Радиоактивные осадки — это осаждающиеся из атмосферы радиоактивные аэрозоли, возникающие вследствие испытаний ядерного оружия. Радиоактивные осадки различают: локальные, тропосферные и стратосферные.
Локальные радиоактивные осадки представляют собой крупные, преимущественно оплавленные частицы, выпадающие под действием силы тяжести вблизи места взрыва. Основная санитарная значимость их определяется как источников гамма-излучения. Тропосферные радиоактивные осадки — радиоактивные частицы микронного и субмикронного размера, поступающие при ядерном взрыве в тропосферу. На протяжении 2—6 недель они переносятся воздушными течениями вокруг земного шара, постепенно осаждаясь на земной поверхности. Содержат они преимущественно короткоживущие изотопы, из которых наибольшую санитарную опасность представляет радиоактивный йод. Решающую роль в очищении тропосферы играют атмосферные осадки (особенно моросящие дожди). Стратосферные (или глобальные) радиоактивные осадки — радиоактивные частицы, инжектированные при ядерном взрыве в верхние слои атмосферы (стратосферу) и медленно осаждающиеся на землю. Время пребывания их в стратосфере колеблется от 2 до 5 лет. В них содержатся преимущественно долгоживущие изотопы (стронций-90, цезий-137, церий-144 и др.).
Плотность глобальных радиоактивных осадков неравномерна на различных широтах. Максимальные выпадения после прекращения в 1963 г. массовых испытаний ядерного оружия имели место между 20—60° с. ш. Из-за особенности переноса воздушных масс имеют место сезонные колебания плотности выпадений с максимумом весной — вначале лета. Дальнейшая миграция выпавших на поверхность земли радиоактивных изотопов по биологической цепи определяется их биологической доступностью. В отличие от локальных выпадений, состоящих в основном из крупных оплавленных нерастворимых частиц, стратосферные радиоактивные осадки, состоящие из мелкодисперсных фракций, обладают высокой степенью (стронций-90, цезий-137) биологической доступности. Растворимость этих частиц может достигать 100%. В первые годы после испытаний ядерного оружия загрязнение наземной растительности повсеместно происходило за счет непосредственного осаждения радиоактивных осадков на поверхность растений. В последующем все большее удельное значение приобретает миграция их в растение корневым путем из почвы. Наибольшая плотность выпадения радиоактивных осадков относилась к 1963 г., вследствие чего максимальные дозы облучения населения, обусловленные стратосферными осадками, имели место в 1963—1964 гг. Однако даже в этот период они не превышали величины предела дозы, установленного для населения. Благодаря уменьшению плотности выпадения радиоактивных осадков и радиоактивному распаду поступление радиоактивных изотопов с каждым годом снижается. Соответственно уменьшаются абсолютные значения дозы облучения людей. Так, например, дозы облучения костной ткани у взрослых жителей г. Москвы в 1968 г. за счет инкорпорированного стронция-90 составляли 2,6 мрад/год, т. е. менее 10% от предела дозы.
Отсутствие реальной опасности для здоровья от подобных доз исключает необходимость применения каких-либо профилактических или оздоровительных мер.
Однако контроль за радиационной обстановкой, обусловленной глобальными выпадениями, на территории России ведется непрерывно с целью изучения соответствующих закономерностей. Объектами наблюдения являются атмосферный воздух, почва, открытые водоемы, растительность, пищевые продукты. Ведутся также постоянные наблюдения за содержанием радиоактивных веществ в организме различных возрастных групп населения и популяционной дозой за счет глобальных радиоактивных осадков.
Радиоактивные осадки — выпадения из радиоактивного облака, образующегося в результате взрыва ядерного устройства.
Различают радиоактивные осадки местные, запаздывающие и глобальные. Радиоактивные осадки местные имеют частицы размером порядка десятков микрон и более; выпадают при наземных взрывах в течение нескольких десятков часов и распространяются по направлению ветра на 500—550 км от центра взрыва. Запаздывающие (полуглобальные, тропосферные, континентальные) радиоактивные осадки имеют частицы размером порядка 1—5 мк; выпадают в течение нескольких недель с момента взрыва (обычно до 5 месяцев) и распространяются в широтном направлении. Глобальные, стратосферные радиоактивные осадки имеют частицы размером менее 1 мк; выпадают в течение ряда лет, обычно более интенсивно в весенний период.
Характер образования и выпадения радиоактивных осадков зависит от характера взрыва (наземный, воздушный, надводный), тротилового эквивалента, ядерного устройства, характера грунта в районе взрыва и метеорологических факторов.
При наземном взрыве ядерного устройства с тротиловым эквивалентом порядка 1 Мт к обычным веществам, из которых состоит огненный шар (продукты деления, оболочка заряда и другие части, разогретые до температуры в несколько миллионов градусов), добавляется около 20 000 те испарившегося грунта. Кроме того, воздушные потоки, сопровождающие взрыв, поднимают значительное количество пыли и других твердых частиц, составляющих «ножку» специфического «гриба» ядерного взрыва.
Радиоактивное загрязнение в результате такого взрыва через час после него накрывает территорию около 28 тыс. км2. Местные осадки составляют примерно 90% всей поднятой при наземном взрыве массы грунта.
Мелкодисперсная часть поднятого в воздух грунта переходит в стратосферу, составляя в дальнейшем основу формирования глобальных радиоактивных осадков. При воздушных взрывах (огненный шар не касается поверхности земли) формирования местных осадков не происходит, а основная масса радиоактивных осколков, поднятых в стратосферу, образует в дальнейшем глобальные осадки.
Таким образом, в результате взрывов ядерных устройств в атмосферу попадает большое количество различных радиоактивных изотопов, которые разносятся потоками воздуха, загрязняя самые удаленные от места взрыва районы.
В течение многих лет Sr90, Cs137 и другие радиоактивные изотопы, образовавшиеся при взрыве, будут переноситься воздушными потоками. Наивысшую плотность радиоактивного загрязнения создают местные радиоактивные осадки, изотопный состав которых представлен в основном короткоживущими радиоактивными осколками, в первую очередь радиоактивным J131.
Спад радиоактивности в первый период после ядерного взрыва (до 100 сут.) подчиняется закону t-1,2. Изотопный состав запаздывающих радиоактивных осадков менее разнообразен, однако и в них J131 играет довольно значительную роль. В составе глобальных выпадений радиоактивность представлена долгоживущими осколками — Sr90, Cs137, Се144, Pr144, Pm147 и некоторыми другими, однако биологическую значимость в основном представляют Sr90 и Cs137.
Выпадая на поверхность почвы и растений, радиоактивные осадки вступают в циклы непрерывно проходящих на Земле биологических процессов, сложно мигрируя по различным звеньям экологической цепи (см. Экология, радиационная). Исследование механизма проникновения Sr90 — компонента глобальных радиоактивных осадков — показало, что до 80% его концентрируется в поверхностном слое необрабатываемой земли толщиной 5 см. В пахотных землях он распределяется на всю глубину вспашки. При продолжающемся выпадении радиоактивных осадков количество Sr90, попадающего в пищевой рацион человека, в большей степени зависит от непосредственного загрязнения листьев, соцветий и нижних частей многолетних растений, чем от его поглощения корнями из почвы. Если скорость радиоактивного выпадения уменьшается, то поглощение корнями начинает доминировать.
Ряд радиоактивных веществ, образующихся при взрывах ядерных устройств, попадает в организм человека и накапливается в нем. Особенно большое биологическое значение имеет Sr90, обладающий 28-летним периодом полураспада и накапливающийся в скелете человека. Основное накопление стронция происходит в быстрорастущих частях кости — эпифизах, которые превращаются в своеобразные стронциевые «депо», откуда осуществляется постоянное облучение близлежащих участков кости и костного мозга (см. Радиационная токсикология).
В связи с биологической значимостью радиоактивных осадков в СССР и ряде других стран разработана и осуществляется система контроля за уровнями радиоактивных выпадений, миграцией и поступлением в организм человека наиболее важных радиоактивных осколков ядерного деления.
В результате договора о запрещении ядерных испытаний в трех средах количество радиоактивных осадков значительно уменьшилось и продолжает снижаться. См. также Радиационная гигиена.