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).

Совместная российско-норвежская экспедиция в 2012 году была продолжением предшествующих совместных российско-норвежских морских экспедиций к местам захоронения радиоактивных отходов в Карском море и заливах Новой Земли в 1992, 1993 и 1994 годах. Основной задачей экспедиции в Карское море и залив Степового в 2012 году было изучение состояния затопленных радиоактивных отходов, включая АПЛ K-27.

Маршрут и места отбора проб во время экспедиции на борту НИС «Иван Петров»

Залив Степового характеризуется наличием ярко выраженных внешней и внутренней частей, которые отделены от открытого Карского моря подводным порогом у входа в залив. Внешняя и внутренняя части залива Степового разделены вторым подводным порогом с глубиной около 20 метров. Во внешней части максимальные глубины составляют от 30 до 40 м, а во внутренней глубины доходят до 60 м. Донные отложения, отобранные во внешней и внутренней частях залива Степового, в целом имеют аналогичный состав с высоким содержанием смеси глины и ила (89%-95%) и, следовательно, должны иметь более высокую сорбционную способность по сравнению с более грубыми и менее однородными донными отложениями у входа в залив Степового (см. Таблицу).

Таблица. Анализ частиц по размерам в общих поверхностных пробах донных отложений из залива Степового в 2012¹.

	N	% песка	% ила	% глины	% смесь глины с илом
Вход в залив Степового	4	59 ±22	33 ±16	8 ±7	41 ±22
Внешняя часть залива Степового	3	11 ±2	58 ±1	30 ±1	89 ±2
Внутренняя часть залива Степового	11	5 ±2	65 ±5	29 ±6	95 ±2

Песок – от 300 мкм до 63 мкм; ил – от 63 мкм до 3.9 мкм; глина <3.9 мкм;

последняя колонка – смесь глины и ила. n – количество станций отбора проб.

1 – данные МАГАТЭ (среднее значение ± среднеквадратичное отклонение)

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.

Спуск ТПА РТМ-500                                               Рубка АПЛ К-27 (вид спереди)

       

Рубка АПЛ К-27 (вид сзади)                                                      Кормовой люк АПЛ К-27

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.

На следующих рисунках показаны сравнительные результаты, полученные в 2012 году и в 1993-2002 гг. по содержанию отдельных радионуклидов в морской воде.

Сравнение средних концентраций Cs-137 (Бк/м³) в фильтрованной морской воде (данные России, Норвегии и МАГАТЭ) из залива Степового в 2012 году с результатами проведенных ранее исследований в 1993 и 1994 годах.

Сравнение средних концентраций Sr-90 (Бк/м³) в фильтрованной морской воде (данные России, Норвегии и МАГАТЭ) из залива Степового в 2012 году с результатами проведенных ранее исследований в 1993 и 1994 годах.

Сравнение концентраций Pu-239,240 (мБк/м³) в фильтрованной воде (норвежские данные) из залива Степового в 2012 году с результатами предыдущих исследований в 1993 и 1994 годах.

Суммарные средние концентрации Cs-137 в поверхностном слое донных отложений, отобранных при помощи коробчатого или грейферного дночерпателя, говорят о тенденции к увеличению от входа (4.6 ±3.3 Бк/кг сухого веса) к внешней части (9.1 ±2.0 Бк/кг сухого веса) и внутренней части (35.6 ±14.3 Бк/кг сухого веса) залива Степового. Диапазон средних концентраций Cs-137 в поверхностном слое донных отложений во внешней части залива Степового на расстоянии от АПЛ K-27 в 2012 году был близок к тому, который наблюдался в ходе предыдущих исследований в 1993, 1994 и 2004 годах. Концентрации Cs-137 во всех отобранных пробах биоты был низкими, и во многих случаях ниже предела обнаружения.

На основании экспедиционных и лабораторных исследований 2012 года были сделаны 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.