Проведена ретроспективная оценка радиоуглеродного следа Билибинской АЭС

Группа исследователей из Института промышленной экологии УрО РАН, Института экологии растений и животных УрО РАН, Института археологии и этнографии СО РАН и Новосибирского национального исследовательского государственного университета провела ретроспективное исследование выбросов углерода-14 Билибинской АЭС за период её эксплуатации.

В качестве природного индикатора авторы работы использовали содержание этого радионуклида в годичных кольцах лиственницы Каяндера, основного лесообразующего вида Чукотки, измеренное методом ускорительной масс-спектрометрии. Результаты опубликованы в авторитетном российском журнале «Арктика: экология и экономика» (2026 год, том 16, № 2).

Углерод-14 — радиоактивный изотоп, имеющий как природное, так и техногенное происхождение, присутствует в атмосфере и живых организмах. В ядерных реакторах он образуется при активации азота и примесных элементов графита. При фотосинтезе радиоуглерод попадает в древесину и сохраняется в целлюлозе годичных колец, благодаря чему они могут служить естественным архивом изменений его содержания в атмосфере. Керны лиственницы были получены примерно в 1,8 км к юго-юго-западу от вентиляционных труб станции, в секторе преобладающего направления ветра. Содержание углерода-14 в целлюлозе определяли методом ускорительной масс-спектрометрии в ЦКП «Ускорительная масс-спектрометрия НГУ-ННЦ».

Распределение содержания углерода-14 в древесине лиственницы, обусловленное выбросами реакторных установок ЭГП-6

Исследование охватило период с 1974 по 2022 год, от начала эксплуатации энергоблоков Билибинской АЭС до последнего года отбора образцов. Общая удельная активность радиоуглерода в образцах составила от 234 до 316 Бк/кг стабильного углерода. Техногенный вклад от работы четырёх графито-водных реакторов ЭГП-6 находился в диапазоне 4,2-13,9 Бк/кг C, или около 2–6 % фонового содержания. Максимальное содержание зафиксировано в кольце, сформированном в 2020 году; наиболее высокие показатели наблюдались в 2013–2020 годах.

По метеорологическим данным и расчётам распространения выбросов исследователи определили сектор максимального воздействия, простирающийся до 27 км от станции в направлении юго-юго-запада и юго-юго-востока. Его площадь составляет около 286 кв. км, а расчётный запас лиственничной древесины примерно 773 тыс. куб. м. За 48 лет эксплуатации Билибинской АЭС в древесине лиственницы на территории выбранного сектора накопилось 4,2 МБк углерода-14. Около 99,65 % этого количества пришлось на основную зону, расположенную на расстоянии от 1,8 до 27 км от источника выбросов; в ближней зоне накопление оценено в 14,8 кБк. Согласно расчётам, среднегодовой выброс станции составлял 2,46 ТБк, а суммарное поступление радиоуглерода в атмосферу за 1974–2022 годы — 118 ТБк.

Практическая значимость работы связана с предстоящим выводом Билибинской АЭС из эксплуатации. При извлечении облучённой графитовой кладки возможно увеличение поступления углерода-14 в окружающую среду, поэтому данные о его накоплении в древесине могут использоваться для сравнения результатов наблюдений на разных этапах демонтажа и обращения с радиоактивными отходами.

Применение ускорительной масс-спектрометрии позволяет проводить комплексную оценку техногенного воздействия углерода-14 на уникальные экосистемы Крайнего Севера, обусловленного как текущей деятельностью атомной энергетики, так и последствиями ядерных испытаний второй половины XX века.