Радионуклиды, поступающие в ОС при работе АЭС, представляют собой в основном продукты деления. Основную часть из них составляют инертные радиоактивные газы (ИРГ), которые имеют малые периоды полураспада и потому не оказывают ощутимого воздействия на окружающую среду (они распадаются раньше, чем успевают воздействовать). Кроме продуктов деления некоторую часть выбросов составляют продукты активации (радионуклиды, образовавшиеся из стабильных атомов под действием нейтронов). Значимыми с точки зрения радиационного воздействия являются долгоживущие радионуклиды (ДЖН, основные дозообразующие радионуклиды - цезий-137, стронций-90, хром-51, марганец-54, кобальт-60) и радиоизотопы йода (в основном йод-131). При этом их доля в выбросах АЭС крайне незначительна и составляет тысячные доли процента. Радиоактивные выбросы АЭС на 1-2 порядка ниже предельно допустимых (то есть приемлемо безопасных) значений, а концентрация радионуклидов в районах расположения АЭС в миллионы раз меньше ПДК и в десятки тысяч раз меньше природного уровня радиоактивности.
Радиоактивные вещества при мощных ядерных взрывах в атмосфере частично выпадают на месте взрыва (около 12 %), частично задерживаются в тропосфере в среднем на 30 суток (около 10 %), а примерно 75 % радионуклидов поступает в стратосферу и впоследствии выпадает по всему земному шару. В верхние слои атмосферы (выше 50 км) попадает около 3 % всех радионуклидов. С учетом поступивших в окружающую среду радионуклидов за фоновые приняты следующие величины плотности загрязнения: цезий-137 — 0,08Ки/км2, стронций-90 — 0,045 Ки/км2, плутоний — 0,005 Ки/км2.
Почва. Радиоактивные вещества, отложившиеся на поверхности почвы, могут перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлении под действием различных процессов. Почва довольно прочно удерживает попадающие в нее радиоактивные вещества, однако в зависимости от типа почвы меняется степень поглощения радионуклидов, прочность их связи. Например, прочность удержания радионуклидов выше на почвах более тяжелого состава (глина, суглинок) или имеющих щелочную реакцию среды. Поглощение почвой радионуклидов препятствует их миграции вниз по профилю почвы, проникновению в грунтовые воды и определяет их аккумуляцию в верхних почвенных горизонтах.
Гидросфера. В жидкие сбросы АЭС радионуклиды могут попасть при появлении протечек пром-контура, системы охлаждения конденсаторов турбин, а также с дебалансными водами. Больше всего водоемы-охладители загрязнены тритием. В основном влияние АЭС на увеличение радиоактивности воды прослеживается в сбросных каналах и прилегающей к ним акватории водоема-охладителя. Поскольку радиоактивность жидких сбросов АЭС, как правило, весьма мала и не превышает контрольных уровней, регламентированных нормами радиационной безопасности, концентрация техногенных радионуклидов в воде существенно ниже уровня естественного радиоактивного фона и не представляет опасности для населения. Вследствие процессов накопления радионуклидов водными организмами вероятность обнаружения в них (особенно в водных растениях) техногенных радионуклидов существенно выше, чем в воде. Для большинства рыб концентрация техногенных радионуклидов не превышает нескольких процентов от уровня естественного радиоактивного фона. Может наблюдаться биологический перенос техногенных радионуклидов (в тканях рыб) в реки, впадающие в водоем-охладитель. Дополнительные дозы облучения населения от потребления рыбы, выловленной водоеме-охладителе АЭС, как правило, не превышают 10 мкЗв/год (1% дозы от воздействия естественного радиоактивного фона. Уровень облучения водных организмов при нормальной эксплуатации АЭС не выходит за пределы малых доз. Потенциальным источником поступления радионуклидов в водную среду являются хранилища радиоактивных отходов. Разгерметизация емкостей хранилищ и нарушения гидроизоляции могут привести к попаданию радиоактивных веществ в грунтовые воды.
Растения. Степень усвоения радиоактивности растениями зависит от ряда причин (от самого радионуклида, от содержания микроэлементов в почве, от свойств растения). В зависимости от величины частиц на поверхности растений может задерживаться от 8 до 90 % выпавшей на землю радиоактивной пыли. В частности, на поверхности растений задерживается до 25 % частиц размером менее 44 мкм (при густом травостое), более 25 % частиц размером менее 1-2 мкм и до 90 % глобальных осадков, выпадающих из стратосферы.
Радиоактивные вещества, выпадающие на растения из атмосферы, не только загрязняют их, но и частично всасываются внутрь. В частности, внутрь через листья наиболее активно всасываются изотопы цезия, хуже изотопы стронция и других элементов. Радиоизотопы поступают в растения также из почвы, при этом лучше усваиваются изотопы стронция и хуже изотопы других элементов.
Лучевое поражение у растений проявляется в торможении роста и замедлении развития, снижении урожая, понижении репродуктивного качества семян, клубней, корнеплодов. При больших дозах облучения возможна гибель растений, проявляющаяся в остановке их роста и усыхании.
Животные. В организм животных радионуклиды попадают с пищей, через легкие и наружные покровы. В организм растительноядных животных они проникают с травой, лишайниками и пр., в организм хищных - с их жертвами. Пищевые продукты растительного происхождения (зерно, овощи, фрукты) на полях и в садах являются источниками поступления радиоактивных веществ в организм сельскохозяйственных животных и загрязнения получаемых от них продуктов - мяса, молока.
Накопление радионуклидов у животных и переход их в молоко, мясо, яйца зависят от свойств радионуклидов, уровня загрязнения кормов и особенностей самих животных.
Общее внешнее гамма-излучение на радиоактивном следе вызывает у животных лучевую болезнь, которая в зависимости от величины дозы и продолжительности облучения может быть разной тяжести. Внешнее воздействие бета-частиц сопровождается радиационным поражением кожных покровов. У животных наиболее часто отмечаются поражения кожи на спине.
Человек. Эффекты воздействия радиации на человека обычно делятся на две категории:
1) Соматические (телесные) - возникающие в организме человека, который подвергался облучению.
2) Генетические - связанные с повреждением генетического аппарата и проявляющиеся в следующем или последующих поколениях: это дети, внуки и более отдаленные потомки человека, подвергшегося облучению.
Повреждения, вызываемые большими дозами облучения, обыкновенно проявляются в течение нескольких часов или дней. Раковые заболевания, однако, проявляются спустя много лет после облучения – как правило, не ранее чем через одно-два десятилетия. А врожденные пороки развития и другие наследственные болезни, вызываемые повреждением генетического аппарата, по определению проявляются лишь в следующем или последующих поколениях: это дети, внуки и более отдаленные потомки индивидуума, подвергшегося облучению. Радиационные эффекты облучения человека представлены в таблице Е.1.
Таблица Е.1 - Радиационные эффекты облучения человека
| соматические эффекты | генетические эффекты |
| лучевая болезнь | генные мутации |
| локальные лучевые поражения | хромосомные аберрации |
| лейкозы | |
| опухоли разных органов |
Таблица Е.2 - Воздействие различных доз облучения на человеческий организм
| Доза, гр | Результат воздействия |
| (0,7 - 2) 10-3 | доза от естественных источников в год |
| 0,05 | предельно допустимая доза профессионального облучения в год |
| 0,1 | уровень удвоения вероятности генных мутаций |
| 0,25 | однократная доза оправданного риска в чрезвычайных обстоятельствах |
| 1,0 | доза возникновения острой лучевой болезни |
| 3 - 5 | без лечения 50% облученных умирает в течение 1-2 месяцев вследствие нарушения деятельности клеток костного мозга |
| 10 - 50 | смерть наступает через 1-2 недели вследствие поражений главным образом желудочно-кишечного тракта |
| смерть наступает через несколько часов или дней вследствие повреждения центральной нервной системы |