Ядерная авария на комбинате «Маяк» или «Кыштымская трагедия. Кыштымская авария

Осенью 1957 года, за 29 лет до аварии на Чернобыльской станции, в засекреченном уральском городе Челябинск-40 произошла первая в истории СССР атомная катастрофа. В результате взрыва контейнера в хранилище радиоактивных отходов произошел выброс суммарной активностью 20 миллионов кюри (для сравнения, в Чернобыле - 50 миллионов). Радиоактивное облако накрыло площадь в 20 тысяч квадратных километров. Часть ее остается закрытой территорией до сих пор.

О том, что привело к катастрофе, какими силами ее ликвидировали, и кто за все ответил - в материале "РГ".

"Бомба" под боком

Первое атомное оружие в Советском Союзе делали в страшной спешке: американцы уже сбросили на Японию свои бомбы, и СССР ценой невероятных усилий догонял соперников. 700 тысяч ученых и десяток заводов по всей стране работали над атомным проектом. Уральскому комбинату во всем производственном цикле была отведена ключевая роль: здесь располагался первый промышленный реактор и шла выработка оружейного плутония.

Однако, к 1957 году "атомная лихорадка" уже спала: СССР создал и плутониевую, и урановую, и водородную бомбу. По свидетельствам очевидцев, в это время на комбинате в "сороковке" царило спокойствие и уверенность: предприятие с каждым годом работало все устойчивее, наработка плутония шла успешно, благодаря творческому поиску ученых и инженеров комбината, мощность атомных реакторов удалось повысить в пять раз без дополнительных затрат. Многим в то время казалось, что самый трудный период начала атомной эры - пуск и наладка ядерного производства - остался позади, а дальше будет проще и легче.

"Характерно, что различные технические инциденты, неполадки, порой отнюдь не безопасные, происходили на основном производстве, - пишет В. Толстиков в книге "Ядерная катастрофа 1957 года на Урале", - Отсюда, естественно, и ждали неприятностей. Но в сентябре 1957 года беда неожиданно пришла с другой стороны - с хранилища радиоактивных отходов. Надо признать, что их хранению и переработке руководство комбината уделяло меньше внимания, чем основному производству".

Комплекс хранения отходов представлял собой зарытый в землю бетонный "гроб" с ячейками для 20 контейнеров из нержавеющей стали, их называли "банками". Они охлаждались водой, которая циркулировала между стенками контейнера и бетоном. Все емкости были оборудованы вентиляционной системой, а также всевозможными датчиками - тепла, уровня жидкости и т. д. Правда, проверки потом покажут, что эти приборы, позаимствованные с химического производства, вышли из строя почти сразу же после постройки хранилища в 1953 году: не выдержали суровых условий. В итоге, уровень жидкости в системе охлаждения никто не контролировал.

"Банка" №14 содержала 256 кубометров жидких высокоактивных растворов, ее заполняли отходами производства с марта по апрель 1957 года. Утром 29 сентября, за несколько часов до взрыва, дежурный техник хранилища заметил, что комплекс С-3 дымит. О клубах желтого дыма доложили начальству, и вскоре на исследование "банок" направили четверых техников, экипированных по последнему слову противорадиационной техники: фонарями и противогазами. Из-за плотного дыма в техническом коридоре хранилища они почти ничего не увидели. В итоге, на ощупь проверили электропроводку, включили вентиляцию и поднялись наверх. Все они запомнили "страшную жару" в хранилище.

По официальной версии, в оставшейся без охлаждения "банке" повысилась температура, раствор испарился, оставив около 80 тонн смеси сухих нитратно-ацетатных солей. Позже, в Академии химзащиты установят, что при нагревании такая смесь взрывается не хуже черного пороха.

В 16 часов 22 минуты она и взорвалась. С 14-й "банки" снесло и отбросило на 25 метров бетонную плиту весом 160 тонн, сорвало крышки с двух соседних емкостей. В зданиях, расположенных в 200 метрах от точки взрыва, выбило стекла, частично разрушило стены, искорежило железные ворота. Мощность взрыва составила 50 тонн тротила. При этом, никто не пострадал. Убирать свидетелей аварии советский атом начал позднее.

Восточно-уральский радиоактивный след.

Смертельное сияние

В воскресенье 29 сентября 1957 года в "Сороковке" (закрытый город Челябинск-40, позже Челябинск-65, ныне Озерск) было тепло и солнечно, на стадионе проходил футбольный матч между командами двух секретных заводов. Дул ровный юго-западный ветер. Это обстоятельство после будет иметь немаловажное значение. Зрители на трибунах и не обратили бы внимания на гулкий звук со стороны завода, если бы через несколько секунд оттуда не показался столб пыли и дыма, по форме напоминающий факел. В наступивших позже сумерках дым стал светиться... Через несколько дней газета "Известия" опубликовала заметку о необычном природном явлении на Среднем Урале, похожем на полярное сияние.

Это "сияние", а по сути - облако радиоактивной пыли, подгоняемое тем самым юго-западным ветром, со скоростью асфальтоукладочного катка - 30 километров в час - двинулось через промплощадку, строящийся радиохимический завод, пожарную часть, военный городок и лагерь для заключенных в сторону города Каменска-Уральского. Территория, которую оно тогда накрыло, получила название ВУРС (Восточно-уральский радиоактивный след). Он занимает площадь 200 тысяч квадратных километров, и на карте выглядит так, будто на бумагу уронили стакан с киселем: каплеобразное пятно, сужающееся к северо-востоку. В длину "пятно" достигает 105 километров, а в ширину 8-10. На этой территории было 23 населенных пункта.

В первые часы после аварии люди, оказавшиеся недалеко от эпицентра, стали свидетелями еще одного странного явления: пошел снег, с неба сыпались белесые хлопья и не тая устилали землю, крыши, липли к стенам, оседали на лица... Радиоактивный снегопад продолжался целые сутки. Затемно прибыли дозиметристы химкомбината, объявили срочную эвакуацию части персонала и солдат-строителей, работавших на возведении промышленных объектов.

После эвакуации провели санитарную обработку, всех переодели в чистую одежду, вспоминают очевидцы. Но как правильно это делать, толком не разъяснили. Стараясь смыть с тела "невидимую грязь", люди терли себя мочалками в жарко натопленных банях, загоняя глубоко под кожу радиоактивную пыль... Еще больше рисковали люди, которые ели или курили в зоне заражения. По официальным данным, в результате аварии пострадали более тысячи военнослужащих, из них 63 солдата получили облучение от 10 до 50 рентген.

Подвиг по плану

Тем временем, утром 30 сентября персонал завода приступил к своим обычным обязанностям: производство не должно было останавливаться ни на секунду. Второй по важности задачей было не допустить перегрев отходов в остальных замурованных "банках". Пришлось бурить в бетоне 15-метровые проходки для подачи шлангов с водой - для охлаждения. Одновременно началась очистка территории, где мощность облучения от "фонящего" мусора колебалась от 19 тысяч до нескольких сотен микрорентген в секунду. Причем опыта подобной работы ни на заводе, ни во всем СССР не было.

"Тут мы натолкнулись на то, что должно было произойти. Рабочие-солдаты не идут к месту уборки. Они стоят и молчат, команду не выполняют, тем более, что их командиры и не стараются командовать, как положено, сами боятся. Видя эту ситуацию, мы с Лызловым (инженер-дозиметрист) проходя мимо группы солдат, небрежно сказали: "Пошли, ребята", вышли на опасную площадку, остановились, закурили и принялись спокойно разговаривать, не обращая внимания на рабочих. Это помогло, они начали подходить к нам, принялись за работу. Трудно в первый раз преодолеть страх, а потом становится проще... Начали чистить дорогу от грязи и мусора, стены зданий отмывали, сбивали штукатурку. Мусор и верхний слой земли увозили в яму-могильник" - пишет в своей книге "Плутоний для атомной бомбы" Михаил Гладышев, бывший директор плутониевого завода под "сороковкой", которому лично пришлось принимать участие в ликвидации последствий взрыва.

В тот же день выяснилось, что последствия аварии для близлежащих населенных пунктов очень серьезные. Однако эвакуация деревень началась только через 7-14 дней. За это время жители получили среднюю дозу - около 50 бэр.

"Эвакуаторы не останавливались ни перед чем, - вспоминает очевидец событий, председатель общества "Кыштым-57" Борис Бессонов - Приезжали в башкирские деревни на грузовиках, спрашивали людей, во сколько они оценивают свои дома. Названные суммы отдавали наличными. Людей увозили немедленно, заставляя бросать вещи, скот расстреливали. Люди молча подчинялись".

В первую очередь переселили 1100 человек из деревень Бердяниш, Салтыково, Галикаево. В течение последующих полутора лет выселили еще почти 10 тысяч человек. Народная молва рассказывает о тысячах умерших, о рождающихся много лет подряд двухголовых телятах, однако официальными данными это не подтверждается.

Комиссия Минсредмаша до конца 1957 года расследовала причины аварии. Виновными признали персонал комбината, не обеспечивший надлежащую эксплуатацию хранилища отходов. Но фактически наказали лишь директора предприятия Михаила Демьяновича. Его освободили от обязанностей директора "за послабление производственной дисциплины" и сослали в Сибирь главным инженером на предприятие того же профиля.

Сегодня в хозяйственное использование возвращено более 82 процентов земель территории ВУРСа - в общей сложности 87 тысяч гектаров. Остальная часть территории, расположенная в головной части "капли" (16,6 тысяч гектаров), отведена под Восточно-Уральский заповедник, позволяющий изучать воздействие радиоактивного излучения на растения, животных и почву. Исследования показывают, что природа, пусть медленно, но излечивается: за 50 лет количество нуклидной "грязи" в земле уменьшилось в два раза, а в растениях - в 8 раз. Однако полностью безопасными эти территории станут не раньше, чем через сто лет.

Для серьезного развития серьезных наук нет ничего пагубнее звериной серьезности. Нужен юмор и некоторая издевка над собой, над науками. Тогда все будет процветать.
Николай Тимофеев-Ресовский

Радионуклидное загрязнение биосферы, обусловленное развитием ядерных технологий, испытаниями ядерного оружия, техногенными авариями, приобрело глобальный характер, достигло в отдельных регионах критического уровня. В совокупности с мощной нагрузкой других техногенных факторов это обстоятельство делает особенно актуальной проблему последствий антропогенного воздействия для всего живого. Задачи, которые решают сегодня ученые Института экологии растений и животных (ИЭРиЖ) УрО РАН, последователи выдающегося ученого, биолога, генетика Николая Тимофеева-Ресовского - знаменитого Зубра из книги Даниила Гранина, обретают все больший масштаб. А старое здание с уходящими из-под ног деревянными полами в Ботаническом саду УрО РАН в Екатеринбурге, вместилище нескольких лабораторий Института, все то же, - с 1955 года, когда тут начал работать Зубр.

В конце минувшего года за цикл работ «Изучение последствий воздействия радиации на растения» Вера Позолотина, доктор биологических наук, заведующая лабораторией популяционной радиобиологии ИЭРиЖ УрО РАН, профессор кафедры экологии УрФУ, отмечена премией имени Н.В. Тимофеева-Ресовского. Ряд лет она исследует растительность в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа.

Знай наших, Ледовитый океан

- Вера Николаевна, сразу поясните, нужно ли на Урале бояться в целом радиационного фона?

Естественного радиационного - нет. Этот фактор существовал во Вселенной, в том числе и на Земле, всегда, хотя мы о нем узнали сто лет назад, когда были открыты естественные радионуклиды и ионизирующие излучения. Помимо космических лучей, основная часть естественного радиационного фона - это естественные радиоизотопы Земли. В 60 - 70-е годы радиобиологи задались вопросом: что будет, если убрать естественный радиационный фон? Эксперименты по снижению фона даже на 40% показали: абсолютно все исследованные живые организмы, от бактерий до млекопитающих, отреагировали снижением физиологической активности. Так что это фон нашей жизни.

Опасность представляют повышенные уровни, которые возникают в результате техногенных катастроф. На Урале самое большое беспокойство вызывает ПО «Маяк» - в 1949 году на Южном Урале, в 70 километрах от миллионного ныне Челябинска, близ старинных уральских городов Кыштым и Касли создали предприятие по промышленному производству плутония-239 для создания ядерного оружия. В первые годы достижение военно-политических целей отодвигало на второй план охрану окружающей среды, здоровья человека. Отсутствие научных знаний и технологического опыта породили серьезные проблемы. В условиях острого дефицита ресурсов и времени принимались упрощенные схемы обращения с радиоактивными отходами. С 1949 года, когда комбинат начал работать, вплоть до осени 1951 года жидкие отходы сбрасывались в реку Теча…

- Никакой утилизации даже не было предусмотрено?

Ничего, шел прямой сток из трубы в речную систему Теча - Исеть - Тобол - Иртыш - Обь - Обская губа - Карское море. Исследования показали, что не менее 10% сбросов ушло в Карское море, но большая часть осела в ближней к предприятию зоне. С осени 1951 года вместо сброса в Течу в качестве хранилищ жидких радиоактивных отходов со средними уровнями активности стали использовать естественные и искусственные водоемы, например озеро Карачай.

29 сентября 1957 года в 16:22 из-за выхода из строя системы охлаждения на «Маяке» произошел взрыв емкости объемом 300 м3, где содержалось около 80 м3 высокорадиоактивных ядерных отходов. Взрывом, оцениваемым в десятки тонн в тротиловом эквиваленте, емкость была разрушена, бетонное перекрытие толщиной 1 метр и весом 160 тонн отброшено в сторону. В атмосферу ушло 20 млн Ки (7,4·1017 Бк) радиоактивных веществ (144Ce+144Pr, 95Nb+95Zr, 90Sr, 137Cs, изотопы плутония), из которых примерно 18 млн Ки выпало на территории ПО «Маяк», а около 2 млн Ки - за ее пределами, образовав Восточно-Уральский радио­­активный след (ВУРС). Для сравнения: выброс от Чернобыльской аварии оценивается в 50 млн Ки, в два с половиной раза больше. Но нам тоже мало не показалось. Большая часть растеклась на промплощадке, сильно пострадали люди, которые занимались дезактивацией этой территории.

Часть радиоактивных веществ (2 млн Ки) была поднята взрывом на высоту 1 - 2 км и образовала облако, состоящее из жидких и твердых аэрозолей. Ветер дул с юго-запада. В течение 10 - 11 часов радиоактивные вещества выпали узким следом на протяжении 300 км в северо-восточном направлении от места взрыва, образовав ВУРС.

В наиболее загрязненной головной части его в 1966 году создан Восточно-Уральский государственный радиационный заповедник. Территория строго охранялась, как, впрочем, охраняется и сейчас, хотя статус заповедника снят.

- Эта тема была закрыта?

Да, все что касалось атомного ведомства, делалось в атмосфере строжайшей секретности. Мы начали работать на ВУРСе (его периферийной части) в начале 90-х годов. Тему Кыштымской аварии открыли после Чернобыльской, когда стало очевидно, что Чернобыль замолчать нельзя так, как замолчали в свое время уральский инцидент. У меня лично появилась возможность работать на ВУРСе в 1990 году: тогда в институт приехала делегация Международного союза радиоэкологов. В Челябинскую область их не пустили. Но поразило: они знали о ВУРСе больше, чем мы. Я думаю, в распоряжении ученых были разведданные. Мы тогда даже не слышали о Карачае, не знали подлинных границ следа. Вообще до перестройки если кто-то к этому проявлял повышенный интерес, то за это получал. Только в том же году в открытой печати появилась книга под редакцией Аветика Бурназяна про итоги Кыштымской аварии.

В зоне Чернобыля после аварии понадобились специалисты, у которых был бы опыт работы в радиоактивно-загрязненной зоне. Такие были на Урале. К сожалению, не все методы, которые у нас себя зарекомендовали, пригодились чернобыльским ликвидаторам. Например, здесь эффективной была глубокая перепашка загрязненных земель, при которой пласты почвы толщиной 50 - 70 см переворачивали, захоранивая грязный верхний слой. У нас преобладают тяжелые суглинистые почвы, а в Полесье пески, метод не дал эффекта.

О Кыштымской аварии 1957 года заговорили открыто у нас и за рубежом в 1989 - 1990 годы. Я поехала на стажировку в Данию в 1992 году. Попросила показать мне то, что знают коллеги. Передо мной положили толстую папку: научные публикации, отчеты, в том числе американские. Даже контур ВУРСа иностранцы сделали достаточно точно, сопоставив карты, которые продавались у нас в магазинах: до 1957 года были такие-то деревни - и вдруг их на картах не стало.

Во взорвавшейся на «Маяке» емкости были в основном короткоживущие радионуклиды, через четыре года они распались практически полностью. Остался основной загрязнитель - стронций-90, у которого период полураспада 28 лет.

Цена «любой цены»

- С момента аварии прошло 56 лет, значит, завершился второй период полураспада. Так что, в зоне все чисто?

Увы, это не так. В головной части ВУРСа, вблизи эпицентра аварии, концентрации стронция-90 превышают фоновый уровень в тысячи раз. К нему добавился цезий-137, у которого тоже период полураспада 28 лет. Откуда, спрашивается? Когда пришло понимание, что сбрасывать жидкие радиоактивные отходы производства в Течу нельзя, с октября 1951 года главный поток направили в озеро Карачай, превратившееся в результате в искусственное хранилище под названием Водоем В-9. Постепенно там накопилось, по официальным данным, более 600 кКи активности, из них 30% стронция-90 и 70% цезия-137, причем большая часть в донных отложениях. В 1967 году было исключительно засушливое лето и малоснежная зима. Зеркало озера Карачай уменьшилось. Обнажились радиоактивно загрязненные донные отложения - ил и мелкодисперсный песок. Их поднимал ветер и разносил на большие расстояния, в том числе и в зону ВУРСа, то есть произошло вторичное загрязнение.

- До какой степени? Есть оценки?

Мы занимаемся оценкой радионуклидного загрязнения почвенно-растительного покрова постоянно. Это первая и неотъемлемая часть работы в аварийных зонах - составить общую картину загрязнения региона, определить основные источники выбросов, их изотопный состав, динамику развития ситуации с момента загрязнения. По нашим оценкам, на территории ВУРСа в настоящее время суммарно содержится около 15,5 тыс. Ки стронция-90, 1,8 тыс. Ки цезия-137 и около 500 Ки изотопов плутония. В ближней к эпицентру аварии зоне концентрации радионуклидов в почвах в сотни и тысячи раз выше естественного фона. Помимо общих оценок загрязнения экосистем в лаборатории считают дозовые нагрузки на растения и животных зоны и изучают биологические эффекты хронического облучения для разных организмов.

- Сильно разнится нынешний уровень представлений и тех, кто сливал отходы в Течу, в Карачай?

В то время не знали многое из того, что известно теперь. Разные промышленные отходы сливали в реки, не представляя, к каким это последствиям приведет. Но даже если бы первопроходцы знали о последствиях, дело вряд ли бы изменилось. Приоритеты были другие. Нужно было создать «изделие» (атомное оружие) в кратчайший срок, любой ценой.

- До Чернобыля совсем не изучали закрытый ВУРС?

Изучали, конечно: те, кто был допущен. В 1958 году на «Маяке» создали опытную научно-исследовательскую станцию (ОНИС), сотрудники которой занимались исследованием проблем ВУРСа очень комплексно и детально. Возглавлял эти работы академик ВАСХНИЛ Всеволод Клечковский. На базе ОНИС работали сотрудники Института общей генетики, МГУ и другие. С начала 50-х годов работали филиалы Института биофизики Минздрава, сейчас это мощный Научно-практический центр радиационной медицины. А ОНИС во времена перестройки ликвидировали.

- До чего доисследовались?

Ежегодные отчеты ОНИС содержали уникальные данные, но они ставились на полку и дальше ПО «Маяк» не вы-хо-ди-ли. Эти отчеты и сейчас в закрытом фонде. Правда, « Маяк» выпускает журнал «Вопросы радиационной безопасности», публикует в приложении к журналу архивные материалы. В 1993 году вышла первая коллективная монография о последствиях Кыштымской аварии, охватившая наиболее значимые результаты работ первого периода.

Что растет в новом лесу

Насколько различаются цели первых исследователей аварии и современных? На чем вы подхватили и в чем продвинули исследования?

В первые годы научные исследования на территории ВУРСа, как уже отмечено, возглавлял академик ВАСХНИЛ Клечковский, он же был консультантом по атомной энергии при Совете министров СССР. Им сформулирована концепция, согласно которой при радиоактивном загрязнении окружающей среды основное внимание уделялось проблеме получения «чистой» сельскохозяйственной продукции… Радиобиологические вопросы интересовали советских исследователей в меньшей степени.

Для нас главная проблема - изучение радиобиологических эффектов, насколько пострадали растения и животные. В общественном сознании всегда преобладал и сейчас жив антропоцентрический принцип: если человек не пострадал, то все в порядке. Об окружающей среде, живых организмах, естественных сообществах начали задумываться только в последние десятилетия. Все чаще предлагается ввести экологический принцип в нормирование, то есть не просто регламентировать нормы выбросов токсических веществ, оценивать их содержание в основных средах, но и учитывать состояние организмов (non-human biota) и биосистем. Это направление сейчас бурно развивается на Западе и в России, тогда его вообще не было.

Конечно, очень хотелось бы узнать подробнее, что же увидели исследователи в первый год после аварии. По чернобыльским исследованиям мы, например, знаем, что в ближней зоне хвойные деревья погибли в течение нескольких недель, лиственные породы тоже сильно пострадали. Так и в ближней зоне ВУРСа сразу после аварии, когда дозы превышали настоящий уровень более чем в 3000 раз, леса погибли. Сейчас там выросли уже новые. Природа сильна, ее приспособительные способности очень велики. Многообразными путями идет восстановление. На пострадавших участках велико видовое богатство как растений, так и животных, хотя радио­активное загрязнение тут еще огромное. Морфозы, то есть уродства, проявляются у растений в несколько раз чаще, чем на «чистых» территориях.

Наша задача - изучить состояние нынешних популяций растений ВУРСа, оценить отдаленные последствия аварии, выявить восстановительные механизмы, которые позволяют стабильно существовать в зоне загрязнения.

- Исследователи, первыми начавшие опасные работы в зоне, делали предварительные прогнозы?

Их идея была проста: в лаборатории изучить радиочувствительность всех растений, которые составляют фитоценоз, загрузить данные в мощную ЭВМ - она покажет: какие виды погибнут, какие будут жить. А на деле оказалось все не так, прогнозы отличались от реальности, причем отклонения в 5 - 6 раз наблюдались как в сторону завышения, так и занижения эффектов.

Принципиально новым в наших исследованиях было введение в радиобиологию экологических понятий, принципов, законов. Нас интересовали проблемы «надорганизменного» уровня. Изучая конкретный модельный объект, мы рассматриваем не просто растение, а совокупность растений этого вида (популяцию) в зоне загрязнения. Учитываем экологические особенности видов и все типы изменчивости, присущие им в реальной среде обитания. Эта изменчивость может быть обусловлена генетической разнородностью популяций и многочисленными факторами среды, которые модифицируют действие радиации.

Например, погодные условия меняются от года к году, в зависимости от сочетания температуры и осадков в главные периоды формирования семян радиационный эффект может быть усилен или ослаблен. Если ограничиться оценкой за один год, можно попасть пальцем в небо. Это только физические факторы, а есть еще биотические воздействия, обусловленные связями между видами в экосистеме, которые могут быть прямые или косвенные, опосредованные, разнонаправленные. Комбинаторика этих факторов так разнообразна и сами биологические системы настолько сложны, что дать точный прогноз в принципе невозможно, это уже законы математики. Наша задача - вычленить основные характеристики живых организмов, отвечающие за успешное, долговременное существование популяций и определить диапазон их изменчивости при тех или иных сценариях развития событий.

Радиобиологи работают с чистыми линиями животных, сортовыми культурами в экспериментах, где все факторы контролируются. Это позволяет вычленить радио­биологические эффекты и выяснить механизмы действия радиации на уровне биомолекул, клеток, организмов. Радиоэкологи же не контролируют ни температуру, ни влажность, ни другие физико-химические параметры среды, ни такие биотические атаки, например, как повышение численности насекомых-вредителей. Мы рассматриваем комплекс живых биосистем и изменчивых условий такими, какими их создала природа. Зная результаты лабораторных исследований, основные радиобиологические закономерности, применяя экологические принципы, мы можем дать вероятностный прогноз судьбы разных видов в условиях радиоактивного загрязнения. То есть работать нужно и в той, и в другой сфере.

Отмечу еще одно обстоятельство. До Чернобыльской аварии основные интересы радиобиологов были сосредоточены на изу­чении действия больших доз радиации. Малые исследовались меньше. Между тем провести на них экстраполяцию эффектов из области больших доз невозможно, малое облучение имеет совершенно другие закономерности, они вызывают принципиально другие эффекты. Мы не касаемся человека - не наша тема, мы работаем с non-human biota - c животными, растениями. Но видим много общих эффектов.

- Что вы видите?

Коротко: у растений в зоне ВУРСа встречается много морфозов. Все они - следствие генетических нарушений, возникающих постоянно как в соматических клетках, так и в генеративных, в последнем случае они наследуются. Например, у широко распространенного растения дремы белой в норме есть мужские и женские растения. А в зоне загрязнения мы нашли растения, у которых и женский, и мужской гаметафит представлены в одном цветке. Это явное генетическое нарушение. Мы высадили семена на опытных площадках, получили потомство - таких же гермафродитов, это наследуемое нарушение, которое является следствием мутации в мужской Y-хромосоме. Повышенный уровень нарушений может переходить из поколения в поколение, мы наблюдали этот эффект вплоть до шестого поколения.

Очень интересен сравнительный аспект проблемы техногенного воздействия на живые системы. У нас на Урале достаточно зон влияния различных промышленных предприятий, загрязняющих среду в первую очередь тяжелыми металлами. Мы сравнили, как влияет радиационный и химический стресс (зона Нижнетагильского металлургического комбината) на репродукцию растений на примере одуванчика. Этот вид широко распространен, это факультативный апомикт, то есть может давать семена без участия мужского начала, из неоплодотворенной яйцеклетки формируется полноценный зародыш. Получается потомство - «чистая линия».

Оказалось, что клоны из загрязненной тяжелыми металлами зоны после снятия этого стресса обладают высокой жизнеспособностью и устойчивы к провокациям разных негативных факторов. Клоны из зоны ВУРСа через год тоже дали потомство с высокой всхожестью, но устойчивость их к дополнительным воздействиям была очень низкой. Радиобиологи связывают подобный феномен с нестабильностью генома, которая, единожды возникнув, передается следующим поколениям.

- В чем проблема нестабильности генома?

Он очень легко выводится из состояния равновесия. Предполагается, что ионизирующие излучения генерируют в нем разнообразные конформационные изменения, которые меняют скорость экспрессии разных генов. Это значит, что любое дополнительное воздействие: температурный фактор, тяжелые металлы, органические вещества, радиация, вирусы может вызвать нарушение гомеостаза, которое проявится на уровне организма. По этим причинам мы наблюдаем очень большую изменчивость разных признаков у растений в зоне ВУРСа. Если обычные факторы: температура, высокая влажность или засуха в фоновых популяциях вызывает лишь некоторое колебание физиологических показателей, то в радиационных зонах диапазон изменчивости в популяциях увеличен в несколько раз. Неблагоприятных условий среды в дополнение к радиационному воздействию достаточно, чтобы существенно снизить репродуктивный потенциал.

Но бывают годы, когда, напротив, в загрязненной зоне наблюдаются эффекты стимуляции. Это и дает большой диапазон изменчивости всех признаков и свойств, из которых самая важная - репродуктивная функция. Ведь популяции, как известно, существуют не только в пространстве, но и во времени. Чтобы они существовали долго, надо, чтобы потомство рождалось качественным.

Пойдем по уровням

- Каковы направления новых исследований?

Тимофеев-Ресовский говорил: «Я по уровням прошел. И вам советую» Он был генетиком и утверждал, что на молекулярно-клеточном уровне записана вся генетическая информация. И она может быть изменена при облучении. Следующий уровень - организменный. Здесь информация становится явной, проявляется фенотипически. Ведь пока она в хромосомах, то может реализоваться, а может - нет. И третий уровень - популяционный. Там свои законы, идет отбор, решается, какая часть популяции останется и даст потомство. Это мы и реализуем, используя новые возможности: изучать наряду с морфологической и физиологической, ферментную структуру популяций, изменчивость ДНК. Так мы ближе подходим к истине, которую он постулировал, и эти исследования определяют наши перспективы на ближайшее время.

Распад стронция-90 еще продолжается, порождая эффективное бета-излучение. Формально считается, что должно пройти не менее десяти периодов полураспада, то есть 280 лет, чтобы пораженная в результате Кыштымской аварии территория стала относительно благополучной. Сформулировав концепцию отдаленных последствий, я могу уверенно сказать, что исследования биоты в зоне ВУРСа надо продолжать на всех уровнях организации живого. Восстановительные процессы в живых организмах и их сообществах наблюдаются наряду с эффектами поражения. У нас есть возможности выявить эти закономерности.

- Неужели только через 280 лет вокруг озера Карачай все будет нормально?

С Карачаем все сложно. Его сейчас засыпают, можно гарантировать, что 1967 год не повторится. Но часть радиоактивно-загрязненных вод образовала линзу на значительной глубине, а контролировать грунтовые воды сложнее, чем поверхностные.

Задача наших дальнейших исследований не в том, чтобы посмотреть, как что-то влияет на что-то, а выявить некие фундаментальные основы жизни. Они очень хорошо проявляются, когда биосистемы выводят из рамок комфортности. Зона ВУРСа - природный полигон, на котором сюрпризов открывается очень много. У разных видов свои приспособления, и то, что работает у одного вида, например, защита на биохимическом уровне, совершенно не работает у другого.

Нам важно выявить весь спектр адаптивных реакций на разных уровнях. Еще пример: внутриклеточные системы восстановления открыты радиобиологами. Особые наборы ферментов запускаются после того, как произошло повреждение молекулы ДНК. Их задача - залечить это повреждение. Но значимость этих систем гораздо шире. Они залечивают любые повреждения вне зависимости от того, что их вызвало: химические вещества, вирусы, излучения. Это открытие фактически снимает главное противоречие эволюционной теории. Генетики открыли, что геном не является неизменным, множество факторов способно повлиять на него, однако виды остаются стабильными. И это благодаря мощным системам, восстанавливающим целостность генома.

- Есть практическое применение этих исследований?

С одной стороны, это фундаментальные исследования, а с другой - мы оцениваем качество среды, в которой живем. Я не могу отметить какой-то очень горячий практический интерес. Но они нужны, это совершенно точно. Сейчас ПО «Маяк» строго контролирует исследование, но не мешает. На научных конференциях ссылаются на наши данные и когда нужно убедить население, чего стоит бояться, а чего не стоит. Практикам важно знать закономерности распространения радионуклидов в пространстве, безопасные для растений и животных уровни радиации. Мы отвечаем на эти вопросы.

- Насколько полно мы знаем, где и как загрязнено пространство, в котором мы живем?

Открыто для научной общественности все, на Урале мы знаем практически все болевые точки. Ситуация меняется вокруг Белоярской АЭС: в первых блоках, построенных по иным технологиям, чем нынешние, охлаждавшая их вода сбрасывалась непосредственно в водоемы. Наблюдались повышенные концентрации и в зоне водохранилища, и в Ольховском болоте. Сейчас там запускают четвертый блок и планируется строительство пятого. Очень важно не повторять ошибок прошлого, исследовать, с какого стартового уровня новые блоки начнут работать, чтобы потом старые грехи не приписывались новым технологиям.

К счастью, мир знает немного ядерных катастроф, но, к несчастью, большое количество самых тяжелых аварий на ядерных объектах произошло в нашей стране в бытность ее Советским Союзом. Среди всех этих аварий особое место занимает взрыв на заводе «Маяк», прогремевший вечером 29 сентября 1957 года. Этот взрыв был химическим, но последствия он имел едва ли меньшие, чем ядерный.

Кыштымская авария: химический взрыв с ядерными последствиями

Объект: Банка №14 комплекса хранения радиоактивных отходов С-3, производственное объединение «Маяк», Озерск (Челябинск-40), Челябинская область, Россия.

Жертвы: отсутствуют.

Причины Кыштымской катастрофы

Основная причина аварии на ПО «Маяк» — выход из строя системы охлаждения емкости для хранения высокоактивных ядерных отходов. Из-за перегрева произошел взрыв, который привел к выбросу в атмосферу большого количества (порядка 70 — 80 тонн) радиоактивных веществ.

Однако истинные причины катастрофы лежат несколько глубже – они чисто химические. Отказ системы охлаждения вызван коррозией ее компонентов (в первую очередь – средств контроля), а взрыв произошел в результате бурной химической реакции между нитратно-ацетатными соединениями плутония. Реакция этих соединений носит взрывной характер только при высокой температуре и давлении.

Тем самым, химически агрессивная среда (горячие ядерные отходы) вызвала преждевременную коррозию компонентов системы охлаждения, которая вышла из строя, и из-за неконтролируемого нагрева соединения плутония вступили в реакцию. В итоге – мощный взрыв и звание одной из крупнейших радиационных техногенных катастроф.

Хроника событий

Авария произошла на территории ПО «Маяк, в банке №14 комплекса хранения радиоактивных отходов С-3. Комплекс был создан специально для хранения высокоактивных ядерных отходов, в первую очередь – соединений плутония в жидкой форме.

Как известно, ядерные материалы сильно нагреваются в результате постоянного деления, а поэтому их необходимо охлаждать – с таким расчетом создавались и емкости на «Маяке». Каждая «банка» представляла собой цилиндр из нержавеющей стали, окруженный более чем метровым слоем бетона. Объем цилиндра достигал 300 кубометров (то есть, мог вместить 300 тонн воды), и сверху накрывался бетонной крышкой весом 160 тонн. Вся эта конструкция находилась под землей, а сверху это было просто поле, поросшее зеленой травкой.

Взрыв прогремел в воскресенье 29 сентября, в 16.22. В результате взрыва в воздух, на высоту до 2-х км, поднялось облако высокоактивных ядерных отходов, буквально стертых в тонкий порошок (на момент аварии в банке было около 80 кубометров отходов). Взрыв был настолько мощным, что 160-тонную крышку отбросило на 25 метров, а сама банка была полностью разрушена. Впоследствии было установлено, что мощность взрыва могла достигать 80 тонн в тротиловом эквиваленте.

Облако начало распространяться на северо-восток, и к 3 часом ночи полностью рассеялось, накрыв территорию в 23 000 кв.км. Лишь в 4 часа утра были проведены первые измерения уровня радиации на предприятии, показавшие всю серьезность аварии.

Интересно, что вечером, начиная примерно с 23.00 и до оседания, облако светилось розовым и светло-голубым светом (эффект вызван распадом плутония и высокоактивных продуктов его деления) – это явления было похоже на полярное сияние, и впоследствии про него писали в газетах.

Со 2 октября начала работу специально созданная комиссия по изучению причин аварии, однако лишь с 6 октября – на седьмые сутки после аварии – началась эвакуация людей с наиболее пострадавшей от радиоактивного загрязнения территории. В последующие несколько дней было эвакуировано несколько тысяч человек, а пострадавшие деревни подверглись уничтожению.

В дальнейшем на загрязненной территории проводились мероприятия по ликвидации последствий аварии, в которых были заняты, в основном, военные.

Последствия аварии

Облако радиоактивных отходов, выброшенных взрывом в атмосферу, накрыло территорию площадью порядка 23 000 кв.км. На этой территории находилось 217 населенных пунктов (включая город Каменск-Уральский) с общей численностью населения около 272 000 человек. Однако справедливости ради нужно отметить, что почти 90% отходов выпало на территории ПО «Маяк».

После аварии (с серьезным запозданием – примерно через одну-две недели) из наиболее загрязненных районов было эвакуировано порядка 10 – 12 тысяч человек. Опустевшие после выселения людей деревни (их было 23) были фактически стерты с лица земли – под гусеницами бульдозеров погибли дома, все имущество людей, склады с продовольствием и т.д. Также был забит и захоронен весь скот, вспаханы поля и уничтожено вообще все, что могут взять и использовать люди. Но зачем были приняты такие меры? Причина проста: все это предотвратило распространение радиационного заражения (ведь люди берут и тащат все, что плохо лежит, а если ничего нет, то и тащить нечего), а также уберегло от опасности людей, которые могли тайком вернуться в свои дома.

Уже в 1959 году на наиболее загрязненной территории была создана санитарно-защитная зона, которая в 1968 году была преобразована в Восточно-Уральский государственный заповедник. На этой территории была полностью запрещена хозяйственная деятельность (возделывание земель, сбор ягод и грибов, охота, выращивание скота и прочее), и посещали ее только ученые.

Всю зараженную территорию позднее назвали Восточно-Уральским радиоактивным следом (ВУРС). ВУРС при незначительной ширине протянулся примерно на 300 – 350 км в северо-восточном направлении от места взрыва. Форма следа обусловлена дующим в момент аварии и на протяжении следующих 10 – 11 часов ветром.

До сих пор неизвестно точное число людей, получивших высокие дозы облучения, однако ряд источников указывает на то, что около 9 – 10 тысяч человек получили опасные дозы, а 200 человек скончались от лучевой болезни.

Настоящее время

На территории ВУРС все еще наблюдается повышенный радиоактивный фон, не представляющей опасности для людей. Однако территория Восточно-Уральского государственного заповедника до сих пор закрыта для посещения, так как там радиоактивное загрязнение все еще достаточно велико. С 1960-х годов в заповеднике (который метко назвали Атомным) работают исключительно ученые. Результаты исследований в Атомном заповеднике представляют большой научный и практический интерес.

Производственное объединение «Маяк» несмотря на Кыштымскую аварию и ряд других инцидентов по сей день продолжает свою работу.

Секретность, секретность и еще раз секретность

Практически все крупные техногенные катастрофы в нашей стране окутывал ореол секретности, и любые материалы по ним тщательно скрывались от широкой общественности. Авария на «Маяке» — не исключение. Именно из-за режима секретности катастрофа и была названа Кыштымской.

Дело в том, что сам «Маяк», а также и город Озерск (или Челябинск-40) были засекречены и не отмечены на картах. Ближайшим незасекреченным населенным пунктом был город Кыштым (который, находясь всего в нескольких километрах от предприятия, совершенно не пострадал – ветер дул в противоположную сторону), и его решили использовать для «официального» названия катастрофы.

Официально факт аварии был признан лишь в 1989 году, и с тех самых пор Челябинская область борется с тем негативным фоном, что ее окружает из-за «Маяка», однако пока не очень успешно. Многолетний режим секретности и многочисленные радиационные аварии вселили в людей недоверие и страх. А со страхом и недоверием бороться очень трудно.

Осенью 1957 г. вследствие недостатков конструкции резервуаров в которых хранились высокоактивные жидкие отходы, произошел радиационный перегрев одного из этих резервуаров, приведший к взрыву содержащейся в нем нитратно-ацетатной смеси. В результате взрыва произошел выброс радиоактивных продуктов общей активностью 7.4x10 17 Бк. 90% выброшенной активности выпало в ближайшей зоне на промплощадке, остальная активность (7.4x10 16 Бк) образовала радиоактивное облако высотой в один километр.

Эта активность была рассеяна ветром на значительное расстояние, что привело к радиоактивному загрязнению северной части Челябинской области и Южной части Сведловской области. Загрязненная территория, впоследствии названная Восточно-Уральским радиоактивным следом (ВУРС), занимает площадь около 20000 км 2 в пределах минимально измеряемого уровня радиоактивного загрязнения 90 Sr (0.1 Ки/км 2), и 1000 км 2 в пределах уровня загрязнения 90 Sr 2 Ки/км 2. Последнее значение было принято в качестве допустимого уровня облучения. В то время на загрязненной территории проживало 272000 человек.

Здесь приводятся карты загрязнения территорий 90 Sr и 137 Cs, составленные на основе данных измерений, выполненных в 1993 г Челябинским областным центром гидрометеорологии и экологического мониторинга.

Наконец, в сентябре 1957 г. на хранилищах комбината произошел взрыв емкости с высохшими радиоактивными отходами, в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРС) в Свердловской, Челябинской и Курганской областях оказалась территория в 23 тыс. кв. км, где находилось более 200 населенных пунктов и проживало около 300 тыс. человек. С загрязненной территории было эвакуировано более 100 тыс. человек. Авария в Кыштыме по некоторым данным оценивается в 1 млрд. 200 млн. кюри, что превышает "результаты" Чернобыльской катастрофы более чем в 20 раз . Требуются значительные финансовые средства для восстановления территорий в Курганской, Челябинской и Свердловской областях.

Из доклада ГРИНПИС Россия “Маяк” – трагедия длиною в 50 лет

Вторая радиационная катастрофа, 50-я годовщина которой приходится на 2007 год, связана с взрывом на территории ФГУП «ПО «Маяк» емкости с высокоактивными отходами. В окружающую среду было выброшено 20 млн. Кюри, из которых за пределы промышленной площадки попало 2 млн. Кюри. До 26 апреля 1986 г. эта радиационная авария была крупнейшей в мире. Для сравнения чернобыльский выброс составил 380 млн Кюри. В результате катастрофы облучению подверглись 272 000 человек в 217 населенных пунктах.

Для определения границы радиоактивного загрязнения (т.н. Восточно-уральского радиоактивного следа) была использована плотность загрязнения по стронцию-90. Длина следа с плотностью загрязнения 0,1 Ки/км2 (в 2 раза превышавшей глобальный уровень выпадения стронция-90) составила 300 км, ширина – 30-50 км. Оценочно загрязненная площадь составила 15 000-20 000 км2 .

В 1958 году территории с плотностью загрязнения стронцием-90 свыше 2 Ки/км2 общей площадью порядка 1000 км2 были выведены из хозяйственного оборота. Населенные пункты с этой территории были эвакуированы.
Но на границе зоны с плотностью 2 Ки/км2 остались несколько населенных пунктов, в том числе Татарская Караболка (около 500 жителей) и Мусакаево (около 100 жителей). Официальные органы заявляют о том, что проживание на границе с этой территорией, безопасно. Однако практика показывает обратное.

Радиоактивное загрязнение в результате взрыва 29 сентября 1957 г.
(плотность загрязнения приведена для стронция-90, Ки/км2)

29 сентября 1957 года взорвалось одно из хранилищ высокорадиоактивных отходов ПО «Маяк». Под заражение попали огромные территории, чудом не пострадали крупные города. «АиФ-Челябинск» рассказывает с чего началась и чем закончилась история трагедии.

Секретный завод

В ноябре 1945 года подписан указ о строительстве «завода №817» для получения делящихся материалов урана-235 и плутония-239, которые бы использовались в атомной бомбе. Через три года был запущен первый производственный реактор, радиоактивные отходы работы которого просто сливались в реку Течу.

По международной шкале ядерных событий (INES) авария на ПО «Маяк» оценена в 6 баллов из 7 возможных. Мощнее только Чернобыль и Фукусима-I.

Вскоре опасность такого подхода стала заметна - вымирала рыба, очень часто болели живущие в деревнях по берегам люди. В реку, а также озеро Карачай стали попадать только низкоактивные отходы. Для самых опасных веществ решено было строить подземные бетонные хранилища, сами ёмкости помещали в так называемые «банки» из нержавеющей стали, которые, в свою очередь, находились в бетонной «рубашке» толщиной не менее метра с любой стороны. Для охлаждения конструкции использовалась вода, были предусмотрены контролирующие температуру приборы.

Авария

К осени 1957 года контролирующие приборы износились, необходимое обслуживание не проводилось - слишком высок был уровень радиации вблизи хранилищ. И 29 сентября в 16:22 из-за отказа системы охлаждения и критического разогрева одной из «банок» прогремел взрыв. Ударной волной сорвало и отбросило метровое бетонное перекрытие весом в 160 тонн, на высоту почти двух километров была выброшена смесь высокорадиоактивных отходов. Большая их часть тут же осела на территории предприятия, но около 10% было подхвачено северо-восточным ветром и рассеяно над территорией около 23 тысяч кв.км.

Взрыв и образовавшийся на его месте столб дыма и пыли заметили во многих населённых пунктах, но особого значения не придали, списав на горные разработки для строительства. Спустя несколько дней в челябинских газетах появились заметки о наблюдении «северного сияния» - так описали видимое ночью розовое и светло-голубое зарево.

К полуночи радиоактивное облако достигло Тюменской области, оно затронуло 217 населённых пунктов. 23 деревни, оказавшиеся в зоне наибольшего поражения, эвакуировали, скот и строения уничтожили, землю перепахали. Пострадавшая территория получила название Восточно-Уральского радиационного следа (ВУРС), здесь была запрещена любая хозяйственная деятельность.

Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС), который образовался после 1957 года. Фото: Commons.wikimedia.org / Jan Rieke

В качестве ликвидаторов привлекались добровольцы и даже школьники из соседних городов, для восстановительных работ привозили военнослужащих. Большинство из них не имели чёткого представления, какой опасности подвергаются.

Последствия

Истинные причины и масштабы катастрофы долгое время скрывались. Переселение людей из неблагоприятных зон носило добровольный характер, и многие оставались на прежнем месте, не желая терять дом и земельный надел. В заражённых лесах собирали грибы и ягоды, из радиоактивных водоёмов поили скот и брали воду для хозяйства.

Первое краткое сообщение о причинах аварии появилось в научной литературе лишь 20 лет спустя, в 1976 году. А выдавать свидетельства и оказывать социальную поддержку ликвидаторам и пострадавшим начали только в 1993 году. При этом дети и внуки ликвидаторов, имеющие серьёзные хронические проблемы со здоровьем, вынуждены вести серьёзную борьбу за компенсации и доказывать, что ухудшение их здоровья связанно именно с облучением родителей.

Почти 17 тысяч га на территории ВУРС до сих пор остаются опасными для человека, их посещение запрещено.

«Маяк» сегодня

В настоящее время предприятие представляет собой комплекс взаимосвязанных производств, структурно выделенных в заводы и производственные подразделения. Здесь действуют два промышленных реактора - легководный «Руслан» и тяжеловодная «Людмила». Имеется оборудование для радиационной стерилизации изделий медицинского назначения.

«ПО «Маяк» - первый промышленный объект отечественной атомной отрасли. Фото Евгения Талыпова.

Кроме того, ПО «Маяк» выпускается несколько тысяч источников ионизирующих излучений, тепла и света, а также радиоактивных препаратов, которые широко используются в промышленности и сельском хозяйстве (радиационные технологии, дефектоскопия, приборостроение), медицине (радиационная терапия и радиационная диагностика), научных исследованиях.

Производство является стратегическим: «Маяк» относится к базовым предприятиям ядерно-оружейного комплекса России.

Справка

• Официальное число так или иначе пострадавших от облучения в результате катастрофы - около 90 тысяч человек.
• Во многих источниках и СМИ авария на «Маяке» фигурирует как «Кыштымская трагедия», хотя этого города радиация даже не коснулась. Дело в том, что в 1957 году и сам завод, и близлежащий город Челябинск-40 (Озёрск) были засекречены и отсутствовали на картах, а единственным ближайшим крупным населённым пунктом к месту аварии был именно Кыштым.