Оценка доз внешнего облучения личного состава, принимавшего участие в Тоцком общевойсковом учении

"Радиация и риск", 1996, вып.7 Научные статьи

216

Оценка доз внешнего облучения личного состава,

принимавшего участие в Тоцком общевойсковом учении 14 сентября 1954 г.

Барковский А.Н., Барышков Н.К., Голиков В.Ю.

НИИ радиационной гигиены ГКСЭН РФ, Санкт-Петербург

В работе рассмотрены основные радиационные факторы, воздействовавшие на уча-стников Тоцкого учения (14.09.1954 г.) после воздушного ядерного взрыва мощностью около 40 кт. Показано, что лучевыми нагрузками на участников учений от мгновенных нейтронов и γ-излучения можно пренебречь. Основную роль при радиационном воздей-ствии на военнослужащих во время учения сыграла активация грунта, в основном, тепло-выми нейтронами. Разработана методика оценки поглощенных доз внешнего облучения лиц, участвовавших в учении на Тоцком полигоне, от γ-излучения продуктов активации грунта тепловыми нейтронами.

На основании восстановленных маршрутов движения различных групп военнослужа-щих сделаны предварительные оценки эффективных эквивалентных доз их внешнего об-лучения. Так, для личного состава стрелковых батальонов дана оценка дозы внешнего облучения, равная приблизительно 2 бэр; для подразделения “нейтральной радиацион-ной разведки” - 25-110 бэр.

В работе показано, что элементный состав грунта в районе учений сильно влияет на оценку дозы внешнего облучения. Сделан вывод о необходимости при оценке доз облу-чения учитывать активацию использованной военной техники, индивидуальные характе-ристики поведения лиц, участвовавших в учении, в том числе и летчиков, которые пере-секали ножку “атомного гриба”.

Estimation of external exposure doses for the personnel involved in the Totsk military exercises

on 14 September 1954

Barkovsky A.N., Baryshkov N.K., Golikov V.Yu.

Research Institute of Radiation Hygiene, St Petersburg

The paper considers the main radiation factors to which the participants of the Totsk exer-cise (14.09.54) were exposed after the air nuclear explosion of 40 kt power. It has been shown

that the radiation loads from instantaneous neutrons and γ-irradiation were negligible. The pri-mary role in the exposure of the military staff during the exercise was played by the ground ac-tivation, mostly, with thermal neutrons. The paper presents a methodology for assessing ab-

sorbed doses of external exposure for the staff involved in the Totsk exercise using γ-irradiation of products of ground activation with thermal neutrons.

Based on the reconstructed routes of different groups of the involved staff, effective equiva-lent doses from external exposure were estimated. For example, the external dose for the staff of infantry battalions was estimated at about 2 rem and for those of “neutral radiation recon-naissance” - 25-110 rem.

The work has shown that the elemental composition of the ground in the area of the exer-cise has a considerable effect on the estimated external doses. It has been concluded that in assessment of exposure dose account should be taken of the activation of the used materiel and behaviour of those involved in the exercise including the pilots who crossed the stem of the “atomic mushroom”.

Введение

Тоцкое общевойсковое учение 14.09.54 г. было

первым в СССР крупномасштабным учением с участием значительных воинских контингентов, в котором реально применялось ядерное оружие.

По условиям учений в момент ядерного взрыва

личный состав находился на расстоянии более 5

км от его предполагаемого гипоцентра. Через 10

минут после взрыва в районе гипоцентра работа-

ла радиационная разведка, а через 2.5 часа туда

начали входить войска. Взрыв мощностью 40 кт был произведен на высоте 350 м в 9 часов 34 ми-

нуты. Он классифицируется как воздушный. При

таком взрыве поднятые с земли частицы грунта не

вступают во взаимодействие с осколками деле-

ния, и внешнее облучение участников учений по-

сле взрыва полностью определяется активацией

грунта нейтронным потоком, возникающим при

ядерном взрыве.


217

В открытой печати некоторые данные об ус-ловиях проведения учений, радиационной об-

становке в районе гипоцентра взрыва и дозах об-

лучения участников были опубликованы в работе

[1]. В ней делается вывод о том, что дозы облуче-

ния всех участников учений незначительны и не

превышают 0.5 бэр. Такая оценка представляется излишне категоричной. Это побудило авторов на-

стоящей работы попытаться реконструировать дозы внешнего облучения некоторых групп участ-ников учений на основе исходной информации, имеющейся в работе [1], известных литературных данных и физических закономерностей распро-

странения нейтронного и γ-излучений вблизи по-

верхности земли. При этом авторы ставили перед

собой следующие задачи:

- разработать методику реконструкции и по-

лучить разумные верхние оценки доз внешнего

облучения различных групп участников учений;

- оценить чувствительность результатов дозо-

вых оценок к изменениям входных параметров и

наметить пути уточнения полученных результатов при разумной минимизации требований к допол-

нительной исходной информации. В настоящей работе приведены основные ре-

зультаты проведенного исследования. При этом

следует отметить, что представленные ре-

зультаты являются сугубо предварительными. При

их получении авторами использовались наиболее

общие представления о структуре радиоактивного

загрязнения района учений и действиях его участ-ников. Тем не менее получены, на наш взгляд,

разумные верхние оценки доз их внешнего облу-чения.

1. Основные источники внешнего

облучения участников учений

1.1. Мгновенные нейтронное и гамма-

излучения

Тоцкий взрыв мощностью 40 кт выбросил в ок-ружающее пространство около 7⋅10

24 нейтронов.

При этом в районе взрыва за доли секунды были

созданы огромные дозы нейтронного и γ-

излучений. Используя данные работы [2], можно

приближенно описать ослабление поглощенной

дозы мгновенных нейтронов и γ-излучения (вклю-

чая захватное из воздуха), возникающих при взры-

ве ядерного боеприпаса мощностью 40 кт на вы-

соте 350 м, следующими выражениями:

X.n e

X

.)X(D ⋅⋅⋅⋅−−−−⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅==== 81

2

61024, рад, (1)

X.eX

.)X(D ⋅⋅⋅⋅−−−−⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅==== 31

2

61021γγγγ , рад, (2)

где

1350

2

2 ++++

====

.

RX - нормированная на вы-

соту взрыва наклонная дальность;

R2 ==== x

2 + y

2 - расстояние от гипоцентра взрыва

в км; x, y - координаты точки измерений на пове-

рхности земли. Начало координат расположено в гипоцентре взрыва. Активация грунта идет, в основном, за счет те-

пловых нейтронов, так как сечения активации на

тепловых нейтронах на порядок и более превы-

шают сечения ядерных реакций на быстрых ней-

тронах, а поток тепловых нейтронов вблизи по-

верхности земли для условий Тоцкого взрыва в 2-10 раз больше потока быстрых нейтронов. Для

описания пространственной зависимости флюенса

тепловых нейтронов в воздухе с учетом влияния

границы раздела воздух-земля использовались данные работы [3], которые могут быть аппрокси-мированы следующим приближенным выражени-

ем:

Х.Т e

Х

.)Х(Ф ⋅⋅⋅⋅−−−−⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅==== 81

2

151031, см-2

. (3)

Таким образом, выражение (3) задает про-

странственную зависимость активации грунта в районе взрыва. В таблице 1 приведены дозы

мгновенных нейтронного и γ-излучений, а также

флюенса тепловых нейтронов на различных рас-стояниях от гипоцентра ядерного взрыва на Тоц-

ком полигоне, полученные с использованием вы-

ражений (1)-(3).

Как видно из приведенных результатов, для

расстояний R ≤ 1.5 км эти дозы являются пора-

жающими, а для R ≥ 4 км ими можно пренебречь.

1.2. Гамма-излучение продуктов активации

грунта нейтронным излучением

ядерного взрыва

На начальном этапе работ для оценки акти-

вации грунта при взрыве атомной бомбы на Тоц-

ком полигоне был использован элементный состав грунта, заимствованный из работы [4]. В таблице 2

приведены концентрации атомов элементов, дающих заметный вклад в активацию грунта, по-

лученные на основе этих данных. В дальнейшем концентрации Al, Mn, Ca и Na

были скорректированы по результатам измерений

мощности экспозиционной дозы γ-излучения на

расстоянии 730 м от гипоцентра через 2, 10, 25 и

47 минут после взрыва, приведенным в работе [1].

Полученные в результате скорректированные кон-центрации ядер элементов также приведены в таблице 2.


218

Таблица 1

Значения доз мгновенных нейтронного (Dn) и гамма-излучений (Dγγγγ),

а также флюенс тепловых нейтронов (Фт) на поверхности земли

для различных расстояний от гипоцентра (R) при Тоцком ядерном взрыве

R, км Dn, рад Dγγγγ, рад ΦΦΦΦт, 1/см2

0.0 6.7⋅105 3.3⋅10

5 2.2⋅10

14

0.5 5.6⋅104 4.1⋅10

4 1.9⋅10

13

1.0 1.7⋅103 2.6⋅10

3 6.1⋅10

12

1.5 6.6⋅101 2.0⋅10

2 2.4⋅10

10

2.0 2.9⋅10 1.9⋅101 1.1⋅10

9

3.0 7.0⋅10-3

2.2⋅10-1

3.1⋅106

4.0 2.0⋅10-5

3.0⋅10-3

1.1⋅104

5.0 7.0⋅10-8

5.0⋅10-5

4.1⋅101

Таблица 2 Концентрации атомов различных элементов в грунте, 10

20 атомов/см3

Элемент Данные работы [4] Скорректированные

данные

Al 21 8

Si 90 90

Na 19 0.15

Ca 15 75

K 11 11

Fe 14 14

Mn 0.18 0.14

P 0.6 0.6

В таблице 3 даны необходимые для оценки доз

внешнего облучения характеристики основных радионуклидов, образующихся при активации грунта тепловыми нейтронами ядерного взрыва. Дозовые коэффициенты получены в предположе-нии равномерного распределения активности в грунте. Там же приведены максимальные удель-ные активности радионуклидов aj, равные объем-ной активности данного нуклида в грунте, содер-жащем 10

24 ядер/см3

соответствующего материн-ского нуклида, сразу после облучения его единич-ным флюенсом тепловых нейтронов (1 ней-трон/см2

). В расчетах предполагалось, что плот-ность грунта составляет 1.6 г/см3

.

Вследствие малого сечения поглощения теп-

ловых нейтронов грунтом он активируется на глу-

бину более 1 м, а заметный вклад в поле гамма-

излучения над поверхностью земли дают лишь

радионуклиды, находящиеся в верхних 30 см грун-

та. Поэтому приведенные в таблице 3 радиацион-

ные характеристики радионуклидов, образовав-

шихся при активации грунта тепловыми нейтрона-

ми ядерного взрыва, получены в предположении

равномерного распределения их активности по

глубине.


219

Таблица 3

Характеристики основных дозообразующих элементов, возникающих при активации грунта тепловыми нейтронами ядерного взрыва

М, Д - обозначения материнского и дочернего радионуклидов; Cj - содержание материнского изотопа в естественной смеси элементов, %; Tj - период полураспада дочернего радионуклида;

γγγγkjE - энергия (МэВ) и выход на распад

γγγγαααα kj γ-квантов, дающих максимальный вклад в дозу;

Kja - коэффициент перехода от поверхностной плотности загрязнения почвы j-м радионуклидом к мощности

экспозиционной дозы на высоте 1 м над поверхностью, (мкР/ч)/(Бк/см3);

KjE - коэффициент перехода от поверхностной плотности загрязнения почвы j-м радионуклидом к мощности эффек-

тивной эквивалентной дозы (ЭЭД), (мкбэр/ч)/(Бк/см3);

aj - максимальная удельная активность радионуклида (см. текст выше), (Бк⋅см-3)/(10

24 см-2⋅см-3

).

М Cj Д Tj γγγγkjE

γγγγαααα kj Kja Kj

E aj

23Na 100

24Na 15 ч 2.75

1.37 1.0 1.0

82 55 6.8⋅10-6

27Al 100

28Al 2.2 мин 1.78 1.0 33 23 1.2⋅10

-3

30Si 3.05

31Si 2.6 ч 1.27 0.0007 0.04 0.027 8.1⋅10

-6

31P 100

32P 14 сут - - - 0.023 1.1⋅10

-7

41K 6.7

42K 12 ч 1.52 0.18 5.4 3.6 2.3⋅10

-5

48Ca 0.19

49Ca 8.7 мин 4.07

3.08 0.07 0.92

59 44 1.5⋅10-3

55Mn 100

56Mn 2.6 ч 2.11

1.81 0.85

0.14 0.27 0.99

32 21 9.9⋅10-4

58Fe 0.28

59Fe 44.5 сут 1.29

1.10 0.44 0.56

23 15 2.3⋅10-7

Удельная активность j-го радионуклида в гру-

нте на расстоянии R км от гипоцентра ядерного

взрыва на Тоцких учениях по прошествии времени

t после взрыва с использованием вышеприведен-

ных выражений и данных таблицы 3 может быть оценена по формуле:

jT

t.

jjj ea)t,X(A

⋅⋅⋅⋅−−−−

⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅====

6930

ρρρρΦΦΦΦΤΤΤΤ, Бк/см3

,

(4)

где:

ρρρρj - концентрация атомов j-го радионуклида в

почве, 1024

см-3, а мощность экспозиционной дозы

на высоте 1 м над поверхностью почвы:

)t,X(AK)t,X(P jj

aj

a ⋅⋅⋅⋅==== ∑∑∑∑ , мкР/ч. (5)

В таблице 4 приведены численные значения

мощности экспозиционной дозы γ-излучения от

активированного грунта на различных расстояниях от гипоцентра взрыва, полученные с использова-

нием приведенных соотношений. Там же приведе-

ны соответствующие величины, заимствованные

из работы [1].

Как видно из приведенных результатов, при

использовании первоначально выбранного со-

става грунта (вариант 1) временная динамика рас-четных значений мощности экспозиционной дозы

очень сильно (до двух порядков) отличается от измеренных значений в работе [1]. Для преодоле-

ния этого расхождения был подобран состав грун-та, дающий наилучшее совпадение расчетных и

экспериментальных результатов. При этом ис-пользовался тот факт, что для интервала времени

до 10 минут мощность дозы почти полностью оп-

ределялась γ-излучением 28

Al, для t 1-5 часов - 56

Mn, а более 24 часов - 24Na. Подобранный таким

образом состав грунта приведен в таблице 2, а

результаты, полученные с его использованием,

представлены в таблице 4 (вариант 2). В этом

случае удалось получить довольно хорошее сов-падение расчетных и экспериментальных резуль-татов за исключением двух случаев. Во-первых, ни

при каком составе грунта не удается получить

приемлемого совпадения результатов для t = 5 ч. Во-вторых, для расстояний 100 и 200 м от гипо-центра расчетные результаты оказываются зани-

женными примерно в 2 раза. Удовлетворительного

объяснения первого факта найти не удалось. По


220

поводу занижения результатов на малых расстоя-

ниях от гипоцентра, мы остановились на следу-ющем объяснении. Как следует из работы [3], при

малых расстояниях от источника быстрых нейтро-

нов вблизи границы воздух-земля поток тепловых нейтронов резко (до 10 раз) возрастает по сравне-

нию с потоком тепловых нейтронов в бесконечной

воздушной среде на том же расстоянии от источ-ника. С ростом этого расстояния различие быстро

уменьшается и для расстояний порядка 800 м -

практически исчезает. Одноэкспоненциальная за-

висимость от расстояния недостаточно хорошо

описывает пространственные характеристики по-

тока тепловых нейтронов для малых расстояний

от источника (R < 300-400 м). Чтобы преодолеть это несоответствие, не усложняя расчетных фор-

мул, мы ввели в выражение для пространственной

зависимости потока тепловых нейтронов коррек-

тирующий множитель в формуле (5) ξξξξ(X):

>>>>

≤≤≤≤====

.X,

;X,)X(

21

222

2

ξξξξ

При этом удается достигнуть удовлетворительного

согласия между расчетными и экспери-

ментальными значениями мощности экспози-

ционной дозы и получить приемлемое выражение

для пространственно-временной зависимости по-

ля мощностей доз внешнего излучения продуктов активации грунта, которое может быть теперь ис-пользовано для проведения дозовых оценок. Как видно из приведенных результатов, состав

грунта оказывает очень сильное влияние на вре-

менную динамику мощности дозы, а, следова-

тельно, и на дозы облучения. Поэтому уточнение

содержания в грунте основных дозообразующих элементов (Mn, Al, Na, K, Ca, Fe) должно стать одной из важных задач дальнейших исследований.

Таблица 4 Сравнение наших расчетных оценок мощности экспозиционной дозы (Р/час) активационного

излучения на расстоянии R от гипоцентра ядерного взрыва через время t после взрыва для первоначального состава почвы (вариант 1) и для скорректированного состава (вариант 2)

с результатами соответствующих измерений из работы [1] (вариант 3)

Расстояние от гипоцентра R, м Интервал времени, t

№ варианта

100 200 400 700 730 1000

2 мин 2 3

- -

- -

- -

- -

76 65

- -

10 мин 2 3

- -

- -

- -

- -

9.7 10

- -

25 мин 2 3

- -

- -

- -

- -

2.2 2.4

- -

30 мин

1 2 3

270 96 -

180 64

140

54 19 19

6.8 2.4 2.0

- - -

0.89 0.32 0.3

47 мин 2 3

- -

- -

- -

- -

1.5 1.5

- -

1 ч

1 2 3

250 68 -

165 45 85

49 13 12

6.2 1.7 1.2

- - -

0.82 0.22 0.2

5 ч

1 2 3

160 23 12

110 15 9

33 4.5 1.2

4.1 0.57 0.1

- - -

0.54 0.074 0.02

10 ч 1 2

120 6.4

77 4.3

23 1.3

2.9 0.16

-

0.38 0.021

1 сут

1 2 3

56 0.57 1.0

38 0.38 0.8

11 0.11 0.1

1.4 0.014 0.01

- - -

0.19 0.0019 0.002

2 сут 1 2

18 0.15

12 0.1

3.6 0.029

0.46 0.0037

-

0.060 0.00049

3 сут 1 2

5.9 0.050

3.9 0.033

1.2 0.010

0.15 0.0013

-

0.012 0.00016

5 сут 1 2

0.62 0.0082

0.41 0.0055

0.12 0.0016

0.016 0.0002

-

0.0020 0.00003


221

2. Компоненты дозы внешнего

облучения участников

Тоцкого учения

В соответствии с изложенным выше можно вы-

делить три основных компонента дозы внешнего

облучения участников Тоцкого общевойскового

учения: - за счет мгновенных нейтронов;

- за счет мгновенных γ-квантов (включая за-

хватное γ-излучение из воздуха);

- за счет γ-излучения продуктов активации грунта нейтронами.

Вопрос о выборе дозиметрического критерия облучения в данном случае не является три-

виальным в силу высоких значений мощности до-

зы, за счет первых двух компонентов. Уп-

рощающим обстоятельством при оценке дозы

внешнего облучения является тот факт, что пер-

вые два компонента дозы внешнего облучения участников учений будут пренебрежимо малы

(табл. 1), т.к. в момент взрыва весь личный состав находился на расстоянии не менее 5 км от гипо-

центра. Поэтому при проведении оценок доз внешнего облучения участников учений учитывали

только третий компонент - дозы за счет активаци-

онного γ-излучения грунта. В этом случае в каче-

стве оцениваемой величины использовали эф-

фективную эквивалентную дозу. При этом для оце-

нки мощности эффективной эквивалентной дозы в данной точке в момент времени t использовали

выражение:

)t,X(AK)X()t,X(h jj

EjE ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅==== ∑∑∑∑ξξξξ , (6)

кбэр/ч.

Эффективную эквивалентную дозу внешнего

облучения каждой группы участников учений оп-

ределяли интегрированием выражения (6) по вре-

мени вдоль маршрута их движения во время уче-

ний R(t):

dt)t,X(hH)t(R

EE ⋅⋅⋅⋅==== ∫∫∫∫ , бэр. (7)

Маршрут движения R(t) удобно представлять в виде пары функций x(t) и y(t), каждая из которых представляет координаты на местности участника

испытаний в момент времени t. При проведении

практических расчетов мы представляли весь маршрут движения в виде набора N участков, в пределах каждого из которых участники двигались прямолинейно и равномерно. При этом вся ин-

формация о маршруте движения может быть представлена в виде прямоугольной матрицы Sin

(см. ниже табл. 5) размерностью 3⋅(N+1), каждая

строка которой содержит координаты участника xn

и yn в момент времени tn, в конце n-того участка

движения (n = 0 соответствует точке начала дви-

жения по первому участку). Гипоцентр ядерного

взрыва был принят за начало координат, а отсчет времени t вели от момента взрыва.

На рисунке 1 приведена расчетная схема Тоц-

кого полигона, использовавшаяся авторами для

построения маршрутов движения. Интегрирование

в выражении (7) проводилось численно с исполь-зованием специальной расчетной программы, по-

зволяющей оценивать дозы облучения при раз-личных маршрутах движения.

3. Оценка доз внешнего облучения

некоторых участников Тоцкого

учения

Проблема оценки дозы внешнего облучения в общем виде включает следующие основные ас-пекты:

- оценку характеристик поля излучения источ-ника в пространстве и во времени;

- установление траектории движения отдель-ных лиц или групп лиц в поле излучения источни-

ка;

- моделирование ситуаций облучения на раз-личных участках траектории с целью перехода от характеристик источника излучения к эф-

фективной эквивалентной дозе.

Исходя из этого, индивидуализация оценок до-

зы должна опираться на последовательное уто-

чнение информации, связанной с каждым из пере-

численных выше аспектов проблемы. В первом

случае это может быть уточнение пространствен-ного распределения флюенса тепловых нейтронов при взрыве, элементного состава грунта, рельефа

местности, учета активации военной техники в зоне гипоцентра, включение в рассмотрение ис-точника облучения, связанного с вторичным подъ-

емом грунта и пыли в результате артиллерийской

подготовки, движения людей и техники и т.п. Во

втором случае с использованием специально раз-работанных опросных анкет, с помощью которых уточняется и дополняется описание маршрута

движения отдельных лиц в поле излучения источ-ника. В настоящем разделе на основе минималь-ного объема информации о ходе проведения Тоц-

кого общевойскового учения, имевшегося в нашем

распоряжении [1], сделана попытка оценить дозы

внешнего облучения двух контингентов лиц: лич-ного состава стрелковых батальонов "восточных", атаковавших позиции "западных" после подрыва

ядерного боеприпаса, и которые в ходе на-

ступления прошли в непосредственной близости

от гипоцентра взрыва, и личного состава "ней-

тральной" радиационной разведки, прибывшего, судя по описаниям [1], в район гипоцентра раньше

других участников учений.


222

Рис. 1. Карта-схема расположения войск, участвовавших в Тоцком учении,

относительно гипоцентра взрыва (точка с координатами (0,0)). Пунктирные кривые со стрелками - маршруты движения войсковых колонн:

СБ - стрелковый батальон; МСБ - мотострелковый батальон; Р - подразделение “нейтральной радиационной разведки”.

3.1. Оценка дозы внешнего облучения

личного состава стрелковых

батальонов "восточных"

Согласно информации, представленной в ра-боте [1], стрелковые батальоны "восточных" нача-ли атаку на позиции "западных" в 10 ч 10 мин и вышли в район гипоцентра взрыва около 12 часов. Дальнейшее их движение до соприкосновения с условным противником продолжалось до 13 ч 40 мин и завершилось на рубеже, отстоящем от гипо-центра на расстоянии около 5 км. Поэтому мар-шрут движения стрелковых батальонов "восточ-ных" моделировался отрезком прямой, кратчай-шее расстояние которого до гипоцентра составля-ло 0.3 км. Скорость движения по маршруту следо-вания, исходя из времени выхода на контрольные рубежи и пройденного расстояния, была задана равной 3 км/ч. Доза от первых двух компонентов поля излучения, как отмечалось ранее (раздел 3), была практически равна нулю и не учитывалась. Результаты проведенных расчетов, приведен-

ные в таблице 6, показали, что практически весь вклад в дозу внешнего облучения от наведенной в грунте активности был обусловлен γ-излучением

радионуклида 56

Mn, а суммарная эффективная эквивалентная доза внешнего облучения при вы-бранном маршруте движения составила величину около 2 бэр. Личный состав мотострелковых ба-тальонов, двигаясь быстрее и являясь более за-щищенным техникой от излучения, получил мень-шие дозы облучения.

3.2. Оценка доз внешнего облучения

личного состава нейтральной

радиационной разведки

Согласно информации, представленной в ра-боте [1], дозоры радиационной разведки прибыли в район гипоцентра через 10 минут после взрыва. Обозначение границ зон загрязнения было полно-стью закончено через 1.5 ч после взрыва. В пери-од от 30 мин до 24 ч наземная радиационная раз-ведка регистрировала величины уровней радиа-ции на расстояниях 100, 200, 400, 700 и 1000 м от гипоцентра для времен 30 мин, 1 ч, 5 ч и 1 сут по-сле взрыва. Исходя из этого, маршрут движения наземной радиационной разведки в соответствии с разделом 3 данной статьи моделировался мат-рицей, приведенной в таблице 5.


223

Таблица 5

Матрица Sin, использованная в расчетах, моделирующая маршрут движения нейтральной радиационной разведки в период Тоцких учений

xn, км yn, км tn

2.0 4.0 0

0 0 10 мин 0 1.0 90 мин

2.0 4.0 100 мин 2.0 4.0 250 мин 0 0 260 мин 0 1.0 340 мин

2.0 4.0 350 мин 2.0 4.0 23 ч 10 мин 0 0 23 ч 20 мин 0 1.0 24 ч 40 мин

2.0 4.0 24 ч 50 мин

Доза облучения от первых двух компонентов

поля излучения (раздел 4) также не учитывалась. Расчетная величина эффективной эквивалентной

дозы для этого случая равна 51 бэр.

В таблице 6 приведены полученные в расчетах вклады различных радионуклидов в суммарную

дозу облучения. Как видно из этой таблицы, и в этом случае основной вклад в дозу вносит

56Mn.

Но в отличие от стрелковых батальонов сущест-венный вклад в полную дозу облучения личного

состава “нейтральной разведки“ дают и радионук-лиды

49Ca и

28Al и величина дозы сильно зависит

от их концентрации в грунте. Поэтому уточнение

нуклидного состава грунта в районе гипоцентра

серьезный резерв для уточнения полученных ре-

зультатов. Изменяя модели маршрутов движения личного

состава “нейтральной радиационной разведки“,

мы получали различные оценки доз их внешнего

облучения от 25 до 110 бэр. Таким образом для

уточнения полученных результатов важно иметь

более подробное описание маршрута движения

радиационной разведки. Тем не менее видно, что

величины доз внешнего облучения этой категории

участников достаточно велики.

Таблица 6

Вклад различных радионуклидов в расчетные значения эффективной эквивалентной дозы, бэр,

внешнего облучения личного состава стрелковых батальонов "восточных" и "нейтральной радиационной разведки", маршруты которых описаны выше

Радионуклид “Восточные“ “Нейтральная разведка“

24Na 0.049 0.69

28Al 2⋅10

-15 13.0

42K 0.15 2.0

49Ca 9⋅10

-5 11.5

56Mn 1.7 23.8

59Fe 2⋅10

-4 0.0026

Сумма 1.9 51


224

Заключение

Как показано в настоящей работе, дозы вне-шнего облучения участников Тоцких учений со-ставляют для личного состава стрелковых ба-тальонов около 2 бэр, а для разведки - от 25 до 110 бэр. Эти оценки отличаются от противоре-чивых оценок, приводимых большинством авторов работы [1], где утверждается, что эти дозы "не превысили 0.02-0.03 Р" (стр. 67), "не могли превы-сить ее допустимой величины 0.5 бэр" (стр. 69). Заметные расхождения (до 2-3 раз) наблюдаются между данными о радиационной обстановке в районе гипоцентра, приводимыми различными авторами [1] (стр. 64 и стр. 69). Нами было отдано предпочтение данным ЦНИИ Министерства обо-роны РФ, поскольку они представлены авто-ритетными специалистами в этой области. Кроме того, нет данных по дозам облучения конкретных групп участников, которые необходимы для ус-пешного проведения их медицинской реабилита-ции. Как показано в данной работе, данные, полу-чаемые с использованием разработанной нами методики, находятся в неплохом согласии с дан-ными измерений из сборника [1]. Методика при-годна для проведения персонифицированных оценок доз внешнего облучения участников уче-ний. Следует отметить однако, что данная мето-дика носит предварительный характер и предна-значена для оперативного проведения достаточно грубых и усредненных оценок. Для доведения ее до уровня рабочей методики необходимо провести дополнительные исследования:

1. Исследовать элементный состав грунта в ра-диусе 2-3 км от гипоцентра взрыва, чтобы более точно учесть вклады различных радионуклидов (особенно

56Mn) в дозы облучения. Этот фактор

может вносить 2-5-кратные изменения в дозовые оценки. Не исключено, что именно этим объясня-ется противоречивость данных измерений, приво-димых разными авторами.

2. Архивные данные по измеренным величинам мощностей доз являются базой для верификации и нормировки дозовых оценок. Анализ степени их достоверности и точности очень важен, но может проводиться только совместно с институтами Ми-нистерства обороны РФ, которые имеют инфор-мацию об аппаратурном и методическом обеспе-чении этих измерений. При тех мощностях доз и той конфигурации источника, которые имели ме-сто на Тоцком полигоне, погрешности измерений могли составлять 100-300%.

Важную информацию о топографии поля теп-ловых нейтронов при Тоцком взрыве могло бы дать изучение содержания долгоживущих радио-нуклидов в грунте на территории полигона (напри-мер,

36Cl).

3. Важным фактором дополнительного облу-чения личного состава могла быть военная тех-ника, большое количество которой находилось в момент взрыва в районе гипоцентра. Элементный состав сталей и сплавов, из которых она изготав-ливалась, позволяет предполагать наличие значи-тельно более сильной активации, чем для грунта, и значительно большее время высвечивания. По-этому люди, занимавшиеся разборкой этой техни-ки, ее погрузкой, транспортировкой и захоронени-ем могли получить заметные дозы дополнительно-го внешнего облучения.

4. Необходимо оценить и дозы внутреннего об-лучения участников учений, поскольку в отличие от официальной версии, участники учений свиде-тельствуют, что далеко не все пользовались про-тивогазами.

5. Следует специально оценить дозы облуче-ния летчиков, которые пересекали ножку "ато-много гриба" через 21-22 мин после взрыва (стр. 68 [1]). При том уровне “радиоактивного загрязне-ния“ (0.2-0.3 Р/час), который был обнаружен на самолетах после посадки, т.е. через несколько часов, с учетом очистки их потоком воздуха в по-лете и распада короткоживущих радионуклидов можно предполагать очень большие первоначаль-ные уровни облучения. Таким образом, реконструкция доз облучения

участников Тоцкого учения может быть проведена более корректно и дифференцировано, с учетом различных ситуаций облучения. Постановка такой задачи не менее правомо-

чна, чем задачи реконструкции доз облучения на-селения 17 областей России в результате аварии на ЧАЭС.

Литература

1. Тоцкое общевойсковое учение с применением атом-ного оружия//Бюллетень центра общественной ин-формации по атомной энергии. Специальный вы-пуск. - 1993. - № 9.

2. Горячев И.В., Кухтевич В.И., Трыков Л.А. Расчет и испытание защиты от радиации ядерного взрыва. - М.: Атомиздат, 1979. - 152 с.

3. Климанов В.А., Коновалов С.А., Кочанов В.А. и др. Распространение ионизирующих излучений в воздухе. - М.: Атомиздат, 1979. - 216 с.

4. Лавренчик В.И. Глобальное выпадение продуктов ядерных взрывов. - М.: Атомиздат, 1965. - 170 с.

Documents

Оценка доз внешнего облучения личного состава, принимавшего участие в Тоцком общевойсковом учении