Арктическая наука добралась до зоны отчуждения ЧАЭС
В начале августа трое молодых ученых Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Российской академии наук (ФИЦКИА РАН) вместе с коллегами из Института радиобиологии Национальной академии наук Беларуси провели совместную экспедицию в Полесском государственном радиационно-экологическом заповеднике.
30-километровая зона отчуждения была организована в Гомельской области БССР в 1988 году. Это наиболее пострадавшие от аварии на Чернобыльской АЭС районы Республики Беларусь.
Экспедиция проводилась в рамках международного проекта Российского фонда фундаментальных исследований «Накопление и миграция радионуклидов атмосферных выпадений в торфяно-болотных экосистемах Европейской Субарктики России и Белорусского Полесья». Мы беседуем с инициатором проекта, участником экспедиции, заведующим лабораторией экологической радиологии ФИЦКИА РАН Евгением Яковлевым.
– Евгений, давно вы работаете над этой темой?
– В 2018 году мы совместно с белорусскими коллегами написали заявку на грант, она прошла процедуру рассмотрения в РФФИ, а в марте 2019-го мы получили финансовую поддержку для реализации проекта.
– Вы поехали в Полесский заповедник, а насколько высок там радиационный фон?
– В некоторых местах он практически в сто раз превышает фон на территории Архангельской области. Дозиметры на некоторых участках глубокой зоны показывают более девяти микрозивертов в час. До реактора Чернобыльской АЭС – всего 10 километров. Большая часть радиоактивного облака выпала на приграничную территорию Белоруссии и Украины, где и был создан Полесский заповедник. Надо отметить, что и на украинской части зоны отчуждения тоже создан подобный радиационно-экологический заповедник.
Если просто ходить по дорогам и ничего не трогать, средства защиты не требуются, но для проведения различных работ в этих местах защита нужна. У нас были защитные костюмы, маска для защиты органов дыхания, специальная шапка, перчатки. Основная угроза для организма связана с наличием альфа- и бетачастиц, испускаемых при распаде радионуклидов (изотопов плутония, америция, урана, стронция-90). Длина пробега альфа-частиц на воздухе небольшая – всего несколько сантиметров. Проникающая способность также невелика, затормозить альфа-излучение способен простой лист бумаги. А вот у бета-частиц пробег и проникающая способность несколько выше, однако при небольшом потоке бета-излучения плотная одежда вполне способна защитить.
При выходе с территории заповедника нужно пройти через зону дозиметрического контроля. Такому контролю подвергается и автомобильный транспорт, выезжающий из заповедника. На пунктах санитарной обработки проводится дезактивация транспорта специальным раствором. Спецодежда также проходит контроль, замеряется загрязненность поверхности бета-частицами. Утилизировать спецодежду не надо – есть способы дезактивации.
– Страшно было заходить в такую зону?
– Естественно. Когда ты смотришь на дозиметр и видишь, что при продвижении вглубь 30-километровой зоны отчуждения доза радиации постоянно увеличивается, становится не по себе. Хотя ты понимаешь, что этот уровень радиации при кратковременном воздействии и при наличии средств защиты не способен нанести сильный вред организму.
– Это безлюдная территория, но животные, вероятно, там обитают?
– Да, по словам сотрудников заповедника, биоразнообразие там сильно увеличилось, поскольку прекратилась человеческая деятельность. Возросла популяция зубра, завезенного сюда из Беловежской пущи, косулей, кабанов, лосей и особенно птиц. Зарубежные ученые-орнитологи считают это хорошим местом для проведения наблюдений за птицами.
– Вам встречались мутирующие особи?
– Нет, такого не видели. А вот покинутые села, дома вызывают гнетущее впечатление. Некоторые деревенские дома до сих пор выглядят очень добротно. На части из них есть надписи «1984», свидетельствующие о годе постройки. Много брошенных сельскохозяйственных, технических зданий и сооружений.
– Там ведутся постоянные научные исследования?
– Территория находится под постоянным наблюдением профильных научных организаций. Это не только Институт радиобиологии Академии наук Беларуси, но и научные отделы самого заповедника, обладающие большой лабораторной базой и работающие по проектам МАГАТЭ. Они ведут постоянный радиационно-экологический мониторинг, проводят исследования биологического разнообразия растительного и животного мира.
Пока радиоактивность в зоне отчуждения будет увеличиваться. Пик повышения придется на 2059 год за счет долгоживущего изотопа америция-241, являющегося дочерним продуктом распада плутония-241. Затем постепенно его концентрация начнет снижаться.
– В чем заключалась ваша работа непосредственно на месте?
– Задача наших исследований заключалась в отборе торфяных колонок, которые позволяют проследить вертикальную миграцию радионуклидов по разрезу. Торф накапливается постепенно и за 50 лет может нарастать на 30–40 и более сантиметров. Все зависит от территории, климатических условий. Формируется слой, в котором фиксируются все загрязнители, которые были тогда и есть сейчас.
– То есть еще до Чернобыля торф в разных точках Земли накапливал радиацию?
– Глобальное выпадение радионуклидов от мощных ядерных
взрывов в атмосфере происходило во всем мире до 1962 года. Такие испытания
проводились, пока США и Советский Союз не заключили договор об их прекращении.
Циркуляция атмосферы имеет глобальный масштаб, поэтому процесс выпадения на
поверхность земли
радионуклидов шел активно. Пик 1962 года четко фиксируется в торфяном разрезе –
и в Белоруссии, и у нас в Архангельской области.
– Что будет делаться после сбора проб?
– Выделение слоев торфа нам необходимо для проведения датирования, которое позволит установить скорость накопления торфа. Датирование делается на основании определения удельной активности радионуклидов в тонком слое торфа. Для этих целей мы используем цезий-137, америций-241, изотопы плутония и свинец-210. С использованием определенных математических моделей определяется возраст осадка.
Для определения радионуклидов в пробах мы используем различную спектрометрическую и радиометрическую аппаратуру, которая имеется в нашей лаборатории. С помощью радиохимических методов из образца торфа выделяется нужный нам радионуклид, осаждается электролитическим или электрохимическим способом на стальную положку (так называемую мишень) и отправляется на измерение. Аппаратура показывает активность радионуклида – количество распадов за единицу времени. По этим исходным данным мы проведем расчеты.
– А белорусская сторона участвует в лабораторных исследованиях?
– Поскольку их институт имеет уклон в радиобиологию, они будут оценивать воздействие ионизирующего излучения на биоту торфяно-болотных экосистем. Наши партнеры рассчитают скорости перехода радионуклидов из корневой части растений вверх и поглощение растениями радионуклидов в целом, оценят воздействие ионизирующего излучения на животных.
– Проект предполагает сравнение данных по Белоруссии с данными анализа торфа у нас на Севере?
– Да, еще в прошлом году были взяты пробы торфа в Мезенском и Приморском районах Архангельской области, в этом году – в Мурманской области, Ненецком автономном округе. Мы будем определять территориальные различия, адаптируем метод датирования по короткоживущим изотопам для арктических территорий, определим скорость накопления радионуклидов в торфе, оценим роль торфяных экосистем в депонировании атмосферного углерода.
Процесс аналитических исследований – очень трудоемкий и долгий. От момента отбора пробы до получения результата в расчетах может пройти немалое время – полгода и более. Тем более спектр определяемых нами элементов довольно большой. Но ценность получаемых данных с лихвой оправдывает затраченное время.
– Нет ли планов расширить географию этого исследования?
– Такие планы действительно есть. Речь идет об арктических
территориях России – Республике Коми и Приуралье. В будущем планируем наладить
контакты
с коллегами из скандинавских стран и провести исследования на территории
Швеции, Норвегии, а также Финляндии. Было бы интересно получить пробы и
сравнить результаты.
Справка
Евгений Яковлев родился в Чувашии. Окончил Чувашский государственный университет, а затем в Архангельске аспирантуру Института экологических проблем Севера (ныне ФИЦКИА РАН), кандидат геолого-минералоги-ческих наук. В настоящий момент работает над докторской диссертацией. Сфера научных интересов – радиоактивность компонентов природной среды арктических территорий.
30-километровая зона отчуждения была организована в Гомельской области БССР в 1988 году. Это наиболее пострадавшие от аварии на Чернобыльской АЭС районы Республики Беларусь.
Экспедиция проводилась в рамках международного проекта Российского фонда фундаментальных исследований «Накопление и миграция радионуклидов атмосферных выпадений в торфяно-болотных экосистемах Европейской Субарктики России и Белорусского Полесья». Мы беседуем с инициатором проекта, участником экспедиции, заведующим лабораторией экологической радиологии ФИЦКИА РАН Евгением Яковлевым.
– Евгений, давно вы работаете над этой темой?
– В 2018 году мы совместно с белорусскими коллегами написали заявку на грант, она прошла процедуру рассмотрения в РФФИ, а в марте 2019-го мы получили финансовую поддержку для реализации проекта.
– Вы поехали в Полесский заповедник, а насколько высок там радиационный фон?
– В некоторых местах он практически в сто раз превышает фон на территории Архангельской области. Дозиметры на некоторых участках глубокой зоны показывают более девяти микрозивертов в час. До реактора Чернобыльской АЭС – всего 10 километров. Большая часть радиоактивного облака выпала на приграничную территорию Белоруссии и Украины, где и был создан Полесский заповедник. Надо отметить, что и на украинской части зоны отчуждения тоже создан подобный радиационно-экологический заповедник.
Если просто ходить по дорогам и ничего не трогать, средства защиты не требуются, но для проведения различных работ в этих местах защита нужна. У нас были защитные костюмы, маска для защиты органов дыхания, специальная шапка, перчатки. Основная угроза для организма связана с наличием альфа- и бетачастиц, испускаемых при распаде радионуклидов (изотопов плутония, америция, урана, стронция-90). Длина пробега альфа-частиц на воздухе небольшая – всего несколько сантиметров. Проникающая способность также невелика, затормозить альфа-излучение способен простой лист бумаги. А вот у бета-частиц пробег и проникающая способность несколько выше, однако при небольшом потоке бета-излучения плотная одежда вполне способна защитить.
При выходе с территории заповедника нужно пройти через зону дозиметрического контроля. Такому контролю подвергается и автомобильный транспорт, выезжающий из заповедника. На пунктах санитарной обработки проводится дезактивация транспорта специальным раствором. Спецодежда также проходит контроль, замеряется загрязненность поверхности бета-частицами. Утилизировать спецодежду не надо – есть способы дезактивации.
– Страшно было заходить в такую зону?
– Естественно. Когда ты смотришь на дозиметр и видишь, что при продвижении вглубь 30-километровой зоны отчуждения доза радиации постоянно увеличивается, становится не по себе. Хотя ты понимаешь, что этот уровень радиации при кратковременном воздействии и при наличии средств защиты не способен нанести сильный вред организму.
– Это безлюдная территория, но животные, вероятно, там обитают?
– Да, по словам сотрудников заповедника, биоразнообразие там сильно увеличилось, поскольку прекратилась человеческая деятельность. Возросла популяция зубра, завезенного сюда из Беловежской пущи, косулей, кабанов, лосей и особенно птиц. Зарубежные ученые-орнитологи считают это хорошим местом для проведения наблюдений за птицами.
– Вам встречались мутирующие особи?
– Нет, такого не видели. А вот покинутые села, дома вызывают гнетущее впечатление. Некоторые деревенские дома до сих пор выглядят очень добротно. На части из них есть надписи «1984», свидетельствующие о годе постройки. Много брошенных сельскохозяйственных, технических зданий и сооружений.
– Там ведутся постоянные научные исследования?
– Территория находится под постоянным наблюдением профильных научных организаций. Это не только Институт радиобиологии Академии наук Беларуси, но и научные отделы самого заповедника, обладающие большой лабораторной базой и работающие по проектам МАГАТЭ. Они ведут постоянный радиационно-экологический мониторинг, проводят исследования биологического разнообразия растительного и животного мира.
Пока радиоактивность в зоне отчуждения будет увеличиваться. Пик повышения придется на 2059 год за счет долгоживущего изотопа америция-241, являющегося дочерним продуктом распада плутония-241. Затем постепенно его концентрация начнет снижаться.
– В чем заключалась ваша работа непосредственно на месте?
– Задача наших исследований заключалась в отборе торфяных колонок, которые позволяют проследить вертикальную миграцию радионуклидов по разрезу. Торф накапливается постепенно и за 50 лет может нарастать на 30–40 и более сантиметров. Все зависит от территории, климатических условий. Формируется слой, в котором фиксируются все загрязнители, которые были тогда и есть сейчас.
– То есть еще до Чернобыля торф в разных точках Земли накапливал радиацию?
– Глобальное выпадение радионуклидов от мощных ядерных
взрывов в атмосфере происходило во всем мире до 1962 года. Такие испытания
проводились, пока США и Советский Союз не заключили договор об их прекращении.
Циркуляция атмосферы имеет глобальный масштаб, поэтому процесс выпадения на
поверхность земли
радионуклидов шел активно. Пик 1962 года четко фиксируется в торфяном разрезе –
и в Белоруссии, и у нас в Архангельской области.
– Что будет делаться после сбора проб?
– Выделение слоев торфа нам необходимо для проведения датирования, которое позволит установить скорость накопления торфа. Датирование делается на основании определения удельной активности радионуклидов в тонком слое торфа. Для этих целей мы используем цезий-137, америций-241, изотопы плутония и свинец-210. С использованием определенных математических моделей определяется возраст осадка.
Для определения радионуклидов в пробах мы используем различную спектрометрическую и радиометрическую аппаратуру, которая имеется в нашей лаборатории. С помощью радиохимических методов из образца торфа выделяется нужный нам радионуклид, осаждается электролитическим или электрохимическим способом на стальную положку (так называемую мишень) и отправляется на измерение. Аппаратура показывает активность радионуклида – количество распадов за единицу времени. По этим исходным данным мы проведем расчеты.
– А белорусская сторона участвует в лабораторных исследованиях?
– Поскольку их институт имеет уклон в радиобиологию, они будут оценивать воздействие ионизирующего излучения на биоту торфяно-болотных экосистем. Наши партнеры рассчитают скорости перехода радионуклидов из корневой части растений вверх и поглощение растениями радионуклидов в целом, оценят воздействие ионизирующего излучения на животных.
– Проект предполагает сравнение данных по Белоруссии с данными анализа торфа у нас на Севере?
– Да, еще в прошлом году были взяты пробы торфа в Мезенском и Приморском районах Архангельской области, в этом году – в Мурманской области, Ненецком автономном округе. Мы будем определять территориальные различия, адаптируем метод датирования по короткоживущим изотопам для арктических территорий, определим скорость накопления радионуклидов в торфе, оценим роль торфяных экосистем в депонировании атмосферного углерода.
Процесс аналитических исследований – очень трудоемкий и долгий. От момента отбора пробы до получения результата в расчетах может пройти немалое время – полгода и более. Тем более спектр определяемых нами элементов довольно большой. Но ценность получаемых данных с лихвой оправдывает затраченное время.
– Нет ли планов расширить географию этого исследования?
– Такие планы действительно есть. Речь идет об арктических
территориях России – Республике Коми и Приуралье. В будущем планируем наладить
контакты
с коллегами из скандинавских стран и провести исследования на территории
Швеции, Норвегии, а также Финляндии. Было бы интересно получить пробы и
сравнить результаты.
Справка
Евгений Яковлев родился в Чувашии. Окончил Чувашский государственный университет, а затем в Архангельске аспирантуру Института экологических проблем Севера (ныне ФИЦКИА РАН), кандидат геолого-минералоги-ческих наук. В настоящий момент работает над докторской диссертацией. Сфера научных интересов – радиоактивность компонентов природной среды арктических территорий.
