Радиоактивные осадки: что это и сколько они опасны

1 марта 1954 года экипаж японского тунцелова «Дайго Фукурю-мару» увидел, как на западе поднимается свет, а через несколько минут услышал грохот. Ещё примерно через два часа на палубу начал сыпаться мелкий белый пепел. Никто на борту не знал, что это след Castle Bravo, американского испытания мощностью 15 мегатонн на атолле Бикини, примерно в 140 километрах от судна. Через несколько дней у 23 рыбаков появились ожоги и тошнота, а судовой радист умер в сентябре. На обитаемом атолле Ронгелап тот же пепел падал в питьевую воду и на волосы детей; жителей эвакуировали только через двое суток.

Этот пепел и есть радиоактивные осадки: обычная пыль и обломки, ставшие радиоактивными при взрыве и опущенные ветром обратно на землю.

Карта выпадения осадков после Castle Bravo над Маршалловыми островами
Картина выпадения осадков после Castle Bravo по измерениям 1954 года. След тянулся по ветру больше чем на 500 км. Изображение: US Department of Energy

Откуда берутся осадки

После ядерного взрыва остаются продукты деления, сотни разных радиоактивных атомов, и следы непрореагировавшего горючего. Сами по себе они поднялись бы с горячим облаком и в малых количествах разошлись бы по планете. Опасность возникает, когда огненный шар касается земли. Тогда он втягивает тысячи тонн грунта, камня и строительного мусора, часть их плавит, и радиоактивные атомы прилипают к частицам. Крупинки размером с песчинку выпадают за час-два рядом со взрывом. Мелкая пыль уходит по ветру на десятки и сотни километров, прежде чем осесть.

Воздушный взрыв, огненный шар которого не достаёт до земли, почти не оставляет местных осадков. Поэтому в Хиросиме и Нагасаки, где оба взрыва были воздушными, люди гибли в основном от ударной волны и жара, а наземный взрыв над тем же городом оставил бы за собой длинный заражённый след. В симуляторе можно переключиться на наземный взрыв и включить след осадков, чтобы увидеть разницу.

Смоделированный след осадков от наземного взрыва
Смоделированный наземный взрыв мощностью 300 кт при ветре 24 км/ч. Изолинии показывают мощность дозы через час после взрыва. Карта: NukeSimulator, © OpenStreetMap contributors

Правило 7:10

Осадки опаснее всего вначале и быстро слабеют, потому что самые радиоактивные продукты деления живут меньше всех. В гражданской обороне пользуются простым правилом: каждый раз, когда время после взрыва увеличивается в семь раз, мощность дозы падает в десять.

  • через 1 час после взрыва: 100% (точка отсчёта)
  • через 7 часов: 10%
  • через 49 часов, около двух суток: 1%
  • через 2 недели: 0,1%

Практический вывод простой и проверенный: важнее всего первые часы. Тот, кто проведёт первые сутки под хорошей защитой, избежит большей части дозы, которую получил бы на улице за следующие недели.

График спада мощности дозы осадков со временем
Мощность дозы свежих осадков за две недели по правилу 7:10. Основная опасность уходит за двое суток.

Насколько помогает укрытие

Излучение от осадков на крышах и на земле — это в основном гамма-лучи, которые ослабевают, проходя через массу: грунт, бетон, кирпич, расстояние. Укрытие оценивают коэффициентом защиты, то есть числом, во сколько раз оно снижает дозу. Автомобиль почти ничего не даёт. Подвал кирпичного дома снижает дозу примерно в десять раз. Середина большого бетонного здания или подземный паркинг снижают её в несколько сотен раз.

Коэффициенты защиты разных мест от радиоактивных осадков
Примерные коэффициенты защиты от излучения осадков по федеральным методическим рекомендациям США. Чем больше, тем лучше.

В любом здании лучшее место находится как можно дальше от крыши и наружных стен и ниже уровня земли, если есть подвал. Осадки ложатся на поверхности, поэтому середина большого здания ставит между вами и ними много стен и перекрытий.

Радиометр гражданской обороны 1962 года
Радиометр гражданской обороны 1962 года. Таких во время холодной войны выпустили миллионы, чтобы измерять осадки в укрытиях. Фото: Steve Jurvetson, CC BY 2.0

Что остаётся надолго

Несколько продуктов деления переживают первые недели и наносят основной долговременный вред. Йод-131 с периодом полураспада восемь дней накапливается в щитовидной железе, обычно через молоко. Стронций-90 и цезий-137 с периодами полураспада около 29 и 30 лет ведут себя в организме и пищевых цепочках как кальций и калий. В конце 1950-х в Сент-Луисе собрали сотни тысяч молочных зубов у детей и нашли в них стронций-90 от атмосферных испытаний. Эти данные помогли убедить США, СССР и Великобританию подписать в 1963 году договор, загнавший ядерные испытания под землю; об этом рассказывает история ядерных испытаний.

О том, что делать, если ожидаются осадки, читайте в статье как пережить ядерный удар.