Авария 1957 г. известна как Кыштымская. Это первая в СССР радиационная чрезвычайная ситуация техногенного характера, произошедшая 29 сентября 1957 года на химкомбинате «Маяк», расположенном в закрытом городе «Челябинск-40». Сейчас этот город называется Озёрск. Авария называется Кыштымской ввиду того, что город Озёрск был засекречен и отсутствовал на картах до 1990 года. Кыштым - ближайший к нему город. Она является одной из наиболее тяжких в мировой практике.

На ПО «Маяк» 29 сентября в результате технической неисправности взорвалась одна из емкостей-хранилищ высокоактивных отходов. Взорванная емкость входила в состав прямоугольного, углубленного в почву на 8,2 м бетонного сооружения с ячейками-каньонами для установки 20 стальных емкостей. Емкости охлаждались водой и были оборудованы вентиляцией для разбавления радиоактивных газов до взрывобезопасной концентрации. Хранилище было введено в эксплуатацию в 1953 году. Механизм создания этого хранилища был следующим: выкапывался котлован диаметром около 18-20 метров и глубиной 10-12 метров. На дне и стенах этого котлована была закреплена арматура, залитая бетоном (толщина стен около 1 метра). После этого внутри на сварке отдельными царгами из нержавеющей стали собиралась сама ёмкость для отходов. Поверх строился купол на радиальных металлических фермах. Над этими фермами бетоном высших марок была залита крышка толщиной около метра и весом около 160 тонн. Поверх сооружения насыпался слой земли толщиной в два метра и укладывался зелёный дёрн. В прочности этой конструкции на момент строительства не было никаких сомнений.

К осени 1957 г. в некоторых емкостях нарушилась герметичность. Нарушение системы охлаждения вследствие коррозии и выхода из строя средств контроля в одной из ёмкостей хранилища радиоактивных отходов, объёмом 300 кубических метров, обусловило саморазогрев хранившихся там 70-80 тонн высокоактивных отходов преимущественно в форме нитратно-ацетатных соединений. Испарение воды, осушение остатка и разогрев его до температуры 330-350 градусов привели 29 сентября 1957 года в 16 часов по местному времени к взрыву содержимого ёмкости. Мощность взрыва оценивается в 70-100 тонн тринитротолуола.

Другая версия гласит, что в бак-испаритель с горячим раствором нитрата плутония по ошибке добавили раствор оксалата плутония. При окислении оксалата нитратом выделилось большое количество энергии, что привело к перегреву и взрыву емкости, содержащей радиоактивную смесь.

29 сентября 1957 года (воскресенье) - 16 часов 22 минуты по местному времени произошёл взрыв банки №14 комплекса С-3. Взрыв полностью разрушил ёмкость (Банку №14 комплекса С3) из нержавеющей стали, сорвал и отбросил на 25 м бетонную плиту перекрытия каньона, в радиусе до 1 км в зданиях выбило стёкла. Непосредственно от взрыва никто не погиб.

19 часов 20 минут. Воздушные массы из района химкомбината двигались в направлении села Багаряк и города Каменск-Уральский.

00 часов 30 сентября. Радиоактивное облако достигло территории Тюмени.

Около 23 часов было замечено странное свечение в небе; основными цветами этого свечения были розовый и светло-голубой. Свечение вначале охватывало значительную часть юго-западной и северо-восточной поверхности небосклона, далее его можно было наблюдать в северо-западном направлении.

3 часа ночи 30 сентября. Полностью завершён процесс формирования радиоактивного следа (без учета последующей миграции).

4 часа утра. На промышленной площадке была произведена первая грубая оценка уровня радиационного заражения.

С 30 сентября 1957 г. начато изучение радиационной обстановки за пределами комбината и города Челябинск-40. Первые же измерения загрязненности, произведенные в близлежащих населенных пунктах, которых накрыло радиоактивное облако, показали, что последствия радиационной аварии очень серьезные.

В воздух было выброшено около 20 миллионов кюри радиоактивных веществ, содержавшихся в разрушенной ёмкости в виде аэрозолей, газов и механических взвесей (для сравнения: во время Чернобыльской аварии было выброшено до 14?10¹⁸ Бк, что составляет примерно 380 миллионов кюри, то есть примерно в 19 раз больше). Большая часть радионуклидов осела вокруг хранилища, а жидкая пульпа (взвесь) была поднята на высоту 1 - 2 км и образовала радиоактивное облако, состоящее из жидких и твердых аэрозолей. Основные нуклиды выброса: церий-144 (66%), цирконий-95 (25%) и стронций-90 (5%). Радиоактивные вещества в этих аэрозолях находились в хорошо растворимых соединениях - нитратах. В течение 10-11 часов радиоактивные вещества выпали на протяжении 300-350 км в северо-восточном направлении от места взрыва (по направлению ветра). В зоне радиационного загрязнения оказалась территория нескольких предприятий комбината «Маяк», военный городок, пожарная часть, колония заключённых и далее территория площадью 23 000 км? с населением 270 000 человек в 217 населённых пунктах трёх областей: Челябинской, Свердловской и Тюменской. Сам Челябинск-40 не пострадал. 90% радиационных загрязнений выпали на территории ЗАТО (закрытого административно-территориального образования химкомбината «Маяк»), а остальная часть рассеялась дальше.

Для ликвидации последствий аварии привлекались сотни тысяч военнослужащих и гражданских лиц, получивших значительные дозы облучения. В течение первых суток после взрыва из зоны поражения были выведены военнослужащие и заключённые. Эвакуация населения из наиболее пострадавших деревень началась через 7-14 дней после аварии. В ходе ликвидации последствий аварии 23 деревни из наиболее загрязнённых районов с населением от 10 до 12 тысяч человек были отселены, а строения, имущество и скот уничтожены.

2 октября 1957 года - на третий день после аварии из Москвы прибыла комиссия, созданная Министерством среднего машиностроения во главе с министром Е.П. Славским. По прибытии в Челябинск-40 (Озёрск) комиссия активно включилась в работу, пытаясь выяснить причины, повлекшие аварию. Но ситуация со взрывом емкости оказалась непростой, требующей специального изучения множества проблем.

6 октября 1957 года - 13 октября 1957 года - на основе предварительных оценок дозы облучения было принято решение об эвакуации 1100 человек, проживающих в деревнях Бердяниш, Сатлыково, Галикаево.

11 октября 1957 года - была создана специальная техническая комиссия по установлению причин взрыва. В ее состав вошли 11 человек, в основном крупные ученые, специалисты атомной отрасли. Председателем комиссии был назначен известный советский химик, член-корреспондент АН СССР В.В. Фомин. Ознакомившись с обстоятельствами взрыва банки №14 комплекса С-3, комиссия установила причины аварии.

Засекречивание информации об аварии

За рубежом факт аварии 1957 года на Урале стал известен достаточно скоро. Впервые об аварии в СССР сообщила 13 апреля 1958 года копенгагенская газета «Берлингске Туденде». Но это сообщение оказалось неточным. В нём утверждалось, что произошла какая-то авария во время советских ядерных испытаний в марте 1958 года. Природа аварии не была известной, но она, как сообщалось в этой датской газете, вызвала радиоактивные выпадения в СССР и близлежащих государствах. Несколько позже в докладе Национальной лаборатории США, расположенной в Лос-Аламосе, появилось предположение, что в Советском Союзе якобы произошел ядерный взрыв во время больших военных учений. Спустя 20 лет в 1976 году Жорес Медведев, известный советский диссидент, ученый-биолог, сделал первое краткое сообщение об аварии на Урале в английском журнале «Нью-Сайентист», вызвавшее на Западе большой резонанс. А в 1979 году он издал в США книгу под названием «Ядерная катастрофа на Урале», в которой приводились некоторые подлинные факты, касающиеся аварии 1957 года. В 1980 году появилась статья американских ученых из атомного центра Оук-Риджа под названием «Анализ ядерной аварии в СССР в 1957-1958 годах и ее причины». Её авторы - известные специалисты-атомщики - Д. Трабалка, Л. Эйсман и С. Ауэрбах впервые после Ж. Медведева, признавали, что в СССР имела место крупная радиационная авария, связанная с взрывом радиоактивных отходов. Причем в своих анализах они не скрывали, что первоначальные доказательства факта аварии они получили из рассекреченной информации, хранящейся в анналах ЦРУ.

В Советском Союзе факт взрыва на химкомбинате «Маяк» впервые подтвердили в июле 1989 года на сессии Верховного Совета СССР. Затем были проведены слушания по этому вопросу на совместном заседании комитета по экологии и комитета по здравоохранению Верховного Совета СССР с обобщённым докладом первого заместителя министра атомной энергетики и промышленности СССР Б.В. Никипелова. В ноябре 1989 года международная научная общественность была ознакомлена с данными о причинах, характеристиках, радиоэкологических последствиях аварии на симпозиуме Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ). На этом симпозиуме с основными докладами об аварии выступали специалисты и ученые с химкомбината «Маяк».

2. Экологические последствия аварий на ФГУП «ПО «Маяк»

Социально-экологические последствия аварии оказались очень серьёзными. Тысячи людей были вынуждены покинуть места своего проживания, многие другие остались жить на загрязненной радионуклидами территории в условиях долговременного ограничения хозяйственной деятельности. Положение значительно осложнялось тем, что в результате аварии радиоактивному загрязнению подверглись водоёмы, пастбища, леса и пашни.

Радиоактивное облако под действием ветра прошло над территорией Челябинской, Свердловской и Тюменской областей. При этом вследствие осаждения радионуклидов из облака произошло выпадение радиоактивных осадков и загрязнение местности. Образовавшийся след получил название Восточноуральского радиоактивного следа. Территория его с плотностью загрязнения стронцием-90 более 0,1 Ки/км2 составила 23 тыс. км2, оказались загрязненными 217 населенных пунктов с общей численностью населения 272 тыс. человек. Территория с плотностью загрязнения стронцием-90 более 100 Ки/см2 составила 117 км². Общая протяжённость ВУРСа составляла примерно 300 км в длину при ширине 5-10 километров. На этой площади почти в 20 тысяч км? проживало около 270 тысяч человек, из них около 10 тысяч человек оказались на территории с плотностью радиоактивного загрязнения свыше 2 кюри на квадратный километр по стронцию-90 (период полураспада 28.8 года) и 2100 человек - с плотностью свыше 100 кюри на квадратный километр.

Облучение населения, проживающего на территории Восточноуральского следа, было как внешним, так и внутренним: 2280 человек за 250 дней проживания получили дозу около 17 сЗв, а 7300 человек за 330-770 дней проживания - около 6 сЗв.

Рис. 1. Восточно-Уральский радиоактивный след

На территории с загрязнением свыше 2 кюри на квадратный километр по стронцию-90 находилось примерно 23 населённых пункта, в основном небольших деревень. Они были выселены, имущество, скот и дома были уничтожены. Урожай на больших территориях был уничтожен. Большие площади перепаханы и изъяты из сельхозоборота.

В целях предупреждения опасного влияния загрязнённой территории на окружающее население в 1959 году правительство СССР приняло решение об образовании на этой части ВУРСа санитарно-защитной зоны с особым режимом. В неё вошла территория, ограниченная изолинией 2-4 кюри на квадратный километр по стронцию-90, площадью около 700 кв. км. Земли этой зоны признаны временно непригодными для ведения сельского хозяйства. Здесь запрещается использовать земельные и лесные угодья, водоёмы, пахать и сеять, рубить лес, косить сено и пасти скот, охотиться, ловить рыбу, собирать грибы и ягоды. Без специального разрешения сюда никто не допускается. В 1968 году на этой территории создан Восточно-Уральский заповедник. В результате радиоактивного распада выпадений, произошедших вследствие аварии 1957 года, площадь радиоактивного загрязнения территории заповедника сокращается. В настоящее время посещать заповедник нельзя, так как уровень радиоактивности в нём - по существующим нормам для человека - всё ещё очень высок.

Отдельно необходимо упомянуть такой вид последствий аварий на ПО «Маяк» как загрязнение гидроресурсов региона. Дело в том, что этот вид загрязнения несет в себе повышенную опасность. На территории, подвергшейся воздействию комбината, сейчас находится практически «ядерная бомба» замедленного действия, активные вещества которой сконцентрированы в поверхностных и подземных водоемах региона.

Все загрязненные жидкими радиоактивными отходами естественные и искусственные водоемы, расположенные в зоне влияния комбината «Маяк», можно разделить на четыре основные группы:

Реки, в которые на первых этапах существования плутониевого производства сбрасывали высокоактивные жидкие отходы, что привело к накоплению большого количества долгоживущих радионуклидов в донных отложениях. В первую очередь это р. Теча, принявшая основное количество сбрасываемых в речную систему радионуклидов.

Водоемы, служившие на всех этапах существования комбината «Маяк» для сброса жидких отходов с различными уровнями радиоактивности. Речь идет о водоемах 2, 3, 4, 6, 9, 10, 11 и 17-м, образовавшихся после того, как загрязненные в первые годы существования комбината «Маяк» верховья р. Течи были перекрыты плотинами. Эти водоемы были созданы специально для того, чтобы предотвратить дальнейшее распространение радиоактивности вниз по течению.

Водоемы, загрязненные в результате взрыва на хранилище высокоактивных ЖРО в 1957 г. и находящиеся на территории Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРС). Крупнейшими из них являются озера Бердениш и Урускуль, расположенные в непосредственной близости к санитарно-защитной зоне комбината «Маяк». Следует отметить, что уровень содержащейся в них радиоактивности несравненно ниже, чем в водоемах, служивших для сброса ЖРО с самого производства.

Подземные радиоактивные водоемы, образовавшиеся в результате просачивания жидких радиоактивных отходов, хранящихся в естественных водоемах без специальной гидроизоляции дна.

Рис. 2. Схема водоемов «Теченского каскада водохранилищ»

Искусственные и естественные водоемы, которые во время существования комбината «Маяк» были превращены в хранилища жидких радиоактивных отходов, создавались и выбирались в значительной мере случайно, без детальных гидрологических и геологических исследований. Необходимые изыскания начались уже после того, когда выяснилось, что под выбранными в качестве хранилищ водоемами нет надежных гидроизолирующих слоев. Создавать же гидроизоляцию искусственно не было ни времени, ни технических и финансовых возможностей. Кроме того, под некоторыми из этих водоемов оказались полости и каналы карстового происхождения. Все это привело к просачиванию жидких радиоактивных отходов вглубь и к загрязнению глубинных водоносных слоев.

Наиболее высокий уровень радиоактивного загрязнения подземных горизонтов обнаружен под озером Карачай, вмещающим значительное количество высокоактивных и среднеактивных ЖРО комбината «Маяк». Согласно оценкам, относящимся к периоду до 1990 г., объем просочившихся в подземные горизонты радиоактивных отходов превышал 4 млн. м3, а площадь ареала их распространения составляла примерно 10 км². В более поздних публикациях приводится несколько меньшая цифра - 3,5 млн. м3. Суммарная радиоактивность просочившихся ЖРО оценивается в 900 тыс. Ки. Мощность подземного водоносного комплекса изменяется от 50-80 до 130-190 м в разных местах. Непосредственная связь озера Карачай с подземными водами подтверждается как зависимостью уровня зеркала водоема от уровня подземных вод, так и самим фактом распространения загрязнения в подземные горизонты.

Загрязненные подземные воды от озера Карачай являются сложными по компонентному составу растворами. По степени минерализации они имеют ряд градаций, представляя собой рассолы со степенью минерализации от 82,2 г/л в центральной части ареала до практически пресных вод во фронтальной (наиболее подвижной) части ареала. Основными загрязняющими веществами являются нитрат- и нитрит- ионы, радионуклиды (Sr-90, тритий, уран) и др.

В северном и северо-восточном направлениях ареал загрязнения распространяется в сторону Теченского каскада водоемов примерно на 4 км. В южном направлении - примерно на 3,2 км в сторону от водоема 9-го.

Второй серьезный источник загрязнения подземной гидросферы - Теченский каскад водоемов, созданных для предотвращения проникновения жидких радиоактивных отходов в речную систему региона. В настоящий момент во всех этих водоемах накоплено около 80 тыс. Кu радиоактивности по Sr-90 и 230 тыс. Кu - по Cs-137 (всего около 310 тыс. Ки долгоживущих активных радионуклидов).

Ниже последней плотины расположены Асановские болота, аккумулировавшие примерно 6 млн. Кu радиоактивности в период сброса высокоактивных жидких отходов в р. Течу.

Исследования показали, что распространение радиоактивности происходит за счет просачивания ЖРО вглубь - сквозь дно водоемов и их фильтрацию через тело последней, нижней, плотины. Объем фильтрующейся сквозь тело плотины воды плавно увеличивался вплоть до 1990 г. С 1990 по 1993 г. плотина укреплялась, и в эти годы просачивание несколько сократилось. В этот же период уменьшилось содержание Sr-90 в фильтрационных водах. Начиная с 1993 г. фильтрация воды и вынос с ней Sr-90 вновь возросли. В последние годы сквозь тело плотины и в ее обход ежегодно фильтруется примерно 5-6 млн. м3. Раньше эта величина превышала 10 млн. м3. Помимо того, что происходит просачивание зараженных вод сквозь тело плотины, 11 водоем сегодня уже на грани «перелива»: до критической отметки осталось 12 сантиметров.