Маяк: Радиоактивное наследие Южного Урала

Введение

Ядерный завод по переработке в России

Производственное объединение «Маяк» является одним из крупнейших ядерных предприятий в Российской Федерации, на котором расположен завод по переработке ядерного топлива. Ближайшие населенные пункты – Озёрск к северо-западу и Новогорный к югу. Лаврентий Берия руководил советским проектом по созданию атомной бомбы. Он возглавлял строительство Маякского завода по производству плутония в Южном Урале в период с 1945 по 1948 год, в обстановке большой спешки и секретности в рамках советской программы атомного оружия. Более 40 000 заключенных ГУЛАГа и военнопленных построили завод и закрытый город Озёрск, который в то время именовался секретным почтовым индексом "Сорок". Для производства плутония, который затем очищался и обрабатывался для создания оружия, были построены пять (впоследствии закрытых) ядерных реакторов. Позже завод стал специализироваться на переработке отработавшего ядерного топлива и плутония из выводимых из эксплуатации вооружений. После начала производства у инженеров быстро закончилось место для хранения высокоактивных радиоактивных отходов. Вместо того чтобы остановить производство плутония до строительства новых подземных хранилищ, с 1949 по 1951 год советские руководители сбрасывали токсичные химические вещества, включая 3,2 миллиона кюри высокоактивных отходов, в реку Теча – медленно текущую водную систему, заросшую болотами и озерами. Вдоль реки проживало до 40 деревень с общим населением около 28 000 человек. Для 24 из них Теча была основным источником воды, и 23 из них в конечном итоге были эвакуированы. В течение последующих 45 лет около полумиллиона жителей региона подверглись облучению в результате одного или нескольких инцидентов, получив дозу радиации, в 20 раз превышающую дозу, полученную жертвами Чернобыльской катастрофы за пределами самой станции. В 1951 году следователи обнаружили высокую степень загрязнения населенных пунктов вдоль реки. После обнаружения солдаты немедленно эвакуировали первую деревню ниже по течению – Метлино (1200 жителей), где уровень радиации составлял 3,5–5 рад/час (35–50 мГр/час или 10–14 мкГр/с). При таком уровне воздействия человек мог получить эквивалент пожизненной дозы облучения менее чем за неделю. В течение следующего десятилетия из района реки были переселены еще десять общин, но крупнейшая община – Муслюмово – осталась. Исследователи ежегодно проводили обследования жителей Муслюмово, что превратилось в четырехпоколенческий эксперимент по изучению жизни людей в условиях хронического воздействия низких доз радиации. Анализы крови показали, что жители деревни поглощали цезий-137, рутений-106, стронций-90 и йод-131 как внутренне, так и внешне. Эти изотопы накапливались в органах, тканях и костном мозге. Жители жаловались на различные заболевания и симптомы: хроническую усталость, проблемы со сном и фертильностью, потерю веса и повышенное кровяное давление. Частота врожденных дефектов и осложнений при рождении была в три раза выше нормы. В 1953 году врачи обследовали 587 из 28 000 подвергшихся облучению и обнаружили, что у 200 были явные признаки лучевой болезни. В 1957 году на «Маяке» произошла Кыштымская катастрофа, которая в то время была крупнейшей в истории ядерной аварией. В результате взрыва плохо обслуживаемого хранилища было выброшено 20 миллионов кюри (740 ПБк) в виде 50–100 тонн высокоактивных отходов. Образовавшееся радиоактивное облако заразило обширную территорию радиусом более 9 миль (около 14,5 км) в восточном Урале, вызвав болезни и смерть от лучевой болезни. Советское правительство держало эту аварию в секрете около 30 лет. Она оценена в 6 баллов по семиуровневой шкале INES. Это третья по тяжести авария, уступающая только Чернобыльской аварии на Украине и аварии на Фукусиме в Японии. Сегодня завод производит тритий и радиоизотопы, а не плутоний. В последние годы предложения о переработке на заводе отходов иностранных ядерных реакторов вызвали споры. По неподтвержденным данным, в сентябре 2017 года произошел несчастный случай; см. Увеличение радиоактивности в воздухе в Европе осенью 2017 года.

The Mayak Production Association (Производственное объединение «Маяк», Proizvodstvennoye ob′yedineniye "Mayak", from Маяк 'lighthouse') is one of the largest nuclear facilities in the Russian Federation, housing a reprocessing plant. The closest settlements are Ozyorsk to the northwest and Novogornyi to the south. Lavrentiy Beria led the Soviet atomic bomb project. He directed the construction of the Mayak Plutonium plant in the Southern Urals between 1945 and 1948, in a great hurry and secrecy as part of the Soviet Union's atomic bomb project. Over 40,000 Gulag prisoners and POWs built the factory and the closed nuclear city of Ozyorsk, called at the time by its classified postal code "Forty". Five (today closed) nuclear reactors were built to produce plutonium which was refined and machined for weapons. Later the plant came to specialise in reprocessing spent nuclear fuel from nuclear reactors and plutonium from decommissioned weapons. Once production began, engineers quickly ran out of underground space to store high level radioactive waste. Rather than cease production of plutonium until new underground waste storage tanks could be built, between 1949 and 1951, Soviet managers dumped of toxic chemicals, including 3.2 million curies of high level radioactive waste into the Techa River, a slow moving hydraulic system that bogs down in swamps and lakes. As many as 40 villages, with a combined population of about 28,000, lined the river at the time. For 24 of them, the Techa was a major source of water; 23 of them were eventually evacuated. In the 45 years afterwards, about half a million people in the region have been irradiated in one or more of the incidents, exposing them to up to 20 times the radiation suffered by the Chernobyl disaster victims outside of the plant itself. Investigators in 1951 found communities along the river highly contaminated. On discovery, soldiers immediately evacuated the first downriver village of Metlino, population 1,200, where radiation levels measured 3.5–5 rads/hr (35–50 mGy/hr or 10–14 μGy/s). At that rate, people would get the equivalent of a lifetime exposure to radiation in less than a week. During the following decade, ten additional communities were resettled from the river, but the largest community, Muslumovo, remained. Researchers investigated residents of Muslumovo annually in what has become a four generation living experiment of people living among chronic, low doses of radioactivity. Blood samples showed its villagers took in caesium 137, ruthenium 106, strontium 90, and iodine 131, internally and externally. These isotopes had deposited in organs, flesh and bone marrow. Villagers complained of various illnesses and symptoms—chronic fatigue, sleep and fertility problems, weight loss, and increased hypertension. The frequency of congenital disabilities and complications at birth was three times greater than normal. In 1953, doctors examined 587 of 28,000 exposed people and found that 200 had clear cases of radiation poisoning. In 1957 Mayak was the site of the Kyshtym disaster, which at the time was the worst nuclear accident in history. During this catastrophe, a poorly maintained storage tank exploded, releasing 20 million curies (740 PBq) in the form of 50–100 tons of high level radioactive waste. The resulting radioactive cloud contaminated an expansive territory of more than (a nine mile radius) in the eastern Urals, causing sickness and death from radiation poisoning. The Soviet government kept this accident secret for about 30 years. It is rated at 6 on the seven level INES scale. It is third in severity, surpassed only by Chernobyl in Ukraine and Fukushima in Japan. Today the plant makes tritium and radioisotopes, not plutonium. In recent years, proposals that the plant reprocess waste from foreign nuclear reactors have given rise to controversy. An incompletely reported accident appears to have occurred in September 2017; see Airborne radioactivity increase in Europe in autumn 2017.

Местоположение

Ядерный комплекс расположен в 150 км к югу от Екатеринбурга, между городами Касли и Татыш, и в 100 км к северо-западу от Челябинска. Ближайший город, Озёрск, является центральным административно-территориальным округом. В рамках российской (ранее советской) программы ядерного вооружения, предприятие «Маяк» ранее именовалось «Челябинск-40», а затем «Челябинск-65» – по почтовым индексам этого объекта.

Конструкция и структура

Ядерный комплекс "Маяк" занимает площадь около 100 км². Он граничит с Озёрском, в котором проживает большая часть персонала "Маяка". Сам "Маяк" не был указан на советских публичных картах. Местоположение комплекса вместе с заводским городом было выбрано для минимизации потенциального воздействия вредных выбросов на населенные пункты. "Маяк" окружен примерно [определенной] зоной отчуждения. Недалеко находится площадка Южно-Уральской атомной электростанции.

История

Построенный в полной секретности между 1945 и 1948 годами, завод «Маяк» был первым реактором, использованным для создания плутония для советского проекта атомной бомбы. В соответствии со сталинской процедурой и под надзором главы НКВД Лаврентия Берии, первоочередной задачей было произвести достаточное количество оружия-grade материала, чтобы соответствовать ядерному превосходству США после атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки. Мало или вовсе не уделялось внимания безопасности рабочих или ответственному обращению с отходами, и все реакторы были оптимизированы для производства плутония, производя много тонн загрязненных материалов и используя примитивные системы охлаждения с открытым циклом, которые напрямую загрязняли тысячи галлонов охлаждающей воды, используемой реакторами ежедневно. Озеро Кызылташ было крупнейшим естественным озером, способным обеспечивать реакторы водой для охлаждения; оно было быстро загрязнено через систему открытого цикла. Ближайшее озеро Карачай, слишком маленькое для обеспечения достаточного количества охлаждающей воды, использовалось в качестве свалки для больших объемов высокоактивных отходов, слишком "горячих" для хранения в подземных хранилищах предприятия. Первоначально планировалось использовать озеро для хранения высокорадиоактивных материалов до тех пор, пока они не будут возвращены в подземные бетонные хранилища «Маяка», но это оказалось невозможным из-за смертельных уровней радиоактивности (см. Загрязнение озера Карачай). Озеро использовалось для этой цели до Киштымской катастрофы в 1957 году, когда из-за неисправной системы охлаждения взорвались подземные резервуары. Этот инцидент вызвал широкомасштабное загрязнение всей территории «Маяка» (а также обширной территории к северо-востоку). Это привело к большей осторожности со стороны администрации, опасавшейся международного внимания, и привело к тому, что свалки были разбросаны по различным районам (включая несколько озер и реку Теча, вдоль которой расположены многие деревни). Наиболее заметная авария произошла 29 сентября 1957 года, когда отказ системы охлаждения резервуара, содержащего десятки тысяч тонн растворенных ядерных отходов, привел к химическому (неядерному) взрыву, энергия которого оценивалась в 75 тонн тротила (310 гигаджоулей). В результате выброса произошло 740 ПБк (20 МКи) продуктов деления, из которых 74 ПБк (2 МКи) распространились за пределы площадки, образовав загрязненный район, известный как Восточно-Уральская радиоактивная аномалия. У 66 человек был диагностирован хронический радиационный синдром, 10 000 человек были эвакуированы из своих домов, а 470 000 человек подверглись воздействию радиации. Эта ядерная авария, самая серьезная в Советском Союзе до Чернобыльской катастрофы, классифицируется как "серьезная авария" 6-го уровня по Международной шкале ядерных событий (0–7). Когда Жорес Медведев опубликовал информацию о катастрофе в статье 1976 года в журнале New Scientist, распространились некоторые преувеличенные утверждения в отсутствие какой-либо проверяемой информации из Советского Союза. Люди "впали в истерику от страха перед вспышкой неизвестных "загадочных" болезней. У пострадавших наблюдалось "отслаивание" кожи на лице, руках и других открытых частях тела". Как писал Жорес, "сотни квадратных миль остались бесплодными и непригодными для использования на десятилетия, а возможно, и на века. Сотни людей погибли, тысячи получили ранения, а прилегающие районы были эвакуированы". Профессор Лео Тумерман, бывший руководитель биофизической лаборатории Института молекулярной биологии в Москве, примерно в то же время раскрыл то, что ему было известно об аварии. Российские документы, постепенно рассекречиваемые с 1989 года, показывают, что реальные события были менее серьезными, чем предполагалось. По словам Георгия, который использовал Закон о свободе информации для доступа к соответствующим файлам Центрального разведывательного управления (ЦРУ), ЦРУ знало об аварии на «Маяке» в 1957 году, но держало это в секрете, чтобы избежать негативных последствий для зарождающейся ядерной промышленности США. "Ральф Надер предположил, что информация не была опубликована из-за нежелания ЦРУ подчеркивать ядерную аварию в СССР, что могло вызвать обеспокоенность у людей, живущих вблизи ядерных объектов в США". "Неблагоприятная геометрия" означала, что сосуд был слишком компактным, что снижало количество плутония, необходимое для достижения критической массы, до величины, меньшей, чем присутствующая в нем. После того, как большая часть раствора была вылита, произошла вспышка света и тепла. После эвакуации комплекса начальник смены и руководитель радиационного контроля повторно вошли в здание. Начальник смены затем вошел в помещение, где произошел инцидент, вызвал еще одну, более крупную ядерную реакцию и подверг себя смертельной дозе радиации.

Built in total secrecy between 1945 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 Lavrentiy 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 were all optimised for plutonium production, producing many tons of contaminated materials and utilising primitive open cycle cooling systems which directly contaminated the thousands of gallons 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 via the open cycle system. The closer Lake Karachay, too small to provide sufficient cooling water, was used as a 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, but this proved impossible due to the lethal levels of radioactivity (see Pollution of Lake Karachay). 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). The most notable accident occurred on 29 September 1957, when the failure of the cooling system for a tank storing tens of thousands of tons of dissolved nuclear waste resulted in a chemical (non nuclear) explosion having an energy estimated at 75 tons of TNT (310 gigajoules). This released 740 PBq (20 MCi) of fission products, of which 74 PBq (2 MCi) drifted off the site, creating a contaminated region of called the East Urals Radioactive trace. 66 were diagnosed with chronic radiation syndrome, 10,000 people were evacuated from their homes, and 470,000 people were exposed to radiation. This nuclear accident, the Soviet Union's worst before the Chernobyl disaster, is categorised as a Level 6 "Serious Accident" on the 0–7 International Nuclear Events Scale. When Zhores Medvedev exposed the disaster in a 1976 article in New Scientist, some exaggerated claims circulated in the absence of any verifiable information from the Soviet Union. People "grew hysterical with fear with the incidence of unknown 'mysterious' diseases breaking out. Victims were seen with skin 'sloughing off' their faces, hands and other exposed parts of their bodies." As Zhores wrote, "Hundreds of square miles were left barren and unusable for decades and maybe centuries. Hundreds of people died, thousands were injured and surrounding areas were evacuated." Professor Leo Tumerman, former head of the Biophysics Laboratory at the Institute of Molecular Biology in Moscow, disclosed what he knew of the accident around the same time. Russian documents gradually declassified from 1989 onward show the true events were less severe than rumoured. According to Gyorgy, who invoked the Freedom of Information Act to open up the relevant Central Intelligence Agency (CIA) files, the CIA knew of the 1957 Mayak accident, but kept it secret to prevent adverse consequences for the fledgling US nuclear industry. "Ralph Nader surmised that the information had not been released because of the reluctance of the CIA to highlight a nuclear accident in the USSR, that could cause concern among people living near nuclear facilities in the USA." "Unfavourable geometry" means that the vessel was too compact, reducing the amount of plutonium needed to achieve a critical mass to less than the amount present. After most of the solution had been poured out, there was a flash of light and heat. After the complex had been evacuated, the shift supervisor and radiation control supervisor re entered the building. The shift supervisor then entered the room of the incident, caused another, larger nuclear reaction and irradiated himself with a deadly dose of radiation.

2017 выбросы радиации

В ноябре 2017 года в районе объекта были зафиксированы аномально высокие уровни радиации. Одновременно в сентябре и октябре по Европе распространились следы радиоактивного искусственного изотопа рутения-106. Выброс такого масштаба не наблюдался на континенте со времен Чернобыльской аварии. В январе 2018 года Французский институт радиационной защиты и ядерной безопасности (IRSN) сообщил, что источник загрязнения расположен в регионе Волги – Южного Урала в период с 25 по 28 сентября и продолжался менее 24 часов. В отчете исключена возможность случайного выброса с ядерного реактора, указывается, что он, вероятно, связан с переработкой облученного ядерного топлива или производством источников на основе растворов продуктов деления. Это может указывать на прерванную попытку предприятия "Маяк" изготовить капсулу с высокорадиоактивным компонентом – церием-144, для проекта SOX в Италии. Как российское правительство, так и Росатом в то время отрицали, что на "Маяке" произошла ещё одна случайная утечка. Выброс облака рутения-106 аналогичен аварии на предприятии по переработке B205 в Великобритании в 1973 году.

Влияние на окружающую среду

В первые годы своей эксплуатации, завод "Маяк" напрямую сбрасывал высокоуровневые радиоактивные отходы в несколько небольших озер вблизи завода и в реку Теча, воды которой в конечном итоге впадают в реку Обь. "Маяк" продолжает сбрасывать низкоуровневые радиоактивные отходы прямо в реку Теча и сегодня. Среднеуровневые отходы сбрасываются в озеро Карачай. Согласно данным Департамента природных ресурсов Уральского региона, в 2000 году в реку Теча было сброшено более [не указано количество] воды, содержащей тысячи кюри трития, стронция и цезия-137. Концентрация только трития в реке вблизи деревни Муслямово превышает допустимый предел в 30 раз. "Росатом", государственная корпорация по атомной энергетике, начал переселение жителей Муслямово в 2006 году. Однако было переселено только половина жителей деревни. В последние годы администрация завода "Маяк" неоднократно подвергалась критике со стороны Greenpeace и других экологических организаций за экологически небезопасные практики.

Список несчастных случаев

Завод «Маяк» связан с двумя другими крупными ядерными авариями. Первая произошла из-за сильных дождей, которые привели к высвобождению радиоактивных веществ из озера Карачай – пересохшего радиоактивно загрязнённого водоёма (использовавшегося с 1951 года в качестве накопителя радиоактивных отходов «Маяка») – в окружающие воды. Вторая произошла в 1967 году, когда ветер распространил пыль со дна озера Карачай над частью города Озёрск; более 400 000 человек подверглись облучению.

Недавние крупные аварии

В 2003 году лицензия на эксплуатацию завода была временно отозвана из-за нарушений в процедурах обращения с жидкими радиоактивными отходами, приведших к сбросу отходов в открытые водоемы. В июне 2007 года в течение двух дней произошел инцидент с радиоактивной пульпой. В октябре 2007 года из-за отказа клапана при транспортировке радиоактивной жидкости произошел разлив радиоактивного вещества. В сентябре 2017 года была установлена возможная связь с повышением уровня радиоактивности в воздухе в Европе осенью 2017 года. Город Аргаяш расположен в 16 километрах к югу от завода "Маяк". В январе 2018 года Французский институт радиационной защиты и ядерной безопасности (IRSN) заявил, что "Маяк" мог быть источником загрязнения.