Оценка мощности воздушной кермы гамма-излучения ₁₃₇Cs и ₁₃₄Cs, выпавших на почву в Сахалинской области России после Фукусимской аварии

Предыдущие исследования, проведенные Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор) в Сахалинской области (Россия) в 2011–2012 гг., показали, что почва на южных Курильских островах была загрязнена  ₁₃₇Cs и ₁₃₄Cs вследствие аварии на АЭС «Фукусима-1». Мы вычислили мощность кермы в воздухе, используя ранее опубликованные данные о вертикальном распределении фукусимского радиоактивного цезия в почве на лугах островов Кунашир, Шикотан и Итуруп. Тем же методом была оценена мощность воздушной кермы от гамма-излучения ₁₃₇Cs, содержавшимся в почве до фукусимских выпадений. В период с мая 2011 г. по сентябрь 2012 г. мощность кермы от новых выпадений радиоактивного цезия варьировала от 0,31 до 0,84 нГр/ч. В среднем вклад излучения фукусимских  ₁₃₇Cs и ₁₃₄Cs в общую мощность воздушной кермы от радиоактивного цезия составил 35% осенью 2011 г. и 25% осенью 2012 г. Средняя нормализованная мощность кермы от излучения фукусимского 137Cs составляла 1,63 (нГр/ч)/(кБк/м2) в середине мая 2011 г., 1,53 (нГр/ч)/(кБк/м2) осенью 2011 г. и 1,45 (нГр/ч)/(кБк/м2) осенью 2012 г. Средняя нормализованная мощность кермы излучения дофукусимского ₁₃₇Cs на целинных лугах составила 0,77 (нГр/ч)/(кБк/м2). Результаты наших расчетов для мощности кермы от фукусимского ₁₃₇Cs хорошо соответствовали прогнозу модели НКДАР ООН 2013 г., которая использовалась для оценки доз внешнего облучения населения Японии после Фукусимской аварии. Для дофукусимского ¹³⁷Cs  модель НКДАР ООН недооценивала расчетную нормализованную мощность кермы в Сахалинской области примерно на 40%. Наши расчеты показали, что надземная биомасса травянистых растений практически не влияла на мощность воздушной кермы гамма-излучения радиоактивного цезия, содержащегося в почве. Выпадения ₁₃₇Cs и ₁₃₄Cs после аварии на АЭС «Фукусима-1» не привели к сколь либо значимому увеличению мощности дозы гамма-излучения в воздухе над почвой Курильских островов. В 2019–2020 гг. вклад радиоактивного цезия в суммарную мощность дозы гамма-излучения в воздухе не будет превышать 5%.

1. IAEA – International Atomic Energy Agency. Generic Procedures for Monitoring in a Nuclear or Radiological Emergency, IAEA-TECDOC-1092. IAEA, Vienna, 1999.

2. Jacob, P., Roth, P., Golikov, V., Balonov, M., Erkin, V., Likhtariov, I., Garger, E., Kashparov, V. Exposures from external radiation and from inhalation of resuspended material. In: The Radiological Consequences of the Chernobyl accident. European Commission, Brussels, 1996, pp. 251–260.

3. Golikov, V.Y., Balonov, M.I., Jacob, P. External exposure of the population living in areas of Russia contaminated due to the Chernobyl accident. Radiat. Environ. Biophys., 2002, Vol. 41, No. 3, pp. 185–193.

4. IAEA – International Atomic Energy Agency. Chernobyl Forum Expert Group ‘Environment’. Environmental Consequences of the Chernobyl Accident and their Remediation: Twenty Years of Experience. IAEA, Vienna, 2006.

5. UNSCEAR – United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. UNSCEAR 2016 Report to the General Assembly, with Scientific Annexes. United Nations, New York, 2017.

6. UNSCEAR – United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources and Effects of Ionizing Radiation, Report to the General Assembly with Scientific Annexes. United Nations, New York, 2000.

7. ICRP – International Commission on Radiological Protection. Radionuclide Transformations – Energy and Intensity of Emissions. ICRP Publication 38. Ann. ICRP, 1983, Vol. 11–13.

8. UNSCEAR – United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. UNSCEAR 2013 Report, Vol. 1, Scientific Annex A, Levels and Effects of Radiation Exposure due to the Nuclear Accident after the 2011 Great East-Japan Earthquake and Tsunami, Appendix C (Assessment of Doses to the Public). United Nations, New York, 2014.

9. Saito, K., Yamamoto, H., Mikami, S., Andoh, M., Matsuda, N., Kinase, S., Tsuda, T., Yoshida, T., Matsumoto, S., Sato, T., Seki, A., Takemiya, H. Radiological conditions in the environment around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant site. Global Environmental Research, 2016, Vol. 20, pp. 15–22.

10. ICRU – International Commission on Radiation Units and Measurements. Gamma-Ray Spectrometry in the Environment. ICRU report: 53. Bethesda, Maryland, 1994.

11. Jacob, P., Meckbach, R. Measurements after the Chernobyl accident in relation to the exposure of an urban population. In: Restoration of Environments Affected by Residues from Radiological Accidents: Approaches to Decision Making. IAEA-TECDOC-1131. International Atomic Energy Agency, Vienna, 2000, pp. 34–41.

12. Ramzaev, V., Yonehara, H., Hille, R., Barkovsky, A., Mishine, A., Sahoo, S.K., Kurotaki, K., Uchiyama, M. Gamma-dose rates from terrestrial and Chernobyl radionuclides inside and outside settlements in the Bryansk Region, Russia in 1996–2003. J. Environ. Radioact., 2006, Vol. 85, pp. 205–227.

13. Рамзаев, В.П., Голиков, В.Ю. Сравнение расчетных и измеренных значений мощности кермы в воздухе над почвой, загрязненной 137Cs. Радиационная гигиена, 2015, Том 8, № 4, С. 42–51.

14. IAEA – International Atomic Energy Agency. Applicability of Monitored Natural Attenuation at Radioactively Contaminated Sites. Technical Reports Series No. 445. IAEA, Vienna, 2006.

15. Ramzaev, V., Barkovsky, A. Vertical distribution of 137Cs in grassland soils disturbed by moles (Talpa europaea L.). J. Environ. Radioact., 2018, Vol. 184–185, pp. 101–108.

16. Jacob, P., Likhtarev, I. (Eds.). EUR 16541 – Pathway Analysis and Dose Distributions. Joint Study Project 5. Final report. European Commission, Luxembourg, 1996.

17. Likhtarev, I.A., Kovgan, L.N., Jacob, P., Anspaugh, L.R. Chernobyl accident: external exposure of Ukrainian population due to radioactive contamination of territory (retrospective and prospective dose estimations). Health Phys., 2002, Vol. 82, pp. 290–303.

18. UNSCEAR – United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Attachment C–12. Methodology for the Assessment of Dose from External Exposure and Inhalation of radioactive material. UNSCEAR 2013 Report, Vol. 1, Scientific Annex A, Levels and Effects of Radiation Exposure due to the Nuclear Accident after the 2011 Great East-Japan Earthquake and Tsunami, Appendix C (Assessment of Doses to the Public). United Nations, New York, 2014.

19. Ramzaev, V., Barkovsky, A., Goncharova, Yu., Gromov, A., Kaduka, M., Romanovich, I. Radiocesium fallout at the grasslands on Sakhalin, Kunashir and Shikotan Islands due to the Fukushima accident: the radioactive contamination of soil and plants in 2011. J. Environ. Radioact., 2013, Vol. 118, pp. 128–142.

20. Ramzaev, V.P., Barkovsky, A.N., Gromov, A.V., Ivanov, S.A., Kaduka, M.V. Fukushima fallout in Sakhalin Region, Russia, part 1: 137Cs and 134Cs in grassland soils. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene, 2018, Vol. 11, No. 1, pp. 25–42.

21. Ramzaev, V.P., Barkovsky, A.N., Gromov, A.V., Ivanov, S.A., Kaduka, M.V. Fukushima fallout in Sakhalin Region, Russia, part 2: 137Cs and 134Cs in grassland vegetation. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene, 2018, Vol. 11, No. 2, pp. 7–19.

22. Разжигаева, Н.Г., Ганзей, Л.А., Мохова, Л.М., Пшеничникова, Н.Ф. Луговые ландшафты Южных Курил: происхождение, возраст и развитие. География и природные ресурсы, 2011, № 3, С. 96–104.

23. Булгаков, В.Г., Вакуловский, С.М., Ким, В.М., Полянская, О.Н., Уваров, А.Д., Яхрюшин, В.Н. Техногенные радионуклиды в приземном слое атмосферы вследствие аварии на АЭC ≪Фукусима≫. Радиационная гигиена, 2011, Том 4, № 4, С. 26–31.

24. Saito, K., Jacob, P. Gamma ray fields in the air due to sources in the ground. Radiat. Prot. Dosimetry, 1995, Vol. 58, pp. 29–45.

25. Golikov, V., Barkovski, A., Kulikov, V., Balonov, M., Rantavaara, A., Vetikko, V. Gamma ray exposure due to sources in the contaminated forest. In: I. Linkov and W.R. Schell (Eds.). Contaminated Forests – Recent Developments in Risk Identification and Future Perspective. Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on Contaminated Forests, Kiev, Ukraine 27–30 June 1998. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1999, pp. 333–341.

26. Ramzaev, V., Repin, V., Medvedev, A., Khramtsov, E., Timofeeva, M., Yakovlev, V. Radiological investigations at the “Taiga” nuclear explosion site, part II: man-made γ-ray emitting radionuclides in the ground and the resultant kerma rate in air. J. Environ. Radioact., 2012, Vol. 109, pp. 1–12.

27. Romanovich, I.K., Gromov, A.V., Goncharova, Yu.N. Preliminary analysis of the primary survey data of the radiation situation in the South-Eastern Sakhalin region after the Fukushima NPP accident. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene, 2011, Vol. 4, No. 1, pp. 36–42. Russian (Романович, И.К., Громов, А.В., Гончарова, Ю.Н. Предварительный анализ данных первичного обследования радиационной обстановки в юго-восточных районах Сахалинской области после аварии на АЭС «Фукусима-1». Радиационная гигиена, 2011, Том 4, № 3, С. 36–42).

28. Shaw, G., Kliashtorin, A., Mamikhin, S., Shcheglov, A., Rafferty, B., Dvornik, A., Zhuchenko, T., Kuchma, N. Modelling radiocaesium fluxes in forest ecosystems. In: The Radioecological Consequences of the Chernobyl Accident. Proceedings of the First International Conference. Minsk, Belarus, 18 to 22 March 1996, EUR 16544EN. European Commission, Luxembourg, 1996, pp. 221–224.

29. Beamish, D. Gamma ray attenuation in the soils of Northern Ireland, with special reference to peat. J. Environ. Radioact., 2013, Vol. 115, pp. 13–27.