35 лет назад был закрыт Семипалатинский полигон — старейшая советская площадка для ядерных испытаний. С момента открытия деления урана в 1938 году по сей день в атмосфере взорвалось более 500 атомных бомб, и лишь две из них были применены в бою — в Хиросиме и Нагасаки. Остальные использовались на испытаниях. В XX веке атмосферные взрывы запретили, но было поздно: накопившегося ядерного материала уже было достаточно, чтобы убить многие тысячи человек. Скольких жизней стоили человечеству такие тесты и какие регионы России пострадали сильнее всего — в материале «Газеты.Ru».
Радиоактивный снег
Вопреки расхожему представлению, атомная бомба — не слишком сложное устройство и в многочисленных испытаниях не нуждается. Самую простую ее конструкцию, пушечного типа, использованную во взорванном над Хиросимой «Малыше», ученые не испытывали вообще и сразу сбросили на город. Более сложная имплозивная схема требует нетривиальных расчетов и точного изготовления, но тоже у всех взрывалась с первого раза. Даже термоядерные заряды, куда более сложные, не оборачивались на первых испытаниях пшиком.
Поэтому испытывали заряды не для того, чтобы убедиться в их работоспособности. Военных интересовало, что их взрыв дает на практике.
Например, на американских испытаниях Crossroads Able 1946 года выяснилось, что бомба плохо действует на флот. Из попавших в километровый радиус 20 кораблей затонули лишь пять ближайших к эпицентру, при том что на остальных некому было вести борьбу за живучесть. Взрыв такой же бомбы под водой имел сравнимый радиус поражения.
Серия испытаний Sandstone была посвящена разработке более легких и компактных ядерных зарядов. А ради теста Teapot Apple-2 1955 года американцы построили в пустыне целый «Город обреченных» (Doom town): копию жилого пригорода с манекенами вместо людей, чтобы оценить потенциальное число жертв ядерной войны и разработать меры защиты.
В СССР военные пытались найти ответы на примерно те же вопросы, пусть и искали их немного иначе. Например, в 1954 году состоялись знаменитые Тоцкие учения, на которых было сымитировано наступление полноценного 50-тысячного войска с применением ядерного оружия. Оказалось, смертельный радиус поражения для грамотно окопавшейся армии составляет всего 300–600 метров — гораздо меньше, чем можно подумать, глядя на внушительный гриб.
Однако Тоцкие учения стали наглядным примером, что даже за опытные атомные взрывы приходится платить большую цену, а между «пережить вспышку» и «жить долгой здоровой жизнью» — пропасть.
Участвовавшие в учениях солдаты и офицеры умирали от рака и других вызванных радиацией болезней — и в условиях советской секретности не могли даже получить компенсацию за свои страдания.
Но, как выяснилось позже, чтобы пострадать от ядерного испытания, не обязательно прошагать строем через эпицентр. Радиоактивные осадки переносятся ветром далеко и могут накрыть тех, кто сам никогда даже не слышал взрыва.
Впервые мир обратил внимание на эту проблему в 1954 году после американских испытаний Castle Bravo. Тогда взорвалась первая в мире водородная бомба, при проектировании которой ученые сильно ошиблись: ее мощность составила 15 мегатонн вместо 5, измерительное оборудование серьезно пострадало, но что более важно, в небо поднялась громадная туча радиоактивного пепла.
Этот пепел выпал на японскую рыбацкую шхуну «Счастливый дракон». Ничего не подозревающие моряки начали собирать диковинный «снег» в мешки — и последующие годы страдали от тяжелейшей лучевой болезни.
Но если «снег» был сконцентрирован и хорошо виден, то значительная часть радиоактивных осадков выпадает в невидимых для глаз концентрациях. Безвредными их это не делает.
Под ударом весь мир
При ядерном взрыве ядра урана или плутония расщепляются на более легкие химические элементы. Один из самых опасных продуктов деления — радиоактивный йод-131 с периодом полураспада 8 дней. При попадании в организм в больших количествах он наносит катастрофический ущерб щитовидной железе. Не менее опасны цезий-141 и стронций-89, а также многие другие элементы с полураспадом от нескольких дней до нескольких лет. Некоторые нуклиды, включая марганец-54, образуются не от расщепления плутония, а из-за облучения грунта потоком нейтронов.
Все эти материалы попадают в состав радиоактивного облака, которое в виде «гриба» оказывается в стратосфере. Потоки воздуха в нем живут по особым законам, которые в совокупности приводят к тому, что радиоактивный материал рассыпается по огромной территории в многие тысячи километров. В основном перенос идет вдоль параллели (по одной широте), но часть нуклидов разносится по всей Земле и выпадает в виде осадков долгие годы.
Чем мощнее бомба и чем севернее ее взорвали, тем большая доля нуклидов достигает стратосферы. Так, остатки 1-мегатонной бомбы, испытанной у Новой Земли, оказываются там почти целиком. Для сравнения, тот радиоактивный материал, который не достиг стратосферы и переносится обычными ветрами, выпадает почти весь в течение 2–3 недель и обычно ближе к эпицентру.
Люди, как и другие живые существа, эволюционно адаптированы к слабому радиоактивному фону, который в природе никогда не бывает нулевым, и даже в составе человеческого тела в норме присутствует радиоактивный калий-40. Но ядерные испытания 1940–1960-х годов привели к тому, что среднемировая поглощенная доза излучения от радиоактивных осадков в 1963-м достигла 0,1 миллизиверта в год. После отказа от атмосферных испытаний эта доза упала до 0,02 миллизиверта в год уже к 1980-му.
0,1 миллизиверта — это довольно мало, но локально радиация росла гораздо сильнее.
По оценке американских ученых, для многих десятков тысяч людей, живущих в Неваде и Юте — то есть вблизи старого полигона, аналогичного Семипалатинскому, — поглощенная доза от ядерных испытаний составила от 3 миллизивертов до, в экстремальных случаях, 90.
Также американцы оценили эффект от ядерных испытаний, измеряя его не в малопонятных зивертах и греях, а в смертях. Из 3,8 млн людей, родившихся в США в 1951 году, от вызванного радиоактивными осадками рака умерли около тысячи человек. Среди всех, кто жил в США с 1951 по 2000 год, это число доходит до 11 тысяч. Разумеется, это ни в какое сравнение не идет со смертностью от курения или нездорового образа жизни. Однако гибель людей от радиации происходит, во-первых, как дополнение к другим причинам, а во-вторых, и в главных, — независимо от действий самого человека.
А что у нас?
К сожалению, исследования подобного рода в России и в Казахстане, где располагался Семипалатинский полигон, гораздо скромнее, чем в США.
В СССР основными источниками радиоактивных осадков были Семипалатинский и Новоземельский полигоны. Последний слишком удален от заселенных территорией, чтобы создавать на них большие концентрации радионуклидов. Вместо этого его радиоактивный материал «размазывался» почти по всей азиатской части РСФСР, создавая значительные очаги радиации на Таймыре, в Эвенкии и в Якутии с меньшим поражением в других областях.
Совсем иная картина наблюдалась в окрестностях Семипалатинского полигона, на котором успели провести 86 атмосферных тестов и 25 наземных взрывов. От него пострадали Новосибирск, Кемерово и, на порядок сильнее, Алтайский край. Если в Новосибирской области и Якутии максимальная доза дополнительного облучения составила 1 миллизиверт, то на Алтае — 52 миллизиверта.
Полных данных о смертности по стране для России и бывшего СССР нет: никто не знает даже точное число жертв Тоцких учений, хотя по воспоминаниям выживших участников оно было очень большим. В 2005 году исследователи проанализировали когорту из 19 545 людей, часть из которых проживала в пострадавших деревнях близ Семипалатинского полигона, а часть — в относительно незатронутых. Выяснилось, что в пострадавших населенных пунктах от рака за прошедшие годы умерли 532 человека, а в контрольных — 357. По оценкам ученых, каждый дополнительный поглощенный зиверт (100 миллизивертов) увеличивал шанс смерти от рака на 81%, хотя этот вывод, как признаю сами авторы исследования, может быть неточным из-за разницы в базовом здоровье населения в рассмотренных населенных пунктах.
Возможно, в будущем исследователи смогут получить более полные данные по стране в целом. Но маловероятно, что число погибших в СССР было на порядок меньшим, чем в США, поскольку механизм распространения осадков был схожим и там, и там.
Так что нет ничего удивительного, что атмосферные ядерные испытания запретили еще в разгар Холодной войны. Иначе люди могли умереть от них еще до начала боевых действий.
📢 Самое важное в одном месте — «Газета.Ru» теперь и в MAX.