В России впервые проведено ретроспективное исследование влияния атомных станций на концентрацию радиоуглерода в атмосфере. Методом ускорительной масс-спектрометрии ученые измерили содержание 14С в годичных кольцах деревьев вблизи Белоярской и Курской АЭС, а также на территории Института реакторных материалов (ИРМ) в Заречном Свердловской области.
О выводах исследования «СР» рассказали его инициатор, научный сотрудник Института промышленной экологии Уральского отделения РАН Евгений Назаров и директор Центра коллективного пользования «Ускорительная масс-спектрометрия» Новосибирского государственного университета — Новосибирского научного центра Екатерина Пархомчук.
Послания в кольцах
Годичные кольца — настоящая летопись. Слова в ней — изотопы. Для Евгения Назарова главным «словом» стал изотоп 14С. Как и стабильный углерод, он широко распространен и легко фиксируется в биологических образцах. Но исследований его содержания в биологических материалах в районе действия ядерных объектов в СССР и России до 2015 года не велось, поскольку у нас действовал собственный стандарт обязательных измерений нагрузки в районе действия ядерных установок. В 2015-м «Росатом» синхронизировал свои стандарты наблюдения с МАГАТЭ и 14С попал в реестр. «В Европе анализ содержания радиоуглерода вблизи АЭС находится на одной из лидирующих позиций, в СССР при контроле радиационной обстановки этот показатель не учитывался. Мне стало интересно, можно ли найти способ его ретроспективного измерения», — рассказывает Евгений Назаров.
Углерод-14, низкоэнергетический бета-излучатель с периодом полураспада 5 730 лет, входит список из 15 радионуклидов, определяющих не менее 99 % дозы облучения от радиоактивных веществ, поступающих от АЭС при нормальной эксплуатации. Международное агентство по атомной энергии рекомендует контролировать объем 14C для оценки воздействия на окружающую среду.
Радиоуглерод образуется в основном при нейтронной активации примесных атомов из топлива, теплоносителя и замедлителя. Газообразный 14С в форме химических соединений (CO2, CH4, CO и др.) поступает в окружающую среду с выбросами из вентиляционной трубы. Его объем зависит не только от совершенства очистных систем, но и от типа установки: в реакторах с графитовым замедлителем (РБМК) удельный показатель выброса (количество образующегося 14С на единицу произведенной электроэнергии) существенно выше, чем у ВВЭР.
В окружающей среде радиоуглерод встраивается в естественный углеродный цикл и аккумулируется в растениях (далее по пищевой цепочке может попасть в организм человека и заместить стабильный изотоп 12С, но сейчас не об этом). Годичные кольца деревьев в районе действующих АЭС — идеальная каталогизированная база данных о радиоуглероде.
Достоверность исследования
Ученый решил прибегнуть к ускорительной масс-спектрометрии. Метод позволяет с высокой точностью измерять содержание 14Св низкоактивных, на уровне естественного фона пробах.
Единственный в России научный центр ускорительной масс-спектрометрии находится в Новосибирском Академгородке. С исследователями Института ядерной физики им. Будкера Сибирского отделения РАН (ИЯФ СО РАН) и Центра коллективного пользования «Ускорительная масс-спектрометрия» ученый и наладил сотрудничество.
Часть работ провели на Уникальном ускорительном масс-спектрометре ИЯФ, часть — на швейцарском MICADAS. Достоверность результата сомнений не вызывает — центр в 2022 году прошел международное кросс-тестирование, подтвердившее корректность работы обеих установок и графитизаторов двух типов, через которые пропускают образцы вещества перед исследованием.
Полный материал читайте в Стране Росатом: https://clck.ru/3ABExL