¹³⁷Сs І ⁹⁰Sr У ВОДІ ВОДОЙМИ-ОХОЛОДЖУВАЧА ЧАЕС

 

В. В. Канівець¹,  Г. В. Лаптєв¹,  О. І. Насвіт²,  С. І. Кіреєв³,  С. І. Обрізан³

 

¹ Український гідрометеорологічний інститут ДСУНС та НАН України, Київ

² Національний інститут стратегічних досліджень, Київ

³ ДСП «Чорнобильський спецкомбінат» МЕПР України, Чорнобиль

 

В перші роки після аварії на ЧАЕС високі рівні активності води у водоймі-охолоджувачі ЧАЕС (ВО ЧАЕС) визначались короткоживучими продуктами розпаду ядерного палива. Нині у воді ВО у вимірюваній кількості присутні лише ¹³⁷Cs та ⁹⁰Sr. За період 1987-2012 рр. їх середньорічні концентрації зменшилися майже на два порядки. В перші роки після аварійного забруднення тренди зменшення концентрацій ¹³⁷Cs та ⁹⁰Sr мали експоненційний характер, а з 1998 р. вони стали лінійними. В 1998-2010 рр. екологічний період напівзменшення активності ¹³⁷Cs у воді становив 9,5 років, ⁹⁰Sr – 14,4 роки. Мінімальні концентрації ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr спостерігаються в північній частині ВО куди закачують воду з р. Прип'ять. В колишньої «теплій» частини ВО концентрації ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr у воді вищі, ніж в «холодній» (північній) приблизно на 50 і 25%, оскільки роздільна дамба перешкоджає вільному водообміну між ними.

Протягом всього післяаварійного періоду спостерігалися внутрішньорічні коливання концентрації розчиненого ¹³⁷Cs із чітко вираженими зимово-весняним мінімумом (лютий-квітень) і літньо-осіннім максимумом (липень-вересень). Циклічний характер зміни концентрацій розчиненого ¹³⁷Cs найімовірніше визначається особливостями температурно-кисневого режиму ВО, який характеризується розвитком стійкої літньо-осінньої температурно-кисневої стратифікації, наявністю термоклину, дефіцитом кисню нижче термоклину і майже повною аноксією у придонному шарі води. Ймовірно улітку, через крайній дефіцит кисню поблизу дна, припиняється окислення амонійних сполук і відбувається бактеріальне відновлення азоту до амонійної форми. Амоній є природним конкурентом ¹³⁷Cs в обмінних процесах між твердою фазою відкладів і водним розчином. Підвищення його концентрацій у поровому розчині донних відкладів призводить до посилення дифузійного потоку ¹³⁷Cs з донних відкладів у водну товщу.

Спостереження на глибоководних вертикалях в 2002-2003 і 2012-2013 рр. підтвердили існування постійного дифузійного потоку ¹³⁷Cs із дна у водну товщу. Найбільші градієнти концентрацій ¹³⁷Cs спостерігалися в літньо-осінні періоди, саме в той час коли вміст амонію в придонному шарі води і в поровому розчині донних відкладів був найвищим. Вертикальний розподіл ⁹⁰Sr у водній товщі був, практично, рівномірним в усі сезони і річної циклічності у змінах його концентрацій у воді ВО не виявлено.

Відміни в характері зміни концентрацій ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr у воді ймовірно обумовлено відміною в механізмі забруднення води ВО кожним з цих радіонуклідів. Виходячи з наявних даних можна припустити, що водна маса ВО забруднюється цезієм-137 від мулових відкладів глибоководних ділянок. Концентрації ж ⁹⁰Sr поблизу берега завжди були вищі, ніж на основній акваторії. Ймовірно, головне джерело надходження ⁹⁰Sr у воду перебуває у мілководній зоні. Вода на мілководних ділянках є насиченою киснем, а донні відклади зазнають значних гідродинамічних навантажень, що може спричиняти поступове механічне руйнування паливних часток і вихід ⁹⁰Sr у воду.

Якщо це припущення виявиться вірним, то можна очікувати, що після запланованого зниження рівня води ВО до природних відзначок, концентрації розчиненого ¹³⁷Cs у воді новооутворених озер збільшаться до певного нового рівноважного стану, а концентрації ⁹⁰Sr зменшаться, оскілки практично вся площа дна цих озер буде зайнята муловими відкладами, у яких паливні частки перебувають в «законсервованому» стані.