Современное состояние необустроенного приповерхностного захоронения особых радиоактивных отходов на эпицентре мирного подземного ядерного взрыва «Кристалл» (Якутия): по результатам электротомографических зондирований, наземной магнитной съемки и изучения водных стоков

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность исследования обусловлена рисками распространения радионуклидов в среду обитания человека.

Цель: оценить современное геоэкологическое состояние необустроенного приповерхностного захоронения особых радиоактивных отходов в виде глыбово-щебнистой насыпи на эпицентре подземного ядерного взрыва «Кристалл».

Объект. Взрыв «Кристалл» был проведен в 1974 г. в мерзлых породах на глубине 98 м, в результате на эпицентре возник навал с провалившейся центральной частью. Содержание радионуклидов в грунтах эпицентра превышало минимальные значения активности для твердых радиоактивных отходов, а центральная зона взрыва на глубине всего 98 м стала пунктом размещения особых радиоактивных отходов. Для криогенной иммобилизации радионуклидов в грунтах и предотвращения выхода подземной активности в 1992 г. навал и устье боевой скважины были захоронены под глыбово-щебнистой насыпью, состоящей из обломков известняков и доломитов. В 2006 г. насыпь была наращена, в ней был наморожен льдогрунтовый слой мощностью 0,6 м.

Методы: зондирования методом электротомографии, наземная магнитная съемка, радиометрические измерения; жидкостно-сцинтилляционная спектрометрия, бета-радиометрия и альфа-спектрометрия с предварительной радиохимической подготовкой счетных образцов.

Результаты. Глыбово-щебнистая насыпь находится в талом и увлажненом состоянии. Сквозь насыпь просачиваются талые и метеорные воды, также, вероятно, идет свободная конвекции воздуха, которая приводит к конденсации атмосферной влаги и, как следствие, к накоплению воды в насыпи. Тем не менее в настоящее время водная миграция радионуклидов из-под насыпи характеризуется как слабоинтенсивная: в водных стоках из-под насыпи активность 3H составляет всего 4–12 Бк/дм3, 90Sr – 0,004–0,4 Бк/дм3, 239,240Pu и 238Pu не обнаружены (<0,000001 Бк/ дм3). Согласно этим показателям, в настоящее время нет необходимости для дополнительных мер по укреплению или модификации насыпи.

Об авторах

Светлана Юрьевна Артамонова

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: artam@igm.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-1428-6762

доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник

Россия, 630090, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3

Александр Николаевич Шеин

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН; Научный центр изучения Арктики

Email: A.N.Shein@yandex.ru

кандидат физико-математических наук, доцент, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник

Россия, 630090, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3; 629008, г. Салехард, ул. Республики, 20

Список литературы

  1. Рихванов Л.П. Радиоактивные элементы в окружающей среде и проблемы радиоэкологии. – Томск: STT, 2009. – 430 с.
  2. Utilization of recycled cement powder as a solidifying agent for radioactive waste immobilization / Ji-Hyun Kim, Eun-A Seo, Do-Gyeum Kim, Chul-Woo Chung // Construction and Building Materials. – 2021. – Vol. 289. – Iss. 2. – ID 123126. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0950061821008862 (дата обращения 09.03.2024).
  3. Marsh A., Williams L., Lawrence J.A. The important role and performance of engineered barriers in a UK geological disposal facility for higher activity radioactive waste // Progress in Nuclear Energy. – 2021. – Vol. 137. – ID 103736. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0149197021001037 (дата обращения 09.03.2024).
  4. Krauskopf K.B. Radioactive waste disposal and geology. – London, New York: Chapman and Hall Ltd, 1988. – 145 p. URL: https://link.springer.com/book/10.1007/978-94-009-1201-4 (дата обращения 09.03.2024).
  5. Malkovsky V., Yudintsev S., Ojovan M. Forecast of 241Am migration from a system of deep horizontal boreholes // Sustainability. – 2023. – Vol. 15. – Iss. 20. – ID 15134. URL: https://www.mdpi.com/2071-1050/15/20/15134 (дата обращения 09.03.2024).
  6. Мирные ядерные взрывы: обеспечение общей и радиационной безопасности при их проведении / под рук. проф. В.А. Логачева. – М: ИздАТ, 2001. – 512 с.
  7. Адушкин В.В., Спивак А.А. Подземные взрывы. – М.: Наука, 2007. – 579 с.
  8. Artamonova S.Y., Kozhevnikov N.O., Antonov E.Y. Permafrost and groundwater settings at the site of “Kraton-3” peaceful underground nuclear explosion (Yakutia) from TEM data // Russian Geology and Geophysics. – 2013. – Vol. 54. – P. 555–565. URL: http://geoelectriclab.com/storage/app/media/AntonovPublication/gg-2013-54-5-555_Eng.pdf (дата обращения 25.03.2024).
  9. Анализ возможностей оценки размеров охранных зон мирных ядерных взрывов на основе количественных закономерностей деформации земных недр / В.С. Репин, В.П. Рамзаев, А.М. Библин, К.В. Варфоломеева, С.А. Зеленцова, К.А. Седнев, В.А. Ильичев, А.В. Касаткин, В.В. Касаткин // Радиационная гигиена. – 2023. – Т. 16. – № 4. – С. 134–147. URL: https://www.radhyg.ru/jour/article/view/997/867 (дата обращения 09.03.2024).
  10. Состояние радиационной безопасности объeктов мирных ядерных взрывов на территории РС(Я) / В.В. Касаткин, В.А. Ильичев, К.В. Мясников, В.И. Клишин, Б.П. Мамонов // Радиационная безопасность Республики Саха (Якутия): Матер. II Республиканской научно-практ. конф. – Якутск, 2004. – Якутск: ЯФ ГУ «Изд-во СО РАН», 2004. – С. 82–100. URL: https://disk.yandex.ru/i/gBqGQduEF081cw (дата обращения 09.03.2024).
  11. Радиоактивное загрязнение и проект реабилитации участка «Глобус-1» / В.В. Касаткин, Е.Н. Камнев, В.И. Клишин, В.А. Ильичев // Безопасность окружающей среды. – 2009. – № 1. – С. 82–86.
  12. Rosen Klas, Haak Enok. Resource requirement for countermeasures and clearing at nuclear accidents in Swedish agriculture (Resursbehov för motåtgärder och sanering vid kärnenergiolyckor i svenskt jordbruk). – Karstad: Räddningsverket, 2006. – 95 p. URL: https://www.researchgate.net/publication/271765389_Resource_requirement_for_countermeasures_and_clearing_at_nuclear_ accidents_in_Swedish_agriculture_Resursbehov_for_motatgarder_och_sanering_vid_karnenergiolyckor_i_svenskt_jordbruk_In_Swedish_with_Engl?channel=doi&linkId=54d0fb830cf298d656695dea&showFulltext=true (дата обращения 09.03.2024)
  13. Four-year decline in radioactive cesium transfer to perennial Gramineae candidate bioenergy crops in a field polluted by radioactive fallout from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant in 2011 / Makoto Kobayashi, Hisaya Matsunami, Shinichi Tsuruta, Hiroko Sato, Shotaro Ando // Grassland Science. – 2016. – Vol. 62. – Iss. 3. – P. 194–200. URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/grs.12121 (дата обращения 09.03.2024).
  14. Дутов А.И., Пузанова Л.А. Агроэкологические аспекты возрождения сельскохозяйственного хозяйства на территории, загрязненной радионуклидами (на примере Чернобыльской катастрофы) // Вестник Удмуртского университета. Сер. Биология, науки о Земле. – 2022. – Т. 32. – № 2. – С. 140–148. URL: https://journals.udsu.ru/biology/article/view/6942 (дата обращения 09.03.2024)
  15. Чуйков Ю.С., Досмухамедова Г.Г. Объект «Вега» и последствия ядерных взрывов в мирных целях // Астраханский вестник экологического образования. – 2006. – № 1–2 (8–9). – С. 46–71. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obekt-vega-i-posledstviya-yadernyh-vzryvov-v-mirnyh-tselyah-obzor (дата обращения 09.03.2024).
  16. Храмцов Е.В. Радиационная обстановка на территории проведения мирного ядерного взрыва «Глобус-1» после выполнения реабилитационных работ // Радиационная гигиена. – 2019. – Т. 12. – № 3. – С. 58–68. URL: https://www.radhyg.ru/jour/article/view/642 (дата обращения 09.03.2024).
  17. Цифровое тематическое картографирование современного состояния мерзлотных ландшафтов в Якутии / А.Н. Федоров, А.А. Шестакова, Я.И. Торговкин, Н.Ф. Васильев // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. – 2019. – № 2. – С. 36–49. URL: https://www.vnzsvfu.ru/jour/article/view/6?locale=ru_RU (дата обращения 09.03.2024).
  18. Шварцев С.Л. Источники кальция, стронция и бария крепких и сверхкрепких рассолов хлоридно-кальциевого типа (в связи с формированием последних) // Геология и геофизика. – 1973. – № 6. – С. 23–30.
  19. Алексеев С.В. Криогидрогеологические системы Якутской алмазоносной провинции. – Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2009. – 319 с.
  20. Геоэкологическая модель района мирного подземного ядерного взрыва «Кристалл» (Якутия) / С.Ю. Артамонова, Л.Г. Бондарева, Е.Ю. Антонов, Н.О. Кожевников // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. – 2012. – № 2. – С. 143–158. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=17699401 (дата обращения 09.03.2024).
  21. Голубов Б.Н., Сапожников Ю.А., Горальчук А.В. Миграция радионуклидов из полости подземного термоядерного взрыва «Кристалл» в алмазодобывающий карьер // Радиационная безопасность Республики Саха (Якутия): Матер. II Республиканской научно-практ. конф. – Якутск, 2004. – Якутск: ЯФ ГУ «Изд-во СО РАН», 2004. С. 182–192. URL: https://disk.yandex.ru/i/gBqGQduEF081cw (дата обращения 09.03.2024).
  22. Shallow permafrost at the crystal site of peaceful underground nuclear explosion (Yakutia, Russia): evidence from electrical resistivity tomography / S. Artamonova, A. Shein, V. Potapov, N. Kozhevnikov, V. Ushnitsky // Energies. – 2022. – Vol. 15. – Iss. 1. – ID 15010301 URL: https://www.mdpi.com/1996-1073/15/1/301 (дата обращения 09.03.2024).
  23. Бурцев И.С., Колодезникова Е.Н. Радиационная обстановка в алмазоносных районах Якутии (препринт). – Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1997. – 52 с. URL: https://yadi.sk/i/Kmp2f2-scGdTLw (дата обращения 14.01.2023).
  24. Современная радиационно-гигиеническая обстановка в регионе проведения мирных подземных ядерных взрывов «Кратон-3» и «Кристалл» на территории РС(Я) / В.П. Рамзаев, В.Ю. Голиков, А.С. Мишин, И.Г. Травникова, М.В. Кадука, О.С. Кравцова, Г.Я. Брук, Г.Н. Кайдановский, Л.А. Басалаева, А.Д. Гедеонов, Ю.В. Булатенков, В.В. Петровский, Т.М. Королева, П. Странд, Дж. Браун // Радиационная безопасность Республики Саха (Якутия): Матер. II Республиканской научно-практ. конф. – Якутск, 2004. – Якутск: ЯФ ГУ «Изд-во СО РАН», 2004. – С. 123–133. URL: https://disk.yandex.ru/i/gBqGQduEF081cw (дата обращения 09.03.2024).
  25. Киселев В.В., Бурцев И.С. Ликвидация последствий аварийных подземных ядерных взрывов в зоне многолетней мерзлоты. – Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 1999. – 148 с. URL: https://disk.yandex.ru/i/J0PHqSdWs0woag (дата обращения 14.01.2023).
  26. Аварийные ситуации на объектах мирных ядерных взрывов в России / К.В. Мясников, В.В. Касаткин, В.А. Ильичев, В.Д. Ахунов // Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях: Матер. Междунар. конф. – М., 24–26 апреля 2000. – СПб: Гидрометеоиздат, 2000. – С. 35.
  27. Мониторинг аварийных объектов МПЯВ «Кратон-3», «Кристалл» после проведенных реабилитационных мероприятий / В.В. Касаткин, В.А. Ильичев, В.Е. Латышев, Б.П. Мамонов, А.В. Касаткин, Н.С. Седов // Радиационная безопасность Республики Саха (Якутия): Материалы III Республиканской научно-практ. конф. – Якутск, 18–20 октября 2011. – Якутск: ИП Иванов «СМИК-МАСТЕР», 2012. – С. 144–154. URL: https://disk.yandex.ru/i/VjISJfo1PGWrqg (дата обращения 24.03.2024).
  28. Лобанов В.В., Мищенко Ю.В., Целлер Е.В. Обоснование корректировок проектных решений по ликвидации последствий аварийных ядерных взрывов на территории Западной Якутии (объекты «Кристалл» и «Кратон-3») // Радиационная безопасность Республики Саха (Якутия): Матер. II Республиканской научно-практ. конф. – Якутск, 2004. – Якутск: ЯФ ГУ «Изд-во СО РАН», 2004. – С. 100–107. URL: https://disk.yandex.ru/i/gBqGQduEF081cw (дата обращения 09.03.2024).
  29. Chevychelov A.P., Sobakin P.I., Molchanova I.V. Radioactive contamination of Permafrost – affected soils with 137Cs and 90Sr, the products of an accidental underground nuclear explosion // Eurasian soil science. – 2006. – Vol. 39. – № 12. – P. 1362–1369. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=9466514 (дата обращения 09.03.2024).
  30. Residual radioactive contam ination at the peaceful underground nuclear explosion sites «Craton-3» and «Crystal» in the Republic of Sakha (Yakutia) / A.D. Gedeonov, E.R. Petrov, I.N. Kuleshova, M.L. Savopulo, V.Yu. Shkroev, V.G. Alexeev, V.I. Arkhipov, L.S. Burtsev // J. of Environ. Radioact. – 2002. – Vol. 60. – Iss. 1–2. – P. 221–234. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0265931X01001059?via%3Dihub (дата обращения 09.03.2024).
  31. Surface ground contamination and soil vertical distribution of 137Cs around two underground nuclear explosion sites in the Asian Arctic, Russia / V. Ramzaev, A. Mishine, V. Golikov, J.E. Brown, P. Strand // J. Environ. Radioact. – 2007. – Vol. 92. – Iss. 3. – P. 123–143. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0265931X06001858 (дата обращения 09.03.2024).
  32. Modern radioecological situation at the site of the peaceful underground nuclear explosion “Crystal” and radionuclides in the surface waters of the adjacent territory (Western Yakutia) / S.Yu. Artamonova, L.G. Bondareva, M.S. Melgunov, G.V. Simonova // Radiochemistry. – 2023. – Vol. 65. – № 5. – P. 599–617. URL: https://link.springer.com/article/10.1134/S1066362223050119 (дата обращения 09.03.2024).
  33. Химический состав поверхностных вод объекта «Кристалл» и содержание в них урана в 2019 г. / С.Ю. Артамонова, В.Е. Ушницкий, Д.Ю. Троицкий, О.В. Шуваева, Е.В. Полякова // ИНТЕРЭКСПО ГЕО-Сибирь. Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Экономика. Геоэкология: Матер. XVI Междунар. конф. – Новосибирск 20–24 апреля 2020. – Новосибирск: Изд-во ИНГГ СО РАН, 2020. – С. 298–310. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44165954 (дата обращения 09.03.2024).
  34. Manual for RES2DMOD. URL: https://www.geotomosoft.com/downloads.php (дата обращения 09.03.2024).
  35. Oni T., Falade A., Oso O. Application of electrical resistivity tomography in engineering site characterization: a case study of Igarra, Akoko Edo, Southwestern Nigeria // Malaysian Journal of Geosciences. – 2022. – Vol. 6. – Iss. 2. – P. 84–87. URL: https://myjgeosc.com/mjg-02-2022-84-87/ (дата обращения 09.03.2024).
  36. Contribution of Python-based BERT software for landslide monitoring using Electrical Resistivity Tomography datasets. A case study in Tghat-Fez (Morocco) / O. Jabrane, D.E. Azzab, P. Martínez-Pagán, M. Martínez-Segura, H. Mahjoub, M. Charroud // Data Brief. – 2022. – Vol. 46. – ID 108763. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36478686/ (дата обращения 09.03.2024).
  37. Geoelectric structure of the subaquatic cryolithozone in Uomullakh-Kyuel lagoon (Laptev sea) / V.V. Olenchenko, A.N. Faguet, P. Overduin, M. Angelopoulos // Earth’s Cryosphere. – 2023. – № 5. – P. 39–53. URL: https://sibran.ru/en/journals/issue.php?ID=187429&ARTICLE_ID=187433 (дата обращения 09.03.2024).
  38. Manual for ZondRes2D. URL: http://zond-geo.com/software/ (дата обращения 09.03.2024)
  39. Coscad3D.ru. URL: www.coscad3d.ru (дата обращения 09.03.2024).
  40. Долгаль А.С. Влияние сферичности Земли на результаты аэромагнитных измерений над платобазальтами (на примере Норильского района) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2019. – T. 33. – № 11. – C. 26–33. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41469499 (дата обращения 09.03.2024).
  41. Магнитные аномалии на площадке объекта мирного подземного ядерного взрыва «Кристалл» (Западная Якутия) / С.Ю. Артамонова, А.Н. Шеин, В.В. Потапов, Н.О. Кожевников, П.Н. Новикова, В.Е. Ушницкий // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2020. – Т. 331. – № 12. – С. 158–172. URL: https://izvestiya.tpu.ru/archive/article/view/2949 (дата обращения 09.03.2024).
  42. МИ – Методика измерений объемной активности стронция-90 (90Sr) в пробах природных вод (пресных и минерализованных) бета-радиометрическим методом с радиохимической подготовкой. Номер в Федеральном реестре ФР.1.40.2014.18554, Свидетельство № 40074.4Ж212/01.00294-2010 от 30 июня 2014 г.
  43. МИ – Методика измерений объемной активности изотопов плутония (238Pu, 239+240Pu) в пробах природных вод альфа-спектрометрическим методом с радиохимической подготовкой. Номер в Федеральном реестре ФР.1.40.2013.15394, Свидетельство об аттестации 40073.3Г185/01.00294-2010.
  44. Artamonova S.Yu. Radioecological situation within area of pacific underground nuclear explosion «Kraton-3» (1978, Northwestern Yakutia) // Chemistry for Sustainable Development. – 2012. – Vol. 20. – № 2. – P. 105–117. URL: https://sibran.ru/en/journals/issue.php?ID=119894&ARTICLE_ID=135105 (дата обращения 09.03.2024).
  45. Климовский И.В., Готовцев С.П. Криолитозона Якутской алмазоносной провинции. – Новосибирск: ВО Наука, 1994. – 165 с. URL: https://e.nlrs.ru/open/90015 (дата обращения 09.03.2024)
  46. Микуленко К.И., Чомчоев А.И., Готовцев С.П. Геолого-географические условия проведения и последствия подземных ядерных взрывов на территории Республика Саха (Якутия). – Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2006. – 196 с.
  47. Артамонова С.Ю. Тритий как индикатор радиоэкологической обстановки в районе мирного подземного ядерного взрыва «Кристалл» // Астраханский вестник экологического образования. – 2019. – № 4 (52). – С. 4–13. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=39244027 (дата обращения 09.03.2024)
  48. СанПиН 2.6.1.2523-09. Нормы радиационной безопасности (НРБ 99/ 2009). – М., 2009. – 116 с. URL: https://dosmotr.ru/upload/iblock/df0/%D0%A1%D0%B0%D0%BD%D0%9F%D0%B8%D0%9D%202.6.1.2523-09.pdf (дата обращения 09.03.2024).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».