CC BY
21УДК 621.039.586
Р.А. Ляндзберг
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: oni@kamchatgtu.ru
САМЫЕ ОПАСНЫЕ ЯДЕРНЫЕ АВАРИИ XX ВЕКА
В статье приводится краткое изложение событий, приведших к одной из четырех самых опасных ядерных аварий XX века - взрыве хранилища радиоактивных отходов на комбинате «Маяк» вблизи южноуральского города Кыштыма. Рассмотрены причины аварии, ее масштабы и последствия для окружающей среды, меры по ликвидации радиоактивного загрязнения обширной территории, а также мероприятия по контролю за здоровьем населения, проживающего в местах, подвергшихся загрязнению.
Ключевые слова: радионуклиды, жидкие радиоактивные отходы, уровни загрязнения, экспозиционные дозы облучения, дезактивация загрязненных поверхностей, экологические последствия аварии, отчужденные территории, накопленная эффективная доза облучения для населения вблизи места аварии.
R.A. Lyandzberg
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail: oni@kamchatgtu.ru
THE MOST DANGEROUS NUCLEAR ACCIDENTS OF THE XX CENTURY
The article provides a summary of the events that led to one of the four most dangerous nuclear accidents of the XX century - the explosion of a radioactive waste storage facility at the Mayak plant near the South Ural city of Kyshtym. The causes of the accident, its scale and consequences for the environment, measures to eliminate radioactive contamination of a vast territory, as well as measures to control the health of the population living in contaminated areas are considered.
Key words: radionuclides, liquid radioactive waste, pollution levels, exposure doses, decontamination of contaminated surfaces, environmental consequences of the accident, alien territories, accumulated effective radiation dose for the population near the accident site.
Ядерные аварии на АЭС и других предприятиях ядерно-топливного цикла начали происходить с момента практического использования ядерной энергии, то есть с 1945 г. Всего в 14 странах мира за период с 1945 по 1987 гг. на предприятиях, где использовалась ядерная энергия или велась переработка радиоактивных отходов, произошло более 150 инцидентов, из которых 27 квалифицируются как серьезные аварии.
Наиболее опасными для окружающей среды считаются четыре случая в СССР, Великобритании и США, в результате которых огромным количеством радионуклидов были загрязнены большие территории вокруг объектов, где произошли аварии, что причинило значительный ущерб экологическому состоянию окружающей среды и здоровью населения этих местностей [1].
В хронологическом порядке первым таким случаем считается взрыв хранилища жидких радиоактивных отходов (ЖРО) на заводе оружейного плутония вблизи города Кыштым на Южном Урале 29 сентября 1957 г. По современной классификации (Международная шкала ядерных событий INES) эта авария относится к 6-му уровню из семи возможных, что свидетельствует о тяжелых последствиях аварии для окружающей среды и здоровья населения.
Это произошло на химкомбинате «Маяк» в закрытом городе Челябинск-40, название которого употреблялось только в секретных документах, поэтому свое название авария получила по ближайшему городу Кыштыму, обозначенному на географических картах. На химкомбинате в 1949 г. был запущен радиохимический завод по переработке плутония, при этом средне-
Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития
и малоактивные ЖРО производства просто сбрасывались сначала в р. Теча, а затем в бессточное оз. Карачай, что уже причиняло огромный вред окружающей среде. Для высокоактивных ЖРО были построены специально оборудованные хранилища, представляющие собой котлованы глубиной 10 м и диаметром 20 м с бетонной рубашкой толщиной 1 м. Внутрь помещались цилиндры из нержавеющей стали, содержащие ЖРО, сверху хранилище было закрыто бетонной крышкой толщиной 1 м и слоем земли в 2 м, общий объем хранилища составлял около 3 000 м3.
Поскольку высокоактивные ЖРО при хранении выделяют тепло за счет происходящих в них процессов радиоактивного распада изотопов, цилиндры в хранилище постоянно охлаждались водой. В 1956 г. охлаждающие трубки стали подтекать и были отключены, попытки исправить повреждения в течение года не предпринимались, ЖРО стали подсыхать, и сильновзрывчатые нитратные и ацетатные соли плутония в емкости объемом около 300 м3 сдетонировали, по масштабам разрушения мощность взрыва оценивается в 100 т тринитротолуола.
В результате взрыва хранилище было полностью разрушено, бетонная крышка весом 160 т была отброшена в сторону на 25 м, были сорваны крышки у двух соседних подобных хранилищ, разрушен ряд близких сооружений и выбиты стекла и оконные рамы у зданий на расстоянии до 3 км. Продуктами взрыва в атмосферу было выброшено около 20 млн кюри радиоактивных веществ в виде аэрозолей, газов и механических взвесей (для сравнения можно вспомнить, что величина радиоактивности в 1 кюри соответствует одному грамму Иа-226, то есть радиоактивность выброса эквивалентна 20 тоннам радия). Основную массу выброшенных изотопов составляли средне- и долгоживущие церий-144, цирконий-95 и стронций-90, периоды полураспада которых соответственно равны 285; 65 суткам и 29 годам, что не позволяло рассчитывать на быстрое снижение загрязнения среды за счет естественного распада радионуклидов.
Выброшенные взрывом на высоту 1-2 км продукты деления плутония образовали облако, которое под влиянием ветра двигалось в северо-восточном направлении, из облака в течение 10-12 часов выпадали радиоактивные осадки, в результате чего на протяжении 300 км до опасных уровней была загрязнена территория общей площадью около 3 000 км2, получившая название Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС).
В зоне радиоактивного загрязнения оказались 217 населенных пунктов трех областей -Челябинской, Свердловской и Тюменской с населением 270 000 человек, причем в ближайших к химкомбинату «Маяк» пунктах экспозиционная доза облучения составляла до 300 мкР/с. Пребывание в таком месте чрезвычайно опасно, в течение трех недель человек получал бы смертельную дозу облучения (600 Р) [2].
Возникла необходимость срочной эвакуации населения из ближайших к «Маяку» мест проживания, однако началась она только через 7-10 дней после аварии, считается, что задержка произошла из-за проведения расчета стоимости мероприятий, к этому времени жители уже получили среднюю эквивалентную дозу облучения в 52 бэр (биологический эквивалент рада), что соответствует началу легкой стадии лучевой болезни. Всего для ликвидации последствий аварии пришлось в период 1957-1960 гг. отселить 13 000 человек из 23 населенных пунктов, которые затем были захоронены. Люди при переселении вынуждены были оставлять на месте все вещи, включая одежду
и утварь, дома их сжигались, скот уничтожался. Прямо на месте определялась примерная стоимость имущества, включая дом и скотину, и выплачивалась компенсация. Легко представить себе всю глубину переживаний эвакуируемых, для многих это стало трагедией всей дальнейшей жизни.
Была создана зона отчуждения с особым режимом, где загрязненность составляла до 4 кюри на квадратный километр (нетрудно подсчитать, что подобная величина соответствует уровню в 1 000 распадов в минуту на площади в квадратный сантиметр, что всего в два раза меньше, чем предельно допустимые уровни загрязнения зон строгого режима горячих радиохимических лабораторий по нормам радиационной безопасности НРБ 99/2009).
В 1968 г. на этой территории был создан Восточно-Уральский заповедник, который следит за состоянием закрытой зоны и протекающими там процессами. В результате радиоактивного распада выпавших нуклидов площадь загрязнения постепенно сокращается, но до сих пор свободно посещать заповедник нельзя, так как уровень радиоактивности в нем по существующим для человека нормам все еще слишком высок.
За 30 лет после аварии накопленная эффективная доза для жителей, проживающих у границ зоны, в среднем составила 12 мЗ в в год, что примерно в 10 раз превышает естественную дозу облучения в чистой местности, но, как считается, не является безусловно опасной для здоровья человека.
Однако состояние здоровья жителей села Татарская Караболка говорит о другом. Это село находится в 40 км от комбината «Маяк» и по отчету считалось переселенным, хотя фактически жители были оставлены на месте проживания (название села было стерто с географической карты и только в 2000 г. восстановлено). На момент аварии численность населения в селе составляла 4 000 человек, в 2010 г. там проживало 423 человека. Вокруг села размещены восемь кладбищ, на семи из которых хоронят исключительно умерших в результате онкологических заболеваний, смертность от рака среди жителей села в шесть раз выше, чем в среднем по стране [3].
Вполне возможно, что еще до аварии негативное влияние на здоровье жителей Татарской Караболки оказали сброс радиоактивных отходов в р. Теча, куда за период с 1949 по 1951 гг. было сброшено в общей сложности 2,8 млн кюри радионуклидов, а также аэрозольные выбросы с пересохшего оз. Карагай, где количество радионуклидов было еще больше (в настоящее время озеро полностью засыпано).
После этой аварии в СССР была разработана технология захоронения высокоактивных ЖРО методом остекловывания, которая с 1987 г. применяется на заводе «Маяк» и других предприятиях подобного профиля. При этом радионуклиды как бы запаиваются в толстую стеклянную оболочку, непроницаемую для газов и жидкостей, включая агрессивные растворы. Этот метод в принципе исключает попадание радионуклидов в окружающую среду, но как это будет в действительности, покажет время.
Суммарная величина общего ущерба от последствий аварии 1957 г. на заводе «Маяк» составила по приблизительному подсчету более 12 000 млрд руб. в ценах 1991 г., считается, что авария в той или иной степени затронула не менее четверти миллиона жителей трех соседних областей - Челябинской, Свердловской и Тюменской.
Долгое время все сведения о Кыштымской аварии скрывались официальными властями от населения страны и жителей близлежащих областей, однако полностью скрыть аварию было практически невозможно из-за ее большого масштаба и огромного числа людей, соприкоснувшихся с ее последствиями. Первые сведения об инциденте просочились за рубеж уже весной 1958 г., но сама природа аварии оставалась неизвестной. Подлинные факты появились в 1979 г., когда ученый-биолог, известный правозащитник и диссидент Жорес Медведев издал в США книгу под названием «Ядерная катастрофа на Урале», в которой были достаточно подробно описаны основные события аварии [4]. Выяснилось, что ЦРУ знало об аварии еще до публикации, но умолчало об этом. Причина проста: в США активно вводились в строй АЭС, а подобные сведения могли вызвать негативную реакцию широких масс, подогрев так называемую радиофобию.
В СССР факт аварии на «Маяке» впервые подтвердили в июле 1989 г., когда были проведены слушания на заседании комитетов по экологии и здравоохранению Верховного Совета СССР [5]. Характерно, что о пострадавших населенных пунктах и о людских жертвах, связанных с аварией и ее последствиями, на этих слушаниях ничего сказано не было.
Заключить можно следующим: в истории самых опасных ядерных аварий XX века Кы-штымская авария по своему масштабу и последствиям уступает только Чернобыльской катастрофе, потому что две другие крупнейшие аварии, связанные с инцидентами на АЭС, - Уинд-скейл, Англия, 1957 г. и Три Майл Айленд, США, 1979 г. - по международной классификации относятся к 5-му уровню радиационнной опасности.
Настоящая статья может быть использована при преподавании дисциплин, связанных с вопросами техносферной безопасности и антропогенного воздействия на окружающую среду.
Литература
1. Ляндзберг Р.А. Ингибиторы сорбции в атомной технике: Монография. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2013. - 126 с.
2. Ларин В.И. Комбинат «Маяк» - проблема на века. - М.: КМК, 2001. - 504 с.
3. Жизнь в радиоактивной зоне. 60 лет после Кыштымской катастрофы [Электронный ресурс]. - URL: https://www.currenttime.tv/a728 7 6 9 685.html (дата обращения: 01.04.2021).
4. Medvedev Zh.A. Nuclear Disaster in The Urals. - TBC The Book Service Ltd, 1979.
5. Никипелов В.В. Радиационная авария на Урале // Атомная энергия. - 1989. - Т. 67, вып. 2. - С 75.
