Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
Научно-производственное объединение «Тайфун»

Совместная российско-норвежская экспедиция в районы захоронения радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива в Карском море в 2012 году

Экспедиция была проведена в период с 24 августа по 28 сентября на НИС «Иван Петров» Северное УГМС силами НПО «Тайфун», (Обнинск), ГНЦ “Южморгеология” (Геленджик), НИЦ «Курчатовский институт» (Москва), ЦНИИ им. А.Н.Крылова (Санкт-Петербург), а также норвежских ученых из Института морских исследований (Берген), Норвежского агентства по радиационной защите (Остерас), Института энергетических технологий (Кьеллер), Норвежского университета естественных наук (Аас). Кроме того, в исследованиях принимал участие представитель Лаборатории морских исследований МАГАТЭ (Монако).

Основной задачей этой международной экспедиции было изучение уровня радиоактивного загрязнения морской среды (вода, донные отложения, биота) в заливе Степового, расположенного на восточном побережье о. Южный архипелага Новая Земля. Этот залив является одним из наиболее радиоэкологически значимых районов захоронения твердых радиоактивных отходов (ТРО) и отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в Карском море. 

В заливе Степового были проведены следующие виды работ: картирование радиоактивного загрязнения донных отложений, отбор проб морской воды и первичное концентрирование некоторых радионуклидов, отбор проб морской биоты, предварительная радиометрия и гамма-спектрометрия (прямые и бортовые измерения), поиск и обследование наиболее радиоэкологически опасных затопленных объектов, гидрологические наблюдения (определение вертикальных профилей температуры и солености воды) (Рис. 3 и 4).

Затопленные объекты были обследованы с помощью телеуправляемого подводного аппарата (ТПА), оборудованного видеокамерой и гамма-спектрометром. Целью подводных исследований явилась оценка физического состояния этих объектов (что важно в связи с предложениями по подъему некоторых объектов). Особое внимание было уделено обследованию затопленной АПЛ K-27, содержащей два реактора с отработавшим ядерным топливом на борту и затопленной на глубине 30 м в 1981 г. Также было проведено визуальное обследование нескольких контейнеров с твердыми радиоактивными отходами, затопленных во внутренней части залива.

marshruteksp.jpg

Рис. 1. Маршрут экспедиции

ivan_petrov.jpg

Рис. 2. Научно-исследовательское судно «Иван Петров»


raspolozheniestancij.jpg
Расположение станций отбора проб в заливе Степового
otborprob_dno.jpg
Обработка проб донных отложений

Поиск затопленных объектов проводился с помощью буксируемого гидролокатора бокового обзора КАТРАН (ГНЦ “Южморгеология”). Визуальное и инструментальное обследование затопленных объектов проводилось с помощью телеуправляемого подводного аппарата РТМ-500 (ГНЦ “Южморгеология”). Ниже приведены примеры полученных ТПА изображений затопленной АПЛ K-27.


spuskTPA.jpg
Спуск ТПА РТМ-500
rubkaAPL_fas.jpg
Рубка АПЛ К-27 (вид спереди)


rubkaAPL_anfas.jpg
Рубка АПЛ К-27 (вид сзади) и леерные ограждения 
kormovojlukAPL.jpg
Кормовой люк АПЛ К-27

Глубинные профили температуры и солености регистрировались на всех станциях с помощью прибора SAIV STD/CTD, модель SD204. 

Поверхностная и глубинная морская вода отбиралась и обрабатывалась на станции 1 (вблизи Карских Ворот) и на 3-х станциях в заливе Степового, с целью последующего определения Cs-137, Pu-изотопов, Sr-90 и H-3 (Россия), Cs-137, Pu- и U-изотопов, Sr-90, Tc-99, I-129, C-14 и H-3 (Норвегия) и Cs-137, Pu-изотопов, Sr-90 и H-3 (выборочные станции) (МАГАТЭ) 

Пробы донных отложений отбирались с использованием бокс-корера Смогена и грейферного дночерпателя Петерсена. Дополнительно, малогабаритный дночерпатель грейферного типа был установлен на ТПА для отбора проб донных отложений вблизи затопленных объектов. Отобранные колонки донных отложений разрезались на отдельные слои. 

Всего было получено 65 колонок донных отложений (27 Россия, 27 Норвегия, 11 МАГАТЭ) и 94 пробы поверхностных слоев донных отложений (46 Россия, 32 Норвегия, 16 МАГАТЭ).

Отбор биологических проб проводился с борта судна: с помощью донных удочек и треугольной драги (станция 1 и внешняя часть залива Степового), а также с борта вспомогательной баржи с помощью сетей и ловушек (внутренняя часть залива Степового).

Собранные виды биоты представляли собой различные виды рыб и донной фауны, а также морские водоросли.

Были сделаны предварительные заключения:

  • содержание гамма-излучающих радионуклидов в морской среде залива Степового в целом низко; 
  • в придонной воде и в донных отложениях в районах затопления контейнеров с РАО во внутренней части залива обнаружены несколько повышенные уровни содержания Cs-137 по сравнению с внешней частью залива, значения которых, тем не менее, не превышают величин, полученных в 1993-1994 гг.;
  • согласно данным предварительной гамма-спектрометрии, не наблюдается признаков утечек радиоактивных веществ из АПЛ К-27. 

С помощью телеуправляемого аппарата PTM-500 было проведено визуальное обследование АПЛ К-27. Всего было проведено три погружения аппарата и в результате обследования было установлено, что АПЛ лежит на ровном киле, ее заглубление в грунт незначительное; видимых коррозионных повреждений корпусных конструкций АПЛ не имеет; отсутствуют некоторые части легкого корпуса АПЛ; палуба АПЛ покрыта слоем иловых отложений толщиной 3-5 см, в котором присутствует значительное количество донных организмов.

На основании экспедиционных и лабораторных исследований 2012 года можно сделать следующие выводы. В 2012 году атомная подводная лодка К-27 была обнаружена лежащей ровно, свободная от донных отложений на глубине около 30 м во внешней части залива Степового, без видимых коррозионных повреждений внешнего корпуса. На основе гамма измерений in situ в непосредственной близости от АПЛ, концентраций радионуклидов в пробах морской воды на станции 36 и концентраций в пробах донных отложений, отобранных вблизи АПЛ во внешней части залива Степового, фактов, свидетельствующих об утечке радионуклидов из отсеков реактора АПЛ К -27, не обнаружено. Исходя из отношений активности U в морской воде и донных отложениях, не выявлено никаких признаков выхода обогащенного урана из реакторов АПЛ К -27 , однако потребуется проведение дальнейшего анализ а (измерения U-236) проб для того, чтобы окончательно подтвердить, что это действительно так .

Во внутренней части залива Степового, там, где согласно опубликованным данным (Сивинцев и др., 2005), затоплено около 2000 контейнеров с отходами, во время экспедиции удалось обследовать лишь ограниченное количество объектов. Поэтому провести какие-либо прямые сравнения с результатами наблюдений затопленных контейнеров в ходе предыдущих исследований в 1993 и 1994 годах, не представлялось возможным. Также на основе исследований 2012 года нельзя дать общую оценку состояния затопленных объектов во внутренней части залива Степового.

Если говорить о радиоэкологическом состоянии залива Степового, то концентрации всех радионуклидов в морской воде, донных отложениях и биоте в 2012 году в целом были ниже, чем те концентрации, которые были зарегистрированы во время предыдущих экспедиций в 90-х годах, и эти уровни сопоставимы или ниже величин для других акваторий за аналогичный период времени.

Вместе с тем, в 2012 году концентрации Cs-137, и в меньшей степени Sr-90, оставались повышенными в придонных горизонтах воды, отобранной во внутренней части залива Степового, по сравнению с поверхностной водой и внешней частью залива Степового. Вероятнее всего, это объясняется совокупностью факторов: утечками из затопленных контейнеров, дальнейшей ремобилизацией этих радионуклидов из загрязненных донных отложений и более слабым перемешиванием и незначительным водообменом с водами Карского моря. Пиковые концентрации Cs-137 в колонках донных отложений наблюдались на большей глубине донных отложений, чем в предыдущих экспедициях в 1993 и 1994 годах, что говорит о медленном уходе вниз загрязненных слоев.

Общая картина для отношений активностей Pu-238/Pu-239,240 в донных отложениях залива Степового в 2012 году указывает как на глобальные выпадения, так и на другие источники изотопов Pu, среди которых дальний перенос сбросов с европейских радиохимических заводов, местные выпадения от испытаний ядерного оружия на Новой Земле и/или затопленные отходы в заливе Степового и на более широкой акватории Карского моря. Отклонения от ожидаемых значений отношений активностей Pu-238/Pu-239,240 и атомных отношений Pu-240/Pu-239 в некоторых пробах донных отложений из внутренней части залива Степового, полученные в настоящем исследовании и ранее проведенных исследованиях, указывают на возможные захороненные отходы из других источников.

Поскольку концентрации Cs-137 в донных отложениях во внутренней части залива Степового остаются повышенными, существует вероятность того, что донные отложения будут продолжать выступать в будущем в роли диффузного источника Cs-137 в придонном горизонте воды в этой части залива. Благодаря батиметрии и физической океанографии внутренней части залива Степового, любые будущие выходы радиоактивности из затопленных контейнеров, лежащих в более глубоких акваториях внутренней части залива Степового, скорее всего, будут иметь ограниченное воздействие на морскую среду в целом. В то же время, выбросы радиоактивности из затопленных контейнеров в более мелководных районах во внутренней части залива Степового могут в будущем достаточно легко переноситься во внешнюю часть залива Степового и за его пределы.

Несмотря на то, что текущие уровни радионуклидов в заливе Степового не дают повода для беспокойства, в дальнейшем следует продолжать проведение мониторинга в этом районе. В частности, требуется лучше понять количество, источники и состояние отходов, которые были захоронены во внутренней части залива Степового. К этому можно добавить, что необходимо также следить за ситуацией в отношении АПЛ К-27 во внешней части залива Степового, особенно в связи с планами по подъему АПЛ К-27 в будущем.