Новый радионуклид для Беларуси?
К чему может привести необдуманная политика властей.
После аварии на Чернобыльской АЭС часть территории Беларуси была загрязнена цезием, стронцием и несколькими изотопами плутония И если активность цезия и стронция со временем падает, хотя все равно представляет опасность, то плутоний-241 распадается на америций-241, пишет tut.by.
Последний считается единственным радионуклидом, активность которого сегодня растет и в 2056 году будет на пике. Некоторые ученые говорят, что на этом пике мы уже сейчас.
Америций-241 — очень токсичный изотоп: если микрочастица с ним попадет в легкие, есть риск развития рака. Специалисты находят этот радионуклид в почве, траве, костях и печени домашних животных, картошке и моркови. При этом америций-241 сегодня малоизучен. Стоит ли его опасаться и что он собой представляет?
Где в Беларуси находят америций
Беларусь во время аварии на ЧАЭС пострадала больше других стран: почти 23% территории оказалось загрязнено радионуклидами. Именно на нашу страну выпало 35% цезия-137, многие районы Гомельской области поражены стронцием-90. Авария на ЧАЭС стала основным источником загрязнения Беларуси опасными трансурановыми элементами. Один из них, плутоний-241, распадается на токсичный америций-241.
— Практически весь америций, который есть в Беларуси, — результат взрыва на ЧАЭС. В момент аварии в топливе реактора был плутоний-238, 239, 240 и 241. У первых трех период полураспада довольно продолжительный — сотни и тысячи лет. А вот у плутония-241 он около 14 лет. Да, может быть, по массе его было и не так уж и много, но по удельной активности его доля была довольно высокая, — рассказывает Александр Никитин, заведующий лабораторией радиоэкологии Института радиобиологии НАН Беларуси в Гомеле.
Он показывает атласы загрязнения после чернобыльской катастрофы. По оценкам ученых, больше всего америция — вокруг АЭС и в украинском городе Припять. В Беларуси он весь в основном сосредоточен в зоне отчуждения — Полесском радиационно-экологическом заповеднике.
Около 14 лет — это период, за который половина плутония-241 превращается в америций-241. С момента аварии прошло 33 года, и большая часть этого плутония-241 уже превратилась в америций-241. Осталось распасться около 20% изотопа. Пиком образования америция считается 2056 год. Затем активность радионуклида начнет уменьшаться. Правда, на графиках этот пик выглядит в виде прямой, и можно сказать, что на нее мы уже вышли.
У америция-241 период полураспада 433 года. После этого должно пройти минимум от восьми до десяти периодов полураспада, и только после этого территорию можно будет считать практически чистой. То есть чистой она станет через 4330 лет.
Александр Никитин, заведующий лабораторией радиоэкологии Института радиобиологии НАН Беларуси в Гомеле
— При взрыве на ЧАЭС сформировались крупные обломки топлива и маленькие частицы. Мелкие попали в числе прочих и в Беларусь, а большие к нам прилететь просто не могли, потому что минимальное расстояние от Беларуси до четвертого энергоблока — около девяти километров. Среди мелких топливных частиц было довольно много плутония-241, и основная масса выброса сконцентрировалась в зоне отчуждения — на территории сегодняшнего Полесского радиационно-экологического заповедника, — говорит Александр Никитин.
По словам ученого, при аварии на ЧАЭС только на территорию Беларуси выпало около шести килограммов плутония — 238, 239, 240, 241. Из него, по подсчетам Александра Никитина, около 373 граммов — плутония-241.
— Считается, что около 97% трансурановых радионуклидов, в том числе и плутония-241, выпало в ближней зоне Чернобыльской АЭС, на территории Беларуси — это Полесский государственный радиационно-экологический заповедник, 3% — на более удаленном от ЧАЭС расстоянии. Выпадения всех радионуклидов носили крайне неравномерный характер, — говорит Жанна Бакарикова, заместитель начальника службы радиационного мониторинга Белгидромета.
Распределение америция-241 по территории Полесского радиационно-экологического заповедника в 2009 году. Фото: скриншот из атласа современных и прогнозных аспектов последствий аварии на ЧАЭС на пострадавших территориях России и Беларуси. Фото: скриншот из атласа современных и прогнозных аспектов последствий аварии на ЧАЭС на пострадавших территориях России и Беларуси
По ее словам, изотопы плутония и америция-241 сконцентрированы почти на 2% площади Беларуси. Речь идет о Хойникском, Брагинском, Наровлянском, Добрушском, Лоевском и Речицком районах Гомельской области и Чериковском районе Могилевской области. При этом самые высокие уровни загрязнения — на территории Полесского радиационно-экологического заповедника. Больше всего америция-241 сейчас в бывших и отселенных деревнях Масаны, Довляды и Кулажин.
А так будет распределен америций-241 по заповеднику в 2056 году. Фото: скриншот из атласа современных и прогнозных аспектов последствий аварии на ЧАЭС на пострадавших территориях России и Беларуси. Фото: скриншот из атласа современных и прогнозных аспектов последствий аварии на ЧАЭС на пострадавших территориях России и Беларуси
— А за территорией заповедника америций есть?
— Его можно найти и в Гомеле, и если очень постараться, то и в Минске. Но вы должны понимать, что есть америций, который у нас возник не из-за аварии на ЧАЭС. Во второй половине 40-х годов прошлого века изобрели ядерное оружие, начали его испытывать. И после испытаний частицы плутония попадали в атмосферу и оседали преимущественно в Северном полушарии. Поэтому еще до аварии на ЧАЭС в Беларуси сформировалось заметное загрязнение плутонием, которое называют глобальным выпадением, — отмечает Александр Никитин.
Может ли америций попасть в организм с едой
Америций считается токсичным изотопом. Если содержащая его микрочастица попадает в легкие, то она облучает этот участок и возникает риск развития рака. Америций может попасть и в кровь, а вместе с ней — в кости. При этом если цезий выводится из организма, то америций практически нет.
Во время исследований ученые находили америций в печени и костях коров и свиней, картошке и моркови, но в основном — в земле. Примерно три-четыре года назад сотрудники Института радиобиологии НАН Беларуси, который находится в Гомеле, взяли пробы почвы, образцы зерновых культур, картофель и морковь у жителей деревень, которые граничат с Полесским радиационно-экологическим заповедником. Оказалось, что больше всего накапливала америций картошка.
— Мы нашли америций во многих образцах. Но там были доли беккереля на килограмм. Это значит, что америция очень мало. Сам америций-241 — токсичный элемент, и его попадание в организм, конечно же, опасно. Но надо говорить о том, какое количество этого америция попадает в организм и какой может быть доза внутреннего облучения. И если мы съели продукт, содержащий америций, то вероятность его перехода в кровь очень низкая, — говорит Александр Никитин.
Он отмечает, что количество америция в пробах было настолько незначительным, что даже не стоит рассматривать вариант, как он с едой переходит в кровь.
Еще до этого эксперимента, в 2008—2009 годах, ученые провели исследование на животных: изучили, есть ли америций в организме домашних животных в СПК «Стреличево» в Хойникском районе и в деревнях в районах, прилегающих к заповеднику.
— Нельзя сказать, что это была глубокая научная работа, скорее это был мониторинг. Мы договаривались с людьми, что когда они забивают животное, приглашают нас — и мы отбираем образцы. В СПК мы анализировали пробы мяса коров, а в деревнях также отбирали пробы и мяса свиней. В СПК у нас была возможность исследовать пастбища, корма, самих животных… И основной вывод, который мы сделали по итогу исследования: продукты питания не смогут сформировать значимую дозу внутреннего облучения для потребителей.
Америций может переходить из крови в кости, однако в Институте радиобиологии считают, что для негативных последствий нужна существенно более высокая доза.
Например, Александр Никитин отмечает, что в хозяйстве в мышечной ткани коров они находили америций в расчете — 0,1 беккереля на 1 кг мышечной ткани. Это максимальная концентрация, которую обнаружили ученые, обычно количество америция было меньшим. Для понимания: в Беларуси законодательно установлена допустимая эффективная доза для населения в 1 мЗв в год. И вот чтобы получить эту дозу облучения, нужно съесть 2700 беккерелей америция в течение года — то есть 27 тонн такого мяса с америцием.
Почему ученые нашли в мясе в СПК америция больше, чем в домашних хозяйствах людей?
Здесь нет однозначного ответа. Как правило, америций концентрируется в почве и пыли.
— Содержание в траве америция-241 довольно низкое, а в почве на несколько порядков выше. И корова могла заглатывать частицы почвы, прилипшие к траве. Мы заметили, что когда скот пасут, то содержание америция в продуктах выше, чем когда период выпаса заканчивается.
— Если пить молоко с америцием, то этот радионуклид может попасть в организм?
— В молоке количество америция — ниже предела обнаружения. Большинство методов определения америция рассчитаны на то, что в пробе будет 2 миллибеккереля на 1 кг. Мы брали даже больше 1 килограмма молока, чтобы хоть что-то поймать, и это получалось крайне редко.
— Но если человек живет в Брагинском районе и постоянно ест продукты со своего подворья, в которых есть америций, то может ли быть неблагоприятное влияние на здоровье?
— В ближайшие 300 лет следует в первую очередь обращать внимание на цезий-137. Его в Беларуси больше, чем америция.
— То есть никакого риска не будет?
— С точки зрения америция он будет ничтожно мал. Риск умереть от того, что вы употребляете америций, наверное, примерно равносилен риску умереть от удара молнии.
Что будет, если америций попадет в легкие
Александр Никитин не скрывает, что америций-241 более опасен, когда человек его вдыхает с воздухом, чем когда потребляет с едой. Америций — альфа-излучатель, а это значит, что он более агрессивен, чем радионуклиды, излучающие бета-частицы и гамма-лучи.
— Частица, как правило, состоит не только из атомов америция, в ее состав также входят радиоактивные изотопы плутония, цезия, стронция. И если такая частица попадет с воздухом в легкие и там останется, то она будет бомбардировать какой-то участок — и дальше как повезет…
Ученый отмечает, что риск развития рака легких есть, но все риски в жизни надо рассматривать в сравнении с другими рисками.
— Если мы говорим только о радиации, то больший риск создает облучение от цезия. И если более широко брать, то мы купаемся в радиации. У нас есть радон, и доза от него реализована в легких примерно в 1 мЗв в год. Радон — это естественный радионуклид. Вы включаете газовую плиту — и радон с газом приходит к вам в квартиру, вы открываете водопроводный кран — и радон с водой приходит к вам в дом.
На этой карте видно, как в 2006 году Беларусь была загрязнена цезием-137. Фото: скриншот из атласа современных и прогнозных аспектов последствий аварии на ЧАЭС на пострадавших территориях России и Беларуси
Тем не менее ученые никогда не просчитывали вероятность попадания частицы с америцием в легкие. Однако есть нормы по его содержанию в воздухе. Это 0,1 миллибеккереля в литре воздуха. Институт радиобиологии такие замеры делал — и ни в одной из проб, даже в самых загрязненных районах Полесского радиационно-экологического заповедника, говорят, не нашли превышения америция.
— Мы находили динамику: например, зимой гораздо ниже было содержание америция в воздухе, а когда были лесные пожары, оно было несколько выше, но никогда не было превышений предела. Мы проводили специальные эксперименты во время сельскохозяйственных работ в Хойникском районе рядом с заповедником, когда трактора поднимали пыль. Тогда оказалось, что там америция в пыли больше, чем в самой загрязненной точке заповедника — бывшей деревне Масаны. Но опять же превышений допустимых пределов не было.
— Замеры показали, что содержание америция в пыли ниже предела. Говорит ли это о том, что частица с америцием не попадет мне в легкие?
— Нет, это говорит о том, что риск попадания частицы в легкие и последующего развития связанных с этим патологий допустим.
Последний замер америция в воздухе специалисты Института радиологии делали около пяти лет назад. Сейчас идут другие исследования загрязнения территории этим радионуклидом. Например, изучают, как америций и цезий перемещаются с площади водосбора в озеро Персток на территории Полесского радиационно-экологического заповедника.
Специалисты не скрывают, что в целом проанализировать пробу на наличие америция — сложный и дорогостоящий процесс. Оценка одной пробы стоит около 100−200 евро. А нужен не один образец. В то время как анализ на цезий обходится в десятки (если не больше) раз дешевле.
Америций в продуктах в Беларуси не нормируется. Во-первых, специалисты в этом не видят смысла, так как считается, что доза внутренего облучения человека от него низкая. Во-вторых, анализ америция занимает не один день. И например, если взять пробу мяса, то нужно будет ждать, пока придет ответ, а с тушей все это время нельзя будет ничего сделать.
Как америций переносится во время пожаров
В 2011 году ученые Полесского радиационно-экологического заповедника исследовали америций в организме диких кабанов. У десяти кабанов взяли по две пробы из мышцы, кости, почки, печени и легких. Больше всего америцием и плутонием оказались загрязнены печень и кости. В некоторых пробах находили до 1 беккереля на 1 килограмм.
Это немало, но заведующий лабораторией спектрометрии и радиохимии Полесского радиационно-экологического заповедника Вячеслав Забродский говорит, что надо учитывать специфику кабана: он роет землю, и она может попасть к нему в организм. В земле самое высокое содержание америция. К тому же животных изымали из самых загрязненных участков заповедника.
Как 1 беккерель на 1 килограмм отразится на здоровье кабана, в заповеднике говорят, оценить сложно, это задача радиобиологов.
— Учитывая, что жизнь животного достаточно короткая, во время пребывания на территории зоны отчуждения они не накапливают критической дозы радиации и негативные эффекты не провоцируются. Именно поэтому вы у нас в заповеднике не видите двухголовых животных, — говорит заместитель директора по научной работе Полесского радиационно-экологического заповедника Максим Кудин.
В заповеднике отмечают, что также изучали, как америций накапливается в растениях, и поняли, что в них из почвы он переходит в крайне маленьких количествах — на уровне погрешности измерений.
Теоретически америций может переноситься по воздуху во время пожаров. С апреля по октябрь каждый год в заповеднике в среднем их происходит до 10. Для сравнения: на украинской части зоны отчуждения — от 60 до 200 пожаров, и в этом смысле для нас опасны те, которые переходят на белорусскую территорию.
— Во время пожара создается восходящий поток воздуха, он захватывает маленькие частицы и переносит на определенные расстояния, — говорит Александр Никитин. — Но основному риску подвергаются те, кто тушит пожар и находится на его кромке.
В заповеднике отмечают, что теоретически опасны большие пожары, последний такой был в 2015 году, когда горело девять тысяч гектаров леса и еще несколько гектаров открытых участков. При этом все время, когда после пожаров делались замеры воздуха, никаких превышений пределов по америцию не выявляли. По словам сотрудников заповедника, переносу частиц америция препятствуют кроны деревьев, а заповедник на 61% представляет собой лес.
В Институте радиобиологии уверены, что если человек не выезжает в зону отчуждения, где америций в разных количествах, но распространен по всей территории, то этот радионуклид не представляет серьезного риска. Но что делать с туристами, для которых зона отчуждения открыта, и сотрудниками заповедника, которых более 700?
Здесь ситуация такая: в самые загрязненные точки туристов с белорусской стороны зоны отчуждения не водят, а сотрудники заповедника и ученые должны использовать экипировку и защищать органы дыхания. Предполагается, что в таком случае риски минимальны, однако некоторые ученые все равно советуют туристам не ездить в зону без респираторов или медицинских повязок.
При этом специалисты уверены, что основная доза облучения, которую могут получить белорусы, с Чернобылем не связана. Ее провоцируют естественные источники: калий-40, изотопы радона и полония, а также медицинское облучение. Если говорить о Чернобыле, то сейчас более актуальна доза облучения от цезия. Она составляет 90−95% от всей дозы, которую можно получить. Еще несколько процентов приходится на стронций, а на америций и другие трансурановые элементы — доли процентов.
— Но никто в случае с америцием не опровергает, что риски возможны, но ничего доказанного нет. Потенциально оно, может, и есть, но за пределами ныне существующего знания, — говорит Вячеслав Забродский.
Новости и события в Беларуси и мире.
Пресс-центр [email protected]