Причина взрыва: официальная версия
До марта 1990 г. существовала только сверхкраткая официальная версия о причинах взрыва хранилища отходов. Она была изложена в бюллетене от 30 июня и в докладе Б. В. Никипелова для МАГАТЭ. Эта версия ограничивалась одной фразой: «В результате выхода из строя системы охлаждения бетонной емкости с нитратно-ацетатными высокоактивными отходами произошел химический взрыв отходов». Некоторые дополнительные сведения о причинах взрыва были изложены заместителем председателя Государственного комитета по использованию атомной энергии СССР Е. И. Микериным в его объяснениях, данных группе американских конгрессменов и журналистов, посетивших район Кыштыма в начале июля 1989 г. Микерин в 1957 г. работал в Кыштыме начальником одного из цехов на комбинате, производящем плутоний, и поэтому оказался свидетелем взрыва и участником работ после аварии. Объяснения Микерина были воспроизведены в газете Washington Post от 10 июля 1989 г. Учитывая положение Микерина как одного из руководителей отрасли, его точка зрения тоже воспринималась как официальная: «Радиоактивные отходы накапливались в серии контейнеров из нержавеющей стали и бетона, расположенных примерно в одной миле от комбината по выработке плутония. Для охлаждения контейнеров использовались трубки с циркулирующей водой, проходившие по внутренней стенке контейнера. В какой-то период в 1956 г. охлаждающие трубки в одном из контейнеров стали подтекать и были отключены… Проведенные расчеты показали, что, несмотря на отсутствие охлаждения, радиоактивные отходы находятся в стабильном состоянии… В результате прошло больше года без каких-либо попыток исправить повреждение системы охлаждения. В этот период отходы стали высыхать в результате индуцируемого ими тепла. Сильновзрывчатые нитратные и ацетатные соли собирались на поверхности… Случайно контрольное приспособление в контейнере дало искру, от которой произошла детонация солей, и произошедший взрыв полностью разрушил и контейнер, и все его содержимое».
По существу, аналогичная версия была воспроизведена в газете «Правда» в очерке ее научного обозревателя В. Губарева «Ядерный след» (25 августа 1989 г.):
«Их называли “банки вечного хранения”. В огромную бетонную емкость (толщина стенок около полутора метров) помещалась “кастрюля” из нержавеющей стали. Специальная система вентиляции и охлаждения действовала автоматически.
Здесь хранились отходы ядерного производства.
Уже год действовала эта банка. Несколько раз в день появлялась контрольная бригада. В тот день инженеры ничего необычного не заметили, правда, стенки у одной из банок были теплыми…
Банки выполняли свою роль, они надежно хранили радиоактивные отходы – и об этом свидетельствовал радиометрический контроль: фон на площадке не повышался…
Если бы была возможность заглянуть внутрь!
В одной из банок отказало охлаждение, началось “усыхание” раствора. Выпадал осадок, в нем медленно поднималась температура. Осадок становился плотнее, уровень жидкости понижался… На дне банки образовалась взрывная смесь, по сути – тот самый порох…
Взрыв был настолько мощным, что бетонную метровой толщины крышку выбросило, как перышко. 90 процентов активности выплеснулось на площадку, а десять процентов рванулось вверх».
Механизм аварии, представленный в указанных выше сценариях, увы, маловероятен по причинам, которых я и коснусь. Радиоизотопный состав выброшенных отходов, приведенный в таблицах советских отчетов в МАГАТЭ, свидетельствовал о том, что это была сравнительно свежая смесь и что с момента удаления топливной сборки из реактора прошло не больше 200 дней (это легко рассчитывалось по соотношению короткоживущих и долгоживущих радионуклидов). За 200 дней жидкий раствор в закрытой «банке» еще не мог высохнуть и образовать «порох». В докладе Б. В. Никипелова на слушании в Верховном Совете было сказано, что после отказа системы охлаждения произошла усушка раствора с 300 кубометров до 70–80 т высокоактивных в момент взрыва отходов. Однако практически невозможно представить, чтобы за содержанием отходов в аварийном контейнере в течение года не велось никаких наблюдений и не было сделано попыток разбавить высыхающую смесь, как это обычно делается в случае отказа систем охлаждения, что случалось и в США, и в Великобритании (в Великобритании, к примеру, при отказе системы охлаждения внутри контейнера его содержимое перекачивается в особый резервный контейнер).
Ранее мне было известно, что в Кыштыме произошел выброс жидких отходов, своего рода выплеск раствора. Это подтверждалось рассекреченным и изданным в 1990 г. подробным отчетом под редакцией А. И. Бурназяна. Описание взрыва, хотя и очень краткое, не оставляет на этот счет никаких сомнений:
«В результате технической неисправности произошел выброс радиоактивных веществ из хранилища отходов в атмосферу.
Радиоактивные вещества в виде жидкой пульпы в объеме 250 м3 были подняты на высоту 1–2 км и образовали радиоактивное облако, состоящее из жидких и твердых аэрозолей. Радиоактивные вещества в этих аэрозолях находились в хорошо растворимых соединениях – нитратах. Радиоактивное облако под действием ветра распространялось в северо-восточном направлении, образуя радиоактивный след в результате выпадения аэрозолей».
Я полагал, что на семинаре Ядерного общества СССР эти проблемы можно будет обсудить и наконец понять, что же действительно произошло 29 сентября 1957 г. К сожалению, механизм самой аварии на семинаре не обсуждался, а представители Министерства атомной энергетики или радиохимического комбината «Маяк», которым можно было бы задать вопросы, на семинаре просто-напросто отсутствовали. Перед началом семинара участникам все же показали видеофильм о кыштымском взрыве. В этом двадцатиминутном фильме главное внимание было уделено работам экологического заповедника, попыткам дезактивации почвы и возвращения ее в сельскохозяйственный оборот. Однако в фильме, безусловно подготовленном в самом Челябинске-40, кратко рассказывалось о технической стороне аварии. Поскольку собранный в нем материал является наиболее подробным и представленная в нем версия, хотя многого и не объясняет, все же более достоверна, чем прежние документы, я считаю необходимым привести здесь дикторский текст, записанный мною на диктофон во время сеанса.
ТЕКСТ ИЗ ВИДЕОФИЛЬМА О КЫШТЫМСКОЙ АВАРИИ
«…На радиохимическом заводе в процессе производства плутония накапливались жидкие радиоактивные отходы, содержавшие в основном смесь нитратно-ацетатных солей. Отходы передавались на длительное хранение в специальное хранилище. Оно представляло собой комплекс из 60 подземных емкостей, изготовленных из нержавеющей стали. Каждая емкость объемом 250 кубических метров помещалась в отдельный бетонный каньон, толщина стенок которого составляла 60 сантиметров. Каньон каждой емкости имел перекрытие толщиной 150 сантиметров из тяжелого бетона. Вес перекрытия был около 160 тонн. Охлаждение емкости осуществлялось путем заполнения каньона водой объемом 70 кубических метров и периодической замены ее по соответствующему графику. В каждой емкости был предусмотрен контроль за температурой и объемом раствора. Однако в процессе работы из-за нарушения системы контроля произошла утечка радиоактивных отходов и была загрязнена охлаждающая вода. В этих условиях замена охлаждающей воды была прекращена и тем самым нарушен теплосъем с поверхности емкости, который и привел к взрыву. Взрыв привел к выбросу радиоактивных продуктов в атмосферу и последующему рассеянию и осаждению их на части территории Уральского региона. На расстоянии 130 метров от воронки радиоактивность превышала 1 000 000 микрорентген в секунду. На расстоянии порядка 400 метров от места взрыва радиоактивность была от 200 до 400 микрорентген в секунду. Суммарная активность выброса в атмосферу составила около 2 миллионов кюри. 5,4 процента от суммы активности составили стронций-90 и иттрий-90. 0,036 процента составил цезий-137, период полураспада которого составляет около 30 лет. Остальные радионуклиды, входившие в состав выброшенных отходов, имели период полураспада меньше года, это церий (66 процентов), цирконий и ниобий – 24,9 процента. Йод и плутоний в отходах практически отсутствовали. После аварии предприятием были разработаны и осуществлены дополнительные мероприятия по обеспечению безопасности хранения жидких радиоактивных отходов. В частности, физически и морально устаревшие емкости, смонтированные в первые годы работы завода, освобождены, промыты от осадка, заполнены водой и законсервированы. Смонтирована новая система контроля температуры и объема воды и отходов в емкостях, контролируется ряд других параметров. Разработана и внедрена более совершенная технология переработки исходного сырья, резко сокращающая накопление солей в радиоактивных отходах. Разработаны и смонтированы более совершенные емкости хранилища. При этом предусмотрен ряд дополнительных организационных и технических мер безопасности.
Первое: образующиеся радиолитические газы, водород и метан, в каждой емкости разбавляются воздухом до взрывобезопасной концентрации. Осуществлен постоянный отсос газов.
Второе: на всех емкостях смонтированы более совершенные приборы контроля, выполненные в пожаробезопасном исполнении.
Третье: в каждой емкости поддерживается определенная регламентируемая температура и уровень осадка. Контроль температуры осуществляется постоянно. При повышении температуры предусмотрены дополнительные меры по рассредоточению раствора и разбавлению его водой.
Четвертое: предусмотрен также ряд организационных мер.
Кроме того, на заводе построены сооружения и ведутся работы по усреднению радиоактивных отходов, подготовке к их упарке и остекловыванию, чтобы можно было хранить отходы в виде инертных стеклоблоков, исключающих радиоактивное загрязнение окружающей среды.
В результате химического взрыва 29 сентября 1957 года и выброса радиоактивных веществ в атмосферу образовалось облако, которое поднялось на высоту около одного километра и которое под воздействием юго-западного ветра двигалось на север и северо-восток со скоростью около 30 километров в час. При выпадении аэрозолей из облака образовался радиоактивный след…»
Далее в фильме идут описания экологических и сельскохозяйственных работ в зоне загрязнения.
Противоречия в описании главной проблемы – прекращения охлаждения «емкости», то есть контейнера отходов, вполне очевидны. По первой версии (Е. И. Микерина), произошла течь внутренних трубок. По второй версии (официальный видеофильм), течь радиоактивных отходов произошла в бетонную «ванну», в которой контейнер расположен. Не исключено, что обе версии обоснованны. Конечно, понимание того, что случилось, требует намного более подробного и вряд ли уместного на страницах популярного издания описания с техническими и физико-химическими деталями, а также подробного описания развития процесса во времени. Здесь я отмечу только, что по каждому из 60 контейнеров обычно ведется журнал наблюдений, в котором фиксируются и температура жидкости, и уровень ее в «банке», и другие детали. Не заметить «усушку» содержимого в течение года, при ясном знании того, что система охлаждения не работает, практически невозможно! Даже притом что бригада инженеров появлялась на площадке не несколько раз в день, как пишет Губарев, а только раз в неделю. С другой стороны, при очень концентрированном растворе внутри контейнера кипение раствора может начаться только при температуре намного выше температуры кипения воды. Поэтому отказ внутреннего охлаждения приводит к разогреву стальной «банки» и закипанию охлаждающего водного содержимого в бетонном каньоне. Судя же по тексту видеофильма, вода в охлаждающем каньоне не циркулировала, а периодически менялась «по графику». Трудно представить, что закипание или вообще сильный перегрев этой воды могли быть незамеченными. Но если эту воду перестали менять из-за утечки радиоактивности из контейнера, то и в этом случае произошло бы закипание этой воды (во всяком случае, перегрев). Сам по себе перегрев и давление пара могут дать небольшой паровой взрыв с выбросом радиоактивности. Но это не может быть столь мощный взрыв, который был оценен (по воронке и разрушениям) в 70—100 т тринитротолуола. (В книге под редакцией А. И. Бурназяна сказано, что «выброс радиоактивных веществ произошел в результате взрыва, мощность которого оценивается величиной около 75 тонн тринитротолуола». Б. В. Никипелов в докладе на слушании в Верховном Совете назвал цифру в 100 т тринитротолуола.)
В то же время детонация жидких нитратно-ацетатных солей невозможна, особенно от искры. Порох, чтобы взорваться, должен быть сухим. 250 кубометров концентрированного раствора, закрытого крышкой из тяжелого бетона в полтора метра толщиной и омываемого 70 кубометрами воды, не могут высохнуть до состояния «пороха» в течение нескольких месяцев. Закипание раствора, если оно и произошло, увеличивает концентрацию и соответственно увеличивает и температуру кипения. При кипении с паром выносятся из «емкости» радиоактивные аэрозольные частицы, и поэтому быстрого «усыхания» без увеличения радиоактивного фона на площадке, как пишет об этом Губарев, просто нельзя представить. Явная неполнота или, может быть, намеренное искажение существующих отчетов о причинах кыштымской аварии делает неизбежной попытку более полной реконструкции того, что действительно произошло в секретном атомном центре на юге Урала. Высказываемые мною догадки и гипотезы, безусловно, будут излишними, как только советские специалисты опубликуют действительно полный технический отчет об этой аварии.
