Без риска для будущих поколений

Радиоэкологические аспекты эксплуатации реакторов на быстрых нейтронах и ЗЯТЦ

«Прорыв» — один из главных инновационных проектов в мировой атомной энергетике, реализуемый в России госкорпорацией «Росатом». Он предусматривает создание новой технологической платформы атомной отрасли на базе замкнутого ядерного топливного цикла с использованием реакторов на быстрых нейтронах. Ученые ПН «Прорыв» оценивают возможный ущерб от радиологических факторов канцерогенного риска с учетом современных международных рекомендаций.

Приоритетной задачей, сформулированной в Основах государственной политики РФ в области обеспечения ядерной и радиационной безопасности, является снижение риска отдаленных последствий техногенного радиационного облучения для здоровья человека. При достигнутом в настоящее время уровне радиационной безопасности в России радиационные риски канцерогенных эффектов для здоровья населения и персонала становятся меньше, чем риски от существующих нерадиационных факторов риска, связанных с техногенными загрязнениями окружающей среды.

Действительно, в настоящее время для радиационных факторов воздействия базовыми метриками риска являются радиологический ущерб (РАУ) и радиационно обусловленное уменьшение продолжительности жизни, используемые Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ). Для оценки ущерба здоровью человека от воздействия различных нерадиационных факторов риска Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует использовать показатель бремени болезней DALY, выражающий избыточные потери лет активной жизни человека, обусловленные действующими факторами. При совместной оценке или сравнении ущерба здоровью человека от радиационных и нерадиационных факторов канцерогенного риска для этих двух факторов должны рассчитываться обе метрики ущерба — РАУ и DALY. Такие методы расчета разработаны в ПН «Прорыв» с учетом современных международных рекомендаций.

В качестве практического примера расчетов показано, что канцерогенные радиационные риски женского персонала г. Северска от годовых выбросов РУ БРЕСТ-ОД-300 не превышают величину пренебрежимо малого радиационного риска 10^-6 в год по действующим в стране Нормам радиационной безопасности, а канцерогенные риски населения от существующих нерадиационных загрязнений окружающей среды оказались в 8 раз больше (до 8 × 10^-6 в год). К основным нерадиационным факторам канцерогенного риска в атмосферном воздухе г. Северска следует отнести взвешенные вещества, свинец и формальдегид.

В последние три года МКРЗ поднимает вопрос о необходимости конвергенции метрик РАУ и DALY для решения задач радиационной защиты человека. Исследование показывает, что существующие методы расчета РАУ и DALY устойчивы по отношению к исходным эпидемиологическим данным и хорошо переносятся с референтных международных популяций, используемых МКРЗ и ВОЗ, на российские когорты и популяции.

Полученные данные (см. рис. 1 «Радиологические и нерадиологические канцерогенные пожизненные риски в метрике ущерба женского персонала РУ БРЕСТ-ОД-300») имеют безусловно принципиальное значение для обеспечения минимальной онкотоксичности факторов потенциального риска радиационной и особенно нерадиационной природы.

Рис.1 Радиологические и нерадиологические канцерогенные пожизненные риски в метрике ущерба женского персонала РУ БРЕСТ-ОД-300

В 2024 году в ПН «Прорыв» был рассмотрен вопрос окончательного решения проблемы облученного ядерного топлива (ОЯТ) и радиоактивных отходов (РАО) при ЗЯТЦ на базе РБН.

В 1954 году после атомных бомбардировок 1945 года городов Хиросима и Нагасаки в Японии был создан регистр хибакусей (лиц, переживших атомную бомбардировку этих городов) численностью 92 тыс. человек. Регистр хибакусей функционирует до настоящего времени (около 15% членов регистра живы), затраты на проведение эпидемиологических исследований по выявлению зависимости «доза —эффект» превысили 10 млрд долларов.

Используя основные выводы японского регистра, НКДАР (Научный комитет по действию атомной радиации) ООН в 1975 году ввел понятие эффективной дозы (Зв) как меры риска возникновения отдаленных канцерогенных последствий облучения. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты. К 1975 году японский регистр хибакусей функционировал только 20 лет, поэтому оценки взвешивающих коэффициентов выполнены с высокой степенью неопределенности (например, мочевой пузырь, молочная железа, печень, пищевод, щитовидная железа имеют одинаковый взвешивающий коэффициент — 0,05).

В 2007 году, когда время функционирования японского регистра хибакусей уже превысило 50 лет, были получены и опубликованы в международных журналах новые эпидемиологические данные по зависимости «доза — эффект», МКРЗ выпускает рекомендации (Публикация 103), которые существенно заменяют предыдущие выводы этой организации.

В Основополагающих принципах безопасности МАГАТЭ вводится Принцип 7: «Защита нынешнего и будущих поколений». А в Объединенной конвенции о безопасности обращения с радиоактивными отходами, ратифицированной Федеральным законом РФ от 4 ноября 2005 г. № 139-ФЗ, указано, что следует «стремиться избегать действий, имеющих обоснованно предсказуемые последствия для будущих поколений, более серьезные, чем те, которые допускаются в отношении нынешнего поколения». Этот документ имеет особое значение, так как существует неблагоприятный прогноз по накоплению облученного ядерного топлива в мире (к 2040 г. ожидается накопление более 550 тыс. тонн ОЯТ). Поэтому задачей первостепенной важности становится достижение радиационной и радиологической эквивалентности радиоактивных отходов и природного уранового сырья. При этом радиационной эквивалентностью называется выравнивание ожидаемых эффективных доз облучения от РАО и природного уранового сырья за счет замыкания топливного цикла с сжиганием и трансмутацией минорных актинидов, а радиологической эквивалентностью — выравнивание пожизненных радиационно обусловленных рисков потенциальной индукции онкологических заболеваний от РАО и природного уранового сырья с учетом динамики эквивалентных (органных) доз облучения.

Нами ранее было показано, что трансмутация минорных актинидов при ЗЯТЦ на базе РБН снижает онкотоксичность по америцию в 213 раз, по нептунию — в 101 раз и по кюрию — в 47 раз.

Было также установлено, что при полном замещении тепловых реакторов (ТР) быстрыми реакторами (БР) в 2100 году уже к 2200 году при времени выдержки в 100 лет достигается радиологическая эквивалентность (т. е. выравнивание канцерогенных рисков) РАО и природного уранового сырья.

Впервые рассмотрена ситуация, когда полное замещение тепловых реакторов быстрыми осуществляется несколько позже, в 2130 году. Возникает естественный вопрос: как изменится время выдержки РАО для достижения эффекта радиологической эквивалентности? Проведенные в ПН «Прорыв» расчеты с использованием новых рекомендаций МАГАТЭ по зависимости «доза — эффект» показали, что время выдержки сокращается до 78 лет. Что это означает? Если в первом случае, когда полное замещение тепловых реакторов быстрыми реализуется в 2100 году, время возможного захоронения РАО наступает в 2200-м, то при сценарии, когда полное замещение тепловых реакторов быстрыми реакторами достигается в 2130 году, время возможного захоронения РАО определяется в 2208 году, то есть практически не меняется (см. рис. 2 «Оценка времени достижения радиологической (технология LAR) эквивалентности РАО и природного уранового сырья по сценарию развития ядерной энергетики с полным замещением тепловых реакторов быстрыми реакторами в 2130 г.»).

Рис. 2 Оценка времени достижения радиологической (технология LAR) эквивалентности РАО и природного уранового сырья по сценарию развития ядерной энергетики с полным замещением тепловых реакторов быстрыми реакторами в 2130 г.

Эти новые данные имеют важное значение для выполнения требований МАГАТЭ по радиационной защите будущих поколений.