ИСТИНА

Радиоактивные микрочастицы представляют собой источники ионизирующего излучения микрометрового и субмикронного размера, образованные в результате испытаний ядерного оружия, а также при штатной работе и авариях на предприятиях ядерно-топливного цикла. Радиоактивные микрочастицы отличаются высокой кинетической стабильностью в условиях окружающей среды и могут при определенных условиях перемещаться атмосферными потоками, поверхностными и подземными водами, вовлекаться в различные трансформации в педосфере и гидросфере. Оценка рисков для здоровья населения в результате распространения радиоактивных микрочастиц в природных сферах земли, их растворимость в различных геохимических условиях окружающей среды и в физиологических жидкостях организма человека представляют актуальную научную задачу. Проект направлен на установление физико-химических форм и изотопного состава радионуклидов, прежде всего, наиболее опасных долгоживущих альфа-излучающих нуклидов, включенных в состав радиоактивных микрочастиц, а также на определение источников выброса таких частиц в окружающую среду и оценке их радиологического риска для человека. В результате выполнения проекта на базе сформированной коллекции микрочастиц глобальных и локальных выпадений будет установлена связь между условиями образования микрочастицы и миграционным поведением урана и трансурановых элементов, включенных в ее состав, будет сделана оценка экологического риска от вклада радиоактивных микрочастиц. Будут рассчитаны коэффициенты полувыведения трансурановых элементов в различных геохимических условиях и предложена модель, описывающая динамику основных форм урана и трансурановых элементов в педосфере. Будет сделана оценка распределения актинидов в организме человека в зависимости от происхождения и состава микрочастиц.

Radioactive microparticles are sources of ionizing radiation of micrometer and submicron size, formed as a result of testing nuclear weapons, as well as during normal operation and accidents at enterprises of the nuclear fuel cycle. Radioactive microparticles are characterized by high kinetic stability under environmental conditions and can, under certain conditions, be moved by atmospheric flows, surface and underground waters, and be involved in various transformations in the pedosphere and hydrosphere. Assessing the risks to public health as a result of the spread of radioactive microparticles in the natural spheres of the earth, their solubility in various geochemical environmental conditions and in physiological fluids of the human body are an urgent scientific task. The project aims to establish the physicochemical forms and isotopic composition of radionuclides, primarily the most dangerous long-lived alpha-emitting nuclides included in the composition of radioactive microparticles, as well as to determine the sources of release of such particles into the environment and assess their radiological risk to humans. As a result of the project, on the basis of the generated collection of microparticles of global and local fallout, a relationship will be established between the conditions of microparticle formation and the migration behavior of uranium and transuranium elements included in its composition, an environmental risk assessment from the contribution of radioactive microparticles will be made. The half-life coefficients of transuranic elements will be calculated under various geochemical conditions and a model will be proposed that describes the dynamics of the main forms of uranium and transuranic elements in the pedosphere. An assessment will be made of the distribution of actinides in the human body, depending on the origin and composition of the microparticles. The data obtained for the first time will allow us to create a long-term forecast model for assessing the impact of transuranic elements on the environment and dose loads on the population living in territories with various types of global and accidental fallouts. The obtained isotope ratios for radioactive particles of various genesis (explosive, emergency, etc.) will reliably classify pollution sources in solving problems of radioecological monitoring and improve methods for controlling the handling of fissile materials.

1. Характеризация радиоактивных микрочастиц локальных и глобальных выпадений. Создание представительной коллекции частиц, поступивших в окружающую среду из разных источников. Составление базы данных частиц, включая полученные данные по радионуклидному и фазовому составу частиц и по формам нахождения радионулидов в них. 2. Установление связи между условиями формирования частицы и ее физико-химическими характеристиками. 3. Анализ трансформаций физико-химических параметров частиц со временем в условиях педосферы и гидросферы. 4. Установление транспортабельности частиц различного происхождения в легочной и межтканевой жидкостях организма человека.

Научный коллектив, собранный для выполнения заявляемого проекта, имеет успешный опыт характеризации радиоактивных микрочастиц различной природы с применением самых современных методов анализа. Сотрудниками коллектива был разработан и реализован на практике комплексный методический подход к анализу U- и Pu-содержащих микрочастиц, включающий методы локализации, выделения и неразрушающего локального микроанализа частиц [Vlasova et al., 2006a,b; 2008; Simakin et al., 2013]. Предложенный подход, включающий, в том числе современные методы анализа, основанные на использовании синхротронного излучения, позволил установить физико-химические формы U и Pu в радиоактивных микрочастицах из разных источников поступления, в частности, из бассейнов – хранилищ жидких радиоактивных отходов ПО «Маяк», из донных осадков р. Енисей и из ближней зоны Чернобыльской АЭС [Batuk et al., 2015; Власова и др., 2013; Shiryaev et al., 2018]. Аналогичный подход был использован для исследования фрагментов Чернобыльской лавы – потенциального источника радиоактивных микрочастиц. Из наиболее существенных достижений научного коллектива в этой области исследований следует отметить: 1) радиоактивные микрочастицы играют существенную роль в накоплении радиоактивности в бассейне-хранилище ЖРО №17, ПО Маяк; 2) в пределах одного бассейна-хранилища РАО могут существовать микрочастицы с различными физико-химическими формами актинидов; 3) особенности структуры, фазового и элементного состава отдельных «горячих» частиц Чернобыльского происхождения несут информацию о резко различных локальных условиях их образования в активной зоне реактора.

1. Характеризованы радиоактивные микрочастицы локальных и глобальных выпадений. Созданы представительная коллекция частиц, поступивших в окружающую среду из разных источников. Составлена база данных частиц, включая полученные данные по радионуклидному и фазовому составу частиц и по формам нахождения радионулидов в них. 2. Установлена связь между условиями формирования частицы и ее физико-химическими характеристиками. 3. Проведен анализ трансформаций физико-химических параметров частиц со временем в условиях педосферы и гидросферы. 4. Установлена транспортабельность частиц различного происхождения в легочной и межтканевой жидкостях организма человека.