Сравнение Чернобыля и других выбросов радиоактивности

В этой статье выброс и распад радиоактивности в результате Чернобыльской катастрофы сравниваются с различными другими событиями, которые привели к неконтролируемому выбросу радиоактивности.

Чернобыль по сравнению с радиационным фоном

Внешняя относительная гамма-доза для человека, находящегося на открытой местности вблизи места Чернобыльской катастрофы. средней продолжительности жизни, Продукты деления такие как Cs-137, составляют почти всю дозу гамма-излучения сейчас, спустя несколько десятилетий, см. напротив.

Относительный вклад основных нуклидов в радиоактивное загрязнение воздуха после аварии. Составлено с использованием данных отчета ОЭСР [1] и второго издания «Радиохимического руководства».

В окружающей среде преобладают естественные источники радиации: космические лучи, источники пищи (бананы имеют особенно высокий источник из-за калия-40, но все продукты содержат углерод и, следовательно, углерод-14 ), газ радон, гранит и другие плотные породы. и другие. Банановый эквивалент дозы иногда используется в научной коммуникации для визуализации различных уровней ионизирующего излучения. Коллективная фоновая доза радиации от природных источников в Европе составляет около 500 000 человеко-зивертов в год. Общая доза от Чернобыля оценивается в 80 000 человеко-зивертов, или примерно 1/6 этой дозы. Однако некоторые люди, особенно в районах, прилегающих к реактору, получили значительно более высокие дозы.

Чернобыльская радиация была обнаружена по всей Западной Европе. Средние полученные дозы варьировались от 0,02 мбэр ( Португалия ) до 38 мбэр (части Германии ).

Чернобыль по сравнению с атомной бомбой

В результате чернобыльской катастрофы погибло гораздо меньше людей, чем в результате непосредственной смерти от радиации в Хиросиме . , Чернобыль в конечном итоге приведет к 4000 общих смертей от рака, когда-нибудь в будущем, По прогнозам ВОЗ и создаст около 41 000 дополнительных случаев рака по данным Международного журнала рака , причем, в зависимости от лечения , не все виды рака приводят к смерти. . Из-за различий в периоде полураспада различные радиоактивные продукты деления подвергаются экспоненциальному распаду с разной скоростью. Следовательно, изотопная подпись события, в котором задействовано более одного радиоизотопа, будет меняться со временем.

«По сравнению с другими ядерными событиями: Чернобыльский взрыв выбросил в атмосферу Земли в 400 раз больше радиоактивного материала, чем атомная бомба, сброшенная на Хиросиму; испытания атомного оружия, проведенные в 1950-х и 1960-х годах, в совокупности, по оценкам, выбросили примерно в 100-1000 раз больше радиоактивных материалов. радиоактивных материалов в атмосферу, чем чернобыльская авария».

Радиоактивность, выпущенная в Чернобыле, имела тенденцию быть более долгоживущей, чем радиоактивность, выпущенная в результате взрыва бомбы, поэтому невозможно провести простое сравнение между этими двумя событиями. Кроме того, доза радиации, распределенная в течение многих лет (как в случае с Чернобылем), гораздо менее вредна, чем такая же доза, полученная за короткий период.

Относительный размер чернобыльского выброса по сравнению с выбросом, вызванным гипотетическим наземным взрывом бомбы, аналогичной устройству «Толстяк», сброшенному на Нагасаки.

Изотоп	Соотношение выбросов из-за бомбы «Толстяк» и чернобыльской аварии
90 старший	1:87
137 Cs	1:890
131 я	1:25
133 Машина	1:31

Сравнение мощностей гамма-доз из-за Чернобыльской аварии и гипотетического ядерного оружия.

Нормализовано до того же уровня Cs-137. ( логарифмический масштаб ).

Нормализовано к той же дозе для первого дня.

Нормализовался до того же уровня Cs-137 (мощность дозы на 10000 день).

График мощности дозы как функции времени выпадения бомбы был построен с использованием метода, аналогичного методу Т. Иманака, С. Фукутани, М. Ямамото, А. Сакагути и М. Хоши, J. Radiation Research , 2006, 47 , Приложение A121-A127. График имеет ту же форму, что и полученная в статье. График выпадения бомбы соответствует наземному взрыву плутониевой бомбы имплозивного действия , которая имеет из обедненного урана тампер . Предполагалось, что деление было вызвано нейтронами с энергией 1 МэВ, и 20% случаев произошло в ²³⁸ Вы взломали бомбу. Для простоты предполагалось, что не происходит шлейфового разделения изотопов между детонацией и выбросом радиоактивности . Смоделированы следующие гамма-излучающие изотопы. ¹³¹ Я, ¹³³ Я, ¹³² , ¹³³ Я, ¹³⁵ Я, ¹⁴⁰ Нет, ⁹⁵ Зр, ⁹⁷ Зр, ⁹⁹ Для, ^{99 м} Тс, ¹⁰³ Ру, ¹⁰⁵ Ру, ¹⁰⁶ Ру, ¹⁴² , ¹⁴³ Этот, ¹³⁷ Кс, ⁹¹ И, ⁹¹ Сэр, ⁹² Сэр, ¹²⁸ Сб, и ¹²⁹ Сб. На графике не учтены эффекты бета-излучения и экранирования. Данные по изотопам были получены из корейской таблицы изотопов. Аналогичным методом были рассчитаны графики чернобыльской аварии. Следует отметить, что в случае ядерного взрыва на малой высоте или на земле происходит фракционирование летучих и нелетучих радионуклидов. Также во время чернобыльской аварии соотношение между различными элементами, выброшенными в результате аварии, менялось в зависимости от времени.

Наземный взрыв ядерного оружия создает значительно больше локальных осадков, чем воздушные взрывы, использованные в Хиросиме или Нагасаки. Частично это связано с нейтронной активацией наземного грунта и большим количеством грунта, втянутым в ядерный огненный шар при наземном взрыве, чем при мощном воздушном взрыве. Выше нейтронная активация не учитывается только доля продуктов деления от общей активности, , и показана возникающей в результате наземного взрыва.

Чернобыль по сравнению с Томском-7

Выброс радиоактивности, произошедший в Томске-7 (промышленный ядерный комплекс, расположенный в Северске , а не в городе Томске) в 1993 году, является еще одним сравнением с чернобыльским выбросом. Во время переработки часть сырья для второго цикла (среднеактивная часть) процесса PUREX утекла в результате аварии, связанной с красной нефтью . По данным МАГАТЭ, было подсчитано, что из реакционного сосуда были выброшены следующие изотопы:

Нормализовано к той же дозе в первый день. ( логарифмический масштаб ).

• ¹⁰⁶ Ру 7,9 ТБк
• ¹⁰³ Назад 340 ГБк
• ⁹⁵ Nb 11,2 ТБк
• ⁹⁵ Zr 5,1 ТБк
• ¹³⁷ Cs 505 ГБк (оценка по данным МАГАТЭ)
• ¹⁴¹ Се 370 ГБк
• ¹⁴⁴ Се 240 ГБк
• ¹²⁵ Сб 100 ГБк
• ²³⁹ Поставь 5,2 ГБк

Очень короткоживущие изотопы, такие как ¹⁴⁰ Ба и ¹³¹ Меня не было в этой смеси, и долгоживущий ¹³⁷ Cs находился в небольшой концентрации. Это связано с тем, что он не может войти в органическую фазу трибутилфосфата / углеводорода, используемую в первом цикле жидкостно-жидкостной экстракции процесса PUREX. Второй цикл обычно предназначен для очистки продуктов урана и плутония . В процессе PUREX некоторые цирконий , технеций и другие элементы извлекаются трибутилфосфатом. Из-за радиационного разложения трибутилфосфата органическая фаза первого цикла всегда загрязнена рутением ( позже экстрагируемым дибутилфосфатом). Поскольку очень короткоживущие радиоизотопы и относительно долгоживущие изотопы цезия либо отсутствуют, либо находятся в низких концентрациях, форма графика зависимости мощности дозы от времени отличается от чернобыльской, как в течение короткого времени, так и в течение длительного времени после аварии.

Размер радиоактивного выброса в Томске-7 был гораздо меньшим, и хотя он вызвал умеренное загрязнение окружающей среды, он не привел к преждевременной смерти .

Чернобыль по сравнению с Фукусимой-дайити

Основная статья: Сравнение ядерных аварий на Фукусиме и Чернобыльской АЭС

Нормализовано к той же дозе в первый день. ( логарифмический масштаб ).

Чернобыль по сравнению с аварией в Гоянии

Хотя оба события выпущены ¹³⁷ Cs, изотопная подпись аварии в Гоянии была намного проще. Это был единственный изотоп, период полураспада которого составлял около 30 лет. Чтобы показать, как график зависимости активности от времени для отдельного изотопа отличается от мощности дозы вследствие Чернобыля (на открытом воздухе), на соседнем графике показаны расчетные данные для гипотетического выброса ¹⁰⁶ Ру.

Чернобыль по сравнению с аварией на Три-Майл-Айленде

Основная статья: Авария на Три-Майл-Айленде

Три-Майл-Айленд-2 был аварией совершенно иного типа, чем Чернобыль. Однако обе аварии имеют смутное сходство.

Чернобыль представлял собой выброс мощности, вызванный ошибкой конструкции, вызвавший паровой взрыв, приведший к неконтролируемому возгоранию графита, в результате которого радиоактивный дым поднялся высоко в атмосферу; TMI представляла собой медленную, незамеченную утечку, вызванную технической неисправностью пилотного предохранительного клапана , которая снизила уровень воды вокруг ядерного топлива, в результате чего более трети его разбилось при быстрой дозаправке охлаждающей жидкостью.

Как и в случае с Чернобылем, ошибка оператора сыграла свою роль, но не стала непосредственной причиной аварии. Обе аварии потребовали изнурительных и дорогостоящих усилий по ликвидации последствий. Незатронутые реакторы Чернобыля и ТМИ были перезапущены и продолжали работать до 2000 и 2019 годов соответственно.

В отличие от Чернобыля, корпус реактора ТМИ-2 не вышел из строя и содержал почти весь радиоактивный материал. Условия содержания в TMI не были нарушены. В день аварии внутри реакторного здания произошел небольшой «водородный ожог», но этого оказалось недостаточно, чтобы повлиять на нормальную работу реактора.

После аварии около 44 000 кюри радиоактивных газов, в частности криптона-85 , из утечки были выброшены в атмосферу через специально разработанные фильтры под контролем оператора. В правительственном отчете сделан вывод, что авария не привела к увеличению заболеваемости раком среди местных жителей.

Чернобыль по сравнению с авариями по критичности

За время между началом Манхэттенского проекта и сегодняшним днем ​​произошла серия аварий, в которых центральную роль сыграла ядерная критичность. Аварии с критичностью можно разделить на два класса. Подробнее см. «Ядерные и радиационные аварии». Обзор этой темы был опубликован в 2000 г. «Обзор аварий с критичностью» ( Лос-Аламосской национальной лабораторией отчет LA-13638), май 2000 г. Охват включает США, Россию, Великобританию и Японию. Также доступно на этой странице , где также делается попытка отследить документы, упомянутые в отчете.

• Пресс-релиз по отчету об авариях с критичностью Лос-Аламосской национальной лаборатории
• Список радиационных аварий
• Отчет США об авариях с критичностью за 1971 год на сегодняшний день

Технологические аварии

К первому классу (технологические аварии) при переработке делящегося материала относятся аварии, возникающие при критической массы случайном создании . Например, в Чарльстауне, Род-Айленд , США, 24 июля 1964 года произошла одна смерть. Завод по переработке ядерного топлива в Токаймуре, Япония, 30 сентября 1999 года. две смерти и одно несмертельное переоблучение произошли в результате аварий, когда в сосуд было помещено слишком много делящегося вещества. Радиоактивность произошла в результате аварии в Токаймуре . Здание, в котором произошла авария, не проектировалось как защитное сооружение, однако оно смогло задержать распространение радиоактивности. Поскольку повышение температуры в корпусе ядерной реакции было небольшим, большая часть продуктов деления осталась в сосуде.

Эти аварии, как правило, приводят к очень высоким дозам из-за прямого облучения рабочих на площадке, но из-за закона обратных квадратов доза, получаемая населением, обычно очень мала. Кроме того, в результате этих аварий обычно происходит очень незначительное загрязнение окружающей среды.

Аварии реактора

В случае аварии такого типа реактор или другая критическая сборка высвобождает гораздо больше энергии деления, чем ожидалось, или становится критической в ​​неподходящий момент времени. Серия примеров таких событий включает одно в экспериментальном центре в Буэнос-Айресе , Аргентина , 23 сентября 1983 года (одна смерть), а во время Манхэттенского проекта несколько человек были облучены (двое, Гарри Даглян и Луи Слотин по «щекотанию хвоста дракона , были облучены смертельно) во время экспериментов ». Эти аварии, как правило, приводят к очень высоким дозам из-за прямого облучения рабочих на площадке, но из-за закона обратных квадратов доза, получаемая населением, обычно очень мала. Кроме того, в результате этих аварий обычно происходит очень незначительное загрязнение окружающей среды. Например, в Сарове радиоактивность оставалась заключенной внутри актинидных металлических объектов, которые были частью экспериментальной системы. согласно отчету МАГАТЭ (2001 г.), Даже авария SL-1 (RIA, скачок напряжения в экспериментальном ядерном реакторе в Айдахо, 1961 г.) не привела к выбросу большого количества радиоактивности за пределы здания, в котором она произошла.

См. также

• Разлив уранового завода в Черч-Роке
• Сравнение ядерных аварий на Фукусиме и Чернобыле.
• Последствия чернобыльской катастрофы
• Ядерная катастрофа на Фукусиме-дайити
• Mayak explosion
• Международная шкала ядерных событий
• Дебаты по ядерной энергетике
• Список статей о Чернобыле
• Чернобыль