Залив Степового (Новая Земля)
09.09.2024

Флагман Российского научного флота научно-исследовательское судно «Академик Мстислав Келдыш» выполнило первый этап работ по программе «Исследование состояния подводных потенциально опасных объектов в Карском море и их влияния на локальные экосистемы Арктики», закончив исследования подводных объектов и окружающей среды в заливе Степового восточного побережья Новой Земли в Карском море.

НИС «Академик Мстислав Келдыш» и группа специалистов,
следующая на берег, для геолого-геоморфологических изысканий и экологических наблюдений.

Экспедиция на НИС «Академик Мстислав Келдыш» (АМК) организована НИЦ «Курчатовский институт» (НИЦ КИ) и Институтом океанологии им.П.П.Ширшова (ИО) РАН с привлечением ведущих организаций, специализирующихся в области подводных исследований и подводно-технических работ: Центр подводных исследований Русского Географического общества (ЦПИ РГО), Центр по проведению спасательных операций особого риска (ЦСООР) ЛИДЕР и Северо-западный региональный поисково-спасательный Отряд (СЗРПСО) МЧС России.

На первом этапе экспедиция НИС «Академик Мстислав Келдыш» выполнила комплексные исследования захоронений радиоактивных отходов в заливе Степового, в том числе АПЛ К-27, которая считается потенциально наиболее опасным ядерным объектом, затопленным в Карском море. АПЛ оснащена двумя реакторами с невыгруженным ядерным топливом. По оценке специалистов организатора экспедиции - НИЦ «Курчатовский институт» - суммарная остаточная активность в реакторах АПЛ оценивается примерно в 13 кКи.

АПЛ «К-27»: вверху – рисунок корпуса лодки,
внизу – фрагмент видео-модели носовой части лодки.

С помощью ТНПА «ARGUS» ЦПИ РГО была выполнена подводная видеосъемка корпуса АПЛ. Полученные видеоматериалы позволят создать 3D-модель лодки, которая впоследствии будет использована при разработке проекта создания и размещения подводной станции постоянного радиационного мониторинга (ПСПРМ). Создание ПСПРМ позволит обеспечить постоянный контроль ядерного и радиационного состояния реакторов АПЛ К-27. С целью подготовки площадки для размещения ПСПРМ были выполнены геолого-геоморфологические изыскания и видео-аэросъемка участка берега, непосредственно прилежащего к месту затопления АПЛ.

С помощью акустического профилографа АП-5, разработанного в ИО РАН, впервые было выполнено геофизическое зондирование поверхности дна залива Степового, прилегающего к месту затопления лодки и к участку берега, запланированному для установки берегового блока ПСПРМ. По результатам зондирования была определена мощность слоя рыхлых осадочных отложений, покрывающих скальное основание в центральной части залива Степового. Следует отметить, что поверхность дна залива повсюду покрыта слоем мелкого обломочного материала толщиной несколько сантиметров.

Изображение разреза рыхлых осадочных отложений,
полученное с помощью акустического профилографа АП-5 ИО РАН
в центральной части залива Степового вблизи АПЛ К-27

Для оперативной диагностики радиационной обстановки на корпусе АПЛ и защитных барьеров, отделяющих их от окружающей среды, с помощью манипулятора ТНПА в зазор между горловиной люка реакторного отсека и конструкциями наружного корпуса был установлен подводный гамма-спектрометр РЭМ-4-50 на основе кристалла СеBr₃. Этот спектрометр, разработанный в НИЦ КИ, обладает высоким разрешением (около 4% по линии 0,662 МэВ) и позволяет проводить измерения в автономном режиме с экспозицией не менее 20 часов. Уникальность полученных результатов заключается именно в применении новейшего высокоразрешающего подводного гамма-спектрометра, который позволяет изучать нуклидный состав смеси техногенных и естественных радионуклидов. Анализ зарегистрированных спектров показал, что основным дозообразующим нуклидом ожидаемо является ¹³⁷Cs - продукт деления ядерного топлива, однако заметное влияние на формирование полученного спектра оказало присутствие  продуктов активации конструкционных материалов - ¹⁵²Eu и ¹⁵⁴Eu и теплоносителя - ²⁰⁷Bi и ²⁰⁸Bi.

Высокоразрешающий гамма-спектрометр РЭМ-5-50 (СеBr₃) разработки НИЦ КИ:
справа – внешний вид, слева – установлен в межбортовое пространство АПЛ вблизи люка РО.

Исследования состояния окружающей среды включали наблюдения зоопланктона, бентоса, донного грунта и придонной воды, а также гидрологии района. В настоящее время на борту судна проводится экспресс-анализ радиоактивности отобранных проб. Проанализировано 32 пробы донных отложений на содержание в них техногенных радионуклидов, а также пробы морских растений и организмов. В акватории залива проведена специальная гидрологическая съемка для исследования условий переноса радиоактивных загрязнений из залива в акваторию Карского моря в случае возможной разгерметизации корпусов ядерных реакторов затопленной АПЛ.

С использованием ТНПА «Гном» ИО РАН, установленном на судовом катере  с третьей попытки (2021, 2023 и 2024 года), были идентифицированы контейнеры, впервые обнаруженные экспедицией НИС АМК в 2021 году. Спектрометрические измерения с помощью бортового гамма-спектрометра ТНПА серии РЭМ показали наличие загрязнения нуклидом ¹³⁷Cs, что позволяет отнести содержимое контейнеров к ТРО низкой удельной активности.

Первичный анализ данных, полученных в результате комплексных исследований подводных захоронений радиоактивных отходов и объектов в заливе Степового на Новой Земле, позволяет утверждать, что радиационная обстановка в районе затопления АПЛ К-27 с момента последних ее обследований в 2023 году не изменилась, что свидетельствует о целостности защитных барьеров, отделяющих невыгруженное из реакторов ядерное топливо от окружающей среды.

Два контейнера с ТРО, идентифицированные с помощью ТНПА «Гном».

Экспедицией не выявлено явного выхода радиоактивности из затопленных объектов выше пределов обнаружения используемой аппаратуры (на уровне в десятки раз меньше естественного фона). Визуальный осмотр затопленных в заливе Степового контейнеров с ТРО показал в основном отсутствие явных следов разрушения их корпусов. В целом захоронения ТРО в контейнерах не представляют угрозы для окружающей среды.

Результаты выполненных наблюдений окружающей среды в заливе Степового делают очевидным вывод о необходимости организации постоянного долговременного радиационного мониторинга этого района, и непосредственно, АПЛ К-27.

Начальник экспедиции Н.Я.Книвель
НИЦ «Курчатовский институт»

Руководитель работ Н.А.Римский-Корсаков
ИО РАН

См. по теме:

• 97 рейс НИС «Академик Мстислав Келдыш» в Арктику: завершение Карского этапа исследований
• 97 рейс НИС «Академик Мстислав Келдыш» в Арктику: завершение экспедиции
• 97 рейс НИС «Академик Мстислав Келдыш» в Арктику. Второй этап экспедиции