Научный журнал

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Римский-Корсаков Н.А. 3, 1 Казеннов А.Ю. 2 Кикнадзе О.Е. 2 Пронин А.А. 3 Анисимов И.М. 3 Лесин А.В. 3 Муравья В.О. 3

---

1 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана»

2 Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

3 ФГБУН «Институт океанологии имени П.П. Ширшова» Российской академии наук

В статье приведены некоторые результаты натурных исследований окружающей водной среды заливов восточного побережья Новой Земли в связи с затопленными в этом регионе потенциально опасными объектами, представляющими собой отходы эксплуатации атомного, в том числе ледокольного, флота. В процессе этих исследований использовались телеуправляемые и буксируемые необитаемые подводные аппараты (ТНПА и БНПА), а также гидролокаторы бокового обзора (ГБО), разрабатываемые в ИО РАН. Для детализации информации о состоянии затопленных в 1960-х гг. аварийных объектов и эксплуатационных отходов в заливе Ога был использован глубоководный БНПА «Видеомодуль», включающий систему видео- и фотокамер, высокочастотный ГБО, глубомер, альтиметр, лазерный указатель масштаба, а также вспомогательное оборудование, обеспечивающее функционирование исследовательских систем. Изначально БНПА создавался для исследования глубоководных бентосных организмов и растений и морфологии рельефа океанского дна. Наблюдения в заливе Ога с использованием инструментальных технологий позволили идентифицировать подводные объекты, существование которых было известно лишь по архивным данным. Контроль состояния объектов обеспечивался с помощью гамма-спектрометров серии РЭМ, разработанных в НИЦ «Курчатовский институт». Исследования проведены в рамках Государственного задания ИО РАН по теме № FMWE-2021-0010. Экспериментальная часть выполнена за счет средств проекта РНФ № 23-17-00156.

Статья в формате PDF

413 KB

Карское море

Новая Земля

залив Ога

захоронения радиоактивных отходов

экологические угрозы

1. Сивинцев Ю.В., Вакуловский С.М., Васильев А.П., Васильев А.П., Высоцкий В.Л., Губин А.Т., Данилян В.А., Кобзев В.И., Крышев В.И., Лавковский С.А., Мазокин В.А., Никитин А.И., Петров О.И., Пологих Б.Г., Скорик Ю.И. Техногенные радионуклиды в морях, омывающих Россию («Белая книга – 2000»). М.: ИздАТ, 2005. 624 с.

2. Айбулатов Н.А. Экологическое эхо холодной войны в морях Российской Арктики. М.: ГЕОС, 2000. 307 с.

3. Казеннов А.Ю., Нерсесов Б.А., Римский-Корсаков Н.А. Экспедиционные исследования экологии морей Российской Арктики: монография. М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2018. 307 с.

4. Ильин Г.В., Усягина Т.С., Касаткина Н.Е. Современная оценка радиоэкологического состояния среды Карского моря (по данным 2011–2013 гг.) // Экосистема Карского моря – новые данные экспедиционных исследований: материалы научной конференции. М.: АПР, 2015. С. 267–272.

5. Недоспасов А.А., Поярков С.Г. Особенности гидрофизической структуры в заливах южного острова архипелага Новая Земля и их водообмена с акваторией Карского моря // Современные методы и средства океанологических исследований: материалы XVIII международной научно-технической конференции. М.: ИО РАН, 2023. Т. 1. С. 150–154. DOI: 10.29006/978-5-6045110-8-4-2023.

6. Удалов А.А., Анисимов И.М., Муравья В.О., Лесин А.В., Кузьмин В.Ю., Залота А.К., Чикина М.В. Исследования донной фауны в 89 рейсе НИС «Академик Мстислав Келдыш» с использованием БНПА «Видеомодуль» // Современные методы и средства океанологических исследований: материалы XVIII международной научно-технической конференции. М.: ИО РАН, 2023. Т. 1. С. 155–158. DOI: 10.29006/978-5-6045110-8-4-2023.

7. Казеннов А.Ю., Кикнадзе О.Е., Калмыков С.А., Никитин А.О. Применение подводных высокочувствительных гамма-спектрометров при проведении радиационного мониторинга состояния подводных ядерно и радиационно опасных объектов // Современные методы и средства океанологических исследований: материалы XVIII международной научно-технической конференции. М.: ИО РАН, 2023. Т. 1. С. 172–176. DOI: 10.29006/978-5-6045110-8-4-2023.

8. Галкин С.В., Рыбакова Е.И., Боровик А.И., Михайлов Д.Н., Коноплин А.Ю. Исследование донных сообществ Антарктики с использованием автономного необитаемого подводного аппарата «ММТ-3000» // Современные методы и средства океанологических исследований: материалы XVIII международной научно-технической конференции. М.: ИО РАН, 2023. Т. 1. С. 259–262. DOI: 10.29006/978-5-6045110-8-4-2023.

9. Удалов А.А., Веденин А.А., Чава А.И., Щука С.А. Донная фауна залива Ога (Новая Земля, Карское море) // Океанология. 2019. Т. 59. № 6. С. 1028–1038. DOI: 10.31857/S0030-15745961028-1038.

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.

Библиографическая ссылка