Понад десять років тому цунамі спровокувало катастрофу на атомній електростанції «Фукусіма-Даїчі» на східному узбережжі Японії. Після аварії велика кількість радіоактивності забруднила океан, що призвело до введення морської зони відчуження та завдало величезної репутаційної шкоди регіональній рибній промисловості.
Відтоді на цьому місці накопичилися величезні обсяги забрудненої води. Вода була потрібна для охолодження пошкоджених реакторів, а ґрунтові води, які забруднилися під час проникнення на майданчик, довелося відкачати та зберігати. На місці споруджено понад 1000 резервуарів для зберігання понад мільйона тонн радіоактивної води.
Але на місці не вистачає місця для зберігання, і резервуари можуть потекти, особливо в разі землетрусу чи тайфуну. Тож японська влада надала дозвіл на викид накопиченої радіоактивної води по трубопроводу до Тихого океану.
Як учений-еколог, я працював над впливом радіоактивних забруднювачів на навколишнє середовище більше 30 років. Я вважаю, що скидання стічних вод – найкращий варіант.
Забруднена вода
Перед зберіганням стічні води, утворені на Фукусімі, очищаються для видалення майже всіх радіоактивних елементів. До них відносяться кобальт 60 , стронцій 90 і цезій 137 . Але тритій – радіоактивна форма водню – залишився позаду.
Коли один з атомів водню у воді замінюється на тритій, він утворює радіоактивну тритієву воду. Тритієва вода за хімічним складом ідентична звичайній воді, що робить її виділення зі стічних вод дорогим, енергоємним і трудомістким. Огляд технологій виділення тритію в 2020 році виявив, що вони не здатні обробити величезні необхідні обсяги води .
Але, якщо говорити про радіоактивні елементи, тритій є відносно безпечним, і його існування у вигляді тритієвої води зменшує вплив на навколишнє середовище. Хімічно ідентична звичайній воді, тритієва вода проходить крізь організми, як і вода, і тому не сильно накопичується в тілах живих істот.
Тритієва вода має коефіцієнт біоакумуляції близько одиниці . Це означає, що тварини, які піддалися впливу, мали б приблизно таку саму концентрацію тритію в організмі, як і навколишня вода.
Для порівняння, радіоактивний цезій 137, викинутий у великих кількостях після Фукусіми та з британського ядерного майданчика Селлафілд у 1960-х і 70-х роках, має коефіцієнт біоакумуляції в морському середовищі приблизно 100 . Тварини, як правило, мають приблизно в 100 разів більше радіоцезію, ніж у навколишній воді, оскільки цезій посилює харчовий ланцюг.
Низька доза радіації
Коли тритій розпадається, він виділяє бета-частинку (швидко рухомий електрон, який може пошкодити ДНК, якщо його проковтнути). Але бета-частинка тритію не дуже енергійна. Щоб отримати значну дозу опромінення, людині потрібно було б проковтнути його багато.
Стандарт питної води Всесвітньої організації охорони здоров’я для тритію становить 10 000 беккерелів (Бк) на літр. Це в кілька разів перевищує заплановану концентрацію скидів води на Фукусімі.
Труднощі виділення тритію зі стічних вод і його обмежений вплив на навколишнє середовище є причиною того, що ядерні установки по всьому світу десятиліттями викидають його в море. АЕС «Фукусіма-Дайічі» планує випускати приблизно 1 петабеккерель (ПБк – 1 з 15 нулями після нього) тритію зі швидкістю 0,022 ПБк на рік .
Це звучить як величезна кількість, але в усьому світі 50-70 ПБк тритію виробляється природним шляхом у нашій атмосфері космічними променями щороку. Щороку завод з переробки ядерного палива в Кап-де-ла-Газі на півночі Франції викидає в Ла-Манш приблизно 10 ПБк тритію.
Значно вищі темпи викиду з Кап-де-ла-Гаґа, ніж заплановано на Фукусімі, не показали жодних ознак значного впливу на навколишнє середовище, а дози для людей низькі.
Безпечний випуск
Але викид радіоактивної води повинен бути зроблений належним чином.
Японські дослідження оцінюють, що стічні води будуть розбавлені від сотень тисяч Бк на літр тритію в резервуарах до 1500 Бк на літр у скидній воді. Розбавлення стічних вод перед їх викидом зменшить дозу радіації для людей.
Доза опромінення для людей вимірюється в зівертах, або мільйонних частках зівертів (мікрозівертів), де доза в 1000 мікрозівертів означає шанс ранньої смерті від раку один із 25 000 . Максимальна оціночна доза від скиданої води Фукусіми становитиме 3,9 мікрозіверта на рік. Це набагато менше, ніж 2400 мікрозівертів, які люди в середньому отримують від природного випромінювання щороку.
Японська влада також має переконатися, що у викинутій воді не буде значної кількості «органічно зв’язаного тритію». Тут атом тритію замінює звичайний водень в органічній молекулі. Органічні молекули, що містять тритій, потім можуть поглинатися в осадові відкладення та потрапляти в організм морських організмів.
У середині 1990-х років органічні молекули, що містять тритій, були випущені з фармацевтичного заводу Nycomed-Amersham в Кардіффській затоці, Уельс. Викид призвів до коефіцієнтів біоакумуляції до 10 000 .
Очищення інших більш небезпечних радіоактивних елементів також має тенденцію залишати невеликі кількості цих елементів у стічних водах. Стічні води, що зберігаються на Фукусімі, будуть повторно очищені , щоб переконатися, що рівні цих елементів є достатньо низькими, щоб бути безпечними для скидання.
У великому масштабі екологічних проблем, з якими ми стикаємося, викид стічних вод з Фукусіми є відносно незначним. Але це, швидше за все, завдасть більшої репутаційної шкоди обложеній рибній промисловості Фукусіми. Цьому не допоможе політичний і медіа-фурор, який, ймовірно, спричинить нові викиди радіоактивної води в Тихий океан.