Причины уральской катастрофы: попытка реконструкции событий 1957–1958 годов
* * *
Как я уже сказал в первом разделе, мое сообщение об уральской катастрофе и его последующее подтверждение Л. Тумерманом оказались неожиданными для многих экспертов. Однако кто-то что-то знал об этом и раньше, поэтому кроме опровержений появлялись различные объяснения и разъяснения, включая и версию о взрыве реактора. Лондонская газета The Sunday Times 12 декабря 1976 г. поместила статью Бриана Силкока (Bryan Silcock) «Загадка Кыштыма», в которой после изложения моей и Л. Тумермана версий приводится скептический отзыв на версию взрыва, данный экспертом Уотсоном Клелландом, сообщившим, что лично видел некоторые места захоронения реакторных отходов в СССР.
«Однако, – пишет автор статьи, – после сообщения в New Scientist некое подтверждение дошло до Запада из других, но надежных источников. Согласно их данным, отходы захоранивались именно так, как описывал Медведев. Их перегрев превратил почвенные воды в пар, вызвав взрыв, но этот взрыв был меньшей мощности, чем сообщалось. Согласно этим источникам, не было человеческих жертв».
«…Др. Клелланд согласился, что такого рода небольшой взрыв мог произойти именно по такому механизму, но он не смог бы вызвать загрязнение территории в сотни квадратных миль».
Я думаю, что материал предыдущих разделов не оставляет сомнений в том, что загрязнение территории было именно в сотни квадратных миль. В густонаселенной индустриальной местности столь обширное загрязнение, связанное с распространением миллионов кюри, не могло обойтись без человеческих жертв от радиационного поражения, так как облучение людей, находившихся на этой местности, было неизбежным. Достаточно взглянуть на крупномасштабную карту Южного Урала или района между Челябинском и Свердловском, чтобы понять возможные последствия даже самой кратковременной задержки в эвакуации населения.
Кто был «надежным источником» для The Sunday Times, я не знаю и не пытался узнать, так как речь идет, по-видимому, о конфиденциальной информации. Однако после моей первой публикации в ноябре 1976 г. мне пришлось не только провести изложенные выше исследования различных экологических публикаций и ознакомиться с некоторыми данными ЦРУ. Мне еще необходимо было в общем виде изучить проблему захоронения ядерных отходов в историческом аспекте и те аварии, которые происходили в атомной промышленности. Кроме того, появились новые, совершенно неожиданные источники информации о последствиях уральской катастрофы. Все это позволяет мне осуществить попытку реконструкции и самой катастрофы, и ее разнообразных последствий.
Начать следует, однако, с очень краткого обзора некоторых хорошо известных аварий в атомно-ядерной промышленности в Европе и США, по которым имеется достаточно обширная документация.
Аварии на реакторах
Аварии на атомных реакторах и даже взрыв реактора при его неправильной эксплуатации или при сильном землетрясении не являются невозможными. Несколько драматизированное описание потенциального, но не случившегося взрыва реактора, расположенного возле Детройта, можно найти в книге Дж. Г. Фуллера . Полная достоверность всех деталей, изложенных в этой книге, неоднократно подвергалась сомнению, однако и при более реалистическом подходе к этому событию очевидно, что ядерная технология пока еще не свободна от возможностей такого рода катастроф.
Среди описанных в научной литературе наиболее известна авария реактора в Уиндскейле в Англии в октябре 1957 г. О ней упоминается практически во всех публикациях об авариях в ядерной промышленности. Что касается советских источников, то, например, в книге Ф. А. Тихомирова написано, что при аварии в Уиндскейле «было выброшено в атмосферу около 20 000 кюри йода-131, 600 кюри цезия-137, 80 кюри стронция-89 и 2 кюри стронция-90. Образовавшееся радиоактивное облако было прослежено на расстоянии нескольких сотен километров и прошло над территорией многих стран Европы. Загрязнение окружающей местности в Уиндскейле, обусловленное выпадением йода-131 из радиоактивного облака, во много раз превысило допустимые пределы и потребовало специальных мероприятий, направленных на уменьшение облучения местного населения» [. С. 10].
Безусловно, в Англии эта авария 1957 г. долго и тщательно обсуждалась в прессе, и ее причины детально изложены в книгах, где доказывается опасность атомной энергии (см., например, ). Кроме того, для изучения всех аспектов этой аварии подробный отчет специальной правительственной комиссии был представлен парламенту премьер-министром Великобритании в ноябре 1957 г. .
Ни по количеству общей радиоактивности, ни по характеру ее изотопного состава авария в Уиндскейле не может быть аналогом уральской катастрофы. (Только на тех участках территории, с которых брались пробы на определение радиочувствительности водоросли хлореллы, было намного больше Sr90, чем попало в атмосферу во время пожара в Уиндскейле.)
В статье Мартина Риля дается хронология ряда других потенциально опасных аварий реакторов в разных странах (1969, 1970, 1972, 1974 и 1975 гг.), которые хотя и не привели к катастрофам, но были потенциальными их источниками.
Ни одна из всех известных в истории атомной промышленности аварий реактора не может служить аналогом того, что произошло в Челябинской области, если сравнить характер существующего там загрязнения территории с последствиями аварий реакторов.
Последствия испытаний атомных и водородных бомб
Состав радиоактивных изотопов, образующихся при взрыве атомной бомбы, более соответствует характеру уральского загрязнения. Естественно, что местное население Южного Урала в районах, затронутых эвакуацией, распространяло слухи о взрыве бомбы, хотя никто не видел ярких вспышек, да и не было никаких типичных для взрыва бомбы разрушений. Но при отсутствии официальной версии причин катастрофы легенды о взрыве бомбы рождаются и распространяются как наиболее вероятное объяснение произошедшего. Слухи шли, разумеется, о случайном взрыве, так как густонаселенный индустриальный центр ядерной промышленности СССР не мог быть местом проводившихся в 1958 г. испытаний атомного оружия в атмосфере. Между прочим, именно 1957 и 1958 годы были рекордными по числу испытательных взрывов атомного и ядерного оружия в атмосфере: США за эти два года провели 79 взрывов ядерного оружия, СССР – 39 и Великобритания – 12 .
США в районах испытаний атомного оружия, например в окрестностях Маршалловых островов, проводили многочисленные экологические и дозиметрические исследования. Возможно, это же делалось и вокруг атомных полигонов в СССР, однако открытых публикаций об этом не было. Подземные испытания начались в США в 1951 г., а в СССР только в 1961 г. Но все это были запланированные взрывы, не влекущие за собой неприятных неожиданностей. Известно о значительном выбросе радиоактивных материалов на поверхность в результате подземного ядерного испытания на полигоне в штате Невада 6 июля 1962 г. Взрыв на глубине около 250 м (650 футов) ядерного устройства мощностью 100 килотонн образовал на поверхности кратер диаметром 1 200 футов (около 360 м), 90 % выброса радиоактивных загрязнений пришлось на территории в радиусе около 2 500 футов (около 760 м), но остальные 10 % распределились разнеслись по площади в 5 000 кв. миль . В этом районе проводились впоследствии разнообразные радиоэкологические исследования, но вокруг была практически пустыня с бедной растительностью и ограниченным видовым составом животных.
В СССР аналогичный выброс на поверхность радионуклидов при подземном испытании ядерного оружия произошел на атомном полигоне в арктической зоне – на острове Новая Земля. Результаты этого взрыва были тщательно изучены и опубликованы с фотографиями динамики взрыва и образования кратера. Все эти данные изложены в вышедшей не так давно небольшой книге, поскольку его последствия (возможно, что выброс на поверхность был не случайным, а являлся экспериментом) тщательно изучались для оценки целесообразности использования атомных взрывов в мирных целях. Выводы, по заключению экспертов, были отрицательными. Хотя затраты на проведение ядерного взрыва значительно меньше по сравнению с затратами на химические взрывы, последующее загрязнение среды не оправдывает применения ядерных взрывов, так как дезактивация среды обходится намного дороже всех возможных расходов на производство химических взрывчатых веществ той же мощности.
Я видел эту книгу на русском языке, и она, безусловно, известна экспертам в других странах. К сожалению, у меня нет ее точного библиографического описания, но это сравнительно недавняя публикация, в которой точно указано место взрыва и описаны его последствия.
Аварии, связанные с хранением радиоактивных отходов реакторов и заводов по выделению плутония и других веществ из продуктов ядерных реакций
Из скудных сведений по истории советской ядерной программы, изложенных, главным образом, в биографиях научного руководителя и руководителя этой программы академика И. В. Курчатова, умершего в 1960 г. [, ], известно, что первоначальная программа создания атомной бомбы в СССР была основана на производстве плутония. Первые военные реакторы, строившиеся на Урале – в центре советской атомной промышленности, были реакторами для получения плутония. Обычный цикл работ в этом направлении включает определенный срок ядерной реакции урана в реакторе, приводящий к образованию плутония. Плутоний отделяется от остатков урана и других веществ на специальных радиохимических заводах. После выделения плутония остается сложная смесь разнообразных радиоактивных изотопов с очень высокой активностью, которая и создает множество проблем по обеспечению ее надлежащего и безопасного хранения в течение сотен и тысяч лет. От каждой разгрузки реактора по производству плутония остаются миллионы кюри таких концентрированных отходов. Среди них большая часть имеет сравнительно короткие периоды полураспада – минуты, часы, дни. Наибольшую опасность, спустя несколько лет, представляют Sr90 (полураспад 28 лет) и Cs137 (полураспад 30 лет). Газообразные продукты реакций, такие как С14, обычно выбрасываются в атмосферу по ходу всего цикла.
Отходы атомно-ядерной промышленности первоначально существуют в жидком виде, в форме кислых или нейтрализованных растворов. В настоящее время есть методы так называемой солидофикации – перевода жидких отходов в твердые блоки. В 40—50-е годы (а также и в 60-е) большая часть отходов подлежала длительному хранению именно в жидком виде. Поскольку транспортировка концентрированных жидких высокоактивных отходов на большие расстояния представляет огромные трудности и весьма опасна, а объемы таких отходов измеряются миллионами литров, то для их хранения создаются огромные, чаще всего подземные, стальные или железобетонные контейнеры (танки). В США в районе атомного центра в Ханфорде сопутствующие жидкие отходы с меньшей концентрацией радиоактивных изотопов сливались в особые траншеи, в которых только боковые стенки были забетонированы. Грунтовые воды в этом районе находятся на большой глубине (более 100 м), и поэтому почва под траншеями считалась достаточно надежным фиксатором радиоактивных веществ, способным сохранять их в безопасном для окружающей среды состоянии в течение столетий.
Именно в Ханфордском ядерном центре, который был самым крупным промышленным комплексом США по производству плутония в 50-е и 60-е годы, возникли две самые серьезные аварийные ситуации, которые могут служить аналогом и для понимания возможных причин уральской ядерной катастрофы.
Первая авария известна как утечка концентрированных жидких радиоактивных отходов из контейнера 106T (106T Tank Leak). Подробный анализ причин и последствий этой аварии можно найти в ряде публикаций [, ], в отчетах специального слушания в Объединенной комиссии по атомной энергии Конгресса США и в отчете по изучению этой аварии, проведенному Комиссией по атомной энергии США . Ханфордский атомный промышленный центр расположен в штате Вашингтон рядом с г. Ричмонд в пустынной резервации площадью около 570 кв. миль. Он был создан еще в ходе последней мировой войны для производства плутония. В течение 25 лет там работали девять реакторов и было произведено несколько десятков тысяч килограммов плутония. В процессе производства было накоплено более 70 млн галлонов (более 300 млн л) концентрированных жидких отходов. Для того чтобы уменьшить объем жидких отходов, эти растворы подвергались медленному испарению путем обычного высыхания. Образующиеся твердые массы солей помещали в стальные контейнеры для дальнейшего хранения. Однако в 1972 г. в жидкой форме оставалось еще около 40 млн галлонов жидких концентрированных реакторных отходов.
В июне 1973 г. было замечено, что в самом крупном из подземных контейнеров жидких отходов происходит утечка. Сколько времени до этого контейнер терял радиоактивный концентрированный раствор, неизвестно. Жидкость проникала в почву под контейнером и уже распространилась в виде обширного загрязнения на глубину более 40 футов под дном контейнера. К счастью, грунтовые воды в этом месте залегали на глубине 200 футов, поэтому радиоактивность в нее не проникла и не выносилась в близлежащую реку. После обнаружения утечки жидкость из этого контейнера откачали, однако, по расчетам, в почву вытекло около 115 000 галлонов (почти 0,5 млн л), содержавших 40 000 кюри Cs137, 14 000 кюри Sr90 и 4 кюри плутония, а также небольшие количества других изотопов. В ходе расследования этого инцидента выяснилось, что другие контейнеры тоже имели утечки, и за длительный срок (с 1958 г.) в почву под контейнерами вытекло не меньше 0,5 млн кюри. Всего в этой зоне был 151 контейнер для концентрированной жидкой смеси радиоизотопов, сливаемых после выделения плутония. Общий объем радиоактивности в жидкой форме, таким образом, в 1973 г. составлял десятки миллионов кюри.
Если бы утечка такого типа происходила на территории, где грунтовые воды залегают на меньшей глубине, то они быстро бы разнесли загрязнение по большой территории и через определенный срок оно попало бы в почву – через растения и в местные водоемы. Десятки квадратных километров территории с высокой степенью загрязнения могли бы стать источником обширных вторичных загрязнений в результате почвенной эрозии, смерчей и других причин. Подобный тип загрязнения вполне возможен и для районов слива жидких отходов в центрах атомной промышленности Южного Урала. Более того, не исключено, что имеется не один, а несколько районов такого рода загрязнений.
Подобное, по всей вероятности, могло случиться и в Челябинской области, особенно в тех районах, где строились первые большие реакторы для выделения плутония. Об этом я расскажу ниже несколько подробнее. Однако в конце 1957 г. или в начале 1958-го в Челябинской области произошла катастрофа, имевшая более внезапный характер и получившая название Кыштымской. По противоречивым рассказам об этой катастрофе, собранным Львом Тумерманом и зафиксированным в архивах ЦРУ, а также по двум свидетельским показаниям (о них я скажу ниже), прозвучавшим в телевизионной программе «Мир в действии» (подготовленной британской телекомпанией Granada) 7 ноября 1977 г., в районе Кыштыма произошел взрыв подземного хранилища отходов атомной промышленности.
Сходная по внешней картине катастрофа могла произойти в той же Ханфордской резервации, но не в районе контейнеров для высокоактивных жидких отходов, а в одной из траншей, куда сливались менее активные жидкие отходы. Объемы жидкостей с меньшей концентрацией радиоактивных изотопов были намного большими. Хранение, возможно, тысяч миллионов литров этих жидкостей потребовало бы слишком больших контейнеров и представляло бы очень дорогой способ ликвидации отходов. Поэтому для этих растворов был разработан более простой и дешевый способ: через почвенное дно траншей они просто впитывались в сухую почву. Так как грунтовые воды в этом районе расположены очень глубоко, то считалось, что почва создает достаточную защиту для неподвижного, фиксированного, хранения всей этой радиоактивности. Однако процессы, происходившие в почве в течение многих лет, создали неожиданную ситуацию в одной из больших траншей.
Как видно из состава изотопов в отходах, сливавшихся в танки для концентрированных растворов, плутоний был в них в относительно небольшом количестве, при расчете на кюри. Однако у плутония период полураспада составляет 24 тыс. лет, и поэтому в весовых единицах 4 кюри плутония – уже достаточно серьезная весовая величина. Но этого еще недостаточно для возможного взрыва, тем более что плутоний в данном случае распылен внутри большой массы почвы. А откуда вообще здесь плутоний, если радиоактивные смеси сбрасываются в отходы после выделения плутония на специальных заводах? Выделение плутония является главной целью всего производства, и стоимость производства одного килограмма плутония в США равна 20–30 тыс. долларов. Однако процессы выделения плутония из сложной смеси разнообразных изотопов не настолько совершенны, чтобы выделить все 100 %. Поэтому часть плутония (в США около 0, 5 %) попадает в отходы.
Плутоний присутствовал и среди изотопов, сливавшихся в менее концентрированном виде в траншеи без бетонного дна. Предполагалось, что плутоний, как плохо растворимая смесь, будет выпадать в осадок, адсорбироваться почвой в большом объеме под траншеей и переходить в нерастворимое состояние. Так и происходило, но в значительно более тонком слое почвы под траншеей, чем это можно было предположить вначале. Процесс адсорбции радиоактивной смеси шел в сухой почве по принципу колоночной (или ионообменной) хроматографии (в 1943–1944 гг. колоночная хроматография еще не была известна). Разные вещества делились почвой по их свойствам и молекулярному весу, и плутоний адсорбировался и накапливался в сравнительно тонком верхнем слое почвы, а не распределялся по всему объему равномерно. За много лет в одной из таких траншей (Z-9) недалеко от поверхности почвенного дна траншеи накопилось около 100 кг плутония – такого количества достаточно для производства почти ста атомных бомб небольшой мощности, равной мощности бомб, которые были сброшены в Японии в 1945 г. В траншее Z-9 плутоний был связан в объеме почвы около 1 800 кубических футов. Согласно официальному отчету Комиссии по атомной энергии США (известному как отчет WASH-1520 ), изучавшей эту проблему и рекомендовавшей удаление с помощью специального оборудования слоя почвы, обогащенного плутонием, могут создаться условия, при которых столь высокая концентрация плутония в почве станет началом цепной ядерной реакции, способной привести к взрыву. Реакция могла начаться, когда обогащенная плутонием почва увлажнилась бы от проникшей в нее воды и начала действовать как замедлитель нейтронов. В этом случае быстрый разогрев воды превращает ее в пар и от давления пара происходит взрыв, который выбрасывает радиоактивную почву на поверхность. Один из членов групп, проводивших исследование траншеи Z-9, определил такую возможность как взрыв по типу грязевого вулкана (mud-vulcano type explosion).
Для характеристики условий, которые могли привести к подобному взрыву, я предпочитаю привести здесь отрывок из резюме официального отчета, представленного Комиссией по атомной энергии Конгрессу США .
По ее расчетам, оборудование траншей должно было стоить около 2 млн долларов, которые и были выделены для этих работ. При этом предполагалось повторно выделить плутоний из почвы под траншеями —100 кг плутония имеют коммерческую стоимость более 3 млн долларов. Однако такая работа не проводилась, и вынутая из траншеи почва была перезахоронена в каком-то другом месте.
Всего в районе Ханфорда одиннадцать траншей такого типа, но в других десяти не создалось критической ситуации, так как, по подсчетам экспертов, на них всех приходится около 200 кг плутония. Каждый год с момента с создания этого атомного комплекса в траншеи, таким образом, сливалось несколько миллионов галлонов жидких отходов.
В разных публикациях об опасных последствиях возможного взрыва в траншее Z-9 приводятся неодинаковые прогнозы. Если ряд экспертов считали, что взрыв по типу грязевого вулкана выбросит большие массы радиоактивности в воздух [, ], то британский эксперт Джон Хилл, отвечая на письмо Л. Тумермана, утверждал, что выброс активности мог быть не на большую высоту и не способен был вынести загрязнения за пределы данной траншеи. Безусловно, однако, что реальные последствия такой аварии, если бы она произошла, нельзя предсказать заранее. Все определяется условиями момента. Сильный ветер или внезапный снежный буран могли бы довести возможный взрыв до масштабов экологической катастрофы.
Как мог возникнуть взрыв хранилища отходов в Челябинской области: попытка реконструкции
В 1947 г., когда на Урале именно в районе Кыштыма был построен и введен в действие первый большой военный реактор для производства плутония, технология выделения плутония была еще не ясна – в реактор загрузили весь уран, который в то время имелся в СССР . Несколькими месяцами раньше вблизи Москвы И. В. Курчатов испытывал первый небольшой экспериментальный реактор по производству плутония, и когда заработал большой реактор, методы выделения плутония только разрабатывались именно на продуктах подмосковного реактора. Первые методы, разработанные Г. Н. Яковлевым, были еще несовершенны и не обеспечивали полного выделения плутония.
Метод более полного выделения плутония был разработан Б. А. Никитиным и А. П. Ратнером в Радиевом институте. Он и был положен в основу промышленного выделения плутония на построенном недалеко от промышленного реактора комбинате «Маяк» [. С. 68]. Этот метод предусматривал растворение стержней из реактора с первоначальным ураном в азотной кислоте. Я не знаю всех тонкостей технологии, но думаю, что процесс выделения азотнокислого плутония был связан с кристаллизацией этой соли. При кристаллизации достаточно много азотнокислого плутониевого раствора остается в жидком виде – так называемый маточный раствор. Этот маточный насыщенный раствор может быть использован повторно. Но многократная кристаллизация из одного и того же раствора, в который добавляются новые порции растворенных стержней реактора, невозможна, так как в составе смеси в реакторе есть десятки других веществ, концентрация которых также увеличивается и будет влиять на чистоту выделения плутония.
В 1947 и 1948 гг. срочность работ была столь велика, что отрабатывать технологию до мелочей, безусловно, не было времени – требовалось быстро получить чистый плутоний на несколько бомб. Первый взрыв обязательно надо было произвести в 1949 г., до торжественного события – 70-летия Сталина в декабре 1949 г. С этой задачей коллектив И. В. Курчатова справился успешно, взрыв был произведен в сентябре 1949 г.
Однако методы хранения отходов от производства плутония разрабатывались параллельно, на ходу. В 1948–1949 гг., безусловно, еще не было ясности в том, где и как хранить всю радиоактивную массу, остающуюся от атомного производства. Постройка больших стальных контейнеров или создание траншей из железобетона считались наиболее подходящим решением проблемы. Контейнеры были подземными или с верхней частью на уровне земли. Судя по некоторым другим сооружениям такого рода вблизи ядерно-энергетического и радиохимического центров в Обнинске (там создание полупроизводственных институтов для испытания реакторов меньшего размера началось в 1946 г., и они, по обычаю тех времен, были полуинститутами-полутюрьмами – многие работы вели заключенные), я могу допустить, что массивные хранилища отходов строились в лесных местностях. Уже тогда США вели воздушную разведку основных районов Урала, а лесные массивы считались достаточно надежной маскировкой.
Вполне возможно, что до 1953–1954 гг. все основные элементы производства атомных бомб и соответствующие хранилища отходов были сосредоточены в одном центре, а именно к востоку от Кыштыма. Однако Хрущев сильно расширил производство атомного оружия и программу испытаний различных видов бомб и боеголовок. Кроме того, он был одержим манией децентрализации и считал, что все важные стратегические объекты следует рассредоточивать в разных, удаленных друг от друга местах. Возможно, что в этот период началось рассредоточение атомных объектов и на Урале, что было связано с перевозками высококонцентрированных отходов на большие расстояния. Хрущев ввел также метод сборных блочных железобетонных конструкций вместо отлитых по формам. Если такой метод был применен и при постройке контейнеров, то это могло вести ко многим утечкам концентрированных радиоактивных растворов. Я не исключаю и процесса осаждения плутония в контейнерах или фильтрации его через бетон и накопления под контейнерами, как в Ханфорде в траншее Z-9. И снега в Челябинской области больше, чем в Ханфорде, и грунтовые воды ближе к поверхности земли. То, что было только отдаленной возможностью в Ханфорде, могло стать реальностью в районе Кыштыма. Зимой, в случае снежного бурана, поверхностный выброс концентрированных растворов сразу разнесет радиоактивность на огромные расстояния. Кроме того, верхний слой почвы промерзает там на полметра, и нужно создать большее давление снизу, чтобы пробить ледяной пласт. Весной, когда в лесу еще нет листьев на деревьях, это же может произойти и в результате поверхностной почвенной эрозии. При обсуждении моей первой статьи в New Scientist британский физик профессор Фремлин (J. H. Fremlin) из отдела прикладной радиоактивности Университета в Бирмингеме заявил, что никакого взрыва быть не могло, так как в СССР в 1958 г. был только один реактор. Этот вздор был напечатан в газете Christian Science Monitor 12 января 1977 г. как аргумент. В действительности даже из малоинформативных официальных биографий Курчатова [, ] можно видеть, что в 1957 г. СССР стал уже экспортером реакторов и ввел в эксплуатацию реакторы в Румынии, Чехословакии, ГДР, Польше, Китае, Венгрии и Болгарии [. С. 181]. С 1954 г. в Обнинске работала первая в мире небольшая атомная электростанция. Реакторы были построены недалеко от Ленинграда, в Средней Азии, в Грузии. Однако заводы (судя по всему, два) по производству плутония были, по-видимому, пока только на Урале, и туда должны были доставлять использованное горючее из разных реакторов и сохранять его в той или иной форме. Я не исключаю, что взрыв мог произойти в местах хранения этого еще более опасного реакторного материала, содержавшего большие количества плутония. В первоначальной спешке 1947–1949 гг. с этим материалом, очевидно, действовали быстро. Впоследствии можно было уже выдерживать его около года, для того чтобы произошел распад короткоживущих изотопов, что, безусловно, облегчало химические работы по более полному выделению плутония. Когда в работе Ю. Д. Корсакова с соавторами моделировался случай распространения ядерных отходов, связанный с разносом радиоактивности по обширным территориям (авторы утверждают, что в их опытах концентрация разноса была лишь 1 кюри на квадратный километр), то ставилась задача создать именно аналогию аварии на установке по переработке долгоживущих продуктов деления урана, выдержанных в течение 200–350 дней после извлечения из реактора.
В одном из документов ЦРУ, уже цитированном в предыдущей главе при обсуждении гипотезы The Washington Post о роли землетрясения в повреждении контейнера с радиоактивными отходами, один из экспертов ЦРУ отметил, что вопрос о том, как хранятся в СССР высокоактивные отходы, оставался секретным и никогда не обсуждался советскими учеными на международных конференциях, на других совещаниях или в печати. Русские, по его словам, готовы были обсуждать лишь методы ликвидации отходов средней и низкой активности.
Следует отметить, что и такие отходы требуют особого внимания и не относятся к категории безопасных. В Ханфорде в траншеях, в которых накопилось сотни килограммов плутония, подвергались ликвидации именно отходы с низкой и средней активностью. Однако избирательная адсорбция различных изотопов на разных уровнях отделяла радиоактивный материал от воды и превращала радиоактивный материал опять в высококонцентрированный продукт.
Однако в недавнем номере журнала New Scientist Борис Белицкий, научный корреспондент Московского радио, опубликовал две статьи, где он описывает различные методы, которые используются в СССР для ликвидации и захоронения не только средне– и низкоактивных отходов, но и высокоактивных. Первая статья была опубликована в феврале 1976 г. , вторая – в апреле 1977-го , то есть уже после моей первой статьи в том же журнале и свидетельств Льва Тумермана.
Комментируя эти статьи, я, безусловно, не собираюсь высказывать суждения об опасности современных методов дезактивации, разработанных в СССР и других странах в относительно недавнее время, например методы солидификации и битумизации жидких отходов. Эти методы применяются далеко не везде и не имеют отношения к обсуждаемой здесь проблеме. Касаясь разделения отходов по активности, принятого в СССР, отходами низкого уровня считаются жидкости, содержащие меньше 10-5 кюри/л, отходами среднего уровня – жидкости с активностью от 10-5 до 1 кюри/л. В отходах высокого уровня активность превышает 1 кюри/л.
Детали ликвидации отходов высокой активности даны в первой статье Белицкого очень обобщенно: «Один из методов ликвидации высокоактивных отходов в Советском Союзе состоит в захоронении их в специальных контейнерах в глубоких шахтах. Поверхность этих шахт покрыта нержавеющей сталью и специальным бетоном. Особые меры принимаются для того, чтобы в эти шахты не могла попасть вода» [. С. 437].
При описании способов захоронения отходов низкого и среднего уровней Белицкий сообщает, что в Ульяновской области, где имеются ядерно-энергетические установки, уже более 700 000 т жидких отходов, образовавшихся в течение 10 лет, под давлением закачивались в глубокие пористые геологические формации на глубине до 1 400 м. Эти пористые формации изолированы по бокам водонепроницаемыми породами, а от верхних водоносных слоев – многими слоями водонепроницаемой глины. По данным наблюдений, из этих геологических резервуаров не было миграции радиоизотопов. Таким образом ликвидировались, однако, по словам Белицкого, лишь низко– и среднеактивные отходы.
Все эти методы можно рассматривать как современные. Вполне возможно, что при всей опасности той или иной утечки радиоактивности вероятность взрыва в подобных случаях исключается. Однако, возвращаясь к условиям первого военного центра атомной промышленности в районе Кыштыма, можно с весьма достаточной степенью вероятности предположить, что урановые блоки из реактора в первые годы производства плутония не выдерживали долго и при постоянном охлаждении (иногда до года, как это делается сейчас), для этого не было времени.
Из упомянутых книг о Курчатове известно, что загрузка первого военного реактора была произведена только в начале 1948 г. Курчатов приехал на строительную площадку осенью 1947 г. , когда монтаж реактора еще продолжался. «В течение всего монтажа Курчатов ежедневно приходил на объект, внимательно следил за ходом работы… на месте принимал решения… Не обошлось без происшествий…»
Далее описывается, как в здании, где находился реактор, был обнаружен бор – элемент, который не должен был загрязнять графит. Обследование показало, что бор входил в состав линолеума на полу здания. Его пришлось снять. После окончания основного монтажа началась закладка графита. «Закончили кладку графита – наступил самый ответственный момент монтажа – загрузка урана. Тогда Курчатов своим примером увлек Ванникова опускать урановые блочки в каналы, заставляя физиков все время контролировать нейтронный фон, чтобы постоянно знать, не близок ли котел к разгону». Автор отмечает, что пуск котла был сложной задачей и «не все шло гладко» (следует понимать, что были и аварии). «А Правительство все время запрашивало о ходе работ» [. С. 71].
Если даже допустить, что все работы шли в три смены, не прекращаясь, то все равно получается, что со дня приезда Курчатова на объект до пуска котла на полную мощность прошло несколько месяцев. Поэтому наиболее вероятно, что запуск реактора был произведен весной 1948 г.
«По мере работы котла на мощности возникали неожиданные явления коррозии, радиационного распухания урана и графита и другие неведомые раньше процессы. В первый котел был загружен весь имевшийся в стране металлический уран. На его строительство были затрачены огромные средства. От Курчатова зависело, получит ли страна плутоний в намеченный срок или произойдет задержка».
К этому времени уже тысячи рабочих разных специальностей осваивали новые технологические процессы производства плутония и выделения урана с массой 235. «В этот сложнейший период жизни в августе 1948 г. Курчатов становится членом Коммунистической партии Советского Союза» .
Далее в книге нет важных дат, кроме даты испытания первой атомной бомбы в сентябре 1949 г.
Если котел накапливал плутоний 7–8 месяцев (обычный цикл – год), то разгрузка котла и выемка урановых блоков с плутонием началась в самом конце 1948 г. или в начале 1949-го. Ждать охлаждения блоков 200–300 дней, конечно, было некогда. Психологически никто не был к этому подготовлен. Да и по срокам видно, что выделение плутония началось сразу после разгрузки котла. Поскольку этому выделению предшествует растворение в азотной кислоте, то после выделения плутония на заводе скапливались миллионы литров высокоактивной кислоты (по-видимому, подвергавшейся нейтрализации с образованием нитратов). Эту высокоактивную и, безусловно, горячую смесь из концентрированных нитратов сливали в контейнеры где-то не очень далеко – для транспортировки жидких отходов еще не могло быть надежных средств. Все проблемы ядерной технологии послеплутониевого цикла еще только возникали. С расширением производства (по данным биографов Курчатова, новые реакторы проектировались сразу после успешного запуска первого большого реактора) новые реакторы строились, несомненно, вокруг химического завода по производству плутония. В этом районе возникал такого же типа комплекс из нескольких реакторов, какой существовал и в США в районе Ханфорда. Уже в 1949 г. в СССР начали проектировать водородную бомбу. Потребность в плутонии возрастала. Поэтому циклы выделения плутония в первые годы проводились, безусловно, без длительной выдержки урановых блоков под водным охлаждением.
Современные контейнеры для высокоактивных отходов строятся с двойными и тройными стенками, между которыми циркулирует вода, а наружные стены покрываются еще и толстым слоем бетона. Для создания таких сооружений в 1948–1950 гг. в зоне Кыштыма (п/я 40) советские руководители атомного проекта, безусловно, еще не были готовы.
Пока бесполезно фантазировать, каков был в действительности механизм взрыва зимой 1957–1958 гг. Это мог быть взрыв по тому типу, который оказался реальной угрозой в Ханфорде через 20 лет после начала атомного производства (термальный разогрев избирательно адсорбированного остаточного плутония от цепной (критической) реакции, начавшейся при взаимодействии плутония с водой). Это мог быть взрыв недостаточно охлаждаемого контейнера, в котором, возможно, была лишь одна система охлаждения (а может, не было никакой), и она вышла из строя по той или иной причине. Жидкая концентрированная смесь после выделения плутония дает очень большое количество тепла, особенно в первый год – 60 кВт на тонну в первые месяцы, 16 кВт на тонну через год и более 2 кВт на тонну через 10 лет . Такое количество тепла может создавать большие давления и взрывоопасные ситуации.
Некоторые специалисты отмечали, что, по приводимым мною данным в статье в New Scientist от 30 июня 1977 г., при произошедшем разбросе радиоактивности в зоне Кыштыма было слишком много стронция-90, по-видимому десятки миллионов кюри. По мнению скептиков, такое количество стронция не могло быть накоплено в этом районе в составе отходов. Такой скептицизм, однако, ничем не обоснован. Среди свежих продуктов реактора на долю стронция приходится от 4 до 5,7 % всех радиоактивных изотопов. По американским источникам, в местах захоронения ядерных отходов в Ханфорде в 1976 г. было 114·106 кюри Sr90, а в другом центре атомного производства (Savannah River Plant)) 150 000 000 кюри! Оба показателя относятся к местам хранения отходов высокого уровня . При этом в Ханфорде Sr90 и Cs137 в сумме было 360·106 кюри, а в Savannah River Plant только 210·106 кюри, так как там, видимо, цезий независимо выделялся при процессах химического выделения плутония. Поэтому и в местах сброса ядерных отходов в районе Кыштыма можно было ожидать накопления десятков миллионов кюри стронция в высококонцентрированной форме. По данным Х. М. Паркера , в СССР не только средние и низкоактивные жидкие отходы, но и высокоактивные закачиваются под давлением в «разрешенные» геологические формации, и в результате высокого давления таких инъекций они являются крайне небезопасными.
Существовал ли подобный метод в 1956–1957 гг., сказать трудно. Я думаю, что нет, так как в этом случае он не применялся бы в настоящее время – уральская катастрофа должна была бы дать урок осторожности на будущее.
Для того чтобы строить гипотезы о причинах взрыва, действительно нужна научная фантазия – во всяком случае, до тех пор, пока реальная картина этой катастрофы не будет описана теми, кто непосредственно участвовал в создании советского атомно-ядерного комплекса. Но то, что сам взрыв с загрязнением обширной территории действительно произошел и был связан именно с неправильным хранением отходов реакторов, – в этом не может быть сомнений.
О человеческих жертвах
О жертвах среди населения в результате уральской ядерной катастрофы пока нет ни цифр, ни точных сведений. Даже в случае землетрясений в СССР число жертв никогда не сообщается. Это относится и к тем землетрясениям, которые произошли около 30 лет назад. В новом издании Большой советской энциклопедии из статьи «Землетрясения» можно узнать лишь, что землетрясение в октябре 1948 г. в Ашхабаде находится в ряду самых сильных в истории человечества. Указывается, что Ашхабад – столица республики – был полностью разрушен. Землетрясение произошло в 4 часа утра, когда все жители еще спали. Известно, что население Ашхабада в 1948 г. составляло около 200 тысяч человек. При описаниях крупных землетрясений в других странах (в Японии, Китае, США, Турции и т. д.) дается и число жертв, а по Ашхабаду это пока еще государственная тайна. Тайной является и число жертв на шахтах, на железных и шоссейных дорогах, в воздухе при авариях пассажирских самолетов Аэрофлота. Атомные аварии – не исключение.
Но, говоря об уральской катастрофе, следует учитывать, что она произошла в густонаселенной местности и захватила обширные территории. Эвакуация производилась с опозданием, эвакуировано было много тысяч человек. Из известных мне деятелей медицины двое, профессор Г. Д. Байсоголов, работавший в Челябинской области, а в 1965 г. назначенный заместителем директора Института радиологии в Обнинске, а также заместитель министра здравоохранения А. И. Бурназян, получили Ленинские премии за разработку эффективных методов лечения лучевой болезни. Об этой коллективной премии не сообщалось в печати. Очевидно, в группе лауреатов были и другие ученые и медицинские работники. Ленинская премия могла быть дана заместителю министра, то есть чиновнику, только за какие-то очень важные для страны достижения в области медицины. Это наводит на мысль, что награда связана не с лучевой болезнью вообще, а с возникшими острыми ее формами. Когда речь идет о жертвах облучения, внешнего или внутреннего, это не значит, что смерть людей была мгновенной. Она оттягивается на недели, месяцы и годы. Лучевая болезнь передается в форме мутации и аномалий и в следующее поколение или поколения. Расчет жертв может быть только статистический, но не исключено, что он никогда не будет сделан. Никто в СССР не знает, например, процента хромосомных аномалий у людей в районах концентрации атомной промышленности, так как исследования такого рода в СССР не просто секретны, они запрещены. Сравнения смертности по областям от рака секретны, как секретны в СССР вообще данные по относительной смертности от разных причин.
Потому и приходится ориентироваться лишь на слухи и догадки – при этом возможны и преувеличения. Но если истинная картина скрывается даже от специалистов, то нельзя осуждать тех, кто старается узнать истину по вторичным и косвенным данным. Помимо свидетельств, собранных в уже цитированных показаниях ряда информаторов ЦРУ, о большом числе жертв кыштымского взрыва и о переполненных госпиталях в Челябинской и Свердловской областях и через год, и через два после катастрофы, недавно появилось дополнительное независимое свидетельство. Британская телевизионная компания Granada (существовала до 1968 г.), готовя передачу о кыштымском взрыве, сумела найти среди недавних эмигрантов, прибывших из СССР в Израиль, двух свидетелей, проживавших в районах Южного и Среднего Урала. Их показания были переданы 7 ноября 1977 г. в следующем виде (дан английский перевод по сценарию):
«В последние годы источником новой информации о России стал Израиль. Однако среди многих тысяч русских евреев, которым разрешили эмигрировать, лишь небольшое число приехало в Израиль из Свердловской области. “Русский мир в действии” сумел найти двух таких эмигрантов для интервью. Поскольку они имели родственников в СССР, то они согласились на беседу с условием, что их имена не будут раскрыты.
Свидетель “номер один” выехал из Свердловской области в начале 1970-х. Приводим его заявление:
“Я жил в деревне Копейск, недалеко от Челябинска. В 1948 году в Копейск приехало много новых людей, которых выселяли из закрытой зоны, созданной в районе города Кыштыма. Распространялись слухи о том, что зона вокруг Кыштыма освобождается от населения в связи со строительством там секретного военного завода. Мы узнали, что этот завод получил название Челябинск-40. В 1954 году я переехал в Свердловск, где начал учебу в Технологическом институте. По выходным дням я иногда ездил в Копейск, чтобы навестить моих родителей. Я обычно ехал автобусом, поездом или на попутных машинах, и дорога обычно проходила через район, близкий к Кыштыму. Это был зеленый и очень плодородный район с большим числом деревень.
В конце 1957 года стали распространяться слухи о том, что в Челябинске-40 произошла очень большая авария, ядерный взрыв, вызванный неправильным хранением радиоактивных отходов атомного предприятия. Вскоре после этого дорога между Свердловском и Копейском была закрыта. Я не мог посещать моих родителей почти целый год.
В течение этого года я также разговаривал с некоторыми друзьями, которые были врачами. Однажды я был в больнице по поводу небольшой операции. Один из моих друзей, врач, сказал мне, что большинство лежащих в больнице являются жертвами кыштымской катастрофы. Он сказал, что и другие больницы Свердловска переполнены жертвами этой катастрофы. Жертвы этой аварии заполняли не только больницы Свердловска, но и Челябинска. Это большие больницы с сотнями коек. Доктора сказали мне, что больные страдали от радиоактивных загрязнений. Пострадали тысячи людей, и некоторые из них умерли”.
Свидетель “номер два” приехал в Кыштым в 1967 году для работ по реконструкции города. Хотя большая часть радиоактивности была разнесена ветром к востоку от Кыштыма, жители этого района не избавились от последствий радиоактивных загрязнений через несколько лет после аварии. Последствия аварии не исчезли и через десять лет.
Свидетель “номер два”, в настоящее время медицинская сестра в Израиле, сказала, что последствия аварии состояли не в каких-либо разрушениях, а в радиоактивности, в загрязнении лесов и полей. Если они покупали продукты на рынке или шли в лес за грибами, то нужно было проверять продукты дозиметрами радиации. В это время свидетельница обнаружила свою беременность. Врачи посоветовали ей сделать аборт, так как они беспокоились, что из-за повышенной радиации ребенок может родиться с аномалиями».
Из комментария телепрограммы:
«Свидетели отметили еще один заметный эффект аварии. В сельской местности можно было обнаружить огражденные участки, в которых были горы земли. Верхний слой почвы, наиболее загрязненный радиоактивными продуктами, сгребался бульдозерами в кучи, и вокруг этих куч делались ограждения. На этих кучах земли тоже росли растения, но они имели очень необычные размеры и формы. Среди местных жителей эти кучи назывались “земляные могильники”».
В этих двух свидетельствах есть ряд указаний на их несомненную достоверность. Они не находятся в прямой связи с материалами ЦРУ. Между тем и в них говорится об адресе атомно-индустриального центра как «Челябинск п/я 40»; «п/я № …» – это обычное в СССР обозначение секретных объектов. Даже Научно-исследовательский институт ядерной энергии в Обнинске был «почтовым ящиком № …» до 1958 г., когда город Обнинск стал официально существовать как географическая единица. До этого он назывался Малоярославец-10 (по названию ближайшего города).
Удаление бульдозерами самого верхнего, наиболее загрязненного слоя почвы – обычная процедура так называемой дезактивации. То, что эти массы выбранной с поверхности земли все еще не были перезахоронены где-то в другом месте, а просто огорожены, свидетельствует о больших объемах сверхзагрязненной почвы (очевидно, на таких участках и ставились наблюдения за поведением хлореллы). Копейск – это небольшой город примерно в 15 км к востоку от Челябинска. То, что один из свидетелей говорит о выселении жителей из Кыштыма в связи с расположением там атомных объектов, вполне вероятно. Проект был срочным, и нужно было освободить дома и квартиры для обширного штата экспертов и строителей. Перемещение сюда двенадцати так называемых исправительно-трудовых лагерей не ликвидировало потребность в жилых помещениях для свободного персонала. Силами одних только заключенных можно было выполнять лишь самую тяжелую и опасную часть работ. Проектирование, испытание, разработка методов и т. д. – все это делалось тысячами других, свободных специалистов и экспертов. По данным переписей и энциклопедий, почти во всех городах Урала население с 1939 по 1958 г. возросло в два раза и более. В Кыштыме, по разным изданиям советских энциклопедий, в 1926 г. было 16 000 жителей, в 1936-м – 38 400, в 1958-м – 32 000, в 1970-м – 36 000 чел. Для индустриального уральского города, расположенного в действительно живописной местности, снижение населения с 38 400 в 1936 г. до 36 000 в 1970 г. является явлением уникальным.
В Свердловске за этот же период население увеличилось с 390 000 до 1 025 000 – более чем в два раза.
Когда упомянутые выше свидетели говорят о деревнях, расположенных в этом районе через каждые 20–30 км, то это не совсем точный перевод русского слова «поселок». Деревня в СССР означает небольшое сельскохозяйственное поселение, обычно центр колхоза или совхоза. Поселок – это небольшой населенный пункт городского типа, построенный вокруг того или иного завода. На индустриальном Урале действительно небольшие промышленные городки Касли, Новогородний, Карабаш, Каслинское и другие расположены между Свердловском и Челябинском на расстоянии 15–20 км друг от друга. В каждом таком городке от 15 до 30 тысяч жителей. Всего в зоне загрязнения до 1958 г. проживало, видимо, около 200 000 человек. Индустриальные городки были затем дезактивированы и покрыты новыми слоями асфальта. Деревни же, где жители занимались сельским хозяйством, остаются разрушенными до настоящего времени.
Я специально оставляю эту книгу без главы «Заключение». Нет сомнения в том, что уральская ядерная катастрофа была крупнейшей трагедией, самой большой в мире аварией в ядерной промышленности. Она создала и самую большую в мире загрязненную радиоактивностью экологическую зону, которая не исчезнет и через сто лет. Когда люди снова начнут жить в этом районе – предсказать трудно. Но я надеюсь, что настанет время, когда сохранять подобные тайны не будет необходимости и рядом с Кыштымом будут воздвигнуты памятники и заключенным, которые погибли при строительстве этого комплекса военной промышленности, и жертвам кыштымской катастрофы, которые погибли позднее. Одного только памятника Игорю Курчатову, воздвигнутого в Москве на площади Курчатова, напротив института, в котором проектировался Кыштымский атомный комплекс, безусловно, недостаточно, чтобы сохранять в памяти народа и достижения, и трагедию людей, заложивших в Кыштыме основы ядерной мощи Советского Союза.
Февраль 1978 г.