зависят от физико-химических свойств нуклида, физического состояния организма, содержание стабильного йода в нем.
Поэтому наиболее пострадавшей частью населения загрязненных территорий оказались дети. Радиоактивный йод, как и природный 127 I, характеризуется высокой миграционной мощностью, поступая во внешнюю среду — он также становится источником облучения растений и животных, включая человека.
Йод имеет свойство накапливаться в щитовидной железе, и его радиоактивный изотоп, попав в организм с молоком, облучает его изнутри. На рисунке 2 представлена наглядная схема попадания 131 I в организм человека, при котором человек может получить рак щитовидной железы.
Рис. 2. Блок-схема попадания 131 I в организм человека
Со времени аварии наблюдается постоянный рост числа заболеваний раком щитовидной железы у тех, кто во время аварии были детьми или подростками. Среди жителей загрязненных территорий выявлено более 4000 случаев рака, по-видимому связанных с облучением. Такие тяжелые аварии, как чернобыльская, редко имеют одну причину. К катастрофе привели эксперименты, которые проводил персонал станции. Если бы реактор не имел серьезных недостатков в конструкции, персонал был лучше подготовлен и четко представлял физику реактора, то происшествия можно было избежать. Последствия аварии были бы менее тяжелыми, если бы население вовремя предупредили о том, как вести себя в чрезвычайной ситуации.
Литература:
- И. Я. Василенко, О. И. Василенко. Биологическое действие продуктов ядерного деления. — М.: Изд. БИНОМ, 2011. — 384 с.
- А. Р. Автандилович. Ядерная химия. — М.: Изд. АСТ, 2023. — 59 с.
- Д. Н. Глазов, С. Н. Степушкин. Геофизические методы и средства специального мониторинга. Радионуклидный метод ОЯВ: учебно-методическое пособие. — Серпухов, 2021. — 269 с.
