количестве. Эти радиоактивные отходы не должны поступать в окружающую среду. Их концентрируют, заключают в контейнеры и помещают на длительное хранение.
Хранение радиоактивных отходов — одна из сложнейших проблем ядерной промышленности. Ведь речь идет о тысячах мегакюри радиоактивных веществ! Среди них стронций-90 и цезий-137 имеют период полураспада около 30 лет. Это значит, что хранение должно предусмотреть их изоляцию минимум на сотни лет вперед! Не случайно проблеме хранения радиоактивных отбросов, т. е. проблеме безопасности атомной промышленности, было посвящено так много докладов на 4-й Женевской конференции 1971 г. (78 докладов из 505 представленных на конференции).
В настоящее время радиоактивные отходы в разных странах, на различных заводах хранят по-разному. Обычно после концентрации их помещают в бетон или битум. Часто используется захоронение в отработанных соляных шахтах. Многие заводы производят захоронение радиоактивных отбросов на большую глубину в специально выбранных породах, находящихся в области с низкой сейсмической активностью и свободных от циркулирующих подземных вод. (Радиоактивные отбросы изолированы от подземных вод толстым непроницаемым слоем глины.)
Высокорадиоактивные отходы перед захоронением включают в специальные расплавы, затвердевающие при охлаждении (например, фосфатное стекло и др.). Некоторые страны практикуют сбрасывание бетонных контейнеров с радиоактивными отбросами на большую глубину в океан, что, конечно, потенциально несет большую опасность, чем захоронение в силикатных породах.
Как показала последняя Женевская конференция, в этой области еще много проблем, и возникают все новые и новые проекты их разрешения. Так, большое внимание привлек проект использования подземных ядерных взрывов для захоронения радиоактивных отходов. По идее автора этого проекта А. Вильсона из Австрии, в толстом пласте силикатной породы с низкой проницаемостью на глубине нескольких километров производится подземный атомный взрыв. В образовавшуюся полость вводят жидкие отходы с высокой активностью, которые от высокой температуры в полости испаряются, оставляя в ней твердые радиоактивные вещества. Вводя все новые и новые жидкие отходы, ими заполняют всю полость. Вследствие радиоактивного распада вся масса разогревается до высокой температуры, плавится и спекается с окружающей силикатной породой. Через десятилетия порода остынет, затвердеет, и радиоактивные вещества, связанные в решетке породы, смогут столетия храниться без соприкосновения с внешней средой.
Много других проектов и предложений обсуждается и используется на практике. Важно, что образовавшиеся радиоактивные вещества находятся под контролем: они не поступают в окружающую среду стихийно. Чем шире развивается ядерная энергетика, тем более совершенные методы будут изыскиваться для изоляции контролируемых радиоактивных отходов.
Следует сказать несколько слов о судьбе низкорадиоактивных жидких отходов, образующихся в процессе работы силового реактора и генерирующих заводов. Широко практиковавшиеся в начале развития атомной промышленности сбросы отходов в близлежащие водоемы (озера, реки, моря) привели к местному радиоактивному загрязнению территорий вокруг этих заводов. Так, например, в Англии такие сбросы проводились и в моря, окружающие Британские острова, и во внутренние воды.
Английский исследователь Н. Т. Митчелл опубликовал в 1971 г. результаты обследования Трансвиннидского озера, в воды которого в течение ряда лет сбрасывались жидкие отходы из реактора, работающего в его окрестностях. По подсчетам Р. Брайанта и Ф. Марли, радиоактивность нуклидов, сброшенных за год этим реактором, составила около 4 Ки. Среди них преобладали радиоактивные элементы серы, кальция, стронция, цезия. Попадая в пресную воду озера, эти элементы поглощались водорослями, планктоном, а после их отмирания оседали на дно или попадали в организм рыб, поедающих планктон и водоросли.
В один из летних дней экспедиция, организованная Митчеллом, отобрала весь дневной улов примерно у ста рыбаков-любителей, ловивших окуньков и форель в этом озере. Рыба была тщательно исследована. На 1 г сырого веса форели приходилось около 1 пКи, а окуня — в 2–3 раза больше радиоактивных нуклидов из отходов (радиоактивность, вызванная осадками от испытания ядерного оружия сюда не входит). Была рассчитана доза облучения, которую бы получил человек за год, если бы он ежедневно съедал 100 г рыбы из Трансвиннидского озера. Она оказалась равной 20 мрад в год, т. е. примерно в 6–7 раз меньшей, чем человек получает от естественной радиации (120–140 мрад в год).
Аналогичные исследования проводились в США на р. Гудзон, куда сбрасывались отходы атомного реактора. Концентрация радионуклидов в рыбе, обитающей в солоноватых водах Гудзона, была почти на два порядка ниже, чем в рыбе пресного озера Трансвиннид. Следовательно, и население, потребляющее эту рыбу, могло получить лишь десятые доли миллирад за год. Радионуклиды, попадая в воды рек, по мере удаления от источника разбавляются, сорбируются и осаждаются с илом, что снижает возможность попадания в организм человека.
Тем не менее национальный санитарный надзор и рекомендации Международной комиссии по радиационной безопасности строго ограничивают размеры допустимых отбросов. Этому способствует и улучшение техники предварительной очистки жидких отходов от радиоактивных веществ.
Таким образом, с точки зрения глобального радиоактивного загрязнения биосферы нашей планеты на всех стадиях промышленного производства атомной энергии только три радионуклида — тритий, криптон-85 и радиоизотопы йода могут быть потенциально опасными.
Наибольшую опасность несет тритий. Это относительно долгоживущий изотоп: период его полураспада равен 12 годам. Следовательно, он будет накапливаться в атмосфере. Определения показали, что уже к 1970 г. атомная промышленность выбросила в атмосферу около 1 МКи трития. С развитием ядерных энергетических реакторов есть все основания ожидать к 1980 г. увеличения содержания трития в атмосфере Земли до 34 МКи, к 1990 г. — до 200, а к 2000 г. — до 720 МКи.
Тритий, обладающий всеми химическими свойствами обыкновенного водорода, будет легко образовывать воду, содержащую тритий (НН3О). Это приведет к равномерному его распределению в атмосфере, в морях и океанах, а также в живых организмах, содержащих много воды и достаточно водорода во всех химических компонентах (жирах, белках, углеводах и др.). Молекулы воды, содержащие тритий, ничем химически не отличаются от обычной воды. Это делает невозможной очистку воды от трития, создает почти непреодолимые трудности в очистке от трития выходных газов. Но эти же свойства трития приводят к тому, что он не концентрируется в тканях организмов. Концентрация трития в живых организмах будет такой же, как и в окружающей среде.
Итак, 720 МКи трития поступит к 2000 г. в окружающую среду. Как оценить эту цифру? Какую реальную опасность несет она населению нашей планеты?
Прежде всего следует напомнить, что в воде рек, озер, морей и океанов, в питьевой воде, воде нашего тела тритий присутствует постоянно (правда, в очень малых количествах). (Выше говорилось о его образовании при ядерных, каскадных реакциях в атмосфере, вызываемых космическими лучами.) Мировые запасы трития в доатомный период оценивались в 27 МКи. Следовательно, к 2000 г. его содержание увеличится за счет атомных электростанций примерно в 30 раз. Если за норму принять содержание трития в 1963 г., то, как это ни странно, оно не только
