Три экспедиции «Тайфуна»: исследование радиоактивности затопленных ядерных объектов в Арктике

В августе завершилась экспедиция НПО «Тайфун» в Карском море. Специалисты головной организации «Росгидромета» по радиационному мониторингу собрали пробы, чтобы оценить ситуацию вблизи затопленных ядерных объектов, самый крупный из которых — ​атомная подводная лодка К‑27. Руководитель экспедиции Георгий Артемьев поделился результатами проделанной за последний год работы.

Курс на Северо-­Запад

Это была третья и итоговая экспедиция в серии исследований радиоактивности акватории арктических морей на Северо-­Западе России. Первая прошла осенью 2020 года. Работали на Карском море — ​в заливе Степового и акватории возле поселка Амдерма. В заливе Степового в сентябре 1982 года затопили подлодку К‑27. Кроме того, в Карском море, по данным специальной литературы, около 17 тыс. мелких радиационно опасных объектов: контейнеров, конструкций, частей судов. Мониторинг в этом районе позволяет отследить миграцию радиоактивных веществ из Баренцева в Карское море и обратно. Тогда же обследовали залив Литке. Там нет затопленных ядерно и радиационно опасных объектов, и его выбрали контрольным. «Надо иметь базу для сравнения с другими данными», — ​объясняет Георгий Артемьев. Вторая экспедиция была весной 2021 года в районе Норвежского моря, где затоплена АПЛ К‑278 «Комсомолец». Третья — ​в Новоземельской впадине, заливе Степового и акватории возле Амдермы.

Научно-­исследовательское судно «Иван Петров» отобрало пробы, которые помогут спрогнозировать долгосрочное влияние затопленных объектов на акваторию, если не проводить мероприятий по реабилитации. Ученые оценят возможность и необходимость подъема радиационно опасных объектов, в первую очередь К‑27, спланируют эти операции и смоделируют их последствия.

Радиационный фон снижается

Окончательных результатов пока нет даже по экспедиции 2020 года: пробоподготовка и сам анализ требуют много времени, потом нужно сделать выводы и написать отчет — ​на все про все около года. Однако, судя по экспресс-­анализам на борту, радиационный фон в заливе Степового по сравнению с данными экспедиций 1990‑х годов понизился благодаря естественным процессам распада и размывания нуклидов по большой акватории. По сравнению с 2012 годом показатели остались примерно на том же уровне. Так, в донных отложениях во внешней части залива Степового, где лежит К‑27, в 1993–1994 годы по цезию‑137 было 5–10 Бк/кг, в 2012‑м и 2020‑м (для 2020 года данные предварительные) — ​менее 5 Бк/кг.

Во всех экспедициях отбирали пробы поверхностной и придонной морской воды, донных отложений — ​на границе с водой и в более глубоких слоях. В первой и третьей экспедициях вдобавок отбирали пробы береговых почв и наземной биоты, а во второй и третьей — ​аэрозоли. Пробы с суши и воздуха берут потому, что не все радиоактивные вещества попадают в окружающую среду из затопленных объектов — ​есть и другие пути миграции. Учитывают остаточное присутствие радиоактивных веществ после испытаний ядерных и термоядерных бомб и снарядов на Новой Земле и глобальные перемещения радиоактивных аэрозолей.

Квест у «Комсомольца»

В третьей экспедиции взяли порядка 100 проб. Пробу воды на изотопы цезия, например, берут так: через фильтровальную установку прокачивают 1–3 тыс. л воды, взвесь и растворенные радиоактивные вещества в воде улавливают фильтры и сорбенты. Пробу на изотопы плутония готовят методами химического осаждения. На каждую пробу надо примерно 100 л. На стронций‑90 — 10 л. В итоге вместо больших баллонов в лабораторию приезжают ведерки с осадком. С водой везут в лабораторию только пробы для анализа на тритий. Пробы аэрозолей берут с помощью малогабаритной воздухофильтрующей установки.

Донные отложения собирают пробоотборниками разных конструкций, обычно коробчатыми: они входят в грунты вертикально, не повреждая их структуры. Пробу можно нарезать и исследовать слоями заданной толщины. Но так получается не всегда. Например, в районе затонувшего «Комсомольца» пришлось решать технологический квест. Вес пробоотборника, почти 300 кг, был ничтожен по сравнению с весом 5‑километрового троса — ​около 5 т. «Комсомолец» лежит на глубине примерно 1,7 тыс. м, и длины троса не хватило: он не встает строго вертикально, а отклоняется. Из-за веса троса лебедка была перегружена, поэтому подъем занимал много времени. Кроме того, у «Ивана Петрова» нет системы динамического позиционирования, он не может держаться в одной точке. Двигатель глушили и рассчитывали скорость и направление дрейфа так, чтобы через 30–40 минут после начала спуска пробоотборника судно оказалось в нужном месте.

Из-за большой глубины контакт пробоотборника с дном был не виден и неощутим. «Достаем пробоотборник, а он пустой. Видно только, что контакт с дном все же был, так как дночерпатель грязный. Больше трех часов тратили на одну попытку, — ​сетует Георгий Артемьев, — 40 минут на спуск, полтора часа на подъем и еще около часа на запуск главного двигателя и перезаход судна на точку, с которой начинается дрейф». После нескольких неудач собрали пробоотборник другого типа — ​ковшик с крышкой. Придумали к нему систему грузов и стабилизаторов. Хоть и не идеально, но система действовала: больше подъемов без проб не было.

Наперегонки с медведями

С погодой в последнем рейсе повезло — ​не то что в предыдущем. Во время экспедиции к «Комсомольцу» пришлось прятаться от шторма за норвежским островом Бьернейа (на русских картах — ​Медвежий). «Потратили полсуток на дорогу в одну сторону и ночь на пережидание. Несколько раз переставляли якорь — ​судно сносило. Проснулись — ​а вокруг лед нанесло. Хотя почти лето уже было», — ​вспоминает Георгий Артемьев.

Время — ​самое ценное в экспедиции. Например, из-за того, что судну пришлось пережидать шторм, срок пребывания возле «Комсомольца» сократили с семи дней до трех: надо было успеть проскочить между двумя штормами. «Отбором проб мы занимались втроем. Двое работают — ​один четыре часа спит, потом меняемся», — рассказывает Георгий Артемьев. Из-за полярного дня тогда биологические часы сбились окончательно.

С местной фауной проблем не было: ни ученые к животным, ни животные к ученым не приближались. «С утра посмотришь: на берегу белая точка — ​медведь. Вечером поднимешь голову — ​там же. На следующее утро — ​в ста метрах в стороне. Но появляется он неожиданно: только что никого не было в радиусе километра — ​и вдруг он уже на берегу», — говорит ученый. Во время первой экспедиции ученые шли на лодке вдоль берега, увидели медведицу с медвежонком. И вдруг сели на мель. Тут же спрыгнули в воду, вытолкали лодку и поскорее ушли — ​медведи плавают быстро.