Радіоактивні опади: що це таке і як довго вони тривають

1 березня 1954 року екіпаж японської шхуни «Дайго Фукурю-мару», що ловила тунця, побачив, як на заході піднялося світло, а за кілька хвилин почув гуркіт. Приблизно через дві години на палубу почав сипатися дрібний білий попіл. Ніхто на борту не знав, що це від «Касл Браво», 15-мегатонного американського випробування на атолі Бікіні за якихось 140 кілометрів. За кілька днів у 23 рибалок з’явилися опіки й нудота, а радист шхуни помер у вересні того ж року. На заселеному атолі Ронгелап той самий попіл падав у питну воду і на волосся дітей; його мешканців евакуювали лише через два дні.

Ось так виглядають радіоактивні опади: звичайний пил та уламки, які вибух зробив радіоактивними, а вітер повернув на землю.

Карта сліду радіоактивних опадів від «Касл Браво» над Маршалловими островами
Слід опадів від «Касл Браво», накреслений за вимірюваннями 1954 року. Шлейф простягся більш ніж на 500 км за вітром. Зображення: US Department of Energy

Звідки беруться опади

Після ядерного вибуху залишаються продукти ділення, сотні різних радіоактивних атомів, і сліди незгорілого палива. Самі по собі вони піднялися б із гарячою хмарою і в мізерних кількостях розійшлися б по планеті. Небезпека виникає, коли вогняна куля торкається землі. Тоді вона всмоктує тисячі тонн ґрунту, каміння і будівельного матеріалу, частину розплавляє, і радіоактивні атоми прилипають до частинок. Зерна завбільшки з піщинку випадають протягом години-двох неподалік від вибуху. Дрібніший пил вітер несе на десятки й сотні кілометрів, перш ніж він осяде.

Повітряний вибух, вогняна куля якого не сягає землі, залишає дуже мало локальних опадів. Саме тому Хіросіма й Нагасакі, обидва повітряні вибухи, вбивали переважно ударною хвилею і жаром, і саме тому наземний вибух над тим самим містом залишив би за собою довгий забруднений слід. У симуляторі можна перемкнутися на наземний вибух і ввімкнути шлейф опадів, щоб побачити різницю.

Змодельований шлейф радіоактивних опадів від наземного вибуху
Змодельований наземний вибух у 300 кілотонн при вітрі 24 км/год. Ізолінії показують потужність дози через годину після вибуху. Карта: NukeSimulator, © OpenStreetMap contributors

Правило 7:10

Спершу опади дуже активні, але швидко слабшають, бо найрадіоактивніші продукти ділення водночас і найкороткоживучі. Планувальники цивільного захисту користуються емпіричним правилом: щоразу, коли час після вибуху зростає всемеро, потужність дози падає вдесятеро.

  • 1 година після вибуху: 100% (опорний рівень)
  • 7 годин: 10%
  • 49 годин, близько двох діб: 1%
  • 2 тижні: 0,1%

Практичний урок простий і добре перевірений. Найважливіші перші години. Той, хто просидить першу добу під добрим захистом, уникне більшої частини дози, яку дістав би просто неба за наступні тижні.

Графік зменшення потужності дози від опадів із часом
Потужність дози від свіжих опадів протягом двох тижнів за правилом 7:10. Більша частина небезпеки минає за дві доби.

Наскільки допомагає укриття

Випромінювання від опадів на дахах і на землі — це переважно гамма-кванти, які втрачають силу, проходячи крізь масу: землю, бетон, цеглу, відстань. Планувальники оцінюють укриття коефіцієнтом захисту, числом, на яке воно ділить дозу. Автомобіль не дає майже нічого. Підвал цегляного будинку ділить дозу приблизно на десять. Серцевина великої бетонної будівлі або підземний паркінг можуть поділити її на кілька сотень.

Коефіцієнти захисту звичайних місць від радіоактивних опадів
Приблизні коефіцієнти захисту від випромінювання опадів за федеральними рекомендаціями США. Що більше, то краще.

У будь-якій будівлі найкраще місце — якнайдалі від даху й зовнішніх стін, а якщо є підвал, то під землею. Опади лягають на поверхні, тож середина великої будівлі ставить між вами і ними багато стін і перекриттів.

Дозиметр цивільної оборони 1962 року
Дозиметр цивільної оборони 1962 року. За холодної війни їх випустили мільйони, щоб вимірювати опади в укриттях. Фото: Steve Jurvetson, CC BY 2.0

Що залишається надовго

Кілька продуктів ділення переживають перші тижні й завдають більшої частини довгострокової шкоди. Йод-131 з періодом напіврозпаду вісім днів накопичується в щитоподібній залозі, зазвичай через молоко. Стронцій-90 і цезій-137 з періодами напіврозпаду близько 29 і 30 років поводяться в організмі та в харчових ланцюгах як кальцій і калій. Наприкінці 1950-х у Сент-Луїсі зібрали сотні тисяч дитячих молочних зубів і знайшли в них стронцій-90 від атмосферних випробувань. Ці результати допомогли підштовхнути Сполучені Штати, Радянський Союз і Британію до підписання договору 1963 року, який загнав ядерні випробування під землю; про це розказано в історії ядерних випробувань.

Що робити, якщо очікуються опади, читайте на сторінці як пережити ядерний удар.