РАДИАЦИОННАЯ ОБСТАНОВКА НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ РОССИИ

Оценка радиационной обстановки на железных дорогах России

Ионизирующее излучение как природное явление — неотъемлемая часть окружающего мира с момента его сотворения до сегодняшних дней.

За время развития человечества радиационный фон менялся незначительно и лишь с началом изучения и использования атомной энергии, особенно со второй половины 20-го столетия, наблюдается увеличение уровня излучения во внешней среде за счет поступления в атмо-, гидро-, биосферу, а также в часть литосферы дополнительных источников ионизирующих излучений. В первую очередь эти поступления определяются радиоактивными выбросами и отходами предприятий ядерно-топливного и ядерно-оружей- ного циклов, а также от радиоактивных выпадений после испытаний ядерного оружия.

До самого последнего времени Российская Федерация была единственной страной среди развитых стран мира, где не было ни одного законодательного акта, устанавливающего права и ответственность физических и юридических лиц при эксплуатации объектов, использующих источники ионизирующих излучений. Это способствовало развитию в широких кругах общественности чувства тревоги и обеспокоенности в отношении радиационной безопасности, особенно в конце 80-х — первой половине 90-х гг. из-за Чернобыльской катастрофы и появившихся данных о других радиационных авариях.

Главная цель радиационной безопасности — охрана здоровья людей от вредного воздействия ионизирующего излучения и обеспечение безопасных условий жизнедеятельности путем соблюдения основных принципов и норм радиационной безопасности без необоснованных ограничений полезной деятельности при использовании излучения в различных областях хозяйства, в науке и медицине.

Вступивший в силу в январе 1996 г. Федеральный закон «О радиационной безопасности населения» впервые установил государственное регулирование в сфере обеспечения радиационной безопасности не только людей, непосредственно работающих с источниками ионизирующих излучений, но и населения в условиях воздействия таких излучений как природного, так и техногенного характера.

Для железнодорожного транспорта — основного вида транспорта в Российской Федерации, осуществляющего в больших объемах грузопассажирские перевозки, вопросы радиоэкологии приобретают все более существенное значение.

Железные дороги России выполняют свыше 80 % грузооборота и более 40 % пассажирооборота транспорта общего пользования.

Железные дороги играют решающую роль в выполнении перевозок важнейших грузов, обеспечивающих бесперебойное функционирование промышленного комплекса. Они ежегодно перевозят:

• — 98,6 % железной и марганцевой руды;
• — 92,3 % черных металлов;
• — 87,2 % каменного угля и кокса;
• — 88,1 % химических и минеральных удобрений.

Эксплуатационная длина российских железных дорог составляет 86,0 тыс. км. Из них более 36,3 тыс. км — двухпутные и многопутные, 62,2 тыс. км оборудованы автоблокировкой и диспетчерской централизацией, электрифицировано 40,3 тыс. км. На предприятиях отрасли работает более 1,3 млн чел.

Воздействие транспорта и обеспечивающей его функционирование инфраструктуры на окружающую природную среду сопровождается разнообразным ее загрязнением и преобразованием.

С деятельностью железных дорог, особенно при транспортировке полезных ископаемых, связаны газообразные, жидкие и твердые отходы, которые поступают в атмосферу, поверхностные водоемы и подземные воды, почвы, морские воды. В результате сжигания органического топлива в атмосферу попадает значительное количество углекислого газа и вредных веществ — свинца, сажи, углеводородов, оксидов углерода, серы, азота и др.

На территории железных дорог обнаруживаются все составляющие радиационного фона, нередко с аномальными отклонениями. Характерными причинами их образования являются: местные особенности территорий, на которых расположены железнодорожные предприятия и объекты; последствия различных радиационных аварий, ядерных испытаний, становления и эксплуатации радиохимических предприятий, и целый ряд других причин.

На радиационную обстановку влияют месторождения урановых и ураносодержащих руд в окрестностях железных дорог, фос- фористовые, калийные месторождения и другие полезные ископаемые, открытые выходы гранитов, диоритов и других вулканических пород; возможные потери при перевозках железнодорожным транспортом сыпучих грузов, содержащих радионуклиды; выпадение радиоактивных осадков, вызванных авариями на предприятиях ЯТЦ, а также при испытаниях ЯО и Я В, проводимых в мирных целях, эксплуатация предприятий ЯТЦ и другие причины.

Радиационную обстановку на железнодорожном транспорте России можно оценивать величиной радиационного фона на его территории. Радиационный фон Земли складывается из трех составляющих: природного (естественного фона), техногенно-измененного естественного фона и искусственного (техногенного) фона.

Естественный радиационный фон создается космическим излучением и излучением от естественно распределенных природных радиоактивных веществ в окружающей среде. В свою очередь, космическое излучение подразделяют на галактическое и солнечное излучения.

Следует различать первичные космические частицы (а⁺⁺ р+ п° Р^-) легких химических элементов — лития, бора, углерода, азота и др., вторичные ( мезоны, п°, р⁺, р^_) и фотонные излучения, которые образуются в результате взаимодействия первичных частиц с ядрами атомов атмосферы (N, О и др.). Первичное космическое излучение почти полностью исчезает на высоте 20 км. Излучения от естественно распределенных в окружающей среде радионуклидов дополняют естественный радиационный фон.

В окружающей среде Земли содержится более 60 природных радионуклидов урано-радиевого, ториевого ряда и долгоживущих радионуклидов калия-40, рубидия-87 и др., период полураспада которых составляет 10⁷—10¹⁵ лет. Величина естественного радиационного фона не постоянна. Она зависит от процессов, протекающих в галактике, и солнечной активности, а также от геологических особенностей региона (района, участков Земли).

Техногенно-измененная составляющая естественного радиационного фона обусловлена широким использованием в хозяйственной деятельности природных ископаемых, материалов, веществ, которые содержат природные радионуклиды.

Каменный уголь, газ, нефть, различные руды, минералы, химические удобрения, глины, пески содержат природные радионуклиды, такие как калий-40, уран-238, радон-226, свинец-210, торий- 232 и др.

Добыча полезных ископаемых, их технологическая обработка и использование в различных производствах (выплавке чугуна, стали, производстве цемента, кирпича и др.) расширяют сферу нахождения радионуклидов, увеличивают радиационный фон Земли.

Искусственный (техногенный) радиационный фон вызван появлением в окружающей среде искусственных радионуклидов, источником которых являются: испытания ЯО; предприятия по добыче и переработке урановых и ториевых руд, по обогащению ядерного топлива ураном-235, по изготовлению ТВЭЛов для АЭС, по переработке и хранению ядерных отходов; работа АЭС и других производств подобного рода.

Продукты деления, выпадающие из облака ЯВ, представляют смесь около 80 изотопов 35 химических элементов средней части Периодической системы элементов. Всего же на разных этапах радиоактивного распада возникает около 300 радионуклидов при Я В.

Спектр радионуклидов, поступающих из ядерного реактора в окружающую среду, общее их количество и концентрация во внешней среде зависят от типа ядерного реактора, используемых систем очистки воздуха и сбросных вод. При работе реактора во внешнюю среду поступают благородные газы (9 изотопов криптона, 11 изотопов ксенона). При изготовлении уранового топлива, его переработке возможны выбросы долгоживущих радионуклидов: водоро- да-3, углерода-14, криптона-85, стронция-90, цезия-137, рубидия- 106 и др. Особо опасны аварии на АЭС, при которых количество нуклидов, выброшенных в окружающую среду, может быть намного больше указанного.

В результате Чернобыльской катастрофы в 19 субъектах РФ выявлены значительные площади, загрязненные цезием-137 с поверхностной активностью 1—5 Ки/км².

На ядерных полигонах РФ до 1988 г. (до введения моратория на ЯВ) было осуществлено около 130 ЯВ, большая часть из которых осуществлена в атмосфере. Кроме того, в различных регионах страны было проведено около 80 подземных Я В (до 1988 г.) в мирных целях для создания подземных емкостей, тушения пожаров на газовых фонтанах, для зондирования земной коры и других целей.

Таким образом, радиационная обстановка на федеральном железнодорожном транспорте определяется в целом тремя составляющими радиационного фона. В частности, она может в большей степени зависеть от специфики и особенности региона (района, территории) и характера транспортируемого груза.

Детальное исследование радиационной обстановки на железнодорожном транспорте было проведено в 1990—1995 гг. За этот период была обследована практически вся сеть железных дорог России. В работах принимали активное участие специалисты ВНИИЖТа, МИИТа, а также специалисты научно-исследовательских и проектных организаций Академии наук и других министерств и ведомств. Особую помощь в организации методологического и метрологического обеспечения работ оказали специалисты Комиссии радиационной безопасности г. Санкт-Петербурга. Результаты работы обобщены в Атласе радиационной обстановки на сети железных дорог РФ и в научных отчетах по данной проблеме.

В качестве «реперного» радионуклида техногенного загрязнения был принят нуклид цезия, а «реперных» радионуклидов естественного характера были приняты нуклиды урана и калия.

Диапазон загрязнения железнодорожного полотна на сети железных дорог России радионуклидом цезия лежит в широких пределах и колеблется от 0,5 до 30 Ки/км². На отдельных участках Брянского отделения Московской железной дороги загрязненность может быть выше указанной величины.

Протяженность загрязненных участков железных дорог колеблется от нескольких сантиметров до сотен километров. Мощности экспозиционной дозы (МЭД) по выполненным измерениям составляют от нескольких десятков до максимальных значений в 500 и более мкР/ч. Примерами участков железнодорожных путей, подвергнувшихся радиоактивному загрязнению на незначительном протяжении (1 м—1км) могут служить станции Земцы, Паникля, Оленино, Чертолино (Октябрьская ж.д.) и Макарово (Северная ж.д.).

При средней поверхностной активности загрязнения участка радионуклидом цезия до 0,1 Ки/км² на нем наблюдались «пятна» с повышенной активностью загрязнения до 0,2—0,4 Ки/км².

По размерам такие пятна примерно одинаковы и располагаются у светофоров указанных станций. Подобная картина наблюдалась на станциях Лунинец, Ситница, Лахва (Белорусская ж.д.) и Раки- тино, Любань (Октябрьская ж.д.). Поверхностная активность загрязнения на данных станциях достигала 3,5—3,8 Ки/км². Аналогичных фактов зарегистрировано довольно много.

Повышение радиационного фона иногда было связано с использованием радиоактивных строительных конструкций и материалов для ремонта и строительства зданий и сооружений. Так, на ст. Ин- ская (Западно-Сибирская ж.д.) в качестве балласта пути использовалась гранитная щебенка розовато-серого цвета с повышенным до 40 мкР/ч МЭД гамма-излучения.

В 1992 г. в Глазове на железнодорожных путях и прилегающем участке городской территории было выявлено загрязнение, где МЭД гамма-излучения составляла примерно 2650 мкР/ч по измерениям прибором ДБГ-06Т на площади 15 х 1,5 м. Рядом, на пункте хранения вторчермета, расположенного вдоль железнодорожных путей, выявлено 9 мест загрязнений площадью от 0,15 х 0,15 до 1,0 х х 1,0 м с МЭД до 2000 мкР/ч при фоновых значениях 7—14 мкР/ч. Спектрометрические определения двух проб показали на промышленное содержание урана.

Наибольшее число аномалий, связанных с перевозками различных грузов, было зарегистрировано в 1993 г. на линии Киров— Пермь. Так, на перегоне Бумкомбинат—Просница в составе грузового поезда была зарегистрирована аномалия урановой природы с МЭД у-излучения 323 мкР/ч. В 1994 г. за 4 суток контроля в районе ст. Лужайка (Октябрьская ж.д.) в обоих направлениях мимо поста контроля было зарегистрировано 22 случая транспортировки грузов, обладающих повышенным уровнем радиации. В 15 случаях в контейнерах, следующих из Финляндии в Японию, было зарегистрировано превышение радиационного фона над окружающим до 35 мкР/ч. По таможенным документам в контейнерах перевозился гранит. В двух полувагонах с древесиной (экспортные поставки) было отмечено увеличение фона до 27 мкР/ч, обусловленное наличием цезия. В 4 вагонах с огнеупорным кирпичом было зарегистрировано превышение фона до 37 мкР/ч.

Фоновые превышения регистрируются при перевозках минеральных удобрений и других материалов.