Усім відомо, що зона відчуження є епіцентром аварії на ЧАЕС, яка визнається експертами як найбільша в історії ядерної енергетики

Внаслідок вибуху на 4-му енергоблоці були зруйновані всі фізичні бар’єри між радіоактивними матеріалами, які перебували всередині реактора, та навколишнім середовищем. У межах зони відчуження радіаційний вплив катастрофи на навколишнє середовище і людину досяг максимально небезпечних значень. Тому була проведена безпрецедентна за масштабами мирного часу евакуація населення та згорнута господарська діяльність.

Чорнобильський радіаційно-екологічний біосферний заповідник (далі – Заповідник, ЧРЕБЗ), який було створено Указом Президента України від 26.04.2016 №174-2016 «Про створення Чорнобильського радіаційно-екологічного біосферного заповідника», розташований на території зони відчуження і зони безумовного (обов’язкового) відселення (ЗВіЗБ(О)В). Радіаційне забруднення є одним з головних факторів, який враховується при управлінні Заповідником, плануванні досліджень радіобіологічного та радіоекологічного спрямування.

Характеристики радіоактивного забруднення

Усі радіаційні аварії мають свої особливості з характерними для них складом і формою випадінь, їх розподілом на забруднених територіях. Характерною особливістю радіоактивного забруднення чорнобильського походження є просторова неоднорідність щільності, радіонуклідного складу та фізико-хімічних форм випадінь. Значна частина радіонуклідів була у складі «гарячих часток» – частинок палива та конструкційних матеріалів реактора, викинутих у довкілля у початковій фазі аварії, і які мають надзвичайно високу питому активність. Найбільші «гарячі частки» випали у ближній зоні ЧАЕС. Забруднення переважної частини території ЗВіЗБ(О)В формувалося дрібнодисперсною фракцією «гарячих часток». У формі радіоактивного забруднення за межами зони відчуження домінує конденсаційна компонента.

Динаміка радіаційної обстановки у цілому обумовлюється двома групами факторів: перша – достатньо визначені процеси фізичного розпаду радіонуклідів; друга – складні ланцюги міграції радіонуклідів у природному та техногенному середовищі. Останні містять горизонтальний змив поверхневих забруднених шарів ґрунту, вертикальне заглиблення по ґрунтовому профілю, технічну дезактивацію, біологічну міграцію.

На сьогодні радіаційна обстановка формується такими елементами:

Cs-137 – найбільш біологічно небезпечний ізотоп, обумовлює до 90% дози зовнішнього опромінення персоналу зони відчуження; період напіврозпаду – близько 30 років. Доволі легкоплавкий та леткий елемент, тому саме він обумовив глобальну картину забруднення.
Sr-90 – ізотоп має значну мобільність в екосистемах (ефективно вбудовується у ланцюг «ґрунт – рослина – тварини – опади – ґрунт»); водорозчинний – є основним компонентом потоку радіоактивних речовин, котрі потрапляють за межі зони водним шляхом. Тугоплавкий елемент, тому переважна його більшість випала у зоні відчуження. Період напіврозпаду – приблизно 29 років.
Pu (ізотопи 238, 239, 240) – за фізичними властивостями тугоплавкий елемент, тому переважна його більшість випала у межах зони відчуження. Має значну небезпеку (як альфа-випромінювач та хімічно токсичний), однак не має значної екологічної та біологічної мобільності. Період напіврозпаду Pu-239 складає 24 тис. років. Відповідно, ізотопи цього елементу будуть обумовлювати радіаційну ситуацію на території ЗВіЗБ(О)В у далекій перспективі.
Am-241 – продукт розпаду Pu-241, єдиний радіонуклід аварійного викиду, активність якого зараз збільшується; досягнення максимуму його кількості прогнозується на середину цього століття. За своїми характеристиками подібний до Pu. Період напіврозпаду складає 433 роки.

Радіаційно-екологічний моніторинг

Радіоактивне забруднення території створює високі екологічні ризики, пов’язані з міграцією радіонуклідів та небезпекою їх розповсюдження за межі зони відчуження. Це у свою чергу зумовлює необхідність постійного моніторингу радіаційної ситуації (рис. 1). Радіаційно-екологічний моніторинг навколишнього природного середовища на території ЗВіЗБ(О)В виконує ДСП «Екоцентр». Він включає в себе визначення вмісту радіонуклідів в атмосферному повітрі, поверхневих, підземних, стічних і відпрацьованих технологічних водах, ґрунті, компонентах наземних і водних екосистем, харчових продуктах у місцях несанкціонованого проживання «самопоселенців» тощо. Мережа моніторингу налічує 146 пунктів спостережень. За допомогою автоматизованої системи контролю радіаційного стану (АСКРС) у безперервному режимі проводиться контроль за потужністю еквівалентної дози (ПЕД) гамма-випромінювання на 39 пунктах спостереження, розташованих на території ЗВіЗБ(О)В, у тому числі на проммайданчику ДСП «ЧАЕС» і у м. Славутич.

На території ЧРЕБЗ розташовані такі елементи мережі спостереження: пункти АСКРС – 16 од.; пункти контролю поверхневих вод – 7 од.; пункти контролю приземного шару атмосфери – 5 од.

Потужність експозиційної дози гамма-випромінювання (ПЕД) варіює у широкому діапазоні – від 15 мкР/год до 3,1 мР/год. Найбільші рівні ПЕД були визначені у районі західного сліду радіоактивних випадінь (Буряківка) та північного сліду (Усів, Машеве). Концентрація радіонуклідів у воді поверхневих водойм залежить від типу водойми та щільності радіоактивного забруднення ділянок водозбору. Найбільші показники забруднення мають замкнені водойми, розташовані на північному сліду аварійних випадінь, – озера Глибоке та Далеке, а також Красненська стариця. Концентрація радіонуклідів в атмосферному повітрі має найбільші значення у пункті Машеве, найменші – у пункті Дитятки. Для цього показника теж проявляється залежність від щільності забруднення території. Завдяки своїм розмірам ЗВіЗБ(О)В, у тому числі територія ЧРЕБЗ, є ефективним буфером на шляху поширення радіонуклідів на прилеглі території.

Рис. 1. – Пункт автоматичної системи контролю радіаційної ситуації «Копачі»; на першому плані – фахівці Інституту радіаційної та ядерної безпеки (Франція) та Інституту ядерних досліджень НАНУ

Радіаційно-небезпечні об’єкти

Ділянки території ЧРЕБЗ – це не тільки природні та напівприродні ландшафти, що мають відносно низькі рівні радіоактивного забруднення. Тут розташовані об’єкти, які були створені у період гострої фази аварії та характеризуються підвищеними рівнями радіоактивного забруднення.

Такі об’єкти були створені та використовувались у 1986–1989 роках для таких цілей:

радіаційного контролю людей, вантажів та транспортних засобів;
поводження з радіоактивними відходами;
як місця тимчасового зберігання радіоактивно-забрудненої техніки.

За даними досліджень, у цілому на території сучасної ЗВіЗБ(О)В розташовано майже 50 об’єктів, які містять радіоактивні матеріали або джерела іонізуючого випромінювання та характеризуються наявними або потенційними радіаційними впливами на навколишнє середовище.

Такі об’єкти потрапляють під визначення радіаційно-небезпечних об’єктів (далі – РНО). Більшість цих РНО розташовані в 10-кілометровій зоні, на промисловому майданчику ЧАЕС та входять до інфраструктури з поводження з радіоактивними відходами.

На території Чорнобиля також розташовані РНО, діяльність яких супроводжується викидами радіоактивних речовин у навколишнє середовище – «Інсинератор» (підприємство зі спалювання деревини), аналітичні лабораторії ДСП «Екоцентр» та ІПБ АЕС НАН України. Місто Чорнобиль є селітебною зоною ЗВіЗБ(О)В, де параметри скидів та викидів радіоактивних елементів у довкілля контролюються системами радіаційного контролю.

На територіях, які належать до ЧРЕБЗ, розташовані три виведені з експлуатації пункти санітарної обробки автотранспорту та вантажів (ПуСО) – ПуСО «Паришів»; ПуСО «Рудня-Вересня» (рис. 2), ПуСО «Діброва», а також ділянки, що використовувались для розміщення радіоактивно-забрудненої техніки біля села Розсоха та села Запілля. Однак інші РНО, що розташовані на території ЧРЕБЗ, також можуть мати потенційний вплив на довкілля, призвести до додаткового опромінення персоналу Заповідника та відвідувачів.

Рис. 2. – ПуСО «Рудня-Вересня»

Рис. 3. – Розташування РНО на території ЧРЕБЗ. 1 – ПуСО «Діброва», 2 – ділянка дислокації військових в 1986 році в с. Стечанка, 3 – ділянка розміщення радіоактивно-забрудненої техніки біля с. Розсоха, 4 – ПуСО «Рудня-Вересня», 5 – ділянка розміщення радіоактивно-забрудненої техніки біля села Запілля, 6 – об’єкти РНО в м. Чорнобиль, 7 – ПуСО «Паришів»

Варто зазначити, що визначення стану РНО на території ЧРЕБЗ є важливим завданням, оскільки основною функцією ЗВіЗБ(О)В є запобігання розповсюдженню радіоактивних речовин на прилеглі території – як за звичайних умов, так і у випадку надзвичайних ситуацій (пожежі, підтоплення тощо).

Для отримання характеристик забруднення ділянок РНО, що розташовані на території ЧРЕБЗ, упродовж 2018–2019 років були проведені польові обстеження. Під час обстежень визначали ПЕД на поверхні ґрунту, спорудах та залишках техніки, потік бета-частинок; на найбільш забруднених ділянках відбирали зразки ґрунту і рослинності з наступним визначенням вмісту ¹³⁷Cs та ⁹⁰Sr. На рис. 4 та 5 представлено фото РНО, що обстежувались науковцями. Результати досліджень представлені у таблиці 1.

Рис. 4. Карта-схема рівнів ПЕД на ділянці ПуСО «Розсоха»

Дозиметричні обстеження техніки співробітниками ІПБ АЕС

Рис. 5. Карта-схема рівнів ПЕД на ділянці дислокації військових у селі Стечанка

Залишки військової техніки на місці проведення обстежень

Таблиця 1: Результати обстеження деяких РНО, що розташовані на території ЧРЕБЗ

Назва РНО	Потужність експозиційної дози, мкР/год			Щільність потоку бета-часток/ хв·см² (к-сть вимірювань)
Назва РНО	Кількість вимірювань	Min	Мах	Щільність потоку бета-часток/ хв·см² (к-сть вимірювань)
Стечанка	30	8	160	71 (10)
Розсоха	41	9	700	80 (27)
Рудня-Вересня	46	10	256	24 (6)

На прикладі наведених карт-схем розподілу значень ПЕД на ділянках РНО ПуСО «Розсоха» та потенційного РНО у районі села Стечанка показано наявність місць з підвищеними рівнями ПЕД. На цих ділянках рівні ПЕД перевищували значення на прилеглих ділянках у десять і більше разів. Крім того, були встановлені аномально високі рівні забруднення на окремих елементах техніки, що брала участь у ліквідації аварії. Наприклад, на елементах гелікоптера рівні ПЕД досягали 1,5 мР/год, що більш ніж у 100 разів перевищують рівні гамма-фону на прилеглих ділянках. Відзначимо, що доступ персоналу зони відчуження та відвідувачів на ці ділянки є вільним.

«Гарячі точки» для наукових досліджень

Один з концептів, яким на сьогодні презентують зону відчуження – це «лабораторія просто неба», тобто простір для наукових досліджень. На думку експертів, у науковому світі є розподіл праці, як і в інших галузях економіки. Національні дослідні інституції мають свої пріоритетні напрями наукового пошуку. Для України таким пріоритетом є радіоекологічні та радіобіологічні дослідження на території зони відчуження. Саме в цьому Україна має найвищі науковометричні показники, що відображає цінність проведених тут досліджень.

Зона відчуження є полігоном, де представлено широкий набір природних, напівприродних екосистем та техногенних об’єктів. Це дає змогу проводити різноманітний спектр досліджень. Утім, найбільшу наукову цінність мають hotspots – «гарячі точки». Це локальні ділянки з екстремально-високими рівнями радіоактивного забруднення. До них належать такі природні об’єкти:

«Рудий ліс» – ділянка на захід від ЧАЕС площею біля 10 км², через яку пройшов західний слід радіоактивних випадінь. Внаслідок цього в 1986 р. сосновий ліс отримав летальну дозу опромінення та загинув (рис. 6);
«Малий Рудий ліс» – ділянка соснового лісу на лівому березі р. Прип’ять;
оз. Азбучин – озеро на правобережній заплаві р. Прип’ять;
водойма-охолоджувач ЧАЕС – штучний водний об’єкт;
оз. Глибоке – розташоване у заплаві р. Прип’ять на лівому березі.

Дві з цих ділянок – «Малий Рудий ліс» та оз. Глибоке розташовані на території Заповідника.

Рис. 6. Ділянка «Рудого лісу» після пожежі 2016 року

Висновки

Проведений аналіз умов показав наявність на території Чорнобильського заповідника об’єктів з особливими радіаційними характеристиками. Це, з одного боку, вимагає до них посиленої уваги й відповідного поводження з точки зору радіаційної безпеки. З іншого – заповідник стає місцем проведення не тільки наукових досліджень у межах програми «Літопис природи», але й тих напрямів наукового пошуку, що пов’язані з вивченням впливу іонізуючого випромінювання на живі організми.

Сергій Паскевич, Дмитро Городецький, Євген Меньшенін, Інститут проблем безпеки АЕС НАН України, Денис Вишневський, Сергій Обрізан, Чорнобильський радіаційно-екологічний заповідник

Радіоактивна спадщина Чорнобильського радіаційно-екологічного заповідника