Фоновое содержание трития в компонентах окружающей среды семипалатинского испытательного полигона

Тритий — радиоактивный изотоп водорода — был открыт американскими физиками в 1939 г. Это чистый Р-излучатель с периодом полураспада ~12,4 года. Максимальная энергия распада трития равна 18,6 кэВ, средняя энергия Р-частиц — 5,7 кэВ. В естественных условиях тритий образуется в атмосфере при взаимодействии протонов и нейтронов космического излучения с водородом, кислородом и аргоном, а также в литосфере и гидросфере при взаимодействии нейтронов с литием земной коры (Schell, 1974).

Содержание трития в окружающей среде обусловлено тритием естественного происхождения, ядерными испытаниями и промышленными ядерными объектами.

В настоящее время основным источником техногенного трития является атомная промышленность. В 35 странах мира функционирует более 500 больших реакторов. Тритий образуется при работе ядерных реакторов всех типов. Источниками его являются реакции деления тяжелых ядер и взаимодействие быстрых нейтронов с ядрами бора, лития, дейтерия (Weinberg, 1981). По данным работ (Garbinsky, 1979; Pilmer, 1973), сбросы трития с жидкими отходами при работе реакторов разного типа составляют 5-130 ТБк/год. Заводы по переработке использованного ядерного горючего выбрасывают в окружающую среду в год около 600 ТБк трития в виде газообразных и около 15 ПБк — в виде жидких отходов. 

В нашей стране мощным источником антропогенного трития является Семипалатинский испытательный полигон. При проведении исследований на территории Семипалатинского испытательного полигона тритий был зафиксирован на поверхностных и подземных водах, растительности, атмосфере, снежном покрове.

Испытания осуществлялись на площадках “Дегелен” и “Балапан”, где проводились подземные ядерные испытания, а также в местах проведения воздушных, наземных и эскавационных ядерных испытаний – площадка “Опытное поле” и “Атомное” озеро. Сравнение результатов данных по содержанию трития в исследуемых объектах проводились с результатами анализа контрольных проб с участков. Пробы были взяты из почвы, атмосферного и почвенного воздуха.

Установлено, что присутствие окисленной формы трития НТО в воздушной среде зафиксировано на всех объектах исследования. Значения объемной активности изменяются в диапазоне значений от 1 до 30 Бк/м3 (О.Н. Ляхова, С.Н. Лукашенко, Л.В. Тимонова, Д.В. Турченко, 2016).

Вследствие проведения исследований на почву выяснилось, что в местах проведения подземных ядерных испытаний тритий присутствует в почве в значимых количествах. При проведении же наземных ядерных взрывов в основном весь тритий выбрасывался в атмосферу, переносился с воздушными потоками и превращаясь в тритиевую воду, выпадал с дождевыми осадками (Л. В. Тимонова, О. Н. Ляхова, С. Н. Лукашенко, А. О. Айдарханов, 2015).

И отсюда, вероятна химическая токсичность трития. Косвенным подтверждением этого служат работы К.А.Бадановой и М.И.Блейка, в которых показано, что тритиевая вода отрицательно влияет на рост и развитие растений (Баданова, 1956; М.И.Блейка 1968,1969).

По данным исследовании проводимых в лаборатории радиологических исследований химического факультета КазНУ им. Аль-Фараби (г. Алматы) на расстоянии 300 м до «Атомного» озера (р. Ашысу) в поверхностной воде содержание трития составило 69 Бк/л. Содержание трития в поверхностной воде самого «Атомного» озера составило 117 Бк/л, более высокая концентрация трития было обнаружено на расстоянии 1 км от «Атомного» озера в сторону реки Чаган 240 Бк/л (Д. Е. Иминова, 2017).

Концентрация трития в приземном слое снежного покрова достигает 70 Бк/кг, при том что фоновые концентрации трития для данной местности находятся ниже уровня 10 Бк/кг (Д. В. Турченко, С. Н. Лукашенко, А. О. Айдарханов, О. Н. Ляхова, 2018).

Согласно данным П.А. Пономаренко, М.А. Фролова увеличение активности трития на Земле от испытаний ядерных боеприпасов в 1980 году составило 0,25%, а в настоящее время ~0,02%.