«Допустимые» выбросы радионуклидов

Ни один из атомных реакторов не может работать без выбросов образующихся в нём радионуклидов в окружающую среду. Основное количество радиоактивных газов и аэрозолей удерживается фильтрами, но всё же часть опасных радионуклидов попадает в окружающую среду. В России Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных станций (СП АС-03) устанавливают величины для «годовых допустимых выбросов радиоактивных газов и аэрозолей АС [атомных станций] в окружающую среду», а также для контрольных выбросов радиоактивных газов и аэрозолей АЭС в атмосферу за сутки и за месяц. Нормируются выбросы лишь нескольких радионуклидов: смеси инертных радиоактивных газов (ИРГ – Ar-41, Kr 85, Xe-133, Xe-135, Xe-131m и др.), йода-131 (период полураспада около 8 дней), кобальта-60 (период полураспада 5,27 лет), цезия-134 (период полураспада примерно 2 года) и цезия-137 (период полураспада 30,17 лет).

Годовые допустимые выбросы радиоактивных газов и аэрозолей атомных станций в окружающую среду Credit: СП АС-03

Интересно отметить, что для разных типов реакторов установлены разные величины «допустимых выбросов». Например, для АЭС с ВВЭР «годовой допустимый выброс» йода-131 составляет 16 гигабеккерель (ГБк), а для АЭС с РБМК «годовой допустимый выброс» йода-131 более чем в пять раз выше – 93 ГБк. Получается довольно странная ситуация, или рядом с РБМК живут люди в пять раз менее восприимчивые к радиоактивному йоду. Или I-131 из РБМК в пять раз менее опасен, чем I-131 из ВВЭР…

Дискуссия о «разрешённых выбросах» АЭС возобновилась после обнародования в ходе общественных слушаний в январе информации о значительном росте выбросов радионуклидов при переходе Ростовской АЭС на мощность 104% от номинальной.

Вопрос о том, насколько опасны «разрешённые» выбросы радиоактивных газов и аэрозолей, не так прост. С одной стороны, АЭС не превышает установленных норм. С другой стороны, не стоит недооценивать опасность искусственных радионуклидов. Ряд эпидемиологических исследований, проведённых в Великобритании, Франции, США и Германии показывает, что наблюдается значительный рост числа онкологических заболеваний у людей, особенно детей, проживающих поблизости от работающих АЭС. Например, исследование KiKK, проведённое по заказу правительства ФРГ в 2003-07 годах, установило, что риск развития рака у детей, проживающих в непосредственной близости от немецких атомных электростанций, существенно выше, чем у сверстников, живущих вдали от АЭС. Риск заболеваний лейкемией у детей в возрасте до 5 лет, живущих близ АЭС, примерно удваивается. Эффект наиболее заметен на расстояниях до 10 километров и сходит на нет на расстояниях более 50-и километров от АЭС. Учёные склонны объяснить это именно рутинными «разрешёнными» выбросами атомных станций.

Очевидно, что даже рядом с АЭС наблюдаемая концентрация радионуклидов в воздухе и почве весьма мала из-за эффекта разбавления. Никто прямо сейчас от вдыхания радиоактивного воздуха или потребления местных продуктов питания и воды не умрёт.

Но также не вызывает сомнений, что поступление радионуклидов в организм человека из радиоактивного облака и с содержащими радионуклиды продуктами приведёт к дополнительному внутреннему облучению, и это всё же будет иметь свои последствия, но они относятся не к строго предопределённым и зависящим от полученной дозы «детерминированным эффектам», а к так называемым вероятностным или «стохастическим» эффектам.

Вот так это понятие определено в Основных санитарных правилах обеспечения радиационной безопасности: «Эффекты облучения стохастические – вредные биологические эффекты, вызванные ионизирующим излучением, не имеющие дозового порога возникновения, вероятность возникновения которых пропорциональна дозе, и для которых тяжесть проявления не зависит от дозы» (ОСПОРБ-99/2010, статья 70). То есть, независимо от дозы, полученной в результате вдыхания выброшенных АЭС радионуклидов, кто-то из подвергшихся дополнительному облучению заболеет, проявятся «вредные биологические эффекты». Это может быть онкологическое заболевание, расстройство иммунной системы или что-либо ещё. Поскольку выбросы от работающих АЭС могут разноситься потоками воздуха на стони километров, выяснить, кто именно заболел из-за этого дополнительного облучения невозможно. Но для населения, для популяции в целом, даже «разрешённые» выбросы несут риск, и этот риск признан юридически, например в ОСПОРБ-99/2010.

В качестве примера данных, представляемых атомной промышленностью, приведём сведения из вынесенных на общественные обсуждения «Предварительных материалов оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) эксплуатации энергоблока №3 Ростовской АЭС в 18-месячном топливном цикле на мощности реакторной установки 104% от номинальной с вентиляторными градирнями». ОВОС состоит из трёх книг общим объёмом более 1200 страниц, документ до слушаний был опубликован на сайте Администрации Волгодонска.

В ОВОС даются следующие оценки увеличения дозы внешнего и внутреннего облучения населения при нормальной эксплуатации энергоблоков Ростовской АЭС на номинальной мощности: «увеличение годовой дозы внешнего гамма-излучения от радиоактивных выпадений за 40 лет составляет приблизительно 60%» (книга 2, стр. 250), «увеличение дозового воздействия за счет пероральных поступлений в течение 50-летнего периода эксплуатации АЭС не превышает 5-7 %» (книга 2, стр. 252).

Радионуклиды «глобального характера»

Следует также обратить особое внимание ещё на несколько радионуклидов, выбросы которых (пока) нормативными документами не ограничены, но которые, из-за их свойств могут быть отнесены к радионуклидам «глобального характера». Это тритий («сверхтяжёлый водород») с периодом полураспада 12,3 лет, углерод-14 (период полураспада 5730 лет) и йод-129 (период полураспада 15,7 миллионов лет).

Вот что о воздействии этих радиоактивных веществ говорится в ОВОС Ростовской АЭС (книга 2, стр. 253): «Отдельного внимания заслуживает рассмотрение вопроса возможности поступления от Ростовской АЭС нуклидов «глобального класса» – углерода-14, йода-129, трития. Эти изотопы характеризуются большим периодом полураспада, и входят в состав основных биогенных элементов.

Реакторы с аппаратами ВВЭР-1000 имеют наименьший нормализованный выброс по 14С. Он составляет 0,1-1 ТБк [терабеккерель – 1000 гигабеккерель] /ГВт (электрических) в год. […] Выбросы атомными станциями с ВВЭР-1000 йода-129 составляют лишь несколько десятков кБк в год, и вследствие малости величин, для этого изотопа предельно допустимого выброса санитарными правилами не установлено. […] Тритий – радиоактивный изотоп водорода легко переходит в окись трития (тяжелая вода), вследствие чего трудно выделим из жидких сред, присутствующих на АС.

Сведения о тритии в ОВОС Ростовской АЭС. Credit: ОВОС

Тритий практически не улавливается на очистных сооружениях станции. Он легко проникает в окружающую среду и так же, как 14С и 129I, мигрирует на большие расстояния. […]

За счет организованных и неорганизованных протечек первого контура тритий попадает в другие технологические водные системы станции и с газоаэрозольными выбросами и жидкими сбросами поступает в окружающую среду. Жидкие сбросы РоАЭС реализуются в брызгальные бассейны, расположенные на промплощадке, потому, хотя непосредственного поступления в окружающую среду тяжелой воды – нет, возможно распространение трития в результате испарения воды брызгальных бассейнов и капельного уноса».

Данные о количестве трития, ежегодно выбрасываемого АЭС в окружающую среду, в ОВОС не приводятся, по сравнению с АЭС аналогичной мощности можно заключить, что они могут составлять до 1000 ГБк в год для каждого из энергоблоков.

В ОВОС Ростовской АЭС сообщается, что в ряде наблюдательных скважин на на территории промплощадки обнаружено довольно заметное превышение по сравнению с фоном концентрации трития. Например, в наблюдательной скважине №1 первого водоносного горизонта объёмная активность трития в 2017 году составляла от 368 до 408 Бк/л, в наблюдательной скважине №13 – от 356 до 570 Бк/л (ОВОС, книга 1 Таблица 6.4.1.2.2). Это в 120-200 раз превышает фоновые концентрации (1,9-3,8 Бк/л) но в то же время значительно ниже уровня вмешательства по НРБ-99/2009, составляющего 7600 Бк/л. По данным ОВОС концентрация трития в водоёме-охладителе не столь значительно превышает фоновые значения, это связано с регулярно приводимой «продувкой», то есть сбросом воды в реку Дон.

Проблема радионуклидов «глобального характера» состоит в том, что они (кроме трития) очень долгоживущие, и в результате работы всех атомных реакторов Земли концентрация этих радионуклидов на планете повышается. Радиоактивный углерод и тритий легко включаются в биологический круговорот веществ, для них нет барьеров для попадания в пищу людей. Йод-129, как любой другой йод, будет накапливаться в щитовидной железе людей, при оценке его влияния на здоровье существуют серьёзные неопределённости.

Тема штатных, «разрешённых» выбросов АЭС России и мира является одной из наиболее важных для понимания воздействия атомной энергетики на окружающую среду и население. Очевидно, большинство граждан страны понимает, что при происшествиях и авариях возможен выход радионуклидов в окружающую среду, но вероятность радиационных аварий и катастроф довольно мала, АЭС взрываются не каждый год. Но о ежедневных выбросах АЭС, о риске накопления в окружающей среде «глобальных» радионуклидов известно меньше. К сожалению, ни один из реакторов, ни одна из АЭС не может работать без образования газообразных и жидких радиоактивных отходов, часть из которых неизбежно попадает в окружающую среду.