Оралдағы радиоактивті Караша́й көлінің тарихы

Кіріспе

Радиоактивті қалдықтарды төгуге бұрынғы пайдаланылған орын Ресейдегі Қарашай көлі (Карача́й), кейде Қарашай немесе Карачай деп те жазылады, Орталық Ресейдің оңтүстік Урал тауларындағы шағын көл. 1951 жылдан бастап Кеңес Одағы Қарашайды, жақын орналасқан Маяк ядролық қалдықтарды сақтау және қайта өңдеу орнынан (қаласы Озёрск, бұрынғы Челябинск-40) радиоактивті қалдықтарды төгу орны ретінде пайдаланды. Бүгінде көл толығымен толтырылып, "жер бетіне жақын, тұрақты және құрғақ ядролық қалдықтарды сақтау орны" қызметін атқарады. Көлдің радиоактивтілігі барлық кездегі ең ірі ядролық апат – Чернобыль апатына тең.

Өмірбаян

Қарашай атауы бірнеше Солтүстік-Батыс түркі тілдерінде, соның ішінде татар тілінде "қара су" немесе "қара саға" дегенді білдіреді. 1946-1948 жылдар аралығында толық құпиялылықпен салынған Маяк зауыты совет атом бомбасы жобасы үшін плутоний өндіруге қолданылған алғашқы реактор болды. Сталиндік тәртіпке сәйкес және НКВД бастығы Лаврентий Берияның қадағалауымен, Хиросима мен Нагасакиге атом бомбасы тасталғаннан кейін АҚШ-тың ядролық басымдығына теңдесетін қару-жарақ материалына қол жеткізу ең маңызды міндет болды. Жұмысшылардың қауіпсіздігіне және қалдықтарды жауапкершілікпен кез келтіруге ешқандай назар берілмеді. Реакторлардың барлығы плутоний өндіруге бағытталған, нәтижесінде көп тонна зарарлы материалдар өндірілді және реакторлар күн сайын қолданатын мыңдаған литр салқындату суын тікелей ластайтын ашық циклды салқындату жүйелері пайдаланылды. Қызылташ көлі реакторларды салқындатуға қолданылатын ең ірі табиғи көл болды және ашық циклды жүйе қолданылуының нәтижесінде тез ластанды. Қарашай көлі одан да жақын болды, бірақ көлдің көлемі жеткілікті салқындату суын қамтамасыз етуге шамасы жетпеді. Сондықтан Қарашай көлі жоғары деңгейдегі радиоактивті қалдықтарды сақтау үшін ыңғайлы және жақын жер ретінде белгіленді, олар нысанның жер асты сақтау ыдыстарына сақтауға тым "құбылалы" болды. Алғашқы жоспар бойынша, көл жоғары радиоактивті материалды Mayak зауытының жер асты бетонды сақтау ыдыстарына қайта оралғанға дейін сақтау үшін пайдаланылатын, алайда кейіннен радиоактивтіліктің қауіпті деңгейіне байланысты бұл мүмкін болмады. Көл 1957 жылғы Киштым апатына дейін осы мақсатта қолданылды, оның кесірінен салқындату жүйесінің бұзылуына байланысты жер асты ыдыстары жарылды. Бұл оқиға Маяк аймағының кең аумағын (сондай-ақ солтүстік-шығысқа қарайғы үлкен аумақты) кеңінен ластады. Бұл басшылық тарапынан халықаралық назардан қауіптеніп, сақтықты күшейтті және құйма алаңдарын әртүрлі аймақтарға таратуға себеп болды (бірнеше көлдер мен Теча өзеніне, оның бойында көптеген ауылдар орналасқан). 1968 жылы аймақтағы құрғақшылықтан кейін жел көлдің құрғаған бөлігінен 185 ПБк (5 МКи) радиоактивті шаңды алып кетіп, жарты миллион адамды сәулелендірді. Зардап шеккен аймақты сақтау жұмыстары 2000 жылдарға дейін "2008 және 2015 жылға дейінгі кезеңдегі ядролық және радиациялық қауіпсіздік" федералды бағдарламасы арқылы жалғасты, ал көлдің қалған бөлігі 2015 жылдың қараша айында толығымен толтырылды. Көл бір шаршы мильден аз аумақтағы суда 4,44 эксабеккерель (ЭБк) радиоактивтілік жинады, оның ішінде 3,6 ЭБк цезий-137 және 0,74 ЭБк стронций-90. Салыстыру үшін, Чернобыль апаты 0,085 ЭБк цезий-137 шығарды, бұл әлдеқайда аз мөлшерде және мыңдаған шаршы шақырымнан астам аумақта. (Чернобыльдегі жалпы радиоактивті шығарылым 5-тен 12 ЭБк-қа дейін бағаланады, бірақ жердің ластануына негізінен цезий-134/137 [және аздап стронций-90] ғана әсер етеді, өйткені қалғанының өмір сүру мерзімі тым қысқа). Көлдің түбіндегі шөгінділердің құрамы шамамен 3 метр тереңдікте орналасқан жоғары деңгейдегі радиоактивті қалдықтардан тұрады деп есептеледі. 1990 жылы көлге радиоактивті ағын сулар төгілген аймақтағы радиация деңгейі Табиғи ресурстарды қорғау кеңесінің мәліметінше сағатына 600 рентген (шамамен 6 Св/сағ) құрады, бұл адамға бір сағаттан кем уақыт ішінде өлімге әкелетін дозаны беруге жеткілікті. 2016 жылдың желтоқсанына қарай көл толығымен арнайы бетон блоктарымен, тас және топырақпен толтырылды. Көл 2015 жылдың қараша айында толығымен толтырылды, содан кейін соңғы тау жыныстары мен топырақ қабатын орналастырудан бұрын бақылауға алынды. Бақылау деректері 10 айдан кейін "радионуклидтердің беткі бетке жиналуының айқын төмендеуін" көрсетті. Жер асты суларын ұзақ мерзімді бақылау бағдарламасын жақын арада іске қосу жоспарланған.

The name karachay means "black water" or "black creek" in several Northwestern Turkic languages, including Tatar. Built in total secrecy between 1946 and 1948, the Mayak plant was the first reactor used to create plutonium for the Soviet atomic bomb project. In accordance with Stalinist procedure and supervised by NKVD Chief Lavrenti Beria, it was the utmost priority to produce enough weapons grade material to match the U. S. nuclear superiority following the atomic bombings of Hiroshima and Nagasaki. Little to no consideration was paid to worker safety or responsible disposal of waste materials, and the reactors all were optimized for plutonium production, producing many tons of contaminated materials and utilizing open cycle cooling systems which directly contaminated the thousands of liters of cooling water the reactors used every day. Lake Kyzyltash was the largest natural lake capable of providing cooling water to the reactors; it was rapidly contaminated because of the use of the open cycle system. Lake Karachay was even closer; however the lake was too small to provide sufficient cooling water. Lake Karachay was then designated a close by and convenient dumping ground for large quantities of high level radioactive waste too "hot" to store in the facility's underground storage vats. The original plan was to use the lake to store highly radioactive material until it could be returned to the Mayak facility's underground concrete storage vats, however it later became impossible due to the lethal levels of radioactivity. The lake was used for this purpose until the Kyshtym Disaster in 1957, in which the underground vats exploded due to a faulty cooling system. This incident caused widespread contamination of the entire Mayak area (as well as a large swath of territory to the northeast). This led to greater caution among the administration, fearing international attention, and caused the dumping grounds to be spread out over a variety of areas (including several lakes and the Techa River, along which many villages lay). In 1968, following a drought in the region, the wind carried 185 PBq (5 MCi) of radioactive dust away from the dried area of the lake, irradiating half a million people. Conservation of the affected area continued into the 2000s via the federal target program "Nuclear and Radiation Safety in 2008 and for the period up to 2015", with the rest of the lake finally being backfilled in November 2015. The lake accumulated some 4.44 exabecquerels (EBq) of radioactivity over less than one square mile of water, including 3.6 EBq of caesium 137 and 0.74 EBq of strontium 90. For comparison, the Chernobyl disaster released 0.085 EBq of caesium 137, a much smaller amount and over thousands of square miles. (The total Chernobyl release is estimated between 5 and 12 EBq of radioactivity, however essentially only caesium 134/137 [and to a lesser extent, strontium 90] contribute to land contamination because the rest is too short lived.) The sediment of the lake bed is estimated to be composed almost entirely of high level radioactive waste deposits to a depth of roughly 11 feet (3 m). In 1990, the radiation level in the region near where radioactive effluent was discharged into the lake was 600 röntgens per hour (approximately 6 Sv/h) according to the Natural Resources Defense Council, sufficient to give a lethal dose to a human within less than an hour. as of December 2016, the lake's status is completely infilled, using special concrete blocks, rock, and dirt. It had been completely backfilled in November 2015, then monitored before placing the final layer of rock and dirt. Monitoring data showed "clear reduction of the deposition of radionuclides on the surface" after 10 months. A decades long monitoring program for underground water was expected to be implemented shortly after.