Радіобіологія фул вершин (передмовалесс, вступлесс етс. едишн)

51

Складування радіоактивних речовин в контейнери проводиться спеціальними дистанційно керованими пристроями. Завантаження та розвантаження контейнерів з радіоактивними матеріалами виконується спеціально пристосованими вантажними пристроями, щоб запобігти їх падіння з можливим ушкодженням корпусу.

Для захоронення радіоактивних відходів, які не підлягають переробці, використовуються найрізноманітніші підходи, в основі яких покладено безпечність методу. Один з таких підходів – це заливання радіоактивних відходів бітумом чи рідким склом з наступним їх захороненням у затверділому стані в глибокі стійкі геологічні породи.

Широко застосовується метод захоронення радіоактивних відходів у спеціальних довговічних контейнерах теж у глибоких стійких геологічних породах, щоб за нормальних та екстремальних умов не відбувалося видалення з них радіоактивних речовин. Попередньо радіоактивні матеріали підлягають такій обробці, щоб виділення радіоактивних речовин в довкілля було мінімально можливими.

Слід відзначити, що в Україні, немає повного (замкнутого) ядерно-паливного циклу, а існують тільки певні його елементи, про які вже зазначалося – це добування та переробка уранових руд, експлуатація реакторів на ядерних електростанціях. В найближчому майбутньому можливо буде створено спеціальний комбінат по захороненню радіоактивних відходів підприємств ядерно-паливного циклу. Існує надія на створення підприємств по збагаченню урану та виготовленню паливних елементів. Тоді можна буде створити замкнений ядерно-паливний цикл.

Найнебезпечніші аварії в ядерній енергетиці. Підприємства ядерно-

паливного циклу, як вже відмічалося, є потенційно радіаційно небезпечними. При аваріях на них виникають вогнища радіаційного ураження. За період з 1951р. по 2005р. на радіаційно небезпечних об’єктах різних країн офіційно зареєстровано близько 300 небезпечно значимих аварій з викидом у довкілля радіоактивних речовин, що призвело до підвищення рівня радіоактивного забруднення та збільшення доз опромінення персоналу і населення.

Найнебезпечнішими є аварії на ядерних реакторах. Це зумовлено більш серйозними потенціальними наслідками таких аварій для здоров’я людини порівняно з аваріями на інших підприємствах ядерної енергетики.

Слід відмітити, що навіть при найважчій з теоретично можливих аварій на ядерних реакторах в енергію вибуху може перейти не більше 1% енергії ділення ядер атомів палива. Можливі на ядерних реакторах аварії з вибухом називають тепловим вибухом.

Аварії на заводах по отриманні збагаченню ядерного палива теж становить серйозну загрозу для опроміненої біоти, в тому числі здоров’я людини. Саме такою була радіаційна аварія на Південному Уралі поблизу м. Киштим 29 вересня 1957р. на радіохімічному заводі по виділенню плутонію. Внаслідок порушення системи охолодження вибухнула одна з ємностей-сховищ з високоактивними радіоактивними відходами. Наслідком цього став викид радіоактивних речовин на проммайданчик за сумарною активністю 18 МКі та в атмосферу на висоту 1-2 км 2МКі. Випади з утвореної радіоактивної хмари спричинили радіоактивне забруднення частини території Челябінської, Єкатеренбургської (тоді Свердловської) та Тюменської областей Російської Федерації. В межах щільності забруднення більше 0,1 Кі/км2 довжина радіоактивного сліду в північно-східному напрямках від м. Киштим була

52

близько 300 км при ширині 30-50 км; в межах 2 Кі/км2 – 105 км при ширині 8-9 км. Забруднені території загальною площею біля 23000 км2 дістали назву

Східноуральського радіоактивного сліду(СУРС).

	0,1
Пижма
	Пижма
Єкатеринбург	0,2
	0,1
Ісеть
	0,5

Ісеть

Міас

4000

Киштим Теча

Рис. 2.4. Карта Східноукраїнського радіоактивного схилу (цифрами позначено рівень поверхневої активності, Кі/км2) (за Г.М.Романовим та ін., 1990)

У радіоактивному викиді містилися, в основному, короткоіснуючі радіоізотопи 144Ce (29,5% загальної активності), 144Pr (29,5%), 95Zr (10,9%), 95Nb (10,9%). Разом з тим, виявлено також довгоіснуючий радіоізотоп 90Sr (2,7%), який і визначав радіаційну небезпеку після розпаду коротокіснуючих радіоізотопів. Внаслідок цього процесу, а також заглиблення радіоізотопів в грунт і донні відкладення після аварії сумарна щільність радіоактивного забруднення зменшилася більш ніж у 30 разів (90Sr

– у 2 рази). При цьому потужність експозиційної дози випромінювання зменшилася майже в 2800 разів.

В тому ж 1957р. на реакторі АЕС в Уіндекейлі (Англія) сталася аварія внаслідок несправності контрольно-вимірювальної апаратури та помилкових дій персоналу. Відбулося перегрівання активної зони реактора та руйнування оболонок ТВЕЛів. Це привело до викладу в атмосферу радіоактивних речовин сумарною активністю 21кКі, в тому числі 131І 20кКі, 137Сs 600Кі та ін.

53

Потужність експозиційної дози в шлейфі викиду становила 4мР/год, що майже в 400 разів вище за природний фон.

В 1979р. сталася аварія на АЕС в Трі-Майл-Айленді (США). Внаслідок помилкових дій персоналу відбулося розплавлення оболонок майже 50% ТВЕЛів, що призвело до викиду радіоактивних речовин. В реакторному залі потужність експозиційної дози становила 80Р/год, а в інших приміщеннях АЕС – до 10Р/год. Викиди радіоізотопів у довкілля були суттєво зменшені завдяки наявності спеціальної системи захисту. Сумарна індивідуальна еквівалентна доза, отримана населенням, яке проживало від АЕС на відстані 7,5; 13 і 85км за весь період аварії становила,

відповідно, 0,84; 0,71 і 0,01мЗв.

Аварія на 4-му блоці Чорнобильської АЕС (ЧАЕС) за масштабами викиду в довкілля радіоактивних речовин найнебезпечніша і класифікується як глобальна екологічна катастрофа.

Аварія на ЧАЕС була наслідком недосконалості конструкції реактора РВПК-1000 (сповільнювач графіт, теплоносій – кипляча звичайна вода) та відхилень у режимі його експлуатації.

Вона відбулася 26 квітня 1986р. о 1год. 24хв. За першого вибуху гарячі частки палива спричинили паровий вибух, із пошкодженого реактора були викинуті гарячі матеріали. Пошкодження реактора супроводжувалось припливом повітря, що спричинило загорання. Наслідком аварії стало руйнування активної зони реактору, різке підвищення температури, диспергування ядерного палива, утворення речовин, які спричинили подальші вибухи. Реактор повністю розгерметизувався, що спричинило вихід великої кількості радіоактивних речовин у довкілля. Висота викиду досягала 1,5км (у перші 1-3 доби після аварії). Радіоактивність була зумовлена продуктами поділу урану та радіоізотопів, що виникли під дією нейтронів. Своєрідність викинутих при аварії радіоізотопів була в тому, що горів сповільнювач нейтронів – графіт, за високої температури утворилися оксиди та карбіди деяких металів. У викидах зі зруйнованого реактора містились так звані гарячі частинки, а саме частинки палива конденсаційного походження конструктивних елементів реактора (цирконію, необію та ін.). Крім того, була викинута значна кількість стабільних ізотопів токсичних елементів (Rb, Cr, Ba та ін.). Під час аварії у зруйнованому реакторі протікала ланцюгова реакція, що призводила да утворення нових радіоізотопів. Інтенсивні викиди радіоактивних речовин були протягом перших 10 діб після аварії, поки джерело реактора, крізь яке виривався струмінь, не було засипане. Аварійний викид радіоізотопів за цей час за активністю становив близько 50МКі (за деякими оцінками до 90МКі). Радіоізотопний склад викидів аварійного блоку ЧАЕС наведений в табл. 2.8.

Таблиця 2.8. Радіоактивний склад викидів аварійного блоку ЧАЕС

			Частка
Радіоізотоп	Активність викиду, МКі		активності,
		Сумарний викид	викинутої з
	26.04.1986р.	до 06.05.1986р.	реактора на
			06.05.1986р., від
			вмісту на момент
			аварії, %
133Xe	5,0	45,0	100

54

	85mKr	0,15		100
	85Kr		0,9	100
	131I	4,5	7,3	20
	132Te	4,0	1,3	15,0
	134Cs	0,15	0,5	10,0
	137Cs	0,3	1,0	13
	99Mo	0,45	3,0	2,3
	95Zr	0,45	3,8	3,2
	103Ru	0,6	3,2	2,9
	140Ba	0,5	4,3	5,6
	141Ce	0,4	2,8	2,3
	144Ce	0,45	2,4	2,8
	84Sr	0,25	2,2	4,0
	90Sr	0,015	0,22	4,0
	238Pu	1 10-4	8 10-4	3,0
	239Pu	1 10-4	7 10-4	3,0
	240Pu	2 10-4	1 10-3	3,0
	241Pu	0,02	0,14	3,0
	242P			3,0
		3 10-7	2 10-6
	242Cm	3 10-3	2 10-3	3,0
	237Np	2,7	1,2	3,0

Примітка: Похибка оцінки викиду 50%. Вона визначається похибкою дозиметричних приладів, радіометричних вимірів радіоізотопного складу проб повітря та ґрунту, а також усередненням випадінь радіоізотопів по площі.

Вперший період після аварії (1-2 місяці) основними дозоутворюючими радіоізотопами були інертні гази (133Xe, 85Kr,) та 131І, які містилися в радіоактивній хмарі викиду, а також суміші продуктів розпаду ядерного палива, що осіли на грунт. Вони здебільшого були зв’язаними в аерозольних частинках і тому хімічно неактивними. Це спричинило накопичення радіоактивних речовин у верхньому шарі грунту, внаслідок чого вони переносились вітром, пиловими бурями, краплинами дощу на грунт та рослини, зливалися у річки та водоймища.

Внаступний період основна роль у зовнішньому опроміненні належала середньота довгоіснуючим радіоізотопам - 134Cs, 137Cs, 140Ba, 95Zr, 99Mo, 103Ru, 141Ce, 144Ce, 90Sr. Через 2 роки після аварії і дотепер основними дозо-утворюючими радіоізотопами є 90Sr і 137Cs, а в місцях випадання паливних частинок – також радіоізотопи плутонію.

З241Pu утворюється небезпечний α-випромінюючий радіоізотоп 241Аm. Частка

зовнішнього опромінення з роками зменшувалась за рахунок розпаду коротко та середньо-існуючих радіоізотопів, а внутрішнього – збільшувалась. Радіоізотопи 90Sr і 137Cs стали накопичуватись в продуктах харчування. Для більшості території України частка внутрішнього опромінення населення, яке проживає на забруднених територіях, складає у даний момент 75-90% від усього опромінення.

Радіоактивні речовини, які потрапили в атмосферу, у вигляді радіоактивних хмар розносились в різні напрями. Рух цих хмар, із яких радіоізотопи у складі опадів випадали на поверхню Землі, викликав формування так званих радіоактивних слідів.

55

Зміна метеорологічних умов під час викидів радіоактивних речовин із реактора спричинили складну картину забруднення (плямистість) великих територій як в Україні, Білорусі та Росії, так і в багатьох країнах Європи – Австрії, Англії, Болгарії, Греції, Грузії, Італії, Німеччині, Норвегії, Польщі, Румунії, Фінляндії, Швейцарії, Швеції та ін.. Найчіткіше проявляється північний, західний та південний радіоактивні сліди

(рис 2.5).

30 км

Мінськ

БІЛОРУСЬ

Прип’ять

Чорнобиль

Рівне

Житомир

Вінниця

0,05

	Могильов		0,05 1
			2
0,05
			3
	Дніпро	Сож	4
			РОСІЯ

Гомель

Чернігів

Канівське вдсх

Київ

Кременчуцьке вдсх

Черкаси

УКРАЇНА

Кіровоград

Рис. 2.5. Схема радіоактивного забруднення територій внаслідок Чорнобильської аварії: 1 – умовні межі забрудненої території; 2 – межі північного, південного і західного секторів забруднення; 3 – розташування ЛГП (ландшафтно-геохімічних полігонів); 4 – досілдні поля (за Ю.А.Ізраєлем, 1986)

Перші надходження радіоактивних речовин за межами колишнього СРСР було зафіксовано в Швеції 27 квітня 1986 р. В цей день висота радіоактивної хмари була приблизно 1,2 км, максимальний вміст радіоактивних речовин спостерігався на висоті 0,6 км. В наступні дні висота радіоактивної хмари не перевищувала 0,4 км. Але все ж такі легкі радіоактивні речовини, що містили 131I, 134Cs і 137Cs виявилися і на більшій висоті – 6-9 км, а їх малі кількості – навіть в нижніх шарах атмосфери. Тугоплавкі елементи 141Ce, 144Ce, 90Sr в помітних кількостях виявлені у складі опадів лише в межах СРСР.

Частина радіоактивної хмари, яка 27 квітня підійшла до Швеції та Фінляндії (північний слід), попрямувала убік Польщі та Німеччини. Радіоактивні хмари надійшли в інші країни Східної та Центральної Європи 29 та 30 квітня (західний слід). На північний схід Італії радіоактивні речовини у складі повітряних мас надійшли в ніч з 29 на 30 квітня. Швейцарія повідомила про перше надходження

56

радіоізотопів 30 квітня. Рух повітряних мас над Західною Європою в північному напрямку спричинив появу 1 травня радіоактивних речовин у східній Франції, Бельгії, Нідерландах, а 2 травня – в Англії. У Греції зафіксоване випадання радіоактивних речовин на півночі 2 травня, на півдні 3 травня (південний слід). В Ізраїлі, Туреччині, Кувейті відзначалися нижчі рівні радіоактивності. Захід Франції, Іспанії та Португалії також були зачеплені незначною мірою. Не виявлено суттєвого радіоактивного забруднення території Данії внаслідок як низьких рівнів радіоактивності у повітрі, так і відсутності дощових опадів на початку травня.

Подальше атмосферне перенесення радіоактивних речовин спричинило забруднення значної частини північної півкулі Землі. Перше надходження радіоактивних речовин в Японії спостерігалось 3 травня, в Китаї – 4 травня, в Індії – 5 травня, в Канаді і США – 5-6 травня. Все це свідчить про великомасштабне перенесення радіоізотопів над широкими просторами. У південній півкулі Землі підвищення радіаційного рівня внаслідок аварії на ЧАЕС було не суттєвим.

Як вже відмічалось, найбільшого радіоактивного забруднення зазнали Україна, Білорусь і Росія. Загальна площа цього забруднення на території колишнього СРСР становить близько 100 тис. км2 з населенням майже 4,5 млн. чоловік. За деякими даними радіоактивного забруднення в колишньому СРСР зазнали території площею 150 тис. км2 з населенням майже 7 млн. чоловік. Кількість довгоіснуючих радіоізотопів (137Cs і 90Sr), викинутих із зруйнованого реактора ЧАЕС, майже в 600 разів більша, ніж внаслідок вибуху ядерної бомби в Хіросімі, коли в основному утворилися коротко існуючі радіоізотопи. Величина площі територій України, Білорусі та Росії забруднених 137Cs внаслідок аварії на ЧАЕС в залежності від ступеня забруднення, наведено в табл. 2.9.:

Таблиця 2.9. Площа територій (тис. га), забруднених 137Cs

Країна	Ступінь забруднення, Кі/км2
	5-15	15-40	Більше
			40
Україна	235,5	74	68
Білорусь	720,2	406	221
Росія	454	235	36

Найбільшого радіоактивного забруднення зазнали північні та центральні райони України (12 областей з 25), південні райони Білорусі, західна частина Брянської області Росії.

Навколо ЧАЕС створено 30-ти кілометрову Зону відчуження (Зону відчуження і обов’язкового (безумовного) відселення), в яку увійшли міста Прип’ять і Чорнобиль.

Значна частина радіоактивних речовин потрапила у річки та водоймища, найбільше – в Дніпровську гідроекосистему. На сьогодення основними радіоізотопами, що забруднюють води Дніпра є 137Cs і 90Sr. Вміст їх в р.Прип’ть і р.Дніпрі залежить від характеру забруднення водозборів і заплав поверхневого стоку. Значною мірою 137Cs (30-90%) внаслідок седиментації затримався в донних відкладаннях р. Прип’ять і в Київському водосховищі.

57

Протягом кількох перших років після аварії на ЧАЕС до складу водосховищ на р.Дніпро внесено 137Cs за активністю приблизно 4 кКі і 90Sr – 2,5 кКі.

Об’ємна активність 137Cs у Дніпровських водосховищах змінювалась від 37-111 Бк/л у гирлі р.Прип’ять до 1,85∙10-2 Бк/л у воді р.Дніпро біля м.Херсона. Активність 90Sr змінювалась у межах (18,5-55,5)∙10-2 Бк/л.

Слід відмітити, що зараз близько 40% стоку радіоізотопів до каскаду Дніпровських водосховищ формується на території Білорусі, 40% - в 30-кілометровій Зоні відчуження ЧАЕС, 20% - зумовлені стоком з інших територій водозбірної площі.

Треба відмітити, що маса 1 Кі радіонуклідів дуже мала, навіть при високих щільностях поверхневого забруднення масові масові кількості викинутих з реактора радіоактивних речовин дуже незначні (таб 2.10). Оскільки масові кількості радіонуклідів, що потрапили в

Таблиця 2.10. Маса радіоактивних ізотопів стронцію і цезію що виділилися з 4 реактора Чорнобільсьскої АЕС

Радіонуклід	Маса одного Кі		Загальна	активність			Загальна		маса
	радіонукліда		радіонукліда,		що		градуонуклда,
			виділився		з		що	виділився з
			реактора, МКі				реактора, г
89Sr	3,55 · 10-5		2,2					78,1
90Sr	6,8 · 10-3		0,22					1496
134Cs	8,24 · 10-4		0,5					412
137Cs	1,19 · 10-4			1				119
біосферу, вкрай малі, їхній			хімічний	вплив		не		може	змінити		історично
встановлений хід		біогеохімічних		циклів.		Тільки зосередження					значної

радіоактивності в якому-небудь компоненті біосфери внаслідок радіаційної дії на біоту, або надходження радіонуклідів з раціоном харчування до людини може мати значення для біосфери. Таким чином кількість чорнобильських біогенних радіонуклідів, що має значення для біосфери становить масу лише біля 2 кг. Важливо це добре розуміти.

ЯДЕРНІ ВИБУХИ. Масштаби та рівні радіоактивного забруднення при вибуху ядерної (це називають атомної) бомби залежить від типу ядерної вибухівки (235U чи 239Pu), виду вибуху (космічний, висотний, повітряний, приземний, наземний, підземний, надводний чи підводний), потужності заряду, метеорологічних і топографічних умов.

Перше в історії випробовування ядерної зброї було здійснено 16 липня 1945р. в США. Друга і третя ядерні бомби вибухнули 6 і 9 серпня 1945 р. над японськими містами Хіросіма і Нагасакі. Випробовування першої ядерної зброї в колишньому СРСР відбулося в 1949 р., в Англії – в 1957р., в Франції – в 1960р., в Китаї (КНР) – в 1964р. Термоядерну зброю було випробувано в США в 1952р., в СРСР – в 1953р., в Китаї – в 1967р., в Англії і Франції – в 1968р. Найінтенсивніші ядерні вибухи припадали на періоди 1954 – 1958р.р. і 1962 – 1962р.р.

В 1963р. між СРСР, США і Англією було підписано «Московський договір про припинення випробовувань ядерної зброї в атмосфері, під водою і в космосі». Пізніше

58

КНР і Франція наклали мораторій на такі випробовування. В табл. 2.11. наведена кількість ядерних випробувань в атмосфері США, СРСР, Франції, Китаї та Англії.

Таблиця 2.11. Кількість ядерних випробовувань в атмосфері та сумарна потужність вибухів (за Коротковим та ін., 2002)

Країна	Кількість ядерних		*Сумарна
	випробовувань (%)		потужність у
			Мт (%)
США	193	(45,6)	72,1 (33,2)
СРСР	142	(33,6)	110,9	(51,1)
Франція	45 (10,6)		10,9 (5)
Китай	22	(5,2)	12,7	(5,8)
Англія	21 (5)		10,6	(4,9)

* - Мт – мегатонна за тротиловим еквівалентом; ядерний вибух 1кг 235U або 239Pu, при повному поділі всіх ядер, еквівалентний за кількістю енергії, що виділяється в результаті вибуху 20 кілотонн тротилу.

З урахуванням наземних, підземних і підводних випробувань ядерної зброї, колишній СРСР здійснив 715 ядерних вибухів, США – 1030, Англія – 43, Франція – 198, Китай – 43. В 1998 році випробування ядерної зброї розпочаті в Індії та Пакистані.

Випробовування ядерної зброї США проводили на Невадському полігоні, в районі атолів Джонсон, Бікіні і Єніветок, в штаті Нью-Мексико (Аламогордо) та Аляска. В колишньому СРСР вибухи ядерних бомб здійснювали на Новоземельському та Семипалатинському полігонах, військові навчання із застосуванням ядерної зброї проводилися в Оренбурзьській області (поблизу Тоцька). Франція проводила ядерні вибухи на атолах Французької Полінезії (Муруроа), в Реггані та Ін-Єкере (пустеля Сахара, Алжир). Англія здійснювала випробування ядерної зброї на Невадському полігоні (США), та підземні ядерні вибухи поблизу західного узбережжя Англії та на півдні Австралії. Китай проводив ядерні вибухи на Обнорському полігоні.

Підраховано, що за період випробовувань ядерної і термоядерної зброї з 1945р. по 1962р. утворилися найнебезпечніші для живих організмів, в тому числі людини, радіоізотопи 90Sr і 137Cs на Землі за активністю 19,310ּ 6Кі та 32,710ּ 6Кі, відповідно. В організмі людей, які жили в районах, що прилягають до полігонів випробовувань ядерної зброї, концентрація 90Sr і 137Cs підвищилася більше ніж у 100 разів.

Під час ядерного вибуху відбувається некерована ланцюгова реакція при діленні 235U або 239Pu. Щоб відбулася ця реакція, маса речовини, яка ділиться, повинна перевищувати критичну масу вибуху (Ккр), яка залежить від густини матеріалу (ρ) та її геометричної конфігурації. Для 235U ρ = 19,5г/см3 і при сферичній формі вибухової системи (критичний радіус (Rкр) дорівнює 9 см) Мкр = 50 кг: для 239Pu – ρ = 19,8г/см3, Rкр = 5,1 см, Мкр – 11 кг. До вибуху критична маса заряду поділена на частки масою лише 1 кг. Для того, щоб відбувся ядерний вибух ці частки хімічним вибухом зближають, щоб утворилася загальна маса, яка дорівнює критичній. Якщо прореагують всі атоми в 1 кг 235U, то виділяється енергія приблизно 1014Дж, що

59

еквівалентна енергії яка виділяється під час вибуху 20 кілотонн 2,4,6-тринітротолуолу (тротилу). А результаті великого виділення енергії в епіцентрі вибуху бомби температура досягає 106 0С, тиск – 1012атм, а речовина заряду перетворюється на плазму (високоіонізованний газ), яка розкидається вибухом. Наслідком вибуху є ударна хвиля, яка викликає великі руйнування. При наземних і підземних ядерних вибухах виникають сейсмічні хвилі, які призводять до коливань в поверхневому шарі землі, що нагадують землетрус. Підводні ядерні вибухи супроводжуються утворенням у товщі води потужної ударної хвилі, а на поверхні води – гравітаційних хвиль (до 10

– 20 м висотою).

Одним із уражуючих факторів ядерного вибуху є світлове випромінювання, яке нагадує сонячне. До його складу входить ультрафіолетове (13%), видиме (31%) та інфрачервоне (56%). Воно приводить до виникнення пожеж, опіків відкритих частин тіла та очей.

Під час вибуху ядерної бомби виникає також потік іонізуючої радіації (нейтрони, β-, γ- і -промені), який складає приблизно 5% всієї енергії, що виділяється, а також відбувається радіоактивне забруднення місцевості продуктами поділу речовин, ядра яких діляться, та тими, що виникають в ядерних реакціях за участю нейтронів. Характеристика радіоактивної хмари за ядерного вибуху в атмосфері, від його потужності наведені в табл. 2.12:

Таблиця 2.12. Характеристика радіоактивної хмари під час ядерного вибуху в атмосфері

Потужніст	Максимальна	Максимальні розміри		Час
ь вибуху,	висота	хмари, км		підіймання на
кілотон	підйому	діаметр	висота	максимальну
тротилу	хмари, км			висоту, хв
50	10	7,4	3,9	9
100	11,7	9,3	4,9	9
300	15	13,4	6,(	8
500	16,5	16,0	7,6	7,5
1000	19,4	20,0	9,7	6,8

Під час наземного, приземного і низького тропосферного ядерних вибухів вогняна куля торкається поверхні Землі, піднімається вгору пил, радіоактивні частинки стикаються з частинками землі і випадають поблизу епіцентру вибуху. За температур, які виникають у вогнищі вибуху, згорає все що може горіти. При цьому утворюється велика кількість аерозолів (попелу та сажі), що разом з пилом суттєво (до 20 разів) може знижувати прозорість атмосфери, а отже досягнення поверхні Землі сонячного випромінювання.

За висотних вибухів вогняна куля не дотикається до поверхні Землі і значних радіоактивних опадів у вогнищі вибуху та шляхом поширення радіоактивної хмари не відбувається. Радіоактивні продукти у цьому випадку, в основному, перебувають в атмосфері. Час їх знаходження там залежить від їх фізичного стану (газоподібні або аерозолі), потужності вибуху і висоти радіоактивної хмари, географічної широти місцевості, пори року тощо і становить 1 – 5 років.

60

Радіоізотопи, які потрапили в атмосферу під час вибухів ядерних бомб, розносяться повітряними потоками по всій Землі, випадають на поверхні континентів, морів і океанів, що спричиняє забруднення ґрунту і води. Радіоактивні опади після вибуху ядерних бомб належать до глобальних.

Під час ядерного вибуху в процесі поділу ядер 235U або 239Pu утворюється близько 200 радіоізотопів 36 хімічних елементів. Кількість їх залежить від речовини, яка ділиться (235U або 239Pu) та енергії нейтронів, що викликають ядерні реакції. Відносний вміст цих радіоізотопів варіює від десятих часток до кількох відсотків від загальної кількості.

Радіаційний вплив радіоізотопів, які утворилися при вибуху ядерної бомби, спричиняють внутрішнє (вдихання з повітрям, вживання продуктів харчування і питної води, через шкіру та ушкодження на ній) і зовнішнє (радіоізотопи на поверхні землі і водоймищ, в приземному шарі атмосфери) опромінення.

Радіоізотопи, які утворюються при ядерних вибухах, є переважно β- і γ- випромінювачами, невелику кількість складають α-випромінювачі 144Nd, 147Sm, а також радіоізотопи урану, плутонію, америцію.

Основний внесок опромінення живих організмів, в тому числі людини, вносять радіоізотопи:3H, 14C, 54Mn, 55Fe, 85Kr, 89Sr, 90Sr, 95Zr, 103Ru, 106Ru, 131I, 134Cs, 137Cs, 140Ba,

141Ce, 144Ce, 235U, 238Pu, 239Pu, 241Pu, 241Am. Характеристика деяких з них, які найнебезпечніші для людини, наведена в табл. 2.13:

Таблиця 2.13. Найнебезпечніші для людини радіоізотопи, що виникають під час ядерного вибуху

			Радіоактивність при
Радіоізотоп	Період напіврозпаду		ядерному вибуху, яка
			еквівалентна вибуху
			1Мт тротилу, МБк
89Sr	53 доби		7,410ּ	11
90Sr	286 років		3,710ּ 9
95Zr	65	діб	9,310ּ	11
103Ru	40	діб	6,810ּ	11
106Ru	1 рік		1,110ּ	10
131I	8,02	доби	4,610ּ	12
137Cs	30 років		5,910ּ 9
141Ce	1 рік		1,410ּ	12
144Ce	33 доби		1,410ּ	11

Серед цих радіоізотопів найбільшу потенційну небезпеку для людини становлять 90Sr і 137Cs, які в значення кількості утворюються під час ядерного вибуху (відповідно 3,5 і 5,6% від загальної кількості), мають відносно великий період напіврозпаду (28,6 і 30 років) і здатні інтенсивно всмоктуватися в кров з травного каналу (9 і 100%). Ці радіоізотопи діють на організм також як важкі метали (див. розділ 5). Біологічна дія 90Sr приблизно в 10 разів більша, ніж 90Sr, а 239Pu – в 1000 разів при їх потраплянні в організм.