С началом широкого развития атомной энергетики в конце 1950-х гг. в мире остро встала проблема утилизации радиоактивных отходов (РАО). Одним из распространенных вариантов утилизации стал сброс РАО в открытое море. В 1960-х – 1970-х гг. практика затопления радиоактивных отходов в Мировом океане была общепринятой для стран, развивающих использование ядерной энергии.

Советский Союз, а позднее Российская Федерация в 1957–1993 гг. осуществляли сброс РАО в арктических (Баренцево и Карское) и дальневосточных (Японское, Охотское и северо-западная часть Тихого океана) морях. Необходимость захоронения РАО в море была связана в основном с деятельностью Военно-морского флота и морских пароходств, имеющих атомный флот [1, 2].

В Карском море затапливались твердые радиоактивные отходы (ТРО), атомные реакторы, в том числе с невыгруженными активными зонами – 4 реакторных отсека и экранная сборка атомного ледокола «Ленин», а также атомная подводная лодка (АПЛ) К-27. Затопления осуществлялись в заливах северного и южного островов Новой Земли, а также в Новоземельской впадине.

В 2004 г. экспедицией МЧС на НИС «Профессор Штокман» Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН (ИО РАН) [3] с помощью гидролокатора бокового обзора (ГБО) были картированы все основные затопленные здесь объекты и в первую очередь объекты, содержащие невыгруженное ядерное топливо [4]. В этой экспедиции обнаруженным объектам были присвоены порядковые номера, впоследствии утвердившиеся в отчетности МЧС Россиии, ИО РАН и Национального исследовательского центра «Курчатовский Институт» (НИЦ КИ).

На рис. 1 представлена схема залива Ога, который является одним из заливов, насыщенных радиоактивными захоронениями.

Залив Ога – один из наименее изученных заливов архипелага Новая Земля. В разное время на дне залива было захоронено множество объектов. В табл. 1 представлен перечень обьектов, затопленных в заливе: металлические контейнеры 1х1х1 м, судно (баржа типа МБСН-378250 – 40,0х9,3х4,1 м) и ТРО без упаковки.

Залив Ога имеет примерные размеры 24х8 км, субмеридиональное простирание и воронкообразную форму, расширяющуюся к открытому морю [3]. Глубины залива Ога достигают 100 и более метров, превышая в кутовой части 130 м (рис. 1).

В заливе наблюдается значительная вертикальная изменчивость в направлении движения воды, в придонном слое перенос циклонической направленности происходит вдоль изобат. Интенсивность переноса при этом сильно различается, но преимущественно составляет около 5–10 см/с. Полученные результаты подтверждают наличие активного водообмена заливов Новой Земли с прилегающей акваторией Карского моря [5].

Рис. 1. Схема расположения основных элементов захоронения РАО в заливе Ога. Площадь, ограниченная прямоугольником, – район затопления ТРО по архивным данным [1]. Черной точкой обозначено основное место скопления объектов захоронения

Таблица 1

Перечень объектов, затопленных в заливе Ога

На большей части площади дна залива распространены алевропелитовые осадки, на отдельных участках дна встречаются валунно-глыбово-глинистые отложения, вероятно ледникового происхождения. Рельеф дна сложный, расчлененный впадинами и возвышенностями. Поверхность дна осложняется положительными формами рельефа – выходами коренных пород в прибрежных склонах, в основном вокруг островов и в останцах. Относительная высота этих форм может достигать 30 м. На дне имеются также слегка вытянутые положительные формы рельефа относительной высотой до 20 м, размерами в плане от первых сотен метров до 1,5 км, предположительно следы ледниковой экзарации.

Результаты исследования и их обсуждение

Для подтверждения архивных данных и уточнения мест захоронений ТРО в заливе Ога в 64 рейсе НИС «Академик Мстислав Келдыш» (АМК) была выполнена геофизическая гидролокационная съемка. На рис. 2 приведена схема съемки в заливе Ога. Съемка выполнена по сетке долготных галсов в месте наиболее вероятного нахождения (по архивным данным) объектов и элементов захоронения ТРО в виде контейнеров с эксплуатационными отходами атомных ледоколов (АЛ), а также отдельных агрегатов и устройств АЛ и АПЛ. Съемка проведена на полигоне в центральной части залива между северной оконечностью острова Промысловый и бухтой Круглая (рис. 1). На рис. 2 представлен маршрут гидролокационной съемки на полигоне, выполненной с помощью гидролокатора бокового обзора «Мезоскан-М» с рабочей частотой 78 кГц.

В результате геофизической гидролокационной съемки были обнаружены скопления объектов, которые можно однозначно идентифицировать как захоронения в виде отдельных объектов (ТРО без упаковки) и контейнеров с ТРО. На схеме (рис. 2) эти объекты обозначены красными точками. Зарегистрированы координаты объектов. Гидролокационное изображение центрального скопления элементов захоронения приведено на рис. 3.

Надо отметить, что это первое подтверждение архивных данных о захоронениях ТРО в заливе Ога. Захоронение обнаружено в зоне, указанной в архивных данных.

Обнаруженные объекты были обследованы визуально вначале с помощью видеосистемы буксируемого необитаемого подводного аппарата (БНПА) «Видеомодуль» [6], а затем с помощью ТНПА «Мираж», оборудованного гамма-спектрометром РЭМ-26 [7].

На рис. 4 приведены кадры видеозаписей, полученных с помощью БНПА «Видеомодуль». Целенаправленное обследование группы затопленных объектов, обнаруженной с помощью гидролокатора бокового обзора (ГБО) в заливе Ога и идентифицированной с помощью видеосъемки БНПА «Видеомодуль» на глубине от 75 до 80 м, было проведено с помощью ТНПА «Мираж». При этом было использовано специальное программно-математическое обеспечение, первоначально созданное для анализа донных сообществ с использованием АНПА «ММТ-3000» [8].

Рис. 2. Результаты геофизической гидролокационной съемки на полигоне Ога. На схеме показан маршрут съемки, места обнаруженных объектов (красные отметки с номерами) – контейнеров с ТРО и отходов эксплуатации АЛ, а также место отбора пробы грунта (черная отметка)

Рис. 3. Гидролокационное изображение основной группы объектов, составляющих комплексное захоронение ТРО в заливе Ога. Изображение получено с помощью гидролокатора бокового обзора «Мезоскан-М» с рабочей частотой 78 кГц, разработки ИО РАН. Шаг сетки графления 25х50 м.

Рис. 4. Видеоизображения подводных объектов – элементов захоронения ТРО, полученные с помощью видеосистемы БНПА «Видеомодуль» в заливе Ога. Слева контейнер, содержащий ТРО. Справа объект ТРО без упаковки – парогенератор

При визуальном осмотре на дне были найдены стандартные металлические контейнеры для ТРО и цилиндрические объекты диаметром ~1 м, напоминающие корпуса парогенераторов ПГ-13 АПЛ I поколения (рис. 4).

Осмотр объектов показал, что они покрыты слоем осадков толщиной от 5 до 20 см, на их поверхности отсутствуют следы явного коррозионного разрушения, обрастание незначительное. Все обнаруженные цилиндрические объекты (всего 6 шт.), похожие на ПГ АПЛ, расположены вертикально со значительным заглублением в донные осадки.

С помощью гамма-спектрометра, размещенного на ТНПА, были выполнены измерения уровней гамма-излучения на поверхности контейнеров. Характерный спектр и вид места измерения приведены на рис. 5.

Регистрация спектров гамма-излучения велась в режиме автономных измерений. Экспозиция единичного спектра была принята равной 50 с, суммарная экспозиция при измерениях на объекте – 150 с. Точки измерения располагались на грунте рядом с контейнером либо на верхней грани. На рис. 5 представлен спектр, зарегистрированный в наиболее показательной точке измерений.

Рис. 5. Спектр гамма-излучения, зарегистрированный на поверхности контейнера в заливе Ога. Длительность измерения 150 с

Таблица 2

Удельная активность радионуклидов в пробах донных осадков, измеренная на станции (рис. 1–3) в точке основного скопления элементов ТРО в заливе Ога

В зарегистрированном спектре отсутствуют следы техногенных радионуклидов (в частности, 137Cs и 60Со). Уровень гамма-излучения определяется в основном естественным радионуклидом 40К.

Всего в воде и грунте района затопления контейнеров гамма-спектрометром было зарегистрировано 35 спектров с экспозицией по 50 с. Ни в одном из этих спектров следов техногенной радиоактивности также не было выявлено. Следует отметить, что осмотр объектов проводился в дрейфе судна, чем и вызвано относительно небольшое время измерений.

В центре захоронений на полигоне в заливе Ога был отобран керн донного грунта с помощью трубки «Неймисто Н-2» диаметром 100 мм. Место отбора обозначено черной отметкой на рис. 2, то есть находится в центре основного скопления элементов захоронения ТРО.

Дозиметрический и спектрометрический контроль проб превышений фона не обнаружил.

Результаты последующего анализа проб в условиях береговой лаборатории приведены в табл. 2.

Заключение

Таким образом, полученные результаты осмотра, измерений, отбора и анализа проб [9] свидетельствуют о минимальном воздействии обнаруженных ППОО на окружающую морскую среду залива Ога.