Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
Научно-производственное объединение «Тайфун»
logo_obn_65.jpg

Совместные российско-норвежские экспедиционные исследования радиационного загрязнения в Баренцевом море в районе нахождения затонувшей атомной подводной лодки

С 20 августа по 10 сентября 2014 года состоялась совместная российско-норвежская экспедиция в Баренцево море в район нахождения затонувшей атомной подводной лодки (АПЛ) К-159 на научно-исследовательском судне “Иван Петров” (ФГБУ “Северное УГМС”).

Задачей экспедиции было изучение уровня радиоактивного загрязнения морской среды (воды, донных отложений, биоты) на месте затопления АПЛ и в прилегающих районах. Головной российской организацией по проведению данного обследования Росгидрометом было определено ФГБУ «НПО «Тайфун». Экспедиционные работы были проведены силами российских специалистов Росгидромета (Москва), ФГБУ «НПО «Тайфун» (Обнинск), ГНЦ «Южморгеология» (Геленджик), НИЦ «Курчатовский институт», а также норвежских учёных из Института морских исследований (Берген), Норвежского агентства по радиационной защите (Остерас), Норвежского университета естественных наук (Аас). Кроме того, в исследованиях принимал участие представитель Лаборатории морских исследований в Монако. В составе экспедиции также был наблюдатель из Минобороны России – Службы радиационной, химической и биологической защиты Северного флота. АПЛ К-159 была в боевом составе Северного флота с ноября 1963 г. по 30 мая 1989 г. После вывода из состава флота с 1989 года по 2003 год лодка находилась на плаву в пункте временного хранения в бухте Гремиха. Затонула ночью 30 августа 2003 года в Кольском заливе Баренцево моря вблизи острова Кильдин во время буксировки для демонтажа на судоремонтном заводе “Нерпа” в городе Снежногорск Мурманской области. Силовая установка К-159 включает два реактора ВМ-А мощностью по 70 МВт. Реакторы были заглушены в 1989 г., однако отработавшее ядерное топливо из них не было выгружено. На момент затопления на борту лодки находилось около 800 кг отработанного ядерного топлива. Общая активность радионуклидов в реакторах на борту К-159 на момент затопления оценивалась в 7,4 ПБк. Поскольку затонувшая АПЛ К-159 была построена более полувека назад, необходимо рассматривать её как серьёзный потенциальный источник радиоэкологической опасности. Находится К-159 на морском дне на глубине 246 м в российских территориальных водах на расстоянии менее 130 км от границы с Норвегией. Ранее мониторинг окружающей среды в районе нахождения К-159 проводился специалистами Северного флота ВМФ России и Курчатовского института вскоре после затопления, а также позднее в 2003 и 2004 гг. Данные обследований показали, что утечек радиоактивных веществ из реакторов не происходило. В 2007 г. состоялась международная экспедиция по обследованию К-159 в рамках международной программы по Военному сотрудничеству в Арктике по вопросам окружающей среды (AMEC). В задачи экспедиции входило измерение уровней радиации над реакторным отсеком и внутри легкого корпуса, а также отбор проб воды и донных отложений вокруг К-159. Следов утечек радиоактивных веществ во время экспедиции обнаружено не было. Кроме того, обследование 2007 г. показало, что при затоплении К-159 кормовая часть ударилась об дно, при этом подводная лодка лежит на дне на ровном киле.

Для проведения экспедиционных работ научно-исследовательское судно (НИС) “Иван Петров” вышло из порта г. Архангельск 22 августа 2014 г. и через три дня 25 августа прибыло в район работ. В первую очередь выполнялись работы с использованием ТНПА – телеуправляемого необитаемого подводного аппарата, затем отбор проб морской воды, первичное концентрирование 90Sr и изотопов плутония, отбор проб донных отложений. К 5 сентября все пробы были отобраны и 6 сентября НИС "Иван Петров" вышло из района работ, а 8 сентября вернулось в порт г. Архангельск.

Маршрут экспедиции 2014 г.

nor-3_2-3_1.jpg

Визуальное и инструментальное обследование затонувшей атомной подводной лодки К-159 выполнялось специалистами ГНЦ "Южморгеология" совместно со специалистами НИЦ "Курчатовский институт" с использованием ТНПА РТ-1000, который был оборудован видеокамерой, подводным гамма-спектрометром РЭМ-26 с NaI-детектором и небольшим грейферным дночерпателем для отбора проб донных отложений.


ТНПА РТ-1000

Основные задачи обследования:

- обнаружение и визуальное обследование затонувшей АПЛ К-159;

- измерение уровня гамма-излучения как на корпусе АПЛ К-159, так и в непосредственной близости от лодки, с использованием подводного гамма-спектрометра, установленного на ТНПА;

- отбор проб донных отложений в непосредственной близости от корпуса АПЛ К-159.

После обнаружения К-159 в результате нескольких погружений с использованием ТНПА был проведен визуальный осмотр и ряд гамма-спектрометрических измерений, в том числе непосредственно над реакторным отсеком. Данные визуального осмотра показали, что К-159 лежит на ровном киле, при этом палуба подводной лодки покрыта слоем донных отложений. При обследовании лодки наблюдались различные виды рыбы и другой биоты. Обследование легкого корпуса показало отсутствие ряда люков, а также повреждения палубы и кормовой части корпуса. Визуально оценить состояние прочного корпуса не представлялось возможным.

В ходе последней серии погружений были проведены дополнительные измерения с помощью подводного спектрометра в разных точках вблизи К-159, в том числе в районе рубки и в районе кормы. В результате радиометрического обследования АПЛ было зарегистрировано более трехсот спектров, которые были сохранены в памяти прибора вместе со временем измерения. Техногенных радионуклидов (в частности, 137Cs) в концентрациях, превышающих минимально детектируемую активность подводного гамма-спектрометра, не было обнаружено ни в одном из измерений. Также во время погружений ТНПА с помощью малогабаритного дночерпателя грейферного типа были отобраны пробы донных отложений в различных точках рядом с корпусом К-159. Экспресс-анализ этих проб был сделан специалистами НИЦ «Курчатовский институт» на портативном гамма-спектрометре БДЭГ-75 на основе сцинтиллятора BGO и участниками экспедиции ФГБУ «НПО «Тайфун» на гамма-спектрометре модели Trans-SPEC-DX-100 с детектором из особо чистого германия (ОЧГ) и встроенным электроохладителем.

nor-3_5_1.jpg

Портативный гамма-спектрометр Trans-SPEC-DX-100 на основе ОЧГ

Для оценки содержания техногенных гамма-излучателей (в основном, 137Cs) на спектрометре Trans-SPEC-DX-100 были измерены выборочные пробы морской воды (сорбенты) и донных отложений. Результаты измерений приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1.

Предварительные измерения содержания Cs-137 в морской воде

Номер пробы

Cs-137, Бк/м3

Поверхностная вода К-159

0,9

Придонная вода К-159

2,4

Таблица 2.

Результаты измерений содержания Cs-137 в пробах поверхностного слоя донных отложений и в пробах, отобранных с помощью ТНПА, полученные на борту НИС "Иван Петров"

Номер пробы

Cs-137, Бк/кг(сырого веса)

ТНПА 1

0,7 ±0,1

ТНПА 2

< уровня детектирования

ТНПА 3

< уровня детектирования

ТНПА 4

0 ±0,2

K-159

1,5 ±0,2

Станция 8

1,0 ±0,3

Станция 12

1,2 ±0,2

Станция 14

1,2 ±0,2

Станция 18

1,6 ±0,3

Поверхностная вода отбиралась только на станции К-159. Норвежские и российские пробы воды отбирались отдельно с использованием погружных насосов. Придонная вода отбиралась с помощью придонного батометра. Отобранная вода выливалась из батометра в бак емкостью 220 л и перекачивалась в равных долях в канистры российских и норвежских участников. Профили солености и температуры были измерены на всех станциях отбора проб морской воды. Для измерений применялся зонд SAIV STD/CTD модели SD204, который закреплялся на батометре. Кроме того, российскими участниками были отобраны пробы с промежуточного горизонта (100 м) на станции К-159 с использованием российского батометра большого объема. Для отбора проб придонной воды использовался российский придонный батометр. Запорный механизм придонного батометра срабатывает при касании дна грузом-разведчиком. Глубина (расстояние от дна) срабатывания батометра может изменяться в диапазоне от 0,5 до 30 м. В экспедиции для всех станций отбора придонной воды было выбрано расстояние от дна 2 м. Максимальный объем придонного батометра - 120 л.

nor-3_67.jpg

Слева: Отбор проб морской воды с помощью придонного батометра 
Справа: Конструкция и принцип действия придонного батометра 1 – основание с дополнительным грузом; 2 – прорезиненная ткань; 3 – противовес коромысла; 4 – запорно-спускной механизм; 5 – трос от гидрологической лебедки; 6 – вертлюг; 7 – малая лебедка с регулировочным тросом; 8 – трос регулировочный; 9 – груз-разведчик


Слева: Отбор проб морской воды с промежуточного горизонта  
Справа: Конструкция и принцип действия батометра БМ-300 1 – нижний диск (основание); 2 – мягкая оболочка; 3 – верхний диск; 4 – защелка крышки; 5 – дополнительный груз; 6 – несущая; 7 – запорно-спусковой механизм; 8 – вертлюг; 9 – трос от гидрологической лебедки; 10 – первый посыльный груз; 11 – второй посыльный груз; 12 – крышка; 13 – стяжка

Анализ данных спектрометра, установленного на ТНПА, и спектрометрических измерений отобранных проб указывает, что содержание гамма-излучающих радионуклидов в морской среде района затонувшей АПЛ не отличается от фоновых значений, характерных для Баренцева моря. Имеющиеся на настоящий момент данные позволяют предварительно предположить, что утечки радиоактивных веществ из реакторов лодки не происходит. Окончательное заключение о состоянии радиоактивного загрязнения морской среды в обследованном районе затопления АПЛ К-159 и прилегающих районах будет сделано на основе детального анализа отобранных проб в лабораторных условиях и будет представлено в 2016 году.