Реконструкция радиоактивного загрязнения территории Беларуси йодом-131 вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС Герменчук, Мария Григорьевна

Введение к работе

Актуальность темы диссертации При авариях на радиационно-опасных объектах, к которым относятся в первую очередь атомные электростанции, основной задачей является обеспечение безопасности населения, проживающего на территориях, находящихся в зонах радиоактивного загрязнения. Радиоактивное загрязнение природной среды в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС носит глобальный характер, однако наибольшему загрязнению, в том числе ^ш1, подверглась территория Беларуси. ^,311 дает существенный вклад в формирование доз облучения населения, т.к. этот радионуклид способен к накоплению в щитовидной железе, что обуславливает локальное облучение этого органа и может явиться причиной радиациошю-индуцированных, в т.ч. и раковых, заболеваний.

Один из способов ограничения поступления радиоактивного йода в организм в случае аварийного радиоактивного загрязнения природной среды заключается в приеме препаратов стабильного йода (т.н. «йодная профилактика»). Do время чернобыльской катастрофы йодная профилактика была проведена бессистемно и с опозданием, поэтому не дала ожидаемого результата, что подтверждается анализом статистики заболеваемости раком щитовидной железы у детей и подростков в поставарийный период.

Начиная с 1986 года в Беларуси отмечен рост числа заболеваний раком щитовидной железы у детей и подростков. Если по состоянию на январь 1986 г., т.е. в доаварийный период, было зафиксировано 2 случая/ у детей н 2 - у подростков, то в период 1986 - 1995 гг. эта величина достигла 350 случаев. Проведенное автором сравнение показывает, что существует соответствие между пространственным распределением случаев рака щитовидной железы на территории Беларуси и ее загрязнением ¹³1.

В связи с тем, что в первый период после начала катастрофы на ЧАЭС, когда можно было получить экспериментальные данные измерений активности ^ІЗІІ в выпадениях, отбор проб выпадений в основном проводился на в юго-восточной и восточной частях Беларуси и практически не затронул остальной территории. Это привело к тому, что в настоящее время мы не имеем достаточного количества экспериментального материала, который бы описывал загрязнение всей территории Беларуси ¹³¹1.

Потребность в реконструкции радиоактивного загрязнения территории Беларуси ^|311 для оценки масштабов чернобыльского загрязнения, а также последующего проведения эпидемиологических исследований заболеваний щитовидной железы и определения доз облучения этого органа у населення, в первую очередь, у детей, обусловила необходимость разработки научно обоснованной методологии оценки выпадений ^13|1 на территории Беларуси.

Обобщенные результаты исследований по изучению и реконструкции радиоактивного загрязнения территорий ^13|1, проведенные в 1986-1999 гг. и направленные на получение полномасштабной картины загрязнения территории Беларуси ^ш1 и ^l37Cs после катастрофы на Чернобыльской АЭС и выявление связи между радиоактивным загрязнением ^13|1 и заболеваемостью раком щитовидной железы, а также оценке необходимости проведения «йодной профилактики» в первые дни катастрофы на ЧАЭС и выработке рекомендаций по организации и

проведению радиационного мониторинга в случае ядерной аварии, представлены в данной диссертации.

Анализ опыта по изучению радиоактивного загрязнения природной среды в первый период катастрофы на ЧАЭС позволяет сформулировать и внедрить рекомендации по организации и проведению радиационного мониторинга в случае ядерной аварии', что является чрезвычайно важным для Беларуси, вокруг іраниц которой расположены 4 атомных электростанции.

Связь работы с крупными научными программами Результаты исследований использовались при выполнении работ в рамках Государственной Программы но ликвидации в Беларуси последствий аварии на Чернобыльской АЭС на 1990-1995 годы и на период до 2000 года и Программы совместной деятельности по преодолению последствий Чернобыльской катастрофы в рамках Союза Беларуси и России на 1998-200Q годы по разделу "Разработка принципов и восстановление временной картины выпадения радиоактивного йода на территориях Республики Беларусь и ' Российской "Федерации",' а также Модельного проекта МАГАТЭ "Совершенствование инфраструктуры радиационной безопасности и безопасности радиоактивных отходов по разделу "Радиационный мониторинг". Цели и задачи исследования Целью настоящего исследования являегся:

реконструкция радиоактивного загрязнения территории Беларуси ^mI на основании разработанных научно-методических подходов, учитывающих особенности формирования радиоактивного загрязнения на территории Беларуси;

ретроспективная оценка необходимости проведения йодной профилактики в первый период катастрофы на ЧАЭС ;

разработка рекомендаций по проведению радиационного мониторинга в случае экстремального радиоактивного загрязнения природной среды при аварии на радиационно-опасных объектах для обеспечения безопасности населения.

В соответствии с сформулированными целями диссертации основными 8АДАЧАМИ РАБОТЫ являлись:

реалистичное описание и изучение особенностей процессов формирования радиоактивного загрязнения территории Беларуси с учетом динамики изотопного состава в выбросе, а также реальных метеоусловий в первый период катастрофы на ЧАЭС;

разработка научно-методических подходов к реконструкции активности ^|3|1 с использованием установленной корреляционно-регрессионной зависимости между активностями ^|311 и ^l37Cs в выпадениях, учитывающих особенности формирования радиоактивного загрязнения на территории Беларуси;

оценка радиоактивного загрязнения территории ^13|1 и ^l37Cs и построение карты-реконструкции заірязнения территории Беларуси ^,3 1 по состоянию на 10 мая 19?6года;

изучение уровней загрязнения почвы ^|311 и его вклада в мощность экспозиционной дозы гамма-излучения для ретроспективной оценки необходимости проведения йодной профилактики;

подготовка рекомендаций по проведению радиационного мониторинга природной среды в случае экстремального радиоактивного заірязнения природной среди при аварии на радиационно-опасных обьекгах.

Объект и предмет исследования Объектом исследования является территория Республики Беларусь, предметом исследования - радиоактивное загрязнение территории Беларуси "') после катастрофы на Чернобыльской АЭС. Методология и методы проведенного исследования Для реконструкции радиоактивного загрязнения территории Беларуси ^|3,1 автором разработан комплексный метол, включающий п себя:

определение критериев, позволяющих выделить регионы с однородным характером выпадений с учетом особенностей процессов формирования радиоактивного загрязнения территории Беларуси и выделение таких регионов;

разработка и применение ; научно-методических подходов к оценке корреляционно-регрессионноП^ависимости между активностями ^mI и ^,37Cs в выпадениях для построения регрессионных функций для каждого выделенного региона;

построение карт радиоактивного загрязнения 'in Cs территории Беларуси с использованием геоинформационных технологий;

верификация полученных результатов с использованием независимых методов.
Научная новизна и значимость полученных результатов Результаты работы по
реконструкции радиоактивного загрязнения территории Беларуси таким значимым
дозообразуїощим радионуклидом как 'і вносят вклад в развитие перспективного
научного направления, связанного с восстановлением полной картины
радиоактивного загрязнения природной среды вследствие катастрофы на
Чернобыльской АЭС, изучением связи между радиоактивным загрязнением йодом-

131 и ростом заболеваемости раком щитовидной железы в поставарийный период и. может служить основой для оценки доз облучения от ^13|1. При выполнении работы

Впервые восстановлено радиоактивное загрязнение ^ІЗ,І на всей территории Беларуси, построена карта загрязнения этим радионуклидом. На основании проведенной реконструкции впервые оценены масштабы загрязнения ¹³¹1 территории Беларуси, получена новая информация об уровнях загрязнения почвы І в первый период после катастрофы;

Предложено реалистичное описание процессов радиоактивного загрязнения территории Беларуси ^mI с учетом динамики и изотопного состава аварийного выброса, а также реальных метеоусловий в первый период катастрофы на Чернобыльской АЭС, выявлены особенности формирования загрязнения территории Беларуси;

Впервые предложены научно-методические подходы к реконструкции загрязнения территории Беларуси ^mI, учитывающие особенности формирования загрязнения территории Беларуси, отличительной особенностью которых является жпможность восстановления уровней загрязнения населенных пунктов '"і нл'всей территории Беларуси;

Полученные результаті.! реконструкции радиоактивного загрязнения ^ш1 могут быть использованы для ретроспективной оценки доз облучения от этого радионуклида;

Предложенные подходы позволяют провести ретроспективную оценку необходимости проведения "йодной профилактики" в первый период катастрофы па Чернобыльской АЭС.

Обоснованность и достоверность результатов подтверждены расчетами С использованием независимы* методой верификации.

Практическая значимость полученных результатов

Получены новые знания, позволяющие оценить масштабы чернобыльского загрязнения Беларуси ^|311: на всей территории загрязнение почвы этим радионуклидом превышало 1 Ки/км² по состоянию на 10 мая 1986 г.

По результатам реконструкции построена карта радиоактивного -агрязненш территории Беларуси ^|3|1 по состоянию на 10 мая 1986 года, которая позволяеі оценить радиоактивное загрязнение в различных регионах Беларуси: уровш загрязнения почвы ^mI составляли от 1 Ки/км²(Полоцкий район Витебское области) до 6000 Ки/км² (30 - км зона Чернобыльской АЭС);

Карта-реконструкция загрязнения территории Беларуси ¹³¹1 используете) органами здравоохранения при проведении эпидемиологических исследовани? заболеваний раком щитовидной железы;

Выявлена зависимость между числом случав рака щитовидной железы у детей і подростков в 1986-1995 гг. и загрязнением ¹³¹1 территории Беларуси.;

Разработаны рекомендации по проведению радиационного мониторинга і случае аварки на радиационно-опасных объектах для обеспечения безопасносп населения, которые используются в системе радиационного мониторинг; Госкомгидромета Республики Беларусь.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

реалистичное описание процессов радиоактивного загрязнения территориї Беларуси ¹³¹1 с учетом динамики и изотопного состава аварийного выброса, также реальных метеоусловий в первый период катастрофы на Черпобыльско АЭС, особенности формирования загрязнения территории Беларуси;

научно-методические подходы к реконструкции выпадений йода-13: отличительной особенностью которых является корректное описанії радиоактивного загрязнения ^|311 в населенных пунктов на всей территори Беларуси;

реконструкция радиоактивного загрязнения территории Беларуси ^,3II t основании результатов изучения корреляционно-регрессионной зависимое! между активностью ^|311 и ^,3 Cs выпадениях;

карта радиоактивного загрязнения ^,3|1 территории Беларуси по состоянию па 1 мая 1986 г.;

независимые методы верификации полученных результатов, результат верификации;

ретроспективная оценка необходимости проведения йодной профилактики первый период после катастрофы на ЧАЭС;

рекомендации по проведению радиационного мониторинга природной среды
. случае экстремального радиоактивного загрязнения природной среды nj

аварии на радиационно-опасных объектах для обеспечения безопасное

, населения. Личный вклад соискателя В диссертации представлены результаты научш исследований, выполненных автором самостоятельно и в соавторстве. Авт принимал непосредственное участие во всех этапах исследований - в постанов задач, планировании исследований, разработке алгоритмов расчетов и выполнен расчетов, анализе и интерпретации результатов.

В 1991 году автором совместно с О.М.Жуковой, Э.Д.Шагаловой и И.И.Матвеенко была построена первая карта радиоактивного загрязнения йодом-131 территории Беларуси по состоянию на 10.05.1986 года.

Автор благодарит Э.Д.Шагалову, О.М.Жукову, Матвеенко И.И. (Госкомгидромет Республики Беларусь), Шароварова Г.А. (ИРЭП НАНБ), Питкевнча В.А.(МРЦ РАМН) и Недвецкайте Т.Н. (ИФ Литовской Академии Наук) за сотрудничество и помощь при выполнении исследований.

Апробация результатов исследования Результаты исследований, включенные в диссертацию, были доложены на республиканской конференции "Научно-практические аспекты сохранения здоровья людей, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на ЧАЭС" (Гомель 1992); Международном симпозиуме "Влияние радиации на щитовидную железу "(октябрь 1992 г.); на Международной конференции "The Canadian conference on GIS - 1994"(0ttawa, 1994), Международной научной конференции "Second international meeting on low-level air radioactivity monitoring"(Warsaw, 1995), на 1 Международной научной конференции Комиссии ЕС и СНЦМннск, март 1996), Международной научной конференции "Фундаментальные и прикладные аспекты радиобиологии: биологические эффекты малых доз и радиоактивное загрязнение среды" (Минск, 1998), Международном симпозиуме "Актуальные проблемы дозиметрни"(Минск, 1999).

Опубликованность результатов исследования По материалам диссертации опубликованы 2 статьи в научных журналах; 14 статей в сборниках материалов, книгах, 3 отчета о НИР, 5 тезисов докладов; издан Атлас радиоактивного загрязнения Европы цезием (в соавторстве).

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, 6-ти глав, заключения и одного приложения. В работе 156 страниц, включая 30 таблиц, 37 рисунков и список использованных источников из 107 наименований.