Последствия промышленного применения радия

Вскоре после начала периода широкого применения радия в медицине возникла отрасль промышленности, производящая и использующая самосветящуюся краску. Продукция этой бурно развивавшейся области была разнообразной: циферблаты для часов специального и гражданского назначения, циферблаты авиационных и морских приборов, тумблеры с кончиком рычажка, покрытым такой краской, шкалы некоторых радиоприемников и т. д. Содержание радия в таких красках составляло от 10 до 300 мкг на 1 г краски. Если требовалось яркое свечение, например, на пульте управления самолетом, то использовалась краска с большим содержанием радия, а краска для карманных или ручных часов содержала мало радия и стоила существенно дешевле.

Первые часы со стрелками и циферблатами, содержащими радий, были изготовлены в Швейцарии. Затем подобное производство было налажено и в других странах. В США к 1917 г. количество радия, используемого для приготовления красок, сравнялось с использованием его в медицинских целях, а в 1918 г. уже 95% радия, произведенного в США, было использовано на краски, в основном для военных целей, и только 5% — для медицинских целей, в основном для терапии. Если в 1913 г. в США производилось в год менее 9000 светящихся циферблатов, то к моменту окончания войны каждый американский солдат имел часы с радиевым циферблатом. В 1919 г. было уже продано 2,2 млн часов и приборов с такими циферблатами, а цена радия достигала 170 долл, за 1 мг.

Циферблаты в часах герметично закрывались прозрачными крышками, которые защищали людей от а-частиц. у-излучения в случае свежеприготовленной краски практически нет. Герметичность приводит к установлению векового равновесия среди продуктов распада. Как следствие, в старых изделиях интенсивность a-излучения может превысить исходную интенсивность а-излучения ²²⁶Ra в четыре раза. Реальная угроза от a-излучения возникает за счет естественного старения краски. Она отшелушивается и в условиях изоляции от воздействия окружающей среды. Радиационное воздействие существенно ускоряет этот процесс. Внутри устройства образуются пыль и чешуйки краски, которые теперь не светятся, но удельная активность их намного больше удельной активности исходного материала при его нанесении на циферблат. Разгерметизация и попадание таких частиц в желудок или в легкие человека представляет действительную опасность.

«Неожиданное» происходит с у-излучением от подобных устройств. Сразу после изготовления в них практически нет ²¹⁴Bi, а следовательно, и жесткого у-излучения. Герметичность приводит к накоплению ²¹⁴Bi. Если вначале на расстоянии порядка 1 м от такого циферблата естественный радиационный фон остается неизменным, то со временем он начинает возрастать.

На рис. 1.13 представлены часы со светящимся благодаря радию циферблатом, выпущенные еще до начала Первой мировой войны. Видно, как состарившаяся краска отшелушивается от цифр и стрелок.

Позже начались работы по внедрению красок с ²²⁸Ra. И, наконец, начиная с середины 1970;х гг. для этих целей стали применять менее опасные радионуклиды: тритий (Т_½ = 12,3 года) или ¹⁴⁷Рт (Т_½ = 2,6 года).

Отсутствие адекватных знаний о радии и производимых на его основе продуктах, а также каких-либо регламентирующих документов, должны были вместе проявить себя когда-то. История распорядилась так, что таким местом стало производство циферблатов на основе радиевой краски.

Рис. 1.13. Современный вид циферблата самосветящихся часов, выпущенных еще до начала Первой мировой войны.

Наибольшую известность получили события, происходившие в США в двух крупнейших в этом бизнесе компаниях. В первой из них в самом начале 1920;х гг. многие люди, работавшие с радиевой краской, стали страдать от непонятных тогда заболеваний. Краска Undark («Не темно») могла годами светиться сама по себе. К окончанию Первой мировой войны фирма стала главным поставщиком армейских наручных часов со светящимся циферблатом. Радиоактивная краска использовалась не только в часах — ею красили номерные знаки на домах, детские игрушки, прицелы на оружии и т. д.

Работницы на этом производстве производили до 200—250 циферблатов в день. Цифры на часах маленькие, лохматой кисточкой их не нарисовать (рис. 1.14^[1]).

Работницам постоянно внушали, что они художники, а работают они в студии. В 1917 г. спрос на продукцию в связи с войной привел к увеличению количества работниц до 250 человек. Ни одна из рисовальщиц завода не знала об опасности, которая таится в светящейся краске, так как всем им говорилось, что все безопасно, и они даже красили себе ногти такой краской.

С каждой цифрой в рот работницы попадала новая порция радия, но работодатель постоянно утверждал, что все это не опасно. Организм человека воспринимает радий как кальций и депонирует его в костях. Излучения воздействовали, прежде всего, на челюсти, а затем начинали разрушаться и другие ткани. Как следствие, работницы стали страдать от анемии, размягчения костей и некрозов нижней челюсти, а затем наступили и смертельные случаи. Определенное время компании удавалось все это скрывать благодаря подкупу врачей, которые штамповали всем обращавшимся к ним работницам диагноз «сифилис». В качестве «мер предосторожности» компанию реорганизовали и в 1921 г. переименовали в USRC. Начиная с 1922 г. стали появляться первые жертвы отравления радием. Среди них были оба первых руководителя фирмы и не менее чем 43 рисовальщицы.

Рис. 1.14. Переходя от одной цифры к следующей, женщины обмакивали кисточки в радий, а затем облизывали их так, чтобы рисовать как можно.

тоньше В конце концов, пять работниц объединились, наняли юриста и подали в 1925 г. в суд. Разразился скандал, связанный с делом «радиевых девушек». В 1928 г., не желая доводить дело до суда присяжных, USRC пошла на примирение сторон и выплатила компенсации — по 137 000 долл, с учетом современного курса. Повторная проверка условий работы на этом предприятии показала, что изменилось немногое. Работницам велели работать аккуратно, но не объяснили в чем дело. Их всех заставили трудиться в халатах, но стирать их они должны были дома. Это привело к тому, что их жилище и шкафы также оказались запачканы радием. Фирма продолжала производство радиевых красок до 1978—1979 гг.

Другой крупной компанией, занимающейся этим же бизнесом, была компания Radium Dial^[2]. С 1918 по 1924 г. в компании в разное время работало около 1000 человек, которые расписывали до 4300 циферблатов в день. Зная о проблемах в фирме USRC, они начали в 1925 г. проверять своих сотрудников в Оттаве на содержание в них радия, но они никогда не сообщали им о результатах! Хуже того, когда они обнаруживали токсичные уровни у сотрудницы, они переставали проверять ее и увольняли, чтобы не тревожить других работниц! После шестой смерти в 1934 г. начались судебные тяжбы, и компания просто прекратила свой бизнес, связанный с циферблатами. К сожалению, такой работе радиевых компаний способствовали высококвалифицированные консультанты и директора, среди которых можно отметить австрийского физика В. Ф. Хесса, получившего в 1936 г. нобелевскую премию за работы в области исследования космических лучей. Нечто подобное продолжалось и позднее.

Работа любой отрасли промышленности всегда сопровождается загрязнением окружающей среды. Что касается глобального загрязнения, то добыча урана всегда сопровождается и появлением радия, а затем радона, который разносится на большие расстояния, но никакого мониторинга этого процесса не было.

Локальное промышленное загрязнение проще всего продемонстрировать на примере двух упомянутых выше американских фирм. USRC в 1943 г. продали территорию своего филиала в штате Нью-Джерси вместе с хвостами от использованных ими радиоактивных веществ до того, как появились правила Комиссии по ядерному регулированию для таких операций. Участок несколько раз менял владельцев. Удаление первоначальных заводских зданий и земляные работы, а также и захоронение загрязненных радиоактивными веществами почв и мусора было начато только NRC в 1997 г. и завершено в 2005 г. Между 1948 и 1954 г. компания переехала в пригороды и продала участки в Нью-Йорке. На новом месте в Пенсильвании они депонировали радиоактивные отходы в заброшенный канал, в две лагуны и в два новых подземных бункера. Инспекции, проведенные АЕС и NRC в 1953 и 1959 г., отметили, что радиоактивные отходы стекали в грунтовые воды, а затем в соседнюю реку Саскуэханна в Пенсильвании.

Новые правила требовали дезактивации территорий, но компании всячески избегали это делать вплоть до истечения срока лицензий на их деятельность. Ликвидацией оставшегося наследия занялись структуры, возникшие в результате работы Манхэттенского проекта.

В качестве положительного момента отметим, что появившиеся в период 1930—1939 гг. стандарты профессиональной радиационной безопасности стали затем применяться для рабочих Манхэттенского проекта и шахтеров, добывающих уран.

Специфическая особенностью рассматриваемого этапа: «увлечения» населения радием привели к тому, что к 1990;м гг. значительная часть из радия, добытого для медицинских целей и для красителей, оказалась непосредственно в среде обитания человека, чего не было на протяжении следующего этапа. Как следствие, использовавшиеся с начала XX в. школы, университетские помещения и больницы, старые домашние вещи, места их хранения и продажи, даже антикварные магазины оказались местами потенциально возможного нахождения радия и продуктов его распада. В США, например, по состоянию на 1990 г. 65% учтенного когда-то ²²⁶Ra находится непонятно где. Это, естественно, время от времени приводит к неприятным инцидентам.

Примером может служить инцидент, произошедший в одной из школ штата Нью-Джерси 2 февраля 1989 г., где 13-летний школьник с помощью счетчика Гейгера обнаружил и принес домой радиевый источник, который находился в закрытой кладовке в школе. Ему разрешили взять его домой для изучения. Оказалось, что это нигде не зарегистрированный источник, являющийся носоглоточным аппликатором, изготовленным и проданным в период с 1942 по 1965 г. и содержащий 50 мКи радия. Свинцовый контейнер, в котором он должен был храниться, отсутствовал. Регистрация таких устройств началась в Нью-Джерси в 1960 г., а лицензирование — в 1965 г. Тем не менее, чей он и как попал в школу, осталось не ясным. Поскольку период полураспада 1600 лет, подобные инциденты могут наблюдаться в течение многих столетий и самым неожиданным образом.

Существенно более масштабным событием было обнаружение в 2017 г. радиоактивного загрязнения в бесхозных дотах в Ленинградской области. В период 1928—1940 гг. в СССР организовали 21 укрепрайон, где было построено более 1000 таких сооружений. Значительное количество из них было по линии бывшего укрепрайона Карельского перешейка от Финского залива до Ладожского озера. Из 100 первично обследованных дотов в —60% случаев наблюдаются повышенные уровни радиации. До 1997 г. все сооружения принадлежали Ленинградскому военному округу.

В этих дотах находились панели с радиевым люминофором. Такой же краской были покрашены и части некоторых орудий и пулеметов. Доступ туда населения в последние 20 лет оказался свободным. Краска за прошедшие десятилетия разрушилась, перестала светиться и местами опала, создав, таким образом, еще большую угрозу. Доза в дотах в среднем составляет —300 мкР/ч, что в 15 раз выше естественного для той местности фона, а мощность дозы около панели слепой наводки превышала фоновые значения в сотни тысяч раз. Интенсивность альфа-излучения — до 25 тыс. альфа-частиц/мин-см². Кроме радия опасность в таких помещениях представляет и ²¹⁰Ро.

Не исключено, что и в других странах находятся подобные сооружения. Прежде всего, речь идет о Третьем рейхе. Кроме того, там во время Второй мировой войны разрабатывались планы создания «радиологической бомбы» с использованием обычных взрывчатых веществ для рассеивания опасных радиоизотопов.

Каково же количество жертв, связанных с первым периодом развития радиоэкологии — открытием и использованием ионизирующих излучений? Речь идет об излучениях радионуклидов — продуктов распада урана и тория и вызванных ими детерминированных эффектах. Для населения такой статистики не существует, хотя есть яркие примеры: например, это летальные исходы в США от применения гомеопатического средства «Radithor».

Что касается промышленности, то, согласно имеющейся информации, в США было зарегистрировано 13 компаний, осуществляющих бизнес в этой области, и там погибло только рисовальщиц не менее 200 от отравления радием. Подобные работы велись в Европе, Канаде, Конго и в других странах. Можно с уверенностью сказать, что количество жертв, связанных с радиевыми циферблатами, должно быть не менее чем 1000 человек.

Кроме того, добыча урана и производство радия сопровождались интоксикацией радием и другими радионуклидами работников. Здесь также нет никакой прямой статистики, но есть комментарии вроде «основной производитель радия — бельгийские горнодобывающие компании использовали рабский и принудительный труд». Такие условия труда сопровождались большой смертностью работников. Ориентировочные оценки числа жертв у работников на этом этапе ~2—3 тыс. человек вполне соизмеримы с количеством жертв периода разработки и создания ядерного оружия.

В этот же период времени возникла проблема захоронения отходов производства и дезактивации территорий и сооружений. Обозначилась и необходимость ответственности за загрязнение окружающей среды. Начала формироваться практика перекладывания ответственности с собственника или руководителя производства на государственные структуры. Все вместе, зафиксированное на протяжении многих лет, способствовало появлению в США закона о профессиональных заболеваниях, но не более того.

Сколько же радия было добыто из-под земли для рассмотренных выше нужд. До 1954 г. велся такой учет, и с достаточной точностью для всех традиционных нужд было произведено —2,5 кг радия. Затем традиционные его производители начали сокращать, а затем и прекратили его производство. Всего на этом пути за все время было произведено.

3—4 кг радия.

Однако количество радия, извлекаемого из недр Земли, постоянно значительно возрастает. Дело в том, что предприятия ядерного топливного цикла, добывающие уран, по состоянию на 2018 г. добыли —2,5 млн т. урана, активность которого —31 ПБк. Извлекаемый при этом радий имеет примерно такую же активность, и количество его превысило 800 кг. В связи с отсутствием на него спроса почти весь этот радий, оказывается в хвостохранилищах и среди отходов соответствующих предприятий.

• [1] URL: https://masterok.livejournal.com/2 278 334.html.
• [2] Дочка фирмы Standard Chemical Company, образованной в 1917 г.