Радиохимия, 2019, т. 61, N 1, c. 72-79

Аэрозоли-носители ²¹²Pb в подреакторных помещениях

объекта «Укрытие» Чернобыльской АЭС

Б. И. Огородникова,б , В. Е. Хан*^б

^а Физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, 105064, Москва, ул. Воронцово поле, д. 10

^б Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины, 07270, Чернобыль Киевской обл., ул. Кирова, д. 36а;

* e-mail: khanv@mail.ru

Получена 22.01.2018, после доработки 02.05.2018, принята к публикации 11.05.2018

УДК 621.039.1

Обобщены результаты пятилетних исследований в подреакторных помещениях объекта «Укрытие».

Установлено, что на высотных отметках от 0 до 12 м средняя объемная активность (ОА) аэрозолей-

носителей ²¹²Pb составляет около 10 Бк/м³. Основным источником ²²⁰Rn и образующегося из него ²¹²Pb

является ²³²Th, содержащийся в строительных конструкциях. Максимальные ОА ²¹²Pb приходятся на

теплый период года, а минимальные - на холодный. В вентиляционном выбросе через систему «Бай-

пас» ОА ²¹²Pb в 4-5 раз меньше, чем в подреакторных помещениях. Активностный медианный аэроди-

намический диаметр (АМАД) аэрозолей-носителей ²¹²Pb преимущественно находился в диапазоне 0.06-

0.4 мкм. При работах в подреакторном пространстве облучение вследствие вдыхания ²¹²Pb может со-

ставлять 3-5% от предела годовой эффективной дозы (20 мЗв), принятой на Украине.

Ключевые слова: Чернобыльская авария, радиоактивные аэрозоли, радон-220, свинец-212, объем-

ная активность, дисперсность аэрозолей, доза облучения.

DOI: 10.1134/S0033831119010118

Введение

ситуаций, например возгораний. Кроме того, нали-

чие ДП радона с ОА свыше 100 Бк/м³ - дополни-

В объекте «Укрытие» ²²²Rn и его дочерние про-

тельный фактор ингаляционного облучения персо-

дукты (ДП) занимают особое место. Их наличие не

нала объекта «Укрытие». Естественно, радон и его

связано со взрывом реактора в 1986 г., но они влия-

ДП, в частности α-излучающие, приводят к иониза-

ют на радиационную обстановку и мониторинг аэро-

ции воздушной среды, которую в объекте «Укры-

золей-продуктов аварии. Первыми на это обратили

тие» никогда не исследовали и не контролировали.

внимание в 1987 г. специалисты СНИИП (Москва)

Одна из научных и практических проблем связа-

при создании подсистем радиационного контроля и

на с эманированием ²²⁰Rn из топливосодержащих

диагностики [1]. Однако целенаправленные наблю-

материалов (ТСМ), в том числе лавообразных

дения за ²²²Rn и его ДП стали проводить лишь с кон-

(ЛТСМ), в которых содержится ²³²U, накопившийся

ца 2000 г. [2]. Уже при первых анализах были заре-

в топливе за два года работы 4-го энергоблока

гистрированы еще аэрозоли-носители ²¹²Pb, что сви-

ЧАЭС перед аварией [5].

детельствовало о присутствии в воздухе ²²⁰Rn - еще

одного изотопа радона с периодом полураспада

Ниже представлены данные об аэрозолях-но-

55.6 с. В 2006-2010 гг. с помощью трековых детек-

сителях ²¹²Pb в подреакторных помещениях 012/7,

торов ТДА-1, предоставленных Радиевым институ-

012/15, 210/7, 304/3 и 305/2, в которые в 1986 г. по-

том им. В. Г. Хлопина (Санкт-Петербург), были про-

сле взрыва реактора 4-го блока проникли ЛТСМ,

ведены радоновые съемки [3]. Установлено, что в

требующие пристального внимания вследствие ра-

ряде помещений средняя объемная активность (ОА)

диационной и ядерной опасности. Частично будут

превышала 150 Бк/м³ [2, 4].

рассмотрены концентрации и физико-химические

Наличие ДП ^220,222Rn затрудняет быстрое получе-

характеристики ДП ²²²Rn, которые были затронуты в

ние сведений об искусственных радионуклидах

обзорах [2, 6].

(изотопы Pu, ²⁴¹Am, ⁹⁰Sr + ⁹⁰Y, ¹³⁷Cs и другие), по-

Сведения о помещениях и ЛТСМ

скольку их ОА превосходили содержание α- и β-ак-

тивных продуктов Чернобыльской аварии. Необхо-

Помещение 012/7 расположено на самой нижней

димо выдерживать аэрозольные пробы не менее 3-

высотной отметке (0 м) разрушенного реакторного

4 ч, чтобы существенно снизилось содержание ДП

здания (блок Б). Оно входит в систему бассейна-

²²²Rn, и 4 сут - ДП ²²⁰Rn, в частности ²¹²Pb, имеюще-

барботера (ББ-1) 4-го блока ЧАЭС. Его размеры в

го период полураспада 10.6 ч.

плане 6 × 72 м, высота около 3 м. С востока и запада

Экспрессная оценка аэрозольной обстановки -

к нему примыкают аналогичные по конфигурации и

строительным материалам помещения 012/6 и 012/8.

одна из главных задач службы радиационной безо-

пасности, особенно при возникновении нештатных

Между ними имеются проходы и технологические

Аэрозоли-носители ²¹²Pb в подреакторных помещениях объекта «Укрытие»

проемы, по которым возможен доступ в различные

305/2

точки и воздухообмен.

Пристальное внимание к помещению 012/7 после

аварии 1986 г. связано с тем, что оно оказалось ниж-

ней точкой распространения лавы большого верти-

210/7

210/6

210/5

кального потока, который от места проплавления

шахты реактора преодолел по вертикали около 10 м

[7, 8]. Отметим, что в нижних помещениях объекта

«Укрытие» начинается формирование воздушных

потоков, которые выносят радиоактивные аэрозоли

в свободную атмосферу через технологические от-

верстия и неплотности на верхних отметках объекта

«Укрытие», а также систему «Байпас» и вентиляци-

онную трубу.

Лавовое скопление в помещении 012/7 имеет в

плане форму эллипса с меридиональной осью дли-

Рис. 1. Распространение лавы в подреакторных помещениях.

ной ~3 м и широтной - ~2 м [8]. Его наибольшая

ние 208/12, в котором размещали пробоотборную

высота в куполе ~0.8 м. Нижняя часть скопления

аппаратуру, всегда сухое.

(~0.3 м) залита бетоном, поступавшим сюда в 1986 г.

при возведении каскадной стены объекта «Укры-

ЛТСМ попали в помещения 210/6 и 210/7 через

тие». По оценке на сентябрь 2010 г. [7] в этом скоп-

3-й и 4-й паросбросные клапаны из юго-восточной и

лении, получившем название «куча» ББ-1, содер-

юго-западной частей помещения 305/2. Через ос-

жится 1.0 ± 0.5 т урана. В это время у южного края

тальные клапаны во время строительства объекта

скопления мощность экспозиционной дозы

«Укрытие» в помещения поступил «свежий» бетон.

γ-излучения (МЭД) на расстоянии 0.1 м составляла

Общий объем ЛТСМ в ПРК составляет около 58 м³

около 70 Р/ч.

[8]. Количество урана 12 ± 6 т.

Помещение 012/15 расположено на высотной

Помещения 305/2 и 304/3 - ключевые по образо-

отметке +3 м и входит в систему бассейна-барботера

ванию и растеканию лавовых потоков (рис. 1). В

(ББ-2). Лава стекала сюда по паросбросным трубам

первом находится схема ОР, на которую опирается

из помещения 210/7. Исследования ББ-2 и находя-

шахта реактора. До аварии нижняя высотная отмет-

щихся там ЛТСМ представлены в отчете Радиевого

ка обоих помещений соответствовала +9, верхняя -

института им. В. Г. Хлопина [9] и обобщены в рабо-

+12 м. После взрыва реактора вследствие катастро-

те [8]. Скопление ЛТСМ, получившее название

фических разрушений помещения

305/2,

304/3,

«куча» ББ-2 [7], находится между осями 47₊₁₀₀₀-

301/5, шахта реактора и центральный зал стали об-

48_-1000 и рядами И_-3000-К. Ее северный край при со-

щим пространством для воздухообмена и переноса

оружении объекта «Укрытие» был залит бетоном,

аэрозолей.

который поднимается над полом примерно на 0.7 м.

Из-за больших величин МЭД и обрушений поме-

Поверхность скопления покрыта пемзообразным

щения 305/2 и 304/3 остаются практически необсле-

слоем толщиной около 0.1 м. ЛТСМ содержатся так-

дованными. Основные сведения о количестве и рас-

же в пяти паросбросных трубах диаметром 0.28 м,

положении ЛТСМ базируются на результатах буро-

по которым лава поступала в помещение 012/15. В

вых работ, измерениях нейтронных и тепловых по-

смежном помещении 012/14 ЛТСМ заполняют четы-

токов, обследованиях с помощью видеокамер [7, 8,

ре паросбросные трубы, расположенные между ося-

10, 11]. В соответствии с расчетами [7] в помещении

ми 46-47 и рядами К-Л.

305/2 находится 80 т урана, а в помещении 304/3 -

Согласно данным работы [8], объем «кучи» ББ-2

6 т урана.

составляет 23 ± 6 м³. При плотности коричневой ке-

Средства и методы контроля

рамики 2.14 ± 0.34 т/м³ и содержании урана 9-13%

радиоактивных аэрозолей

его общее количество в «куче» близко к 3 т.

Помещение 210/7 и смежные 210/5, 210/6, 210/8

Аэрозоли отбирали воздуходувкой Н810

и 208/12 входят в систему парораспределительного

RADēCO со скоростью около 100 л/мин. Использо-

коридора (ПРК). Площадь ПРК около 630 м². Пол

вали пакеты фильтров Петрянова [12] площадью

находится на отметке +6, потолок - +8 м. Южные

20 см², состоящие из слоев ФПА-70-0,13 (голубой),

части помещений 210/5, 210/6 и 210/7 залиты водой.

ФПА-70-0,21 (розовый) и двух АФА РСП-20 (бе-

Ее глубина в 2013 г. составляла 10-15 см. Поэтому

лый). Два фильтра АФА обеспечивали полноту

ЛТСМ постоянно контактируют с водой. Помеще-

улавливания аэрозолей ДП. В помещениях 012/7,

Огородников Б. И., Хан В. Е.

012/15, 210/7 воздуходувку размещали на расстоя-

нии около 1 м от пола и стен. Поскольку в помеще-

ние 305/2 доступа не было, пробы отбирали через

скважину В-12-76, пробуренную в помещение 304/3,

присоединяя воздуходувку к обсадной трубе диамет-

ром 10 см и длиной 2 м. Отбор каждой пробы про-

должался около 2 ч. Затем общую β-активность

фильтров измеряли на радиометре КРК-1, а ¹³⁷Cs

определяли на γ-спектрометре. Многослойные паке-

ты фильтров позволяли определять ОА, радионук-

лидный состав и дисперсность аэрозолей [13].

На радиометре КРК-1 слои поочередно измеряли

Рис. 2. ОА аэрозолей-носителей ²¹²Pb в помещении 012/7 в

по 100 с. При активности свыше 100 имп/с экспози-

2010-2011 гг.

ция продолжалась 10 с. Общее время анализов со-

ставляло 60-90 мин. По кривым распада рассчитыва-

ли количество ДП на момент окончания прокачки

воздуха. Через 4-5 сут (после распада ДП Rn) изме-

рения повторяли. При этом каждый слой экспониро-

вали 1000 с. В результате определяли не только со-

держание ²¹²Pb и ДП Rn, но и суммарную β-ак-

тивность (∑β) нуклидов-продуктов Чернобыльской

аварии: ⁹⁰Sr + ⁹⁰Y, ¹³⁷Cs.

Объемная активность ²¹²Pb в подреакторных

помещениях

Рис. 3. ОА аэрозолей-носителей ²¹²Pb в помещении 012/15 в

Помещение 012/7. Систематические исследова-

2014 г.

ния радиоактивных аэрозолей в помещении 012/7

были начаты осенью 2010 г. и продолжались 13 мес.

15. Это показывало, что поступление аэрозолей с

Отобрано 69 проб. Сведения об аэрозолях-носителях

поверхности лавы не было определяющим механиз-

радионуклидов аварийного генезиса и ДП Rn пред-

мом при формировании радиоаэрозольной обстанов-

ставлены в работе [16]. γ-Спектрометрические и ра-

ки в помещении.

диохимические измерения показали, что состав аэ-

Результаты измерений

²¹²Pb представлены на

розолей идентичен образцам коркового покрова ла-

рис. 3. ОА варьировала от 0.5 до 33 Бк/м³ при сред-

вы и ее коричневой керамики. Это свидетельствова-

нем значении 13 Бк/м³. Так же как и в помещении

ло о разрушении последних и генерации аэрозолей с

012/7, имеется сезонный ход: более высокие ОА

их поверхностей.

приходятся на теплое время года.

Результаты измерений

²¹²Pb представлены на

Помещение

210/7. Исследования аэрозолей в

рис. 2. ОА варьировала от 0.5 до 25 Бк/м³ при среднем

помещении 210/7 проводили с середины февраля до

значении 7.1 Бк/м³. Прослеживается сезонный ход:

начала декабря 2013 г. Отобрано 60 проб. Сведения

более высокие ОА в теплое время года, низкие - в

об аэрозолях-носителях радионуклидов аварийного

холодное. Основная причина такой динамики - изме-

генезиса, ОА Rn и его ДП представлены в работе

нение тяги воздуха в вентиляционной трубе, которая в

[18]. По результатам γ-спектрометрии 10 проб уста-

весенне-летний период может полностью прекра-

новлено следующее соотношение ОА радионукли-

щаться из-за большой разницы температур внутри

дов: ²⁴¹Am/¹⁵⁴Eu = 7.1, ¹³⁷Cs/²⁴¹Am = 140 (при мини-

объекта «Укрытие» и во внешней среде (ΔТ ~ 20°С).

мальном значении

58 и максимальном

267) и

Помещение 012/15. Исследования аэрозолей в

¹³⁷Cs/∑β = 0.52 (минимум 0.38, максимум 0.72). Из

помещении 012/15 проводили с конца февраля до

последнего соотношения следует, что вклад ¹³⁷Cs в

начала декабря 2014 г. Отобрано 68 проб. Сведения

∑β составлял около 50%. Таким образом, аэрозоли в

об аэрозолях-носителях радионуклидов аварийного

помещении 210/7 были обогащены радиоцезием по

генезиса, ОА Rn и его ДП представлены в работе

сравнению с его содержанием в отработавшем ядер-

[17]. Установлено, что соотношение ОА радионук-

ном топливе и ЛТСМ. Источником дополнительного

лидов-продуктов Чернобыльской аварии было суще-

цезия являлись аэрозоли-носители ¹³⁷Cs. Эти аэрозо-

ственно иным, чем в помещении 012/7. Так, отноше-

ли образуются в результате деструкции поверхно-

ние ¹³⁷Cs/²⁴¹Am в аэрозолях из помещения 012/15

стей, на которых ранее сорбировались частицы-

варьировало от 50 до 200, а в 012/7 было близко к

носители конденсационного цезия. Следовательно,

Аэрозоли-носители ²¹²Pb в подреакторных помещениях объекта «Укрытие»

приходилась на ¹³⁷Cs. Таким образом, состав и ОА

продуктов Чернобыльской аварии практически не

отличались от зафиксированных в помещениях

012/15 [17] и 210/7 [18]. Этот результат заслуживает

особого внимания, поскольку масса и поверхность

ЛТСМ в помещениях 304/3 и 305/2 на порядок вели-

чины больше, чем в 012/15 и 210/7 [8]. Причина низ-

ких ОА аэрозолей-продуктов Чернобыльской ава-

рии, очевидно, связана с медленным разрушением

лавы в помещениях 304/3, 305/2, 012/15, 210/7 и не-

значительным поступлением продуктов деструкции

Рис. 4. ОА аэрозолей-носителей ²¹²Pb в помещении 210/7 в

в воздух, хотя в помещении 012/7 такой процесс на-

2013 г.

блюдался [16].

Из рис. 5 видно, что в помещениях 304/3 и 305/2

ОА ²¹²Pb варьировала от 3 до 14 Бк/м³ при среднем

значении 8.6 Бк/м³. Из-за короткого (2 мес) периода

исследований четкая временная динамика не про-

слеживается, хотя некоторое увеличение ОА наблю-

дается.

Значения ОА ²¹²Pb в помещениях 304/3 и 305/2

оказались близки к тем, которые зарегистрированы в

помещениях 012/7, 012/15 и 210/7, хотя объемы и

Рис. 5. ОА аэрозолей-носителей ²¹²Pb (1), а также ∑β (2) и

поверхности ЛТСМ существенно различаются [8].

¹³⁷Cs (3) в помещениях 304/3 и 305/2 в 2010 г.

Из этого следует, что ЛТСМ не являются главными

источниками ²²⁰Rn и выхода в воздух ²¹²Pb. Следова-

поступление аэрозолей с поверхности лавы, как и в

тельно, и ²³²U не является его существенным постав-

помещении 012/15, не было определяющим меха-

щиком в подреакторное пространство.

низмом при формировании радиоаэрозольной обста-

новки в помещении 210/7. В этом было и различие с

Временнáя динамика ОА ²¹²Pb в подреакторных

помещением 012/7.

помещениях

Результаты измерений

²¹²Pb представлены на

рис. 4. ОА варьировала от 0.5 до 36 Бк/м³ при сред-

Результаты измерений ОА ²¹²Pb в подреактор-

ных помещениях в 2010-2014 гг. обобщены в

нем значении 11.2 Бк/м³. Как и в помещениях 012/7

и 012/15, имеется сезонный ход: более высокие ОА

табл. 1. Из табл. 1 следует, что, несмотря на огром-

ные различия в количестве урана, который в соста-

приходятся на теплое время года.

ве лав попал в подреакторные помещения, средние

Помещения 304/3 и 305/2. Из-за трудности дос-

ОА ²¹²Pb различались всего в два раза: минималь-

тупа и высоких значений МЭД в феврале-марте

ная 7.1 Бк/м³ в помещении 012/7 и максимальная

2010 г. удалось отобрать лишь шесть проб из поме-

13 Бк/м³ в помещении 012/15. Средняя величина по

щения 304/3 и две из 305/2. В 2008-2012 гг. из этих

измерениям 200 проб из всех помещений составила

помещений, используя дистанционные средства,

10.2 Бк/м³.

аэрозольные пробы отбирали также специалисты

ИПБ АЭС НАН Украины из группы А. Э. Меленев-

На рис. 2-5 видно, что временнáя динамика ОА

ского. Их интересовала динамика накопления радио-

²¹²Pb во всех помещениях была сходная: макси-

активной пыли на поверхности ЛТСМ и ее дисперс-

мальные содержания ²¹²Pb в теплый период года и

ность [19-22]. За четырехлетний период они отмети-

минимальные - в холодный. Наряду с величинами

ли изменение дисперсного состава аэрозолей-

ОА это указывает на то, что подреакторные поме-

носителей α-активных радионуклидов чернобыль-

щения можно рассматривать как единое воздушное

ского генезиса. К сожалению, в публикациях [19-22]

пространство, которое подпитывает единый источ-

не приведены их ОА, а также ОА ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ¹⁵⁴Eu,

ник. Исходя из этого результаты пятилетних иссле-

¹⁵⁵Eu и ДП ^220,222Rn.

дований были объединены. На рис. 6 ОА представ-

Результаты исследований 8 проб, отобранных

лены в зависимости от количества суток с начала

нами в феврале-марте 2010 г. с помощью трехслой-

года. Видно, что уравнение y = -0.0005x² + 0.16x +

ных пакетов фильтров Петрянова, представлены на

3.7, где х - календарный день, хорошо описывает

рис. 5. Видно, что величина ∑β находилась в диапа-

величины и временнýю динамику ОА в подреак-

зоне 0.3-1.3 Бк/м³. При этом примерно половина ∑β

торных помещениях объекта «Укрытие».

Огородников Б. И., Хан В. Е.

Таблица 1. Условия исследования аэрозолей ²¹²Pb в подреакторных помещениях

Помещение

Период пробоотбора

Количество проб

Масса U, т

Средняя ОА ²¹²Pb, Бк/м³

012/7

Ноябрь 2010 г.-ноябрь 2011 г.

7.1

012/15

Февраль-декабрь 2014 г.

13.0

210/7

Февраль-декабрь 2013 г.

11.2

304/3 и 305/2

Февраль-март 2010 г.

8.6

Объемная активность ²¹²Pb в системе «Байпас»

не 0.5-6 Бк/м³. Лишь в 9 случаях (2%) ОА превыси-

ла 8 Бк/м³. Средняя величина составила 2.4 Бк/м³.

Система «Байпас» была создана осенью 1986 г.

Таким образом, содержание ²¹²Pb в воздухе, забирае-

при завершении строительства объекта

«Укры-

мом из центрального зала для выброса в атмосферу,

тие» [4]. Ее основное назначение - вентилирование

в 4-5 раз ниже, чем в подреакторных помещениях

развала реактора и помещений 4-го блока за счет

(рис. 2-6). Следовательно, поднимаясь по помеще-

естественной тяги воздуха через высотную трубу

ниям объекта «Укрытие», поток разбавляется «чис-

ВТ-2. В систему «Байпас» воздух из развала блока

тым» воздухом.

поступает на отметке +43 м, где в стене центрально-

Подобная стабильность ОА смеси ДП ^220,222Rn за

го зала имеется ниша, а от нее далее проложен вен-

период 2003-2012 гг. была рассмотрена в публика-

тиляционный короб размером 1.5 × 1.5 м. На отмет-

циях [14, 15]. При этом было отмечено, что за это

ке +48 м из короба производится штатный отбор

же время ОА аэрозолей-носителей радионуклидов

проб воздуха и измерение активности комплексом

чернобыльской аварии (¹³⁷Cs, ∑β, ²⁴¹Am) снизилась

«Калина». Здесь же с 2003 г. было начато исследова-

в 3.5 раза.

ние аэрозолей с помощью средств, которые позже

(2010-2014 гг.) использовали в подреакторных поме-

Дисперсность радиоактивных аэрозолей

щениях. Итоги исследований в системе «Байпас» в

Применение многослойных фильтров Петрянова

2003-2012 гг. опубликованы в работах [14, 15].

позволило одновременно исследовать не только ра-

На рис. 7 представлены результаты измерений

дионуклидный состав и ОА аэрозолей, но и их рас-

443 проб, отобранных в 2008-2014 гг. Видно, что

пределение по размерам (дисперсность). Активност-

содержание ²¹²Pb оставалось практически неизмен-

ный медианный аэродинамический диаметр (АМАД)

ным. В большинстве проб ОА находится в диапазо-

и стандартное геометрическое отклонение σ рассчи-

тывали по методике, изложенной в работе [13].

В помещении 012/7 (самое нижнее по растеканию

лав) наиболее часто носителями ДП ^220,222Rn были

частицы с АМАД 0.08-0.4 мкм, а продуктов Черно-

быльской аварии - частицы с АМАД 2-7 мкм

(рис. 8). В 8 случаях АМАД носителей аварийных

нуклидов превышал 8 мкм и только в 4 оказался ме-

нее 2 мкм. Таким образом, имеется существенное

различие в размерах аэрозолей радонового и аварий-

ного происхождения.

Рис. 6. ОА аэрозолей-носителей ²¹²Pb в подреакторных поме-

щениях в 2010-2014 гг.

Рис. 7. ОА аэрозолей-носителей ²¹²Pb в системе «Байпас» в

Рис. 8. АМАД аэрозолей-носителей ДПР (1) и ∑β (2) в поме-

2008-2014 гг.

щении 012/7 (3 - пробы с АМАД > 8 мкм).

Аэрозоли-носители ²¹²Pb в подреакторных помещениях объекта «Укрытие»

Таблица 2. Ингаляционные дозы от ДП ²²⁰Rn

Доза облучения

C(²¹²Pb),

Помещение

доля от предела годовой

Бк/м³

мЗв/г

эффективной дозы, %

012/7

7.1

0.51

2.6

012/15

13.0

0.94

4.7

210/7

11.2

0.81

4.1

304/3 и 305/2

8.6

0.58

2.9

В помещении 210/7 наиболее часто носителями

ДП ^220,222Rn были частицы с АМАД 0.04-0.2 мкм, а

продуктов Чернобыльской аварии

- частицы с

АМАД 1-6 мкм (рис. 10). Лишь в четырех пробах

АМАД последних был менее 1 мкм и в двух состав-

Рис. 9. АМАД аэрозолей-носителей ДПР (1) и ∑β (2) в поме-

лял 7 мкм. Здесь также имеется четкая разница в

щении 012/15 (3 - проба с АМАД > 8 мкм).

размерах аэрозолей-носителей радионуклидов раз-

личного генезиса.

В помещениях 304/3 и 305/2 средняя величина

АМАД аэрозолей-носителей ДП ^220,222Rn составила

0.17 мкм, а продуктов Чернобыльской аварии -

6 мкм (рис. 11).

Ингаляционные дозы от ДП ²²⁰Rn

в подреакторных помещениях

Согласно НРБ-99/2009 [12], содержание ^220,222Rn

и их ДП в жилых и промышленных зданиях регла-

ментируется величинами эквивалентной равновес-

ной объемной активности (ЭРОА), которые из-

меряют с помощью приборов или находят из

концентраций аэрозолей короткоживущих ДП по

Рис. 10. АМАД аэрозолей-носителей ДПР (1) и ∑β (2) в

уравнениям

помещении 210/7.

ЭРОА(²²²Rn) = 0.10C(²¹⁸Po) + 0.51С(²¹⁴Pb) + 0.38С(²¹⁴Bi),

ЭРОА(²²⁰Rn) = 0.91C(²¹²Pb) + 0.09С(²¹²Bi).

Поскольку период полураспада ²¹²Bi существен-

но меньше, чем у его предшественника по радиоак-

тивной цепочке ²¹²Pb, то практически ЭРОА(²²⁰Rn)

зависит только от ОА ²¹²Pb.

В соответствии с рекомендациями МАГАТЭ [24]

мощность ингаляционной дозы (D, мкЗв/ч) от ²²⁰Rn

и его ДП рассчитывают по уравнению

D = 10^-3[0.11 + 40F(²²⁰Rn)]C(²²⁰Rn),

Рис. 11. АМАД аэрозолей-носителей ДПР (1) и ∑β (2) в поме-

щениях 304/3 и 305/2 в феврале-марте 2010 г.

где F(²²⁰Rn)C(²²⁰Rn) = C(²¹²Pb) ≈ ЭРОА(²²⁰Rn). Из

этого уравнения следует, что величина D практиче-

В помещении 012/15 носителями ДП ^220,222Rn бы-

ски полностью определяется содержанием ²¹²Pb.

Исходя из средних величин ОА ²¹²Pb были рассчи-

ли частицы с АМАД 0.03-0.2 мкм, а радионуклидов

чернобыльского генезиса - частицы с АМАД от 0.7

таны годичные дозы дополнительного внутреннего

до 4 мкм. Лишь в одной пробе АМАД последних

облучения (рабочее время 1800 ч), которые мог

получить оперативный персонал, например цеха

превышал 8 мкм, а в шести был 0.4 мкм и менее

радиационной безопасности, контролирующий аэ-

(рис. 9). Здесь также отчетливо проявилась разница

в размерах аэрозолей-носителей радионуклидов раз-

розоли, воду, ЛТСМ и т.д. (табл. 2).

личного генезиса.

Как следует из табл.

2, в обследованных (и

Огородников Б. И., Хан В. Е.

смежных) помещениях облучение вследствие вды-

переноситься на большие расстояния. Одновремен-

хания ²²⁰Rn и его ДП может составлять 3-5% от

ный отбор на многослойные фильтры аэрозолей-но-

предела годовой эффективной дозы (20 мЗв), при-

сителей ²¹²Pb и продуктов Чернобыльской аварии

нятой на Украине [25]. Заметим, что хотя наличие

показал, что их дисперсность разительно отличает-

220,222Rn и их ДП в значительных количествах в

ся. Последние имели АМАД преимущественно в

объекте «Укрытие» обнаружено давно, регламент-

диапазоне 1-6 мкм. Такое различие объясняется дис-

ные наблюдения за ними не проводят, а ингаляци-

пергационным механизмом образования аэрозолей-

онные дозы не учитывают.

носителей аварийных радионуклидов. Аэрозоли

микронного класса возникают вследствие трения,

Заключение

эрозии, деструкции материалов и т.п. Различие в

величинах АМАД позволило предложить для радиа-

Наличие аэрозолей-носителей ²¹²Pb наряду с ²²²Rn

ционного мониторинга в объекте «Укрытие» способ

и его дочерними продуктами затрудняет радиацион-

сепарации аэрозолей-носителей аварийных радио-

ный контроль и экспрессные измерения аэрозольных

нуклидов и ДП ^220,222Rn с помощью предфильтра из

продуктов аварии. В подреакторных помещениях на

крупных волокон диаметром около 10 мкм.

высотных отметках от 0 до 12 м средняя ОА аэрозо-

лей-носителей ²¹²Pb составляет около 10 Бк/м³. При

В конце 2016 г. на объект «Укрытие» была над-

этом концентрация не зависит от количества топли-

винута «Арка» - защитное сооружение, которое

ва, поступившего с лавой в 1986 г., а также площади

должно предотвратить загрязнение окружающей

поверхности лавы. Основным источником ²²⁰Rn и

среды в случае обрушения нестабильных строитель-

его ДП, очевидно, являются строительные конструк-

ных конструкций и стать защитной оболочкой на

ции и содержащийся в них ²³²Th.

этапе демонтажа объекта и извлечения остатков ава-

рийного ядерного топлива. В течение 2017 г. шел

Временны' е динамики ОА 212Pb во всех исследо-

монтаж ограждающего контура (торцевых конструк-

ванных подреакторных помещениях оказались схо-

ций) этого сооружения. После завершения гермети-

жи: максимальные содержания в теплый период года

зации «Арки» радиационная аэрозольная обстановка

и минимальные - в холодный. Средние минималь-

может ухудшиться вследствие уменьшения естест-

ные ОА составляли около 5, а средние максималь-

венного вентилирования и увеличения генерации

ные - 15-20 Бк/м³. Такая динамика обусловлена тем,

пыли с различных поверхностей из-за снижения по-

что в объекте «Укрытие» имеется только естествен-

ступления влаги. Дальнейшие наблюдения за ²¹²Pb

ная тяга воздуха. Она достигает максимальных зна-

как аэрозольным трассером будут способствовать

чений в холодные месяцы, поскольку в подреактор-

отслеживанию радиационной обстановки и приня-

ных помещениях температура на протяжении года

тию обоснованных организационных и технических

изменяется мало (на 4-6°С), удерживаясь на уровне

решений.

10°С. В летний период при высоких температурах во

внешней среде тяга уменьшается и даже прекраща-

Авторы благодарят персонал цеха радиационной

ется. Естественно, при этом ОА ²¹²Pb в помещениях

безопасности ГСП «Чернобыльская АЭС» за содей-

увеличивается одновременно с ²²²Rn и его ДП.

ствие при проведении исследований.

При 10-летнем мониторинге аэрозолей в системе

Список литературы

«Байпас» получено, что ОА ²¹²Pb остается стабиль-

ной на уровне

2-3 Бк/м³, хотя ОА аэрозолей-

[1] Залманзон Ю. Е., Фертман Д. Е. // Чернобыль-88: Докл. I

носителей радионуклидов чернобыльской аварии

Всесоюз. науч.-техн. совещания по итогам ликвидации

(∑β, ¹³⁷Cs, ²⁴¹Am) снизилась в 3-4 раза.

последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Чернобыль,

1989. T. 7, ч. 1. C. 61-65.

Отбор около 200 проб на многослойные фильт-

[2] Огородников Б. И., Хан В. Е., Пазухин Э. М., Краснов В. А. //

рующие материалы Петрянова показал, что АМАД

Проблеми безпеки атомних електростанцiй i Чорнобиля.

дочерних продуктов ^220,222Rn практически не зависел

2011. Вип. 16. С. 130-136.

от места пробоотбора и находился преимущественно

[3] Николаев В. А. Твердотельные трековые детекторы в ра-

диационных исследованиях. СПб.: Изд-во политехн. ун-

в диапазоне 0.06-0.4 мкм. Это согласуется с тем, что

та, 2012. 283 с.

наблюдается в пещерах, жилых и производственных

[4] Огородников Б. И., Пазухин Э. М., Ключников А. А. Радио-

зданиях и в свободной атмосфере. Из этого следует,

активные аэрозоли объекта «Укрытие»: 1986-2006 гг.:

что в подреакторных помещениях образование аэро-

монография. Чернобыль: Ин-т проблем безопасности

золей-носителей ²¹²Pb происходит по конденсацион-

АЭС, 2008. 456 с.

ному механизму путем осаждения атомов Po, возни-

[5] Огородников Б. И., Будыка А. К., Хан В. Е. и др. // Радио-

химия. 2009. Т. 51, N 4. C. 344-352.

кающих при радиоактивном распаде ²²⁰Rn, на атмо-

[6] Огородников Б. И., Хан В. Е. // Атом. энергия.

2018.

сферных ядрах конденсации. Такие аэрозоли устой-

Т. 125, вып. 1. C. 44-51.

чивы как в замкнутых пространствах, так и в атмо-

[7] Ключников А. А., Краснов В. А., Рудько В. М., Щербин В. Н.

сфере. Они могут существовать длительное время и

Объект «Укрытие»: 1986-2011. На пути к преобразова-

Аэрозоли-носители ²¹²Pb в подреакторных помещениях объекта «Укрытие»

нию: монография. Чернобыль: Ин-т проблем безопасно-

[16] Огородников Б. И., Хан В. Е., Ковальчук В. П. // Проблеми

сти АЭС, 2011. 288 с.

безпеки атомних електростанцiй i Чорнобиля.

2013.

[8] Арутюнян Р. Э., Большов Л. А., Боровой А. А. и др. Ядер-

Вип. 20. С. 94-106.

ное топливо в объекте «Укрытие». М.: Наука/Интерпе-

[17] Огородников Б. И., Хан В. Е., Ковальчук В. П. // Проблеми

риодика, 2011.

безпеки атомних електростанцiй i Чорнобиля.

2015.

[9] Бассейн-барботер 4-го блока ЧАЭС: радиационная обста-

Вип. 25. С. 125-138.

новка, физические и химические характеристики топливо-

[18] Огородников Б. И., Хан В. Е., Ковальчук В. П. и др. // Про-

содержащих масс, оценка количества топлива: Отчет Ра-

блеми безпеки атомних електростанцiй i Чорнобиля. 2015.

диевого ин-та им. В. Г. Хлопина. СПб, 1990. Инв. N 1420-И.

Вип. 24. С. 70-84.

3 с.

[19] Бадовский В. П., Ключников А. А., Кравчук Т. А. и др. //

[10] Лагуненко А. С. Поиск и исследование скрытых скопле-

Проблеми безпеки атомних електростанцiй i Чорнобиля.

ний топливосодержащих материалов разрушенного 4-го

2009. Вип. 12. С. 103-112.

блока Чернобыльской АЭС: Дис … к.т.н. Киев, 2008. 148 с.

[20] Меленевский А. Э., Ушаков И. А., Бадовский В. П. // Проб-

[11] Высотский Е. Д., Краснов В. А., Лагуненко А. С., Пазу-

леми безпеки атомних електростанцiй i Чорнобиля. 2012.

хин Э. М. // Проблеми безпеки атомних електростанцiй i

Вип. 18. С. 119-120.

Чорнобиля. 2007. Вип. 8. С. 77-85.

[21] Бадовский В. П., Ключников А. А., Меленевский А. Э. и

[12] Петрянов И. В., Козлов В. И., Басманов П. И., Огородни-

др. // Проблеми безпеки атомних електростанцiй i Чор-

ков Б. И. Волокнистые фильтрующие материалы ФП. М.:

нобиля. 2013. Вип. 20. С. 68-76.

Знание, 1968.

[22] Бадовский В. П., Меленевский А. Э., Морозов Ю. В. и др. //

[13] Budyka A. K., Ogorodnikov B. I., Skitovich V. I. // J. Aerosol

Радиохимия. 2014. Т. 56, N 3. С. 264-270.

Sci. 1993. Vol. 24, Suppl. 1. P. S205-S206.

[23] СанПиН 2.6.1.2523-09. Нормы радиационной безопас-

[14] Хомутинин Ю. В., Процак В. П., Хан В. Е., Огородни-

ности (НРБ-99/2009). М.: Федеральный центр гигиены и

ков Б. И. // Проблеми безпеки атомних електростанцiй i

эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009.

Чорнобиля. 2012. Вип. 19. С. 81-93.

[24] Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation: UNSCEAR

[15] Хомутинин Ю. В., Процак В. П., Хан В. Е., Огородни-

Report to the General Assembly. New York: UN, 2000.

ков Б. И. // Ядерна фiзика та енергетика. 2014. Т. 15, N 4.

[25] Норми радiацiйної безпеки України НРБУ-97/Д-2000.

C. 380-388.

Київ, 2000.