Ix bob. Ionlashtiruvchi nurlanishlar va ularning xususiyatlari

11.1 Radionuklidlarning atmosferada tarqalishi.

Atmosfera – juda kuchli texnogen, jumladan yadro-energetik, radioaktiv gazerazol to‘planadigan muhit hisoblanadi.

Aerozollar gravitatsiya ta’sirida, asta–sekin atmosferada qayta taqsimlanib seziy – stronsiy radiatsion fonini hosil qiladi. YAdro qurollari sinovi natijasida atmosfera qatlamlari eng ko‘p ifloslanadi. YAdro qurollari portlaganda yadro yonilg‘isi kritik massasi yig‘indi zanjir reaksiyasida bo‘linish 0,1 mks (10^-7s) ichida amalga oshadi. Bu jarayonda ulkan energiya ajralib chiqib nafaqat molekulyar (kimyoviy) balki yadroviy bog‘lanishlarni ham buzib yuboradi va nihoyatda katta sharsimon plazma (olov) hosil bo‘lib atmosferaga tarqalib ketadi. Portlash natijasida havo muhitidagi gaz va aerozollar qo‘shilib har xil o‘lchamli radioaktiv aerozollar hosil qiladi va atmosferaga ko‘tariladi[1-2].

Portlash quvvati 20 kiloton trotil ekvivalentiga teng bo‘lganda hosil bo‘lgan radioaktiv bulut hajmi – 120 km³ ga, 1 million tonna trotil ekvivalentiga teng bo‘lganda bu hajm – 5000 km³ dan ortib ketadi. Portlashdan hosil bo‘lgan radioaktiv parchalarning 90 % qismi stratosferaga, qolgan qismi troposferaga tushadi.Radioaktiv aerozollar troposferaga tushushida global masshtabda geografik parallel bo‘ylab kuchli havo oqimi ta’sirida katta tezlik bilan tarqalib ketadi. Masalan Nevada (AQSH) da 1955 yil 7 mart kuni bo‘lgan yadro portlashlari mahsuloti 1 haftadan keyin Kaspiy dengizigacha bo‘lgan hududlarga yoki 1966 yil 13 fevral kuni Saxari (Afrika) da o‘tkazilgan yadro sinovlari mahsulotlari 3 kun ichida Kavkaz va Qrimda tarqalganligi qayd etilgan. 1986 yilda CHernobel AES da bo‘lgan yadro falokati qoldiqlari Atlantika okeanidan o‘tib Janubiy Amerika sohillarigacha etib borgan.

YAdro portlashlaridan troposferadagi ifloslanishlar bir – ikki hafta ichida aerozollar bilan birikib, bulutlar ko‘rinishida shakllanib yomg‘irlar va qorlar bilan Erga tushadi. Radionuklidlarning juda kam qismi havoda aerozollar bilan qo‘shilib ancha muddatdan keyin quruq zarralar ko‘rinishida Erga etib keladi. Troposferaning radionuklidlardan tozalanish tezligi yarim emirilish vaqti 30-40 sutkaga teng bo‘lgan eksponensial qonunga bo‘ysunadi.Stratosferaga chiqarib yuborilgan zarrachalarning gravitatsion cho‘kishi o‘nlab yillar davom etadi. Antropogen radionuklidlar stratosferaning kuchli oqimlari ta’siriga tushib geografik parallel bo‘yicha 100 km/soat tezlik bilan tarqalib Er sayyorasining antropogen radioaktiv halqasini hosil qiladi.YAdro energetik radionuklidlarning tarkibi havoning aylanishiga bog‘liq bo‘lgan holda stratosferada o‘zgarib turadi.

Qisqa yashovchi radionuklidlar (portlash mahsulotlarining eng ko‘p qismi) atrof-muhitni ifloslantirib o‘zidan seziy – stronsiy manbalarini qoldirib parchalanib ketadi. Stratosferadagi radionuklidlarning troposferaga o‘tishi SHimoliy va Janubiy yarim sharlarda 25-30 grad. kengliklarda kuzatiladi, ammo radionuklidlarning miqdori SHimoliy kengliklarda 2-3 marta katta bo‘ladi (69-rasm). Eng katta konsentratsiya (stratosfera – troposfera – Er sirti) va eng katta intensivlik 35-40 gradus kengliklarda kuzatiladi. Intensivlik yoz-kuz, bahor-qish oylarida o‘zgarib turadi va yoz oyining boshlarida eng katta qiymatga erishadi.

AES lar bir meyorda ishlaganda atmosferaning katta qismini radioaktiv ifloslantirish unchalik katta bo‘lmaydi. AES larda reaksiyaning issiqlik beruvchi birinchi konturida portlash ro‘y berganida aerozollar tarkibida Kr⁸⁸, Ss¹³⁴, Ss¹³⁷, So⁵⁸, So⁶⁰, Mn⁵⁴, Ba¹⁴⁰, Sr⁹⁰,J¹³¹ kabi radionuklidlar ko‘p miqdorda mavjud bo‘ladi. Reaktordan~200 km masofada yashovchi aholining umumiy nurlanish doza koeffitsenti 3⋅10^-7 dan 1⋅10^-4 grey/yil ga teng.

Atmosferani eng ko‘p radioaktiv ifloslantiradigan potensial manbalarga yadro yonilg‘ilarini qayta ishlovchi korxonalar kiradi. Bu korxonalarning chiqindilarida uzoq yashovchi radioaktiv moddalar, radionuklidlar mavjud bo‘lib, biror qiyinchiliksiz tashqi muhitga tarqalishi mumkin. Bunday radionuklidlarga asosan tritiy (³N) va kripton (Kr⁸⁵) izotoplari misol bo‘la oladi. Ishlatilgan issiqlik beruvchi chiqindilar sovutilgan holda suv ostida saqlanadi. YAdro yoqilg‘ilarini qayta ishlaydigan korxonalarda bir qator ehtiyot choralarini ko‘rilishiga qaramasdan atmosferaga ³N, ¹⁴S, ⁸⁵K, J¹²⁹, J¹³¹, Ru¹⁰⁶, Cs¹³⁴, Cs¹³⁷ radioaktiv aktinoidlar tushadi.

Atmosferani eng ko‘p ifloslantiradigan radioaktiv element – kripton hisoblanadi. YAdro yoqilg‘ilarini qayta ishlaydigan korxonalarda –1MVt energiyaga 400 Ku (15⋅10¹²Bk)- Kr⁸⁵ kripton to‘g‘ri keladi.

Atmosferada antropogen ionizatsiya manbalarining taqsimlanishi tabiynikidan keskin farq kiladi. Deyarli barcha hosil bo‘lgan Kr⁸⁵ – izotopi shimoliy yarim sharda atmosferaga tarqaladi. YUqorida keltirilganlardan Kr⁸⁵ ning miqdori SHimoliy yarim sharda Janubiy yarim shardagiga qaraganda 2-3 marta ko‘p bo‘ladi. Kr⁸⁵ dengiz sathidan 20-25 km balandliklarda tekis taqsimlanadi. Hozirda Er atmosferasida balandlikka bog‘liq bo‘lmagan holda Kr⁸⁵ ning o‘rtacha miqdori taqriban 3 nKi/m³ ni tashkil etadi. Balandlik bo‘yicha kriptonning (energiyasi 0.25 Mev bo‘lgan -nurlanish va energiyasi 0.514 Mev, yarim emirilish davri 10.75 yil bo‘lgan γ-nurlanish) tekis-taqsimlanishi atmosferada kutilmagan ekologik holatlarga olib kelishi mumkin.

Bundan tashqari yadro yoqilg‘ilarini qayta ishlaydigan korxonalardan atmosferaga tushadigan kritik radionuklidlardan biri tritiydir (³N). YAdro yoqilg‘ilarining 75 % qismini tashkil etuvchi tritiy (³N)atmosfera ga chiqarib yuboriladi, bu esa 1 MVt elektr energiyasiga bir yilda 19 Ku (70.3·10¹⁰Bk) ni tashkil etadi. SHundan 3 Ki (11.1⋅10¹⁰Bk) qismi-reaktorga, 16 Ki (59.2·10¹⁰Bk)- yoqilg‘ilarni qayta ishlovchi korxonalar hissasiga to‘g‘ri keladi. Hisoblarga ko‘ra aholining kollektiv nurlanish dozasi unchalik katta bo‘lmasdan 2·10^-2 odam⋅Zivert-1MVt elektr energiyaga to‘g‘ri keladi. Tritiyning atmosferaga bunday miqdorda tushishi radiatsion fonni shakllanishiga katta ta’sir ko‘rsatmaydi.

Atmosferada ionizatsiyaning antropogen manbalari taqsimlanishi tabiiy manbalardan keskin farq qiladi. YAdroviy yoqilg‘ilarni yonishida hosil bo‘lgan barcha kripton () shimoliy yarim sharda atmosferaga ko‘proq tarqaladi. Bu esa kriptonni butun er shari atmosferasida bir tekis taqsimlanishiga yo‘l qo‘ymaydi (69-rasm). konsentratsiyasi janubiy yarim sharda, shimoliy yarim sharga qaraganda 1,5-1,6 marta kam bo‘ladi. Ancha balandda (25 km) kripton atmosferada bir tekis taqsimlanadi[1-3].