2) 2-4 года
3) 20-40 дней
4) 7-12 месяцев (+)
Период полуочищения стратосферы составляет в среднем 7–12 месяцев, поскольку удаление радионуклидов из этого слоя атмосферы происходит медленно. Долгоживущие радионуклиды, например цезий-137 и стронций-90, преимущественно находятся в составе мелкодисперсных аэрозольных частиц. Устойчивое вертикальное расслоение стратосферы ограничивает конвективный обмен, поэтому переход аэрозолей через тропопаузу в тропосферу и последующее выпадение на земную поверхность занимают месяцы.
Основными механизмами самоочищения являются гравитационное осаждение частиц, межслойный обмен атмосферы, а также перенос воздушных масс к средним и высоким широтам с последующим опусканием. После поступления в тропосферу радионуклиды удаляются быстрее вследствие влажного выпадения с осадками и сухого осаждения. Период полуочищения характеризует уменьшение активности за счёт миграции и выпадения радионуклида из стратосферы в два раза, а не его физический радиоактивный распад.
В упрощённой модели эффективный период полуочищения определяется суммарной скоростью удаления и физического распада: T1/2 = ln2/(λуд + λфиз). Для радионуклидов с периодом физического полураспада в десятки лет вклад λфиз за один год невелик, поэтому преобладает атмосферный перенос. Конкретная продолжительность зависит от высоты и широты поступления, размера аэрозольных частиц, сезона и состояния стратосферной циркуляции, но средняя оценка находится в пределах 7–12 месяцев.
| Фактор или процесс | Ориентировочный интервал | Роль в радиационной гигиене |
|---|---|---|
| Самоочищение стратосферы от долгоживущих аэрозольных радионуклидов | 7–12 месяцев | Средний период снижения стратосферной активности в два раза за счёт переноса и выпадения |
| Удаление радиоактивных аэрозолей из тропосферы | От нескольких дней до нескольких недель | Более интенсивное вымывание осадками и сухое осаждение; процесс значительно быстрее стратосферного |
| Крупные аэрозольные частицы | Короче среднего | Быстрее оседают под действием силы тяжести и раньше покидают стратосферу |
| Мелкодисперсные частицы, достигшие верхних слоёв стратосферы | Может превышать среднее значение | Медленнее осаждаются и дольше участвуют в глобальном переносе воздушными массами |
| Физический распад цезия-137 и стронция-90 | Около 29–30 лет | Не следует смешивать с атмосферным полуочищением: физический период полураспада значительно больше времени пребывания в стратосфере |
| Влажное выпадение после перехода в тропосферу | Зависит от осадков и сезона | Один из главных путей поступления радионуклидов на поверхность и формирования радиоактивных выпадений |
Стратосферный перенос имеет глобальный характер, поэтому последствия выброса могут проявляться далеко от места первоначального поступления радионуклидов. Оценка периода полуочищения используется при прогнозировании динамики радиоактивных выпадений и планировании радиационного мониторинга. Она также позволяет отличать атмосферное удаление от радиоактивного распада и правильно интерпретировать результаты наблюдений. При длительном контроле необходимо учитывать как сезонную изменчивость циркуляции, так и последующее перераспределение радионуклидов в почве, воде и биологических объектах.