"Водный промысел": история производства радия в республике Коми

По мере накопления осадка чаны отстаивали, воду сливали и производили выемку осадка-концентрата, который затем сушили на противнях в сушилках, отапливаемых природным газом из местных источников. При засорении фильтры меняли, а опилки и мох озоляли в этих же сушилках. Полученный концентрат и озоленные фильтры упаковывали в деревянные бочки и направляли на завод по переработке концентрата. Содержание радия в концентрате составляло в среднем 30 мг на тонну, т.е. степень обогащения на первичных радиохимических заводах достигала 10000 раз.

Радиохимические заводы представляли собой двухэтажные бревенчатые здания. На верхнем этаже находились гипсовальные желоба, на нижнем - фильтры. Отстойные чаны размещались под открытым небом, только на химзаводе № 1 - в помещении. Здания не отапливались, но даже в сильные морозы вода в системе не замерзала, так как с водой из скважин поступало большое количество тепла. По воспоминаниям И. В. Дахно, "...на химзаводах поддерживались идеальная чистота и порядок, не последнюю роль в этом играл лагерный режим" [71]

Всё технологическое оборудование было изготовлено из дерева, которое, в отличие от железа, не разрушалось при контакте с минерализованной водой. Деревянные трубы-водоводы не требовали теплоизоляции и не замерзали в сильные морозы. Важно и то, что дерево - местный материал.

Следует отметить, что первоначально, согласно сохранившимся проектным документам, на химзаводе № 1 для осаждения бария и радия планировали использовать концентрированную серную кислоту [72]. Это дорогостоящий реактив, который пришлось бы завозить на промысел из других районов страны. Кроме того, система емкостей, насосов и трубопроводов для серной кислоты была сложна и требовала специальных материалов. Однако нам неизвестно, был ли реализован данный проект. Доподлинно известно, что в 1934 г. для осаждения радия использовали гипс из расположенного неподалеку месторождения (около лагпункта Веселый Кут) [73].

На удаленных высокодебитных скважинах строили индивидуальные установки, состоявшие, по воспоминаниям И.В. Дахно, из нескольких гипсовальных желобов и фильтров [74], а по сохранившимся проектным документам 1933 г. - из нескольких гипсовальных желобов и двух секций отстойных чанов [75].

Выделение радия и получение конечного продукта производили на заводе по переработке радиевого концентрата в поселке Водный. Концентрат, полученный с радиохимических заводов по переработке воды, смешивали на бегунах с древесным углем, древесными опилками, хлористым барием и раствором хлористого кальция. Смесь (200-250 кг) загружали во вращающиеся муфеля и спекали в течение шести часов при 900° C. Нерастворимые сульфаты бария и радия переходили в растворимые хлориды бария и радия:

Ba(Ra)SO4 + 2C + CaCl2 = Ba(Ra)Cl2 + CaS + 2CO2

Ba(Ra)SO4 + CaCl2 = Ba(Ra)Cl2 + CaSO4

Хлориды бария и радия выщелачивали из спёка горячей водой в подвесной центрифуге. Спёки, в которых оставалось примерно 1 мг радия на тонну, отправляли в отвалы (так называемые "черные отвалы"), а из щелоков в испарителях выделяли кристаллы Ba(Ra)Cl2.

Разделение бария и радия осуществляли путем сложной многоступенчатой процедуры дробной кристаллизации, основанной на различной растворимости в воде галогенидов бария и радия [76]. Вначале проводили дробную кристаллизацию хлоридов бария-радия, затем хлориды переводили в бромиды и на завершающем этапе происходила дробная кристаллизация бромидов бария-радия.

Полученные кристаллы бромида радия прокаливали в муфельной печи и запаивали в стеклянные ампулы. Содержание RaBr2 в готовом препарате составляло не менее 90%.

В 30-е гг. из-за несовершенства технологии содержание радия в "черных отвалах" достигало 5,45 мг на тонну. Отходы с содержанием радия свыше 1,5 мг на тонну считались как "товарные отвалы" и подлежали вторичной переработке [77]. Более совершенный способ переработки концентратов был разработан, по-видимому, при участии заключенного И.Я. Башилова. Вторичная переработка "товарных отвалов" позволила в 1941 г. добиться рекордного на Водном промысле объема выпуска радия - 21541 мг [78].

Особенности технологии выделения радия из отходов урановой промышленности нам пока неизвестны, мало знаем и о происхождении самих отходов. Вероятно, это была урановая руда после выделения из нее смеси изотопов урана на Табошарском радиохимическом комбинате в Таджикской ССР. На завод № 226 она поступала в виде окатышей, упакованных в специальные металлические банки-контейнеры. Здесь из этих отходов извлекали радий ("спецматериал № 1") и уран ("спецматериал № 2").

Радиационная безопасность на радиевом производстве

В первые годы работы промысла техника радиационной безопасности, по-видимому, вполне соответствовала представлениям того времени об опасности ионизирующего излучения. В первой половине XX в. в СССР величина допустимой дозы облучения для профессионалов изменялась таким образом: 1920 г. - 60 Р/нед (600 мЗв/нед); 1925 г. - 1,2 Р/нед (12 мЗв/нед); 1934 г. - 1,0 Р/нед (10 мЗв/нед); 1950 г. - 0,5 Р/нед (5 мЗв/нед). В настоящее время предел дозы для персонала, т.е. для лиц, работающих с техногенными источниками ионизирующего излучения, равен 20 мЗв/год [79].

В начале 30-х гг. Центральный институт гигиены труда и промышленной санитарии (ныне Научно-исследовательский институт медицины труда РАМН) под руководством А. А. Летавета исследовал условия труда и состояние здоровья работников на заводе по производству радия из тюямуюнской урановой руды, запущенном в 1930 г. (возможно, что это был завод Горно-химического треста "Редкие элементы"). На основе полученных данных в 1935 г. под редакцией В.А. Левицкого и А.А. Летавета была издана первая в СССР монография, посвященная вопросам радиационной гигиены и радиационной безопасности. В ней исследователи предложили меры по защите работников радиохимических производств от лучевого поражения [80], правильность которых была подтверждена временем. Неизвестно, попала ли на Водный промысел эта книга, выпущенная огромным тиражом (2000 экз.), но определенные последствия это исследование имело: в 1935 г. в одном из приказов по Промыслу № 2 для работников химзаводов и завода по переработке радиевых концентратов установлены шестичасовой рабочий день и бесплатная выдача молока, а начальнику санчасти Беспальчикову и заведующему физлабораторией А.А. Любушину было предписано "...иметь особый надзор за состоянием здоровья работников и подвергать их ежемесячному медицинскому осмотру" [81]. Есть сведения, что до 1940 г. в физлаборатории проводили ежемесячную диспансеризацию работников завода радиевых концентратов, а в химлаборатории - обследования радиационной обстановки. Однако для полноценной защиты здоровья людей просто не хватало ни ресурсов, ни знаний у начальства и специалистов.

Вспоминает Николай Ефимович Волков (р. 1916 г.), выпускник Горьковского индустриального института, на радиевом промысле с 1941 г., в 1957-1987 гг. директор завода "Комиэлектростеатит" (затем - "Прогресс"):

В сентябре 1943 года мне под охраной двух стрелков было поручено доставить в Ленинградский институт радия свинцовый ящичек с ампулами, где находились кристаллы солей радия. Приехали мы в северную столицу вечером; когда добрались до института, там никого из сотрудников уже не застали. Старушка-вахтер нас пожалела и разрешила переночевать в приемной. Мы поужинали сухим пайком и устроились на ночлег где кто смог. Я на всякий случай свинцовый ящичек положил себе под голову. Утром зашел в лабораторию, чтобы сдать готовую продукцию промысла. Заведующая А. Шалевич указала мне место за столом, а сама отошла в дальний угол довольно просторной комнаты. Оттуда она скомандовала мне: "Откройте контейнер, вынимайте пинцетом ампулы и называйте номерной знак, я буду записывать в журнал". Я был в недоумении, что это она так боится? Потом стал потихоньку в институте расспрашивать о радии, его свойствах и понял, что на промысле нас держат в большом неведении [82].

Академик Григорий Алексеевич Разуваев (1895-1989) , директор Института химии АН СССР в Горьком и бывший заключенный, работавший на радиевом промысле с 1942 г., вспоминал:

Технология очистки и выделения радиоактивных солей была сложной и малонадежной; техника безопасности - в зачаточном состоянии. Пока вещества находились в растворах, с ними обращались без каких-либо предосторожностей и только на стадии выделения твердых солей начинали работать за свинцовыми экранами под тягой. Вентиляция при этом нередко выключалась: то авария электросети, то учебная воздушная тревога. Людей, которые работали со мной там - на заводе, в лаборатории, давно нет в живых: они на себе узнали, что такое лучевая болезнь... [83].

Вдове Г.А. Разуваева, Елене Владимировне, тоже было, что вспомнить:

Организация труда была отвратительная. Об охране ее, конечно, и знать не знали... Ну а что делалось со здоровьем людей? Многие из тех, кто работал с нами, после освобождения через год-два умирали от рака. Заведующий нашим бромидным отделением Унтерхирхер от рака умер. Работал с нами внук академика Карпинского - через несколько лет умер от этой же болезни. И химика Марка Исааковича Казанина постигла та же участь ... Хоть мы и работали на заводе не больше четырех часов, хоть нам и давали в виде лекарства сырую печень, - уберечь людей вряд ли это могло. Мало того, что условия труда были ужасные, но ведь толком никто не знал о последствиях влияния радиации на человека [84].

Тем не менее снабжение продуктами питания здесь было значительно лучше, чем в других лагпунктах, а режим менее строгий, - Водный промысел среди заключенных считался "курортной зоной".

Современная история радиационно-гигиенического нормирования и радиационной безопасности в СССР началась с включением страны в гонку ядерных вооружений. На радиохимических комбинатах, построенных в ходе реализации программы создания ядерного оружия, стали манипулировать уже не граммами, а тысячами тонн радиоизотопов. К тому же удельная активность отработанного ядерного топлива, из которого выделяли оружейный плутоний, в тысячи раз превышала удельную активность радия. Поэтому в стране начались широкомасштабные исследования в области радиобиологии, радиоэкологии, медицинской радиологии и радиационной гигиены. Выработаны новые принципы организации работ с радиоактивными материалами и нормы радиационного воздействия на работников и население. Государственных норм и правил радиационной безопасности, имеющих силу закона, не было до 1960 г. В Министерстве среднего машиностроения радиационная безопасность регламентировалась ведомственными документами, имеющими гриф "секретно" [85].

В 1953 г. после передачи завода № 226 в Министерство среднего машиностроения начались работы по созданию радиационно-безопасных условий труда. В 1954 г., через 22 года (!) работы предприятия, создана служба дозиметрического контроля [86]. Значительно улучшилось снабжение работников промышленными и продовольственными товарами. На заводе организованы "чистая" и "грязная" зоны, разделенные санпропускниками. Рабочим выдавали спецодежду, начала работать спецпрачечная. Однако в полной мере реализовать новые санитарно-гигиенические требования на предприятии, которое строилось и более двух десятков лет работало без соблюдения правил радиационной безопасности, было практически невозможно.

Документы службы дозиметрического контроля завода № 226 свидетельствуют, что мощность дозы g-излучения на рабочих местах, загрязненность рабочих поверхностей, полов, дверных ручек a-активными радионуклидами, содержание в воздухе радона и радия практически постоянно превосходили установленные нормативы. Во множестве докладных записок сообщалось о несоблюдении рабочими правил радиационной безопасности: курение и прием пищи на рабочих местах, недостаточная санобработка кожи, отказ от использования средств индивидуальной защиты и др. Заставить персонал предохраняться от невидимой опасности было очень трудно:

Профессиональная характеристика рабочего места Мороза Николая Никифоровича.

На предприятии п/я 3179 работает с 1947. До 1948 года ученик слесаря, а с 1948 года в отделении регенерации аппаратчик. В помещении очень плохая вентиляция, в зимнее время высокая влажность в результате выпаривания растворов. Преобладают ручные операции по выгрузке "кристалла" из выпаривателей. До 1954/55 гг. техника безопасности не соблюдалась, не было спецодежды, рабочий день 8-часовой, принимал пищу и курил на рабочем месте. До 1955 года дозиметрических измерений не проводилось. Индивидуальный дозиметрический контроль также не проводился. Загазованность в условных нормах колебалась за 1955 год от 0,3 до 6,2, за 1956 год - от 0,2 до 4,7. Загрязненность пола и стен отделения от 54000 до 120000 имп/мин. Врач В. Тараторкин. 18/20 февраля 1957 г. [87].

Официальных документов, в которых сообщалось бы об острых лучевых поражениях работников, мы не обнаружили, но по воспоминаниям ветеранов такие случаи были.

Радиоактивное загрязнение территории радиевого промысла

История отечественной промышленности свидетельствует, что любое крупномасштабное производство приводит к столь же масштабному загрязнению окружающей среды. Радиевый промысел не был исключением.

Содержание радия в воде, сбрасываемой заводами по переработке воды, - 0,03-0,05 мг на 1000 м3, что соответствует удельной активности в 1,11-1,85 Бк/кг [88]. Для сравнения в 1952 г. предельно-допустимая концентрация 226Ra для воды открытых водоемов была принята равной 1,85 Бк/кг [89]. Согласно современным нормам НРБ-99 концентрация 226Ra в питьевой воде не должна превышать 0,5 Бк/кг. Поэтому по действовавшим в то время нормативам сбрасываемая химзаводами вода не относилась к радиоактивным отходам. А по современным санитарным правилам ОСПОРБ-99 [90] её следует отнести к низкоактивным отходам, которые при условии разбавления в 2-4 раза разрешается сбрасывать в хозяйственно-бытовую канализацию. Таким образом, сброс отработанной воды в реки не приводил к значительному радиоактивному загрязнению. Тем не менее по расчетам Института биологии Коми НЦ УрО РАН радиохимические заводы со сточными водами сбросили в реки и на прилегающие территории более 15 г радия [91].

Некоторые технологические операции на заводах по переработке воды приводили к образованию локальных радиоактивных загрязнений. Например, перед выемкой осадка-концентрата воду из чанов-отстойников сливали прямо на землю [92]. Даже сейчас на месте, где раньше располагалась система от стойных чанов химзавода № 10 (дезактивацию на его территории не проводили), мощность экспозиционной дозы по нашим измерениям составляет 15-20 мк3в/ч при естественном радиационном фоне около 0,1 мк3в/ч.

Технология выделения радия на заводе по переработке концентратов была продумана достаточно хорошо. Хлориды бария и кальция имели замкнутые циклы оборота. Единственным отходом был спёк после выщелачивания хлоридов бария-радия, содержавший около 1 мг радия на тонну. Таким образом, активность образующихся отходов составляла примерно 37000 Бк/кг. Согласно ОСПОРБ-99 их следует отнести к низкоактивным отходам. Однако системы обращения с радиоактивными отходами практически не было - их просто сваливали на заболоченный берег Ухты между заводом и поселком заключенных. За все время существования производства оборудованное хвостохранилище так и не создали. По оценкам Института биологии Коми НЦ, к моменту закрытия завода (в 1956 г.) на заводском хвостохранилище скопилось более 10000 т радиоактивных отвалов, содержащих около 10 г радия [93]. Эта радиоактивная свалка практически не изолирована от реки Ухты - с её территории стекает два ручья. В 1960 г. активность воды в ручьях, стекающих с хвостохранилища, достигала 111 Бк/кг, отчего содержание радия в реке Ухта местами увеличивалось до 2,85 Бк/кг. Данная величина в 5-7 раз превышает действующие в настоящее время нормативы содержания 226Ra в питьевой воде (по НРБ-99). Со временем произошло снижение выноса радия с хвостохранилища, обусловленное, по-видимому, вымыванием растворимых соединений и переходом оставшихся радионуклидов в нерастворимую фазу. В 1999 г. по нашим измерениям удельное содержание радия в реке в 160 м ниже хвостохранилища составляло всего 11,6.10-3 Бк/кг. Но вынос соединений радия, адсорбированных на частицах почвы и коллоидном гидроксиде железа, продолжается до сих пор.