Испытания ядерного оружия

Прямым следствием подписанного по инициативе СССР в 1963 г. Договора о прекращении испытаний ядерного оружия в трех средах явилось снижение количества радиоактивных осадков, выпадающих повсеместно на нашей планете. В результате этого уменьшалось и радиоактивное загрязнение растительности, включая сельскохозяйственные культуры. Однако радиоизотопы с длительным периодом полураспада продолжают накапливаться в почве и поступать в растительный мир. Следует учитывать, что отдельные страны, не подписавшие договор (Франция, КНР, Индия, Пакистан, Северная Корея), продолжали испытания ядерного оружия. Радиоактивное загрязнение среды обусловлено в основном испытаниями ядерного оружия, которые интенсивно проводились в 1945-1980 гг. В последнее время стала доступна информация о количестве и мощности таких взрывов. В отчете НКДАР при ООН приведены данные о числе ядерных испытаний: СССР - 219,

США - 197, Франция - 45, Китай - 22, Великобритания - 21. Их суммарная мощность в мегатоннах составляла: СССР - 247,3, США - 153,8, Китай - 20,7, Франция - 10,2, Великобритания - 8,05, причем в тропосфере было произведено 16 взрывов, в стратосфере - 145. В настоящее время дополнительное внутреннее облучение населения планеты происходит по существу только за счет искусственных радионуклидов, появившихся в результате испытаний ядерного оружия, поэтому необходимо рассмотреть первую группу источников загрязнения окружающей среды.

При атомных взрывах образуются продукты деления ядерного горючего, которые часто называют осколками деления, а также наведенная активность; в окружающую среду поступает и некоторое количество самих расщепляющихся материалов. При взрыве термоядерных устройств дополнительно возникает радиоактивный ¹⁴С. Осколки деления - сложная смесь радионуклидов, образующихся при делении атомных ядер. Ядра атомов ²³⁵U или ²³⁹Ри расщепляются с образованием 80 различных осколков. Последние начинают немедленно распадаться. В результате появляется сложная смесь продуктов деления из 200 различных изотопов 36 химических элементов (рис. 9, 10), периоды полураспада которых находятся в пределах от нескольких секунд (¹⁰⁶Rh) до 1,57?10⁷ лет (¹²⁹I).

В табл. 42 приведены изотопы, которые имеют наибольший вклад по β-излучению в зависимости от времени, прошедшего по- сле деления ²³⁵U под действием медленных нейтронов.

Таблица 42.Изотопы, образующиеся в результате ядерных испытаний, в зависимости от времени, прошедшего после деления ²³⁵U под действием медленных нейтронов

Рис. 9.Зависимость образования осколков деления ²³⁵U и ²³⁹Pu

Рис. 10.Зависимость образования продуктов деления ²³⁵U от массового числа: 1 - на медленных нейтронах; 2 - на нейтронах с энергией 14 МэВ

По характеру излучения почти все радионуклиды деления относятся к β- или γ-излучателям.

Ход кривой распада для смеси продуктов деления с возрастом от нескольких дней до одного года отражает уравнение Вей-Вигнера:

где А - активность смеси через время после деления; А₁ - активность смеси осколков деления при t₀ = 1 день; γ - показатель степени порядка 1,15-1,2.

Наиболее потенциально опасными осколками, ввиду их активного включения в биологический цикл и большого периода полу- распада, считают ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs. Подсчитано, что в результате взрыва термоядерной бомбы на 1 Мт (по тротиловому эквиваленту) воз- никает около 40 ЭБк ⁹⁰Sr и 60 ЭБк ¹³⁷Cs.

Наведенная активность появляется при захвате нейтронов деления и медленных нейтронов ядрами атомов элементов, входящих в состав конструкции взрываемого устройства, воздуха, почвы или воды. При этом образуются такие радиоактивные изотопы, как ²⁴Na, ²⁷Mg, ³¹Si, ³²P и др., имеющие короткий период полураспада (от нескольких минут до нескольких дней).

При атомном взрыве в цепной реакции деления участвует не все вещество заряда, а лишь некоторая его часть. Непрореагиро- вавшие остатки плутония и урана испаряются и рассеиваются в атомном облаке. Активность этих α-излучателей по сравнению с активностью продуктов деления, возникающих при взрыве, меньшая. Наряду с продуктами распада ядерного горючего при термоядерных взрывах образуются ¹⁴С и ³Н. Из многочисленной группы образующихся радиоактивных изотопов при ядерных взрывах ведущее место в дополнительном к естественному радиационному фону облучении человека занимают радионуклиды, представленные в табл. 43.

Таблица 43.Характеристика наиболее значимых для человека радионуклидов глобальных выпадений

Примечание. ЖКТ - желудочно-кишечный тракт.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: