Авария на станции маяк в 1957. Энциклопедия челябинской области

Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС) , территория, загрязн. в 1957 радиоактивными веществами в результате радиационной аварии на химкомбинате «Маяк». В результате аварийного выброса (взрыва емкости-хранилища высокоактивных жидких радиоактивных отходов радиохим. пр-ва) радионуклиды были рассеяны на части терр. Чел., Свердловской и Тюменской обл. полосой шир. 20—40 км и протяженностью до 300 км. Первонач. в радионуклидном составе загрязн. терр. преобладали короткоживу-щие церий-144 (144 Ce) и цирконий-95 95 Zr) — в сумме более 90% всей бета-активности; в меньшей степ, содержались стронций-90 + иттрий-90 (90 Sr+ 90 Y) — 5,4%, рутений-106 (106 Ru) - 3,7% и цезий-137 (137 Cs) - 0,35%. Короткоживущие радионуклиды, формировавшие радиационную обстановку после аварии, практически полностью распались в первые 5 лет. В качестве реперного радионуклида (определяющего радиационную и радиоэкол. обстановку) был принят стронций-90 (90 Sr). Терр. распространения аварийного выброса (на фоне уже существующего загрязнения, обусловл. ядерными испытаниями в атмосфере до 1957) была оконтурена по значению плотности загрязнения почвы 90Sr 3,7 кБк/м 2 , или 0,1 Ku/км 2 (удвоенная величина глобального фона, или миним. детектируемый в то время уровень загрязнения 90 Sr). Площадь терр. со значениями плотности загрязнения выше этого уровня составила ок. 20 тыс. км 2 . Общее рук-во работами по ликвидации последствий аварии в зоне ВУРСа осуществляли Сов. Мин. СССР и исполкомы Чел. и Свердловской обл. Терр. площадью ок. 1000 км 2 (примерно 5% всей площади ВУРСа) получила официальный статус радиоактивно загрязн. [плотность загрязнения 90 Sr здесь составляла св. 74 кБк/м 2 (2 Ku/км 2)]. В первые 2 года после аварии были отселены жит. 24 насел. пунктов (12 763 чел.), образована зона отчуждения, где запрещалась любая хоз. деят-сть. Границы зоны взяты под охрану ведомств, милицией, установлен контроль сан.-эпидемиологич. службы за соблюдением требований сан.-радиационного режима. В зависимости от плотности загрязнения терр. и времени проживания (до отселения) эффективная доза сочетанного облучения наиб, облуч. возрастной группы (дети 1—2 лет в момент аварии) составила от 0,4 до 150 с3в. В 1958—59 была осуществлена дезактивация части терр., изъятой из хоз. использования (ок. 20 тыс. га с.-х. угодий), путем вспашки. На терр. бывших насел. пунктов с помощью землеройной техники разрушены и захоронены в траншеях строения. На месте нек-рых деревень после выравнивания поверхности произведены посадки сосны. В марте 1958 науч.-техн. совет Минсредмаша СССР рассмотрел предложение акад. В. М. Клейновского по изучению и поиску путей существ, ослабления влияния радиоактивного загрязнения на с.-х. пр-во. Минсредмаш, Минздрав и Минсельхоз СССР инициировали исслед., направл. на поиск возможностей восстановления с.-х. пр-ва на от-чужд. терр. с целью снижения экон. ущерба и получения с.-х. продукции с содержанием 90 Sr, не превышающим допустимых уровней. Эта деят-сть послужила основанием для организации в 1958 Опытной научно-исследовательской станции ПО «Маяк». На базе станции совм. с учеными Моск. с.-х. академии им. К. А. Тимирязева, МГУ, Почв, ин-та им. В. В. Докучаева, Агрофиз. ин-та ВАСХНИЛ, Ин-та биофизики АМН СССР и его филиалов (ФИБ-1 и ФИБ-4) начались комплексные исслед. под общим науч. рук-вом Клечковского. Уже к 1960—61 эксперимент, путем была доказана возможность восстановления с.-х. пр-ва. В 1961 в Чел. обл. были созданы первые 5 спе-циализир. совхозов (в Свердловской обл.— 2). К 1982 в хоз. использование было вовлечено 87 тыс. га (82%) отчужд. земель [плотность загрязнения 90 Sr 74—150 кБк/м2 (2—4 Ku/км 2)], из них 41 тыс. га с.-х. угодий (16 тыс. га в Чел. обл. и 25 тыс. га в Свердловской). Остальные 19 тыс. га (наиб, загрязн. часть ВУРСа) отведены под Восточно-Уральский заповедник. Объекты природной среды на терр. ВУРСа подверглись значит, радиационному воздействию. Однако вследствие устойчивости мн. видов растений и ж-ных к радиации, относительно малой площади терр., на к-рой произошли сильное поражение или гибель местных видов, а также высокой скорости процессов восстановления природных популяций, сообществ и биоценозов, радиационный ущерб, нанес, живой природе, оказался незначит. Науч. исслед. показали, что, несмотря на наличие радиационных генетич. эффектов у отд. видов растений и ж-ных, обитающих на терр. ВУРСа, это не представляет опасности для дальнейшего существования природных популяций.

Ровно 60 лет назад - 29 сентября 1957года - на сверхсекретном Комбинате-817 в Челябинской области прогремел взрыв. Он стал первой ядерной катастрофой в СССР . Трагедия долго скрывалась, поскольку на предприятии делали атомное оружие.

Сегодня часть документов по Кыштымской трагедии до сих хранится под грифом «секретно». К Кыштыму авария не имеет никакого отношения. Все произошло в закрытом городе Озерск , но его на картах тогда не указывали, поэтому взяли ближайшую к нему точку.

Профессор, доктор исторических наука Виталий Толстиков рассказал читателям «Комсомолки» о тайнах той трагедии.

…Казалось, еще немного и жизнь станет чуточку лучше. Спустя долгое время на комбинате дела пошли на лад. Удалось совладать с атомным реактором «Аннушкой», буйный нрав которого долго не могли понять. Даже по меркам СССР новые корпуса завода строили очень быстро. Там в сверхсекретных лабораториях удачно закачивали плутоний в бомбы. Руководство Комбината-817, которое напрямую общалось с Кремлем, позволило себе отпуск в бархатный сезон.

День выдался теплый и жители Базы-10 - тогда этим шифром обозначали Озерск - собрались на стадионе посмотреть футбольный матч. Во время игры послышался рокот, но никто не вздрогнул. «Бахали» в тех краях ежедневно: взрывали скальную породу, чтобы строить. Но тот взрыв получил собственное имя «Взрыв-57» (цифра означает год) и стал первой в мире аварией такой силы.

1. СТРОЙКА:

Не жалели людей

Причиной трагедии называют ужасную спешку при строительстве. Американцы продемонстрировали силу в Хиросиме и уже наштамповали атомных боеголовок на каждый советский объект. Сталин срочно требовал ядерного оружия от ученых.

Три атомограда решили строить под Челябинском. После войны у нас собрался цвет союзной промышленности. К тому же регион удален от границ в случае нападения противника. Кстати, все закрытые города построили на территории России . Кто знает, что было бы, окажись «запретка» после развала Союза в братской республике. Наверняка наработки ушли бы врагу.

Строительство засекреченного завода, где начали производство ядерного оружия, не поспевало за аппетитами холодной войны. Строители ставили стены, а конструкторы в это время еще чертили проект.

Не хватало спецодежды, дозиметры были несовершенны. Работников могли отправить голыми руками подтирать реактив, который сочился из прохудившейся трубы. Все оборудование на объект 817 перекочевало из химпромышленности. Другого тогда не было, но как оказалось, атому нужна своя техника. Радиация губила приборы. Это и стало причиной аварии.

2. ВЗРЫВ:

160 тонн бетона не сдержали атомные отходы

Перерабатывать высокоактивные отходы тогда не умели. Поначалу радиоактивную жижу сливали в реку Теча . Такой метод тогда считался нормальным - отходов было очень много. Американцы, например, сливали все в реку Колумбия , которая впадает в океан.

Около комбината вырыли каньон глубиной восемь метров на 20 бетонных емкостей. Их называли «банки вечного хранения». Туда закачали сотни тонн отходов и провели систему охлаждения. Ведь ядерная реакция завершена не до конца и всю эту массу необходимо остужать. Одна из банок с 200 тоннами отравы в итоге рванула.

За полчаса до этого в подземную галерею к емкостям спустилась дежурная бригада. Насторожил желтый дым из-под земли. Внутри было очень жарко. Думали, что это короткое замыкание, но найти проблему не смогли и ушли. Оказалось, что сломалось охлаждение. Контейнер вскипел до +330 градусов.

В 16.22 раздался взрыв. Бетонная крышка весом 160 тонн, что закрывала цилиндр с отходами, отлетела в сторону. Взрыв повредил крышки других емкостей. В радиусе 200 метров вышибло стекла, двери и даже ворота. Сторожевые псы на территории комбината вскинули морды и одновременно издали тревожный вой.

3. ЛИКВИДАЦИЯ:

Солдаты испугались излучения

Поднялось облако радиоактивной пыли и в лучах заходящего солнца озарилось темно-бурым цветом. Газеты на следующий день написали про северное сияние. Люди за сто километров от взрыва в центре Челябинска видели это свечение.

Рядом с комбинатом стояли казармы. В тот день в дежурство заступил офицер химзащиты. Он сразу отдал приказ баррикадировать окна и начинать влажную уборку.

Рулить ликвидацией взялся замглавного инженера Николай Семенов . На разведку к хранилищу вызвался один инженер-дозиметрист. Для него пригнали танк с озера Карачай , куда также сливали отходы.

Кабина машины была облицована свинцом - защита от облучения. А снаружи висели приборы, которые собирали данные. Доброволец отправился в эпицентр. Дозу получил значительную, но еще долго жил и работал на комбинате.

Ликвидировать аварию бросили солдат. Снимали слой земли и свозили ее в «могильник», спецрастворами мыли стены, паровозы, машины. Организовали пропускные пункты, докуда сотрудников довозили на одних автобусах и пересаживали на другие. Здесь же они переодевались и мылись.

Чтобы мотивировать солдат пообещали после операции - дембель. Но целые взвода боялись идти на зараженные земли и безмолвно стояли, пока командиры личным примером не показывали, что радиация не убьет.

Предстояло устранить тотальное загрязнение территории комбината. Радиационных отходов здесь выпало в девять раз больше, чем на протяжении всех 350 км, на которых осыпалась основная масса облака. При этом производство не встало ни на минуту. Да и сами сотрудники не хотели уходить - держались за большую зарплату и думали о чести страны.

4. ЭВАКУАЦИЯ:

Радиационное облако дважды обогнуло землю

Спустя неделю у ближайшего к комбинату поселку Багаряк появились дозиметристы. Жил тут деревенский люд, а теперь у изб с грузовиков десантировались чужаки в противогазах. Огромные балахоны химзащиты влачились по осенней слякоти. За спиной висели автоматы.

У вас грязно. Нужно немедленно уходить, - прохрипел сквозь фильтр военный.

Причину держали в тайне. Людей выселяли из деревень и брали с них подписку о неразглашении на 25 лет. Но они и так ничего не знали. При этом, не скупились на компенсацию: выплатили за каждую скотину, дом, вещи, которые жители вынуждены были бросить. На протяжении полутора лет отселили и другие села в зоне поражения.

По розе ветров облако двинулось в сторону от Озерска. Радиоактивный след ветром понесло в Свердловскую область, но до начала крупных городов он уже «рассосался». Хотя радиоактивное облако два раза обогнуло планету. Но влияние радиации от него было незначительным.

5. ПОСЛЕДСТВИЯ:

Зона отчуждения так и закрыта

Никто не погиб, хотя в западной прессе ученые-диссиденты сообщали о сотнях жертв. Уволили главного инженера, а директора комбината сняли с должности и перевели в другую «запретку» под Томском.

От радиации серьезно пострадал один солдат. На территории комбината был киоск. Военный решил пока царила неразбериха стащить оттуда печенье и папиросы. Не думали, что радиация может попасть в организм с продуктами.

Там, где прошелся атомный след, сделали Восточно-Уральский заповедник. За благостным названием и колючей проволокой скрыли зону отчуждения. Через год в те края приехали биологи. Выяснили, что хвойные породы сильно восприимчивы к радиации, они быстро желтеют и сбрасывают иглы. А вот березы очень устойчивы к облучению.

Сегодня это территория открыта лишь частично. Эксперименты над людьми в зоне поражения - информационные происки врага. Западная пресса до сих пор выдает материалы, якобы людей намеренно держали в неведении о катастрофе, чтобы проследить, как они погибают от радиации.

Кстати, американская разведка знала об аварии. Но в США тогда также активно развивалась ядерная программа. И чтобы не будоражить общество, решено было не сообщать об этом.

Ровно 60 лет назад, 29 сентября 1957 года на Урале произошла одна из самых серьезных радиационных катастроф, известная как "Кыштымская авария". В результате взрыва емкости с радиоактивными отходами на ПО "Маяк" в атмосферу было выброшено около 20 МКи радиоактивных веществ (для сравнения: выбросы в результате аварии на Чернобыльской АЭС оцениваются в 50 МКи). 18 МКи выпало на территории ПО «Маяк», а около 2 МКи - за ее пределами, образовав Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС) протяженностью около 300 км и шириной 20-50 км. Во взорвавшейся на «Маяке» емкости были в основном короткоживущие радионуклиды, через четыре года они распались практически полностью. Остался основной загрязнитель - стронций-90, период полураспада которого 28 лет.

Наибольший ущерб ВУРС нанес Челябинской области, после аварии было выселено два десятка населенных пунктов, в которых проживало в общей сложности более десяти тысяч человек. Из населенных пунктов ничего не вывозилось, все постройки, имущество и домашние животные были уничтожены. Проводился комплекс работ по рекультивации радиоактивного следа, для чего было создано специальное предприятие РЕУРС, а также Опытная научно-исследовательская станция (ОНИС ПО "Маяк"). В наиболее загрязненной головной части следа в 1966 году создан Восточно-Уральский государственный радиационный заповедник . Его территория строго охранялась, как, впрочем, охраняется и сейчас, хотя статус заповедника снят. Фактически территория, на которой располагается заповедник, стала «заповедной» сразу же после аварии, так как для зоны загрязнения был введен строгий режим охраны.

Процесс «самоочищения» земель происходит, главным образом, за счет радиоактивного распада долгоживущих радионуклидов. Считается, что пораженную территорию можно будет считать благополучной после того, как пройдёт десять периодов полураспада основного загрязнителя стронция-90, то есть через 280 лет.

Пустующее здание РЕУРСа

Живописное озеро Бердяниш. Резкое уменьшение антропогенного воздействия - прекращение сельскохозяйственного производства, охоты и рыбной ловли, снижение фактора беспокойства и хорошая кормовая база привели к закономерному увеличению численности многих видов рыб и птиц.

В головной части ВУРСа встречаются ягоды, но есть их нельзя.

Этот столб - отметка центральной оси радиоактивного следа.

Заброшенное мусульманское кладбище выселенного села Бердяниш.

Всё, что осталось от селя Бердяниш. После аварии людей выселили, а дома снесли.

P.S. Фотографии были сделаны в ходе экспедиционных работ сотрудников отдела континентальной радиоэкологии ИЭРиЖ УрО РАН.

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.

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.