Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2021. Том 66. № 6. С.116–118

А.П. Ермилов

ФЕНОМЕН ТОПЛИВНЫХ ЧАСТИЦ В ПОСЛЕДСТВИЯХ АВАРИИ НА ЧАЭС

(ОБЗОР)¹

ООО «НТЦ Амплитуда»

Контактное лицо: Алексей Павлович Ермилов, e-mail:  Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Предметом исследования явились последствия взрыва активной зоны энергетического уран-графитового реактора РБМК на ЧАЭС - события уникального и, надеемся, неповторимого. 

В результате ядерного взрыва, разрушившего четвёртый блок ЧАЭС, сразу после взрыва в воздухе над территорией станции возникло облако, содержавшее аэродисперсную систему, включавшую аэрозоли, образовавшиеся при взрыве. Взрыв произошел перед предполагавшейся перезагрузкой активной зоны реактора. Таким образом в облаке выброса оказались радиоактивные продукты деления и активации урана, накопившиеся в топливе активной зоны реактора за время кампании. Восточный ветер в ночь 26.04.1986г понёс облако взрыва на запад, оставляя на поверхности земли радиоактивный след от аэрозольных выпадений.

Непосредственной причиной аварии было использование в ту ночь системы аварийной защиты для остановки реактора. Реактор взорвался при вводе стержней аварийной защиты в активную зону2.  Конструкция стержней аварийной защиты была такова2, что именно их введение в активную зону в сложившихся условиях инициировало развитие неконтролируемой цепной реакции деления в активной зоне реактора. Взрыв закончился с прекращением термализации нейтронов из-за разрушения графитовой кладки.

В отличие от взрыва ядерного заряда, происходящего на мгновенных нейтронах деления со средней энергией ~2·106 эВ, неконтролируемая цепная реакция деления в активной зоне реактора развивалась на термализованных мгновенных нейтронах с энергией ~2,5·10-2 эВ, т.е. со скоростью передачи цепи как минимум в ~104 раз медленнее. «Конкуренция» между развитием ядерного взрыва с одной стороны и разрушением графитовой кладки взрывом– с другой, привела к ядерному взрыву в активной зоне реактора с тротиловым эквивалентом по разным оценкам порядка ~10÷30 т ТНТ.

В течение 36 часов 106 человек с показаниями на острую лучевую болезнь, оказавшиеся в момент взрыва на территории и в помещениях ЧАЭС, были госпитализированы в Клиническую больницу №6 3-го ГУ Минздрава СССР в г. Москва. Из них 26 больных умерли в течение трех месяцев после аварии. Для всех пациентов в клинике по гематологическим показателям были оценены значения дозы внешнего облучения. Что касается внутреннего облучения, то из-за отсутствия необходимых сведений о природе произошедшего дозовый его вклад в судьбу пострадавших пришлось оценивать по клиническим показателям. Итоги клинических наблюдений за время пребывания пострадавших в больнице подведены в монографии, изданной в 2011 году: А.К. Гуськова, И.А. Галстян, И.А. Гусев «Авария Чернобыльской атомной станции (1986-2011 гг.): последствия для здоровья, размышления врача». Цитата: «Дозиметрические исследования содержания в организме цезия и йода проводились как непосредственно в палатах, так и при расширении режима в лаборатории на счетчиках излучения тела человека… Эти квалифицированные измерения подтвердили крайнюю редкость существенной инкорпорации радионуклидов и преобладающую значимость внешнего излучения в развитии изменений в состоянии здоровья пострадавших». 

Приведенный вывод о незначимости внутреннего облучения не представляется бесспорным. Из-за разрушений, вызванных взрывом, сразу после взрыва возник «сквозняк», протянувший аэродисперсную смесь диспергированного ядерного топлива из разрушенного реактора через рабочие помещения, в которых находилась ночная смена работников ЧАЭС, к вентиляционной трубе высотой 110м. Свидетельством этого были немалые усилия, затраченные на дезактивацию системы вентиляции рабочих помещений ЧАЭС при запуске третьего энергоблока почти через год после взрыва четвертого энергоблока. Из общих соображений представляется очевидным, что аэродисперсная смесь содержала и фракцию грубодисперсных нерастворимых аэрозолей диспергированного взрывом ядерного топлива. При ингаляции преимущественному депонированию грубодисперсных аэрозолей подвергаются верхние дыхательные пути. Основным механизмом их естественной очистки является мукоцилеарный транспорт депонированных аэрозолей в ЖКТ в течение от нескольких десятков минут до суток после поступления с дальнейшей задержкой на ~2 суток в ЖКТ и фекальной экскрецией (транзиторное выведение). Очевидно, что «квалифицированные измерения на СИЧ», проведенные через несколько суток, запоздали, и этот существенный фактор внутреннего облучения остался недоучтенным. То же самое можно сказать и о результатах посмертных измерений активности в тканях и органах погибших. 

На основе анализа результатов собственных исследований аварийных выпадений и результатов клинических наблюдений, проведенных в Клинической больнице №6, установлено наличие существенного дозового вклада от транзита топливных частиц, и сделана его оценка для тех, кто оказался в момент аварии в помещениях ЧАЭС и позже погиб. Показано, что причиной смерти части из них была кишечная форма острой лучевой болезни, обусловленная сочетанным воздействием внешнего фотонного излучения и бета-излучения ингалированных радионуклидов на систему воспроизводства однослойного цилиндрического эпителия тонкого кишечника при транзите ингалированных топливных частиц через ЖКТ.

Получено объяснение причины «чернобыльского кашля» - детерминированного эффекта, распространявшегося летом 1986 г. и летом 1987 г. среди людей, оказавшихся на территориях, подвергшихся интенсивным аварийным радиоактивным выпадениям ЧАЭС.

Таким образом, удалось дополнить существенными деталями общую картину одного из самых значимых радиационных инцидентов атомного века. 

Ключевые слова: Чернобыльская АЭС, авария, ядерное топливо, топливные частицы, «горячие» частицы, «летучая» фракция, острая лучевая болезнь

Для цитирования: Ермилов А.П. Феномен топливных частиц в последствиях аварии на ЧАЭС //Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2021.T.66. №6. С. 119–120. https://medradiol.fmbafmbc.ru/journal_medradiol/abstracts/2021/6/ap_ermilov.pdf

DOI: 10.12737/1024-6177-2021-66-6-119-120

 PDF (RUS) Полная версия статьи 

Полная версия статьи А.П. Ермилова, опубликована в общем доступе на сайте журнала https://medradiol.fmbafmbc.ru/journal_medradiol/abstracts/2021/6/ap_ermilov.pdf