Іван Якович Василенко, доктор медичних наук, професор, лауреат Державної премії СРСР, провідний науковий співробітник Державного наукового центру РФ - Інституту біофізики. Область наукових інтересів - токсикологія продуктів ядерного ділення, радіаційна гігієна.
Серед антропогенних радіонуклідів. глобально забруднюючих біосферу. особливого до себе уваги вимагає радіоактивний цезій - один з основних джерел, які формують дози зовнішнього і внутрішнього опромінення людей. Відомо 34 ізотопів цезію з масовими числами 114-148, з них тільки один (133 Cs) стабільний. інші - радіоактивні.
З радіоактивних ізотопів цезію найцікавіший 137 Cs з періодом напіврозпаду 30 років. 137 Cs - - випромінюючий нуклід з середньою енергією - частинок 170.8 кеВ. Його дочірній нуклід 137m Ba має період напіврозпаду 2.55 хв і випускає - кванти з енергією 661 кеВ. 137 Cs широко застосовується в медицині (для діагностики і лікування), радіаційної стерилізації, дефектоскопії і в багатьох інших технологіях. Інші радіоізотопи цезію мають менше значення.
Динаміка накопичення 137 Cs (у% повної -активності) в працюючому ядерному реакторі
Випробування ядерної зброї - один з найбільш значущих джерел радіоактивного забруднення планети, в тому числі 137 Cs. До початку 1981 р сумарна активність 2 надійшов в навколишнє середовище 137 Cs досягла 960љПБк. Щільність забруднення 3 в Північному і Південному півкулях і в середньому на земній кулі становила відповідно 3.42; 0.86 і 3.14 кБк / м 2. а на території колишнього СРСР 4 в середньому - 3.4љкБк / м 2.
В ядерних реакторах в процесі їх експлуатації накопичуються продукти розподілу (фіссіум) і трансуранові елементи. сумарна активність яких величезна. Серед радіонуклідів фіссіума радіоізотопи цезію займають значне місце (табл.2). На 1љМВт (ел. Потужності) цього радіонукліда за рік утворюється стільки, що його активність становить 130 ТБк (Т, тера - 1012). Сумарне накопичення нукліда в реакторах усього світу (в перерахунку на активність) до кінця століття досягне 900 ЕБк (Е, екса - 1018), що приблизно в тисячу разів більше кількості вступників у зовнішнє середовище радіонуклідів при ядерних вибухах.
Надзвичайно складні ситуації виникають після аварій, коли в зовнішнє середовище надходить величезна кількість радіонуклідів і забруднення піддаються великі території. Наприклад, при аварії на Південному Уралі в 1957 році відбувся тепловий вибух сховища радіоактивних відходів, і в атмосферу надійшли радіонукліди з сумарною активністю 74 ПБк, в тому числі 0.2 ПБк 137 Cs. При пожежі на РХЗ в Уінденейле в Великобританії в 1957љг. стався викид 12 ПБк радіонуклідів, з них 46 ТБк 137 Cs. Технологічний скидання радіоактивних відходів підприємства "Маяк" на Південному Уралі в р.Течу в 1950 р склав 102љПБк, в тому числі 137 Cs 12.4 ПБк. Вітрової винесення радіонуклідів з заплави оз.Карачай на Південному Уралі в 1967љг. склав 30 ТБк. На частку 137 Cs довелося 0.4 ТБк. Справжньою катастрофою стала в 1986 р аварія на Чорнобильській атомній електростанції (ЧАЕС): зі зруйнованого реактора було викинуто 1850 ПБк радіонуклідів, при цьому на частку радіоактивного цезію довелося 270 ПБк. Поширення радіонуклідів прийняло планетарні масштаби. На Україні, в Білорусії і Центральному економічному районі Російської Федерації випало більше половини від загальної кількості радіонуклідів, які осіли на території СНД. Відомі випадки забруднення зовнішнього середовища в результаті недбалого зберігання джерел радіоактивного цезію для медичних і технологічних цілей.
Випав на поверхню землі радіоактивний цезій переміщається під впливом природних факторів в горизонтальному і вертикальному напрямках. Горизонтальна міграція відбувається при вітрової ерозії ґрунтів, змивання атмосферними опадами в низинні безстічні ділянки. Швидкість міграції залежить від гідрометеорологічних чинників (швидкості вітру і інтенсивності атмосферних опадів), рельєфу місцевості, виду грунтів і рослинності і фізико-хімічних властивостей нуклида.
Вертикальний перенесення цезію відбувається з фільтраційними струмами води і пов'язаний з діяльністю ґрунтових тварин і мікроорганізмів, виносом з кореневого шару грунту в наземні частини рослин і ін. Рухливість і біологічна доступність нуклида згодом знижується в результаті переходу в "слабообменное" стан.
У перші роки після випадання цезій в основному міститься в верхньому, 5-10-сантиметровому, шарі грунту незалежно від її виду. Утримання нуклида відбувається завдяки високому вмісту в верхньому шарі дрібнодисперсних фракцій (особливо глинистих) і органічних речовин, що підвищують сорбційні властивості грунту. Проникнення радіоактивного цезію на глибини 30-50 см, очевидно, займає десятки і сотні років, проте перерозподіл його за профілем грунту може статися і швидше - в результаті сільськогосподарської діяльності. В цьому випадку нуклід відносно рівномірно розосереджується в межах всього орного шару.
Рівень поглинання розчинної цезію рослинами з їх поверхні може досягати 10%. Спочатку він накопичується в листках, зернах, бульбах і коренеплодах, а в подальшому надходить в основному через кореневу систему. Ступінь його засвоєння коливається в широких межах і залежить від виду грунтів та особливостей рослин. Найбільш високі показники зафіксовані на торфянисто-болотистих ґрунтах Українсько-Білоруського Полісся 7. Після аварії на ЧАЕС коефіцієнт переходу цезію (тобто відношення активності одиниці маси рослини, Бк / кг, до забруднення грунту, Бк / км 2) в рослини з грунтів поліського типу становив 8. для зерна -, картоплі -, огірків -, помідорів -.
Відзначимо, основне джерело цезію для населення Росії - молочні продукти і зерно (після аварії на ЧАЕС - молочні і м'ясні), в країнах Європи і США цезій надходить в основному з молочними та м'ясними продуктами і менше - з зерновими і овочевими.
1 Гусєв Н.Г. Радіоактивні викиди в біосфері: Довідник. М. 1986.
2 Нагадаємо: Бк (Беккерель) - одиниця радіоактивності в системі СІ. Таку активність має джерело, в якому відбувається 1 радіоактивний розпад за 1 с. На практиці частіше користуються старою одиницею активності Кі (Кюрі). У джерелі з активністю 1 Кі відбувається розпадів в 1љс. Тому (приставка П, Пета, означає).
3 Іонізуюче випромінювання: джерела та біологічні ефекти // Докл. за 1982 м.Нью-Йорк: Науковий ком. з дії атомної радіації при ООН, 1982. Т.1.
4 Моїсеєв А.А. Цезій-137: Довкілля. Людина. М. 1980.
5 Гусєв Н.Г. // Атомна енергія. 1976. Вип.41. Nљ4. С.254-260.
6 Павлоцька Ф.І. Міграція продуктів глобальних випадінь в грунтах. М. 1974.
7 Марей А.Н. Зикова А.С. Савур М.М. Радіаційна комунальна гігієна. М. 1984.
8 Книжников В.А. Бархударов Р.М. Брук Г.Я. та ін. Медичні аспекти аварії на Чорнобильській атомній електростанції // Матеріали наук. конф. 11-13 травня 1988, Київ, 1988. С.66-76.
9 Василенко І.Я. // Зап. живлення. 1988. N 4. С.4-11.