Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР

в 8:26, , рубрики: Здоровье гика, монацит, Научно-популярное, радиация, СССР, торий, торон, Урал, уран, физика, химия, экология, ядерное оружие

Впервые на этом объекте я побывал более 10 лет назад в качестве младшего научного сотрудника Института промышленной экологии УрО РАН. Мало кто за пределами Урала знает, но вот уже более 60 лет в 200 км от Екатеринбурга хранятся тысячи тонн радиоактивного монацита — запасов СССР, собранных для запуска ториевой составляющей атомного проекта. Долгое время скрытый завесой секретности, этот объект породил огромное количество слухов и мифов. За последние 25 лет у него менялись собственники, обсуждались различные варианты использования монацита, вокруг кипели нешуточные общественные страсти. И вот теперь, похоже, база хранения монацита вступает в финальный этап своего существования. 6 ноября прошли общественные слушания по проекту, предусматривающему вывоз монацита на экспорт в Китай. Эта статья посвящена непростой истории, мифах и реальной опасности предприятия, а также его ближайшему будущему. Она написана мной для екатеринбургского портала e1. А ниже я привожу ее в авторском, более детальном и подробном виде.

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 1

Торий и атомный проект СССР

В 1945 году мир вступил в новую, атомную эру. Создание и первое применение атомного орудия привело к началу атомной гонки, продолжающейся до сих пор. В то время создание оружия на новых физических принципах требовало привлечения невероятных финансовых, организационных и человеческих ресурсов. Величайшие ученые трудились над созданием новых областей знаний, отраслей промышленности, и над решением многих задач, открывающим путь к освоению атомной энергии в военных, а затем и в мирных целях. Одним из вопросов, на который пытались найти ответ – это какие материалы можно использовать в качестве ядерного топлива и начинки. Одним из вариантов, который нашел наибольшее распространение в атомной энергетике, стал уран. Для его применения его нужно обогатить по 235-му изотопу (этим, например, занимаются у нас на Урале в Новоуральке, с которым сейчас связан другой скандал, о котором я писал ранее). Другим материалом, нашедшем большее применение в атомном оружии, стал плутоний. Это искусственный элемент, который получают из урана, облучая последний в специальных промышленных ядерных реакторах, о которых был мой предыдущий пост на Хабре. Но был и третий вариант – торий. Это природный элемент, из которого так же в реакторах можно получать удобный для атомного оружия изотоп урана – 233-й. Научно-исследовательские работы по использованию тория проводились чуть меньше 10 лет, но к 1953 году руководитель советского атомного проекта Курчатов подвел итоги этого направления, отметив его нецелесообразность по сравнению с уран-плутониевым топливным циклом. На том тему и закрыли. Причем и у нас и в США, хотя американцы в 1955 даже успели провести опытный взрыв устройства с применением U-233.

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 2

Взрыв ядерного устройства мощностью 22 кт на основе Pu-239 и U-233 в рамках испытаний Teapot 15 апреля 1955, США.

База хранения под Красноуфимском

Тем не менее, добыча ториевого сырья в виде монацита была налажена в СССР еще с 1930-х годов, до начала атомного проекта, на фоне общего интереса к радиоактивным материалам. Добывали его как минимум в двух местах — в Сибири, на Таракском месторождении под Канском, и в Режевском районе Свердловской области, в поселке Озерный. Монацит намывали из речного песка, обогащали, при этом образовывались большие отвалы обедненного песка, все еще содержавшего торий. Их запасы в последующем стали источником проблем, так как местной население в поселке Озерный и на станции Костоусово бесконтрольно использовало этот мелкий песок как строительный материал. В результате в начале 90-х в этих населенных пунктах пришлось проводить дезактивационные работы силами производственного объединения «Торон», ранее работавшем в зоне чернобыльской аварии. К счастью, жители получили пусть и повышенные, но не катастрофичные дозы. Но это уже отдельная история.

После прекращения работ по торию в атомном проекте, его стратегический запас было решено собрать в одном месте – под Красноуфимском (200 км от Екатеринбурга). С 1941 года тут, вблизи станции Зюрзя, была построена база госрезерва под кодовым названием «почтовый ящик 118» для стратегических запасов продовольствия. На территории чуть более 20 га разместили 19 деревянных амбаров-сараев размерами 85*14 метров, в которых разместился запас зерна. Но в начале 1960 года на базу стал поступать новый груз под названием «концентрам ОМ». Регулярно, партиями по 200 тонн в виде деревянных 50-килограммовых ящиков с мешками, заполненными бурым песком – монацитом. За 4 года на базу было свезено около 82 тысяч тонн. К существующим амбарам, заполненным сверху донизу, добавили еще 4. В таком виде хранилище просуществовало до середины 90-х годов.

В 1994 году, по инициативе губернатора Эдуарда Росселя, база хранения монацита была передана в собственность Свердловской области, и реорганизована в областное государственное учреждение «УралМонацит». Тогда такое приобретение казалось потенциально выгодным, так как монацит содержит не только торий, но и десятки тысяч тонн оксидов редкоземельных элементов (РЗЭ), цены на которые в 90-е были очень высокими. Идея получения этих элементов из монацита казалось коммерчески очень перспективной, но пока разрабатывали приемлемые технологии переработки, Китай успел завоевать мировой рынок РЗЭ. В итоге запас монацита остался мертвым грузом на собственности области.

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 3

Внутреннее состояние складов и штабелей с монацитом. Бетонный пол проломился, местами штабели завалились. Фото мое от 6 ноября этого года

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 4

Еще внутренние виды. Архивное фото из презентационных материалов слушаний 6 ноября.

Посмотреть на вид старых деревянных складов до возведения над ними новых металлических (это было где-то после 2008-го) можно в этом видео 2001 года (там есть и мой бывший шеф, защитивший диссертацию по влиянию этого объекта на окружающую среду):

Тем временем техническое состояние складов становилось все хуже, построенные во время войны и для других целей конструкции значительно обветшали. Под весом ящиков с тяжелым монацитом бетонные полы складов проломились, стены их начали заваливаться, ремонт и многочисленные подпорки не снимали риска обрушения. На средства области вокруг деревянных амбаров были построены металлические ангары на новых фундаментах, с расчётом на то, что даже при обрушении внутренних зданий наружу монацит не попадет.

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 5

Современный внешний вид металлических ангаров, возведенных над старыми деревянными амбарами.

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 6

Старый деревянный амбар внутри нового металлического

Влияние на окружающую среду – мифы и реальность

Как это часто бывает, наличие охраняемого объекта с непонятным, но радиоактивным содержимым, не могло не обрасти за долгие годы множеством слухов и мифов. Даже снятие грифов секретности в 90-е не сильно прояснило обстановку, так как на понятное беспокойство местных жителей наложились не только накопившиеся мифы, но и различные попытки манипуляций на почве опасностей, как реальных, так и вымышленных, тесно переплетенных между собой. В многочисленных публикациях об «Уралмонаците» можно найти упоминания и о новой форме жизни, появившейся на складах, и о том, что все работники предприятия умерли от рака и страшных болезней, и о студентах, подхвативших непонятную болезнь во время работ рядом со складами.

В середине 1990-х, изучением особенностей монацита и влиянием всего объекта на окружающую среду занялись ученые. Институт промышленной экологи УрО РАН (ИПЭ УрО РАН) занимался изучением обстановки на объекте с 1995 года, т.е. уже в течение 25 лет. Автор этих строк начинал свой путь в науке именно в этом институте, и на объекте побывал впервые более 10 лет назад в качестве младшего научного сотрудника.

Чем вообще может быть опасен монацит как радиоактивный материал? Содержащийся в нем торий (оксид тория составляет до 10% от массы монацита) – это природный слаборадиоактивный элемент, такой же натуральный, как, например, уран (уран, кстати, в монаците тоже есть в виде оксида — до 1% по массе). Он может быть опасен по нескольким причинам. Во-первых, в высоких концентрациях он может быть источником гамма-излучения, которое приводит к дополнительному (помимо того, что человек получает 24 в сутки от других природных источников, в т.ч. и природного тория) внешнему облучению. Во-вторых, при его распаде образуется летучий радиоактивный газ торон (это изотоп радона, а радон так же выделяется при распаде урана, но его меньше). Длительное вдыхание изотопов радона в высоких концентрациях приводит к облучению легких альфа-частицами. Однако величину этих факторов и степень их опасности можно и нужно определять в конкретных условиях. Приведу некоторые краткие результаты исследований опасности этих факторов, сложившихся в конкретных условиях на базе «Уралмонацит», обобщенных в многочисленных публикациях сотрудников института.

Во-первых, влияние объекта на окружающую среду сильно преувеличено. Да, возле складов и особенно внутри них гамма-фон в десятки и сотни раз выше «обычных» уровней (в среднем внутри складов около 90 мкЗв/ч, тогда как средняя величина гамма-фона в Екатеринбурге — 0,1-0,2 мкЗв/ч), что ограничивает время присутствия там персонала. Но за пределами территории фон в норме.

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 7

Мощность дозы на базе и вокруг нее в нЗв/ч (1 мЗв/ч = 1000 нЗв/ч, поэтому изолинии «300» на схеме означает мощность дозы в 0,3 мкЗв/ч). Скан из статьи Вестника УрО РАН об «Уралмонаците»

Во-вторых, ни сам монацит, ни содержащийся в нем радиоактивный торий за пределами складов не обнаружен – ни в воде, ни в почве, ни в образцах растительности его нет. Что не удивительно. Монацит, полученный путем промывки речного песка, нерастворим, при этом он довольно тяжелый. Поэтому осадками он не вымывается, ветром в виде пыли не выносится. Специально проведенные в течение нескольких лет эксперименты лишь подтвердили эти выводы. Грубо говоря – даже обрушение или пожар на каком-либо из амбаров-складов не вызвали бы пылевого выброса монацита за пределы территории. То же касается и изотопов радона — летучих продуктов распада тория и урана. Их концентрации повышены внутри складов (в среднем около 3,7 кБк/м3 торона и около 200 Бк/м3 радона), но за границами территории не отличаются от обычных уровней для этого региона.

В-третьих, в архивах предприятия найдены данные о 438 сотрудниках (автор этих строк лично оцифровывал эти архивы), работавших на базе с 1960 по 1997 годы, включая несколько десятков тех, кто участвовал в ручной разгрузке монацита в 60-е. Проведенное сопоставление структуры причин смертности среди работников предприятия и остального населения Красноуфимского района (собраны данные о причинах смерти более 4600 жителей за те же годы) не выявило значимых отличий. Так что никакого роста рака и других заболеваний у работников предприятия не выявлено.

В-четвертых, хотелось бы прокомментировать очень популярный миф о студентах УрГУ, приехавших в тот район на уборку лука в 80-е и заболевших непонятной болезнью, что, якобы, связано с монацитовыми складами. Этот вопрос был задан на слушаниях 6-го ноября, и на него ответил директор Института промышленной экологии УрО РАН Михаил Жуковский, который осуществлял научные исследования на этих складах и 25 лет читает курс «Медико-биологические основы радиационной безопасности» на физтехе, где я учился:

«Человечество знакомо с ионизирующим излучением с 1895 года. За это время хорошо изучено что может происходить при его воздействии на организм, а что не может. Никакой контакт с монацитом или его упаковкой не мог привести к тем неврологическим эффектам и симптомам, которые наблюдались у студентов. Сейчас наверно сложно уже точно выяснить что именно вызвало тогда те симптомы. Рассматривались разные версии, в том числе отравления различными химикатами, удобрениями или пестицидами. Но можно точно сказать, что причина наблюдавшихся эффектов не соответствует воздействию ионизирующего излучения.»

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 8

Михаил Жуковский, директор ИПЭ УрО РАН на слушаниях 6 ноября. Если что, я показывал ему текст этого поста перед публикацией и он не нашел грубых ошибок, хотя конечно если таковые имеются — они целиком и полностью на моей совести.

Важно отметить еще один вывод ученых, связанный с базой хранения монацита. Какие бы ни были применены технологии его переработки для получения ли тория или получения редкоземельных элементов, этот процесс будет связан с образованием большого количества радиоактивных отходов, ненамного меньшем, чем само количество монацита. Причем, в отличие от монацита, который нерастворим, эти отходы будут уже в жидкой и подвижной, а значит более опасной форме. Поэтому безотносительно финансовых оценок, отказ от строительства на территории базы завода по переработке монацита можно считать неплохим решением с экологической точки зрения.

Переупаковать и вывезти

6 ноября в Красноуфимске прошли общественные слушания по проекту ОВОС (обоснование воздействия на окружающую среду) планируемой деятельности по вывозу монацита с базы хранения. Начало этого вывоза ждут уже несколько лет, и вот процесс выходит на финишную прямую.

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 9

На общественных слушаниях в Красноуфимске 6-го ноября был представлен проект переупаковки и вывоза монацита. В слушаниях с участием главы администрации города, руководства компаний «РедЗемТехнологии», «СпецАтомСервис», ГУ «Уралмонацит» и Института промышленной экологии УрО РАН приняли участие около 45 жителей района.

Еще в 2013 году областное правительство за 50 млн рублей на аукционе продало запасы монацита компании ООО «РедЗемТехнологии». Соглашение предполагает, что помимо вывоза концентрата за пределы области, будет проведена реабилитация территории базы хранения с удалением и очисткой от всех радиоактивных отходов. На слушаниях этот вопрос не рассматривался, но в кулуарах представители компании подтвердили, что монацит отправится в Китай на дальнейшую переработку и получение редкоземельных элементов. В Китае и экологическое законодательство попроще по сравнению с российским, и переработка монацита поставлена на промышленную основу.

Сами работы по переупаковке и отправке монацита будет проводить компания-подрядчик, имеющая опыт работы с радиоактивными веществами и радиационно-опасными объектами — ООО ПК «СпецАтомСервис». На территории базы хранения и рядом с ней уже произошли заметные изменения. С сентября 2018 года проведен капитальный ремонт железнодорожного тупика и станции Зюрзя для погрузки контейнеров с монацитом в соответствии с требованиям правил перевозки опасных грузов ж/д транспортом. На самой базе так же отсыпают новые дороги, на базе временных зданий и сооружений создают мобильный технологический комплекс для проведения работ по извлечению из ангаров и перетарке концентрата в современную транспортную упаковку. Перед слушаниями представители «СпецАтомСервис» показали, как будет организован весь процесс.

На вот этом видео, снятом журналистами за неделю до моего визита туда 6-го числа, можно посмотреть как все организовано:

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 10

Схематично обращение с монацитом будет организовано следующим образом. Все работы внутри складов будут вестись без постоянного присутствия там людей как по соображениям радиационной безопасности, так и с целью избежать присутствия людей в обветшалых амбарах при механических работах.

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 11

Разбирать штабели из деревянных ящиков с монацитом будут с помощью роботизированных шведских манипуляторов Brokk с дистанционным управлением. Подобные роботы-манипуляторы уже зарекомендовали себя на объектах Росатома и при работе МЧС.

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 12
Пока рабочие тренируются управлять манипуляторами в цехе для техники, отрабатывают захваты ящиков из разных положений

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 13

Манипуляторы снабжены камерами, сами операторы при работе буду находиться вне склада.

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 14

Белый ангар справа – склад с монацитом. В его стене будет проделано отверстие для конвейерной ленты. По ней ящики с монацитом будут подаваться в эту зеленую модульную конструкцию из нескольких контейнеров для переупаковки. Внутри нее ящики попадают на установку «прокалывания», где гидравлический пресс будет пробивать дно ящика и высыпать монацитовый концентрат в приемный бункер. Оттуда превмоприводом по трубам монацит будет подаваться в соседний модуль для переупаковки в биг-бэги по 2 тонны. Все эти процессы буду проходить под дистанционным контролем и без постоянного присутствия человека. После процедуры маркировки и паспортизации биг-бэги будут загружены в 20-футовые транспортные ISO-контейнеры, которые автотранспортом оправят для дальнейшей погрузки на ж/д транспорт к путям необщего пользования вблизи станции Зюрзя, находящимся в шаговой доступности от базы.

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 15

Разломанная деревянная и бумажная тара от ящиков с монацитом будет складываться в металлические контейнеры и идти на дальнейшую сортировку. Этот процесс уже будет проводиться с участием людей. Для их работы на территории базы уже возведено несколько модульных цехов. Снаружи они выглядят так, как показано на фото выше.

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 16

Вид цеха сортировки изнутри. Помимо входов для людей он имеет входную группу-шлюз (слева вверху) с двойными воротами, через которые погрузчики будут привозить от модуля переупаковки металлические контейнеры с остатками деревянной и бумажной тары. Ее и будут выкладывать на конвейер, откуда работники цеха будут разбирать ее на столы для обработки.

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 17

Деревянная тара будет вручную очищаться от остатков монацита промышленными пылесосами и направляться далее на измельчитель (конвейер слева). После дозиметрического контроля, если тара будет иметь остаточное радиоактивное загрязнение, она будет передаваться специализированной организации по обращению с радиоактивными отходами ФГУП РосРАО для дальнейшей переработки и захоронения.

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 18

Через такие системы радиационного контроля рук будет проходить весь персонал, работающий в цехе обработки тары. Проход внутрь возможен только через санпропускники (как и положено их там два — мужской и женский) с полным переодеванием в спецодежду и средства индивидуальной защиты и контроля в виде индивидуальных дозиметров.

Как с Урала будут вывозить 82 000 тонн ядерных запасов СССР - 19

За всеми работами так же будет осуществляться контроль из диспетчерской.

Операции с концентратом начнутся после получения разрешений со стороны Ростехнадзора, Роспотребнадзора, Ространснадзора. Планируется, что работы начнутся в первом квартале 2020 года. Если все пойдет по плану, то уже через несколько лет нынешняя территория базы хранения ториевого запаса СССР будет полностью освобождена от радиоактивных материалов и дезактивирована. Предполагается, что после этого на нем можно будет разместить новый промышленный объект.

А вот в этом видео местного Красноуфимского телеканала можно посмотреть на то как прошли слушания, на выступление докладчика по проекту и ответы экспертов, включая директора базы «Уралмонацит» и ИПЭ УрО РАН:

Автор: Дмитрий Горчаков

Источник


* - обязательные к заполнению поля