كان الوقوف لمدة ساعة واحدة على شاطئ بحيرة كاراتشاي كافياً للتسبب بجرعة إشعاعية قاتلة. كانت بحيرة كاراتشاي مسطحاً مائياً صغيراً في جبال الأورال الجنوبية بروسيا، استخدمه مجمع الأسلحة النووية السوفيتي (ماياك) منذ عام 1951 كـ في الهواء الطلق كانت بحيرة كاراتشاي موقعًا للتخلص من النفايات المشعة عالية المستوى. تراكمت في رواسبها على مر الزمن كمية إشعاعية تُقدر بنحو 4.44 إكسابكريل (EBq) (ما يعادل 120 مليون كوري تقريبًا)، أي ما يعادل ضعفين ونصف تقريبًا من إجمالي الإشعاع المنبعث في كارثة مفاعل تشيرنوبيل عام 1986. وبحسب بعض المقاييس، كانت تُعتبر "أكثر بؤرة تلوث على وجه الأرض". تتناول هذه المقالة التاريخ الكامل لبحيرة كاراتشاي، وآثارها العلمية والبشرية: بدءًا من أصولها خلال الحرب الباردة والحوادث الكارثية، وصولًا إلى الدراسات الصحية وجهود التنظيف المستمرة منذ فترة طويلة.
بحيرة كاراتشاي (بالروسية) أوزيرو كاراتشايكانت بحيرة كاراتشاي بحيرة صغيرة (لا تتجاوز مساحتها كيلومترًا مربعًا واحدًا) في مقاطعة تشيليابينسك بروسيا، بالقرب من منشأة ماياك للبلوتونيوم. في الفترة ما بين أربعينيات وستينيات القرن العشرين، أعطى برنامج ستالين للقنبلة الأولوية للسرعة على حساب السلامة. في البداية، تم تصريف الوقود النووي المستنفد والنفايات السائلة في نهر تيتشا وبحيرتي كيزيل تاش وكيزيلتاش، مما أدى إلى تلوث القرى والأراضي الزراعية. وعندما اعتُبرت حتى هذه المكبات ذات الدورة المفتوحة شديدة الإشعاع، بدأت ماياك في عام 1951 بإلقاء النفايات في كاراتشاي، وهي بحيرة ضحلة مجاورة لم تكن قادرة على تبريد المفاعلات بشكل صحيح. على مدى 17 عامًا (1951-1968)، امتصت رواسب بحيرة كاراتشاي ما يُقدّر بـ 4.44 × 10^18 بيكريل من النشاط الإشعاعي، مما جعل المنطقة المحيطة بها شديدة الحرارة بشكل قاتل. وأشار تقرير صدر عام 1990 إلى أن خط الشاطئ كان يُصدر حوالي 600 رونتجن في الساعة، وهو ما يكفي لإحداث جرعة قاتلة في أقل من ساعة.
كان لهذه العمليات عواقب وخيمة. ففي عام 1957، تسبب انفجار خزان تخزين في ماياك (كارثة كيشتيم) في تناثر مئات البيتابكريل من النفايات عبر جبال الأورال الجنوبية. وفي عام 1968، كشف الجفاف والعواصف عن قاع كاراتشاي الجاف، مما أدى إلى رفع ما يُقدّر بنحو 185 بيتابكريل من الغبار في الهواء وتلويث المجتمعات الواقعة في اتجاه الريح (مئات الآلاف من الناس) بالسيزيوم والسترونتيوم طويلي العمر. ولا تزال الآثار الصحية قيد الدراسة: إذ يبدو أن التعرض لفترات طويلة لجرعات منخفضة مرتبط بارتفاع معدلات الإصابة بالسرطان بين عمال ماياك وسكان القرى الواقعة على ضفاف النهر.
بحلول أوائل العقد الأول من الألفية الثانية، دفع القلق الدولي وبرنامج السلامة الفيدرالي الروسي إلى عملية تنظيف استمرت لعقود. وقد تمكن المهندسون أخيرًا من دفن البحيرة تحت الخرسانة والصخور والتربة (اكتملت العملية في الفترة 2015-2016)، ويشغل موقعها الآن منشأة لتخزين النفايات النووية بالقرب من السطح. إلا أن مراقبة المياه الجوفية والدراسات البيئية لا تزال مستمرة، ولا يزال الخبراء منقسمين حول ما إذا كانت المهمة قد أُنجزت بالفعل. في هذا التحليل المعمق، نجمع بين المصادر الأرشيفية والتقارير البيئية والأبحاث المُحكّمة لشرح ارتفاع وانخفاض مستوى بحيرة كاراتشاي، باستخدام وحدات قياس محددة بوضوح (بيكريل، سيفرت، إلخ) وبيانات مقارنة. ونميز بين الحقائق الثابتة (من التقارير الدولية ودراسات الأتراب) والتفسيرات، ونشير إلى أي تفاصيل حساسة للوقت.
بحيرة كاراتشاي (بالروسية: أوزيرو كاراتشايتقع بحيرة كاراتشاي في جبال الأورال الجنوبية بالقرب من مدينة أوزيرسك (تشيليابينسك-65 سابقًا)، في مقاطعة تشيليابينسك، روسيا. كانت بحيرة صغيرة ضحلة في سهوب جبلية (تتراوح مساحتها بين 0.5 و1 كيلومتر مربع فقط في ذروتها) على ارتفاع حوالي 620 مترًا. كانت مياه البحيرة معزولة عن المياه الجوفية، ولم يكن لها أي منفذ تصريف، مما جعلها مناسبة لتصريف النفايات. بحلول ستينيات القرن الماضي، تقلصت مساحتها إلى بضع مئات من الأمتار فقط بسبب استنزاف المياه نتيجة لتغير المناخ وعمليات الضخ. اليوم، لم تعد "بحيرة كاراتشاي" موجودة كبحيرة مفتوحة؛ فقد تم ردمها بالكامل بالصخور والخرسانة والتربة. يقع الموقع داخل منطقة حظر نووي شديدة الحراسة حول ماياك.
اكتسبت بحيرة كاراتشاي سمعة سيئة للغاية. ففي عام 1990، وصفتها هيئات الرقابة النووية الأمريكية بأنها "أكثر الأماكن تلوثًا على وجه الأرض". احتوت رواسب البحيرة على كميات هائلة من النويدات المشعة طويلة العمر (وخاصة السيزيوم-137 والسترونتيوم-90) الناتجة عن إعادة معالجة الوقود النووي. وقد قدمت التقارير الحكومية والدراسات اللاحقة ادعاءات مذهلة: فبحلول أواخر الستينيات، امتصت بحيرة كاراتشاي بالكامل حوالي 120 مليون كوري (4.44 × 10^18 بيكريل) من النشاط الإشعاعي. وللمقارنة، أطلق حادث مفاعل تشيرنوبيل عام 1986 ما يقرب من 2.5 × 10^7 كوري (85 بيتا بيكريل) من السيزيوم-137، أي أقل بعشر مرات. وأشار النقاد إلى أن معدل الجرعة الإشعاعية على شاطئ كاراتشاي في ذروته بلغ حوالي 600 رونتجن في الساعة، وهو ما يكفي لقتل شخص في غضون ساعة. (600 R/h تساوي تقريبًا 6 سيفرت/ساعة - وهي جرعة تسبب متلازمة الإشعاع الحادة والوفاة في أقل من ساعة.) هذه الأرقام تؤكد أن كاراتشاي ربما تكون أخطر مسطح مائي تم استخدامه على الإطلاق.
خلال خمسينيات وستينيات القرن العشرين، تراكمت في البحيرة حوالي 4.4 إكسابكريل (EBq) من النشاط الإشعاعي. عمليًا، كان السيزيوم-137 (حوالي 3.6 إكسابكريل) والسترونتيوم-90 (حوالي 0.74 إكسابكريل) هما العنصران الرئيسيان في هذا النشاط الإشعاعي. (الإكسابكريل الواحد = 10^18 بيكريل). وللمقارنة، فإن معدل الجرعة الإشعاعية الخلفية العالمية الناتجة عن التساقط الإشعاعي لا يتجاوز بضعة ميكروسيفرتات سنويًا، بينما كانت رواسب بحيرة كاراتشاي أشد حرارةً بتريليونات المرات. ومن أهم الأرقام: احتوت رواسبها على ما يقارب 120 مليون كوري (Ci) من النويدات المختلطة. في عام 1968، ولّد قاع البحيرة الجاف غبارًا كثيفًا: حيث حملت الرياح ما يقدر بنحو 185 بيتابكريل (PBq) (حوالي 5 ميغا كوري) من النويدات المشعة، مما أدى إلى تسميم الأراضي الزراعية والقرى. وحتى عام 1990، كانت الأجهزة القريبة من حافة البحيرة لا تزال تسجل حوالي 600 رونتجن/ساعة. تؤكد هذه الكميات - التي تم الإبلاغ عنها بشكل مختلف من قبل منظمة Worldwatch و NRDC والمحققين اللاحقين - كيف أن مخزون النفايات في كاراتشاي قد طغى على مخزون النفايات في الحوادث النووية الأخرى (انظر جدول المقارنة أدناه).
في عام 1945، وبعد فترة وجيزة من قصف الولايات المتحدة لهيروشيما وناغازاكي، أمر ستالين ببرنامج مكثف لتطوير القنبلة السوفيتية. مجمع ماياك الكيميائي (كيمكومبينات-817تم بناء محطة ماياك النووية، الواقعة على بعد 900 ميل شرق موسكو، سرًا (اكتمل بناؤها عام 1948) لإنتاج البلوتونيوم اللازم للأسلحة النووية. ونظرًا لأهمية مخزونات المواد الانشطارية السوفيتية، منح ستالين صلاحيات واسعة لمديري ماياك. كان الموقع - في ما يُعرف الآن بأوزيرسك - يضم مفاعلات نووية، ومصانع كيميائية لإعادة معالجة الوقود النووي، ولم يكن يخضع في البداية لأي رقابة تنظيمية فعّالة. أعطت الكتيبات السوفيتية المبكرة الأولوية للإنتاج على حساب السلامة، مما مهد الطريق لكوارث بيئية، حيث كانت أنظمة الاحتواء مرتجلة، وكانت الاختصارات شائعة.
في ظلّ مساعي ستالين، وسّعت محطة ماياك نطاق إعادة معالجة الوقود النووي دون توفير إجراءات أمنية كاملة. خضع الوقود المستهلك لعملية "معالجة كيميائية" لاستخلاص البلوتونيوم. وتراكمت النفايات (سائل شديد الإشعاع يُعرف باسم "نفايات الخزانات والمرشحات") بسرعة. لم يكن لدى المهندسين خبرة تُذكر في التعامل مع هذه النفايات، لذا استُخدمت أساليب تخزين وتخلص بسيطة. على سبيل المثال، استُخدمت البحيرات كأحواض تبريد وترسيب بدلاً من خزانات مُصممة هندسيًا. حتى أن الأدبيات السوفيتية المبكرة فكرت في بناء جزر جليدية عائمة لإلقاء النفايات في البحر. عمليًا، تم الاحتفاظ بمعظم النفايات في الموقع: أصبحت البحيرات والأنهار المحيطة بماياك بمثابة مستقبلات غير مقصودة للإشعاع عالي الحرارة.
في البداية، استخدمت المفاعلات الجديدة في ماياك نظام تبريد مفتوح الدورة: حيث كانت تسحب المياه من بحيرة كيزيلتاش ونهر تيشا، ثم تعيد تصريف المياه الساخنة الملوثة إليهما. وسرعان ما أصبحت كل من بحيرة كيزيلتاش (بحيرة صغيرة تقع في أعالي جبال الألب) ونهر تيشا مشعتين بشكل خطير نتيجة لهذه الممارسة. وبحلول عام 1951، أصبح هذا الوضع غير قابل للاستمرار. كانت بحيرة كاراتشاي قريبة، ونادراً ما تُستخدم كمصدر للمياه، ولم يكن لها منفذ، لذا كانت "مناسبة" للتخلص العشوائي من النفايات. ابتداءً من أكتوبر 1951، قامت ماياك ببساطة بضخ نفايات سائلة عالية الإشعاع غير معالجة إلى كاراتشاي. امتص قاع البحيرة النفايات بسرعة، وتبخرت مياه البحيرة نفسها أو أُزيلت للتبريد، مما أدى إلى تركيز النشاط الإشعاعي في قاع البحيرة.
لم تعتمد مفاعلات ماياك ومحطة إعادة المعالجة فيها أنظمة تبريد مغلقة أو معالجة فعّالة للنفايات في العقود الأولى. وتشير الروايات التاريخية إلى أن جميع المفاعلات الستة كانت تُصرّف مياه التبريد - الملوثة بالنويدات المشعة - مباشرةً إلى بحيرتي كيزيلتاش وتيشا دون ترشيح. ولم يتدخل المسؤولون إلا عندما بلغت مستويات التلوث في هاتين البحيرتين مستويات عالية، حيث قاموا بنقل النفايات إلى بحيرة كاراتشاي. بعبارة أخرى، تسبب تصميم الدورة المفتوحة، دون قصد، في تلوث العديد من مستجمعات المياه. وبحلول أواخر الخمسينيات، استقبلت بحيرة كاراتشاي حتى المرشحات والرواسب شديدة السخونة الناتجة عن معالجة وقود ماياك، والتي لم يكن من الممكن الاحتفاظ بها بأمان في الخزانات. وكما جاء في أحد الملخصات التاريخية: بمجرد امتلاء بحيرتي تيشا وكيزيلتاش، "توقفت هذه الممارسة، وتمّ إلقاء النفايات بدلاً من ذلك في بحيرة كاراتشاي، مما جعلها سريعاً "أكثر بقعة تلوثاً على وجه الأرض". وبهذه الطريقة، ساهم سباق التسلح خلال الحرب الباردة بشكل مباشر في خلق الإرث المميت لكاراتشاي.
كان السيزيوم-137 (نصف عمره 30 عامًا تقريبًا) المساهم الأكبر في النشاط الإشعاعي لبحيرة كاراتشاي. يبقى السيزيوم-137 ذائبًا في الماء ويرتبط بالطين، مما أدى إلى تراكمه في رواسب قاع البحيرة. تشير إحدى التقديرات إلى أن بحيرة كاراتشاي احتوت على حوالي 3.6 × 10^18 بيكريل (3.6 إكسابيكريل) من السيزيوم-137. يُصدر هذا النظير أشعة غاما نافذة، مما يجعله قاتلًا في حال ابتلاعه أو وجوده بتركيز عالٍ. مع مرور العقود، انخفضت قوة السيزيوم-137 مع تحلله (نصف عمره 30 عامًا)، ولكنه لا يزال يشكل خطرًا طويل الأمد؛ فحتى الآن، لا تزال الرواسب شديدة الإشعاع. عمليًا، أي اضطراب في قاع البحيرة قد يُعيد تحريك مخزون السيزيوم هذا.
كان السترونتيوم-90 (نصف عمره ≈28.8 سنة) النظير الرئيسي الآخر في نفايات كاراتشاي. يميل السترونتيوم-90 إلى الارتباط بأنسجة العظام، مما يزيد من مخاطر الإصابة بالسرطان، خاصةً لدى الأطفال. بلغ إجمالي مخزون السترونتيوم-90 في البحيرة حوالي 7.4 × 10^17 بيكريل (0.74 إيبكريل). وقد أُنتج هذا النظير بكميات كبيرة من مفاعلات ماياك، ودخل البحيرة مع كلٍ من النفايات السائلة والجسيمية. على الرغم من أن السترونتيوم-90 يُصدر إشعاعًا أقل اختراقًا من السيزيوم-137، إلا أن امتصاصه الحيوي يجعله خبيثًا بشكل خاص: فقد أظهرت المجتمعات التي تعرضت لتساقط كاراتشاي لاحقًا ارتفاعًا في معدلات الإصابة بسرطان العظام وسرطان الدم المرتبط بتناول السترونتيوم-90.
هذه الكميات الهائلة - 4.44 إكسبيكريل إجمالاً - نتجت عن أكثر من 15 عامًا من عمليات الإغراق. فمن عام 1951 حتى عام 1968، قامت محطة ماياك بإفراغ كميات هائلة من النفايات السائلة في كاراتشاي. وكان معظمها عبارة عن مخلفات مركزة من إنتاج البلوتونيوم. وبشكل تقريبي، مرّت 2.5 × 10^8 كوري (حوالي 9.25 إكسبيكريل) من النفايات عالية الإشعاع عبر خزانات ماياك في خمسينيات القرن الماضي؛ ويُقدّر أن نصفها تقريبًا قد استقر في رواسب كاراتشاي. (أما الباقي فقد تم تخزينه في خزانات أخرى أو تسرب إلى أماكن أخرى). وقد لجأ المهندسون إلى بعض الحلول بحلول سبعينيات القرن الماضي (مثل حقن الخرسانة في القاع، انظر قسم المعالجة)، ولكن معظم النشاط الإشعاعي كان قد استقر بالفعل. وفي تقرير صدر عام 1990، أشار مجلس الدفاع عن الموارد الطبيعية (NRDC) إلى أن كاراتشاي تحتوي على 120 مليون كوري، وحسب أن حمولتها من السيزيوم/السترونتيوم تجعلها "الخزان الأكثر تلوثًا إشعاعيًا" على وجه الأرض.
To put Karachay’s inventory in perspective: the 1986 Chernobyl reactor fire released about 5–12 EBq of all radionuclides (mostly short-lived) into the atmosphere, but only ~0.085 EBq of Cs-137 on the ground. Lake Karachay’s 4.44 EBq (mostly Cs/Sr) was of similar order to Chernobyl’s total release, but confined to <1 km². In effect, Karachay was far more مركزةتريليونات من البيريكيل لكل متر مربع في ماياك تحديدًا، مقابل انتشار واسع النطاق لإشعاع تشيرنوبيل على مساحة مئات الآلاف من الكيلومترات المربعة. عمليًا، هذا يعني أن معدلات الجرعة الإشعاعية المحلية على شاطئ كاراتشاي تجاوزت بكثير أي شيء أنتجته تشيرنوبيل. وفقًا لإحدى الحسابات، كان مخزون نفايات كاراتشاي يعادل تقريبًا 2.5 ضعف أسوأ سيناريو للنشاط الإشعاعي لتشيرنوبيل. (مع ذلك، كان تأثير تشيرنوبيل عالميًا، بينما كان ضرر كاراتشاي إقليميًا للغاية).
في 29 سبتمبر 1957، وقع حادث كارثي (سُمي لاحقًا كارثة كيشتيم) في ماياك، مما أدى إلى تفاقم أزمة كاراتشاي بشكل كبير. تعرض خزان تخزين تحت الأرض يحتوي على نفايات سائلة عالية المستوى لـ انفجار كيميائي حراريتوصل المحققون إلى أن نظام تبريد الخزان قد تعطل ولم يُصلح. ارتفعت درجة حرارة النفايات الموجودة بداخله (حوالي 70-80 طنًا) إلى حوالي 350 درجة مئوية. تبخر الماء، تاركًا وراءه خليطًا بلوريًا من النتريت والأسيتات. في ذلك اليوم من شهر سبتمبر، انفجر الخليط بقوة تعادل حوالي 100 طن من مادة تي إن تي. تطاير الغطاء الخرساني الذي يزن 160 طنًا، وتضررت المباني المجاورة. وبشكلٍ لا يُصدق، لم يُقتل أي من عمال المصنع داخل قاعة الخزان (إذ تم إجلاؤهم قبل دقائق بعد عطل في جهاز الإنذار).
أدى انفجار عام 1957 إلى إطلاق سحابة إشعاعية هائلة فوق جبال الأورال الجنوبية، مُطلقًا حوالي 800 بيتابيكريل (20 مليون كوري) من النظائر المشعة المختلطة في البيئة. وسقط معظم هذا النشاط الإشعاعي (حوالي 90%) بسرعة بالقرب من المحطة، مُلوثًا حوض نهر تيتشا المجاور بشدة. لكن سحابة تحتوي على 2 ميغاكوري (80 بيتابيكريل) انتشرت مع اتجاه الرياح لمئات الكيلومترات. وفي غضون يوم واحد، امتدت السحابة لمسافة 300-350 كيلومترًا باتجاه الشمال الشرقي، مُلوثةً منطقة واسعة تُعرف باسم "الأثر الإشعاعي لشرق الأورال" (EURT). وغطت المنطقة الأكثر تضررًا - والتي حُددت بترسب السترونتيوم ≥2 كوري/كم² - حوالي 1000 كم²؛ حتى أن الحدود الأقل صرامة (0.1 كوري/كم²) شملت 23000 كم² ونحو 270000 نسمة.
تحوّل موقع دبابة كيشتيم النووية إلى منطقة خطرة محظورة. خضعت التقارير السوفيتية الأولية لرقابة مشددة، لكن البيانات التي رُفعت عنها السرية تُظهر أن عشرات القرى تقع في مسار التساقط الإشعاعي. أجلت السلطات سرًا نحو 10,000 شخص في الأسابيع الأولى، وفي نهاية المطاف تضرر حوالي 217,000 من السكان. تُظهر الأرض أضرارًا دائمة: موت الأشجار، وتشوّه الغطاء النباتي، وتلوث التربة بالسيزيوم-137/السترونتيوم-90. أصيبت غابات الصنوبر الواقعة في اتجاه الريح باصفرار الإبر وعيوب في النمو في غضون عام. (الجدير بالذكر أنه نظرًا لإخفاء الحادث، استخدم السكان المحليون الأراضي الملوثة للرعي وزراعة المحاصيل لفترة طويلة بعد الانفجار). تعرّضت بحيرة كاراتشاي، التي تبعد 20 كيلومترًا فقط عن موقع الدبابة، للتساقط الإشعاعي؛ وعندما تغيّر اتجاه الرياح، استقبلت نواتج الانشطار التي زادت من نشاطها الإشعاعي. باختصار، تجاوزت كمية الإشعاع المنبعثة من كيشتيم، والبالغة 800 بيتابيكريل، كمية الإشعاع المنبعثة من كاراتشاي، وأحدثت إرثًا بيئيًا أوسع في جبال الأورال.
تحوّل موقع دبابة كيشتيم النووية إلى منطقة خطرة محظورة. خضعت التقارير السوفيتية الأولية لرقابة مشددة، لكن البيانات التي رُفعت عنها السرية تُظهر أن عشرات القرى تقع في مسار التساقط الإشعاعي. أجلت السلطات سرًا نحو 10,000 شخص في الأسابيع الأولى، وفي نهاية المطاف تضرر حوالي 217,000 من السكان. تُظهر الأرض أضرارًا دائمة: موت الأشجار، وتشوّه الغطاء النباتي، وتلوث التربة بالسيزيوم-137/السترونتيوم-90. أصيبت غابات الصنوبر الواقعة في اتجاه الريح باصفرار الإبر وعيوب في النمو في غضون عام. (الجدير بالذكر أنه نظرًا لإخفاء الحادث، استخدم السكان المحليون الأراضي الملوثة للرعي وزراعة المحاصيل لفترة طويلة بعد الانفجار). تعرّضت بحيرة كاراتشاي، التي تبعد 20 كيلومترًا فقط عن موقع الدبابة، للتساقط الإشعاعي؛ وعندما تغيّر اتجاه الرياح، استقبلت نواتج الانشطار التي زادت من نشاطها الإشعاعي. باختصار، تجاوزت كمية الإشعاع المنبعثة من كيشتيم، والبالغة 800 بيتابيكريل، كمية الإشعاع المنبعثة من كاراتشاي، وأحدثت إرثًا بيئيًا أوسع في جبال الأورال.
بحلول منتصف ستينيات القرن العشرين، بدأت بحيرة كاراتشاي نفسها بالانكماش. فقد أدى مزيج من التجفيف المتعمد والجفاف الممتد لسنوات عديدة إلى انكشاف قاع البحيرة تدريجيًا. وتشير الروايات المحلية (وبيانات الأقمار الصناعية) إلى أن مستوى المياه انخفض بشكل كبير بحلول عام ١٩٦٧. ففي وقت مبكر من عام ١٩٦٣، تم ضخ معظم مياه البحيرة لتبريد محطة ماياك، وبحلول عام ١٩٦٧، أثارت الرياح العاتية الغبار من الرواسب الجافة. وباختصار، حوّل الجفاف بحيرة كاراتشاي إلى مصدر هائل للغبار.
في ربيع عام 1968، هبّت عاصفة هوجاء على قاع البحيرة المكشوف. لم تُدلِ المصادر السوفيتية المعاصرة بأي معلومات، لكن التحليلات اللاحقة تشير إلى أن حوالي 185 بيتابكريل من الغبار المشعّ قد تناثرت في الهواء في يوم واحد. وشمل ذلك كميات هائلة من السيزيوم-137 والسترونتيوم-90 العالقة بجزيئات التربة. انتقلت سحابة الغبار المتساقط مع اتجاه الرياح لمسافة تتراوح بين عشرات ومئات الكيلومترات، مما أدى إلى ارتفاع مؤقت في مستويات الإشعاع في المنطقة المحيطة. لوّث الغبار مساحات شاسعة من الأراضي العشبية والزراعية التي لم تتأثر بكارثة كيشتيم. ولأن النظائر كانت قد استقرت بالفعل في الرواسب، فقد ساهم هذا الحدث في زيادة انتشار الإشعاع. تمت الإضافة إلى التأثير البيئي لبحيرة كاراتشاي دون زيادة المخزون الإجمالي - لقد أعاد توزيعه من جديد فحسب.
على الرغم من أن الأرقام الدقيقة لا تزال غير مؤكدة، تشير السجلات السوفيتية إلى تعرض مئات الآلاف من الأشخاص لهذا الغبار. ويذكر تقرير معاصر أن نحو 500 ألف من سكان منطقة تشيليابينسك تلقوا تلوثًا إشعاعيًا قابلًا للقياس. كان العديد منهم يعيشون في قرى ريفية تستخدم مراعي لا تبعد سوى كيلومترات قليلة عن البحيرة. وقد أدى رعي الماشية على الأعلاف الملوثة إلى دخول النويدات المشعة إلى السلسلة الغذائية. وأكدت أدلة متناقلة (جُمعت لاحقًا) ودراسات متابعة أن عشرات القرى تلقت جرعات تتراوح بين عشرات ومئات الميلي سيفرت في عام 1968، وهي جرعات كافية لرفع خطر الإصابة بالسرطان بعد عقود. والجدير بالذكر أن السكان في ذلك الوقت لم يُبلغوا بالخطر واستمروا في حياتهم الطبيعية. ولم يتمكن العلماء المستقلون من تقدير حجم الكارثة إلا في تسعينيات القرن الماضي. باختصار، ضاعفت كارثة أواخر الستينيات من القرن الماضي الضرر الذي لحق ببحيرة كاراتشاي من خلال تعريض عدد كبير من سكان الريف للإشعاع، وهو عدد يصعب تحديده بدقة حتى الآن.
في السنوات اللاحقة، تتبع الباحثون الطبيون الحالة الصحية للسكان المعرضين للإشعاع. فعلى سبيل المثال، أشارت دراسة "فوج نهر تيشا" السوفيتية (التي شملت 28 ألف قروي أسفل نهر ماياك) إلى زيادات ذات دلالة إحصائية في حالات الأورام الصلبة وبعض أنواع سرطان الدم لدى المعرضين للإشعاع مقارنةً بغير المعرضين. وبالمثل، أظهرت دراسات تاريخية أجراها ألكسندر شلياكتر (نقلاً عن مجلس الدفاع عن الموارد الطبيعية) أن عمال محطة ماياك الذين تلقوا أكثر من 100 ريم (>1 سيفرت) بلغت نسبة وفياتهم بالسرطان 8.1%، مقابل 4.3% بين العمال الأقل تعرضًا للإشعاع. وفي المنطقة المحيطة، أصيب العديد من الأشخاص بمرض الإشعاع المزمن (وهو تشخيص سوفيتي لتلف أعضاء متعددة نتيجة التعرض المزمن للإشعاع)، واضطرابات الغدة الدرقية (بسبب اليود المشع 131 في الحليب)، وأمراض أخرى مرتبطة بالإشعاع. وقامت الطبيبة الخبيرة، الدكتورة ميرا م. كوسينكو، بعلاج آلاف "ضحايا الإشعاع" من أوزيرسك، وعزت ارتفاع معدلات الإصابة بسرطان الدم والعيوب الخلقية إلى انبعاثات ماياك. مع أنّه لا يمكن إرجاع جميع الآثار مباشرةً إلى كاراتشاي، إلا أنها كانت مصدراً مهماً ضمن سيناريو تلوث أوسع. وبشكل عام، تؤكد الدراسات الجماعية أن التعرضات في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي زادت من خطر الإصابة بالسرطان مدى الحياة: ويشير تقرير بريطاني إلى أن دراسات عمال ماياك وسكان القرى تلك تشكل "أكبر عدد من الأفراد وأعلى مستويات التعرض المزمن لأي مجموعة سكانية معروفة على وجه الأرض".
يؤثر الإشعاع على الجسم عن طريق تأيين الذرات وكسر الروابط الكيميائية، وخاصة في الحمض النووي (DNA). السيفرت (Sv) هو وحدة قياس الجرعة المكافئة التي تقيس التأثير البيولوجي (1 سيفرت جرعة كبيرة جدًا - كافية لإحداث مرض إشعاعي حاد). أما وحدة الرونتجن (R) الأقدم، فتقيس التأين في الهواء (≈0.0093 غراي في الأنسجة). بالنسبة لأشعة غاما/الأشعة السينية، يُرسب 1 رونتجن حوالي 0.009 غراي (9 ملي غراي) في الأنسجة، وهو ما يعادل تقريبًا 0.009 سيفرت (لأن 1 غراي ≈ 1 سيفرت لأشعة غاما). وبالتالي، فإن 600 رونتجن/ساعة تعادل حوالي 600 × 0.009 = 5.4 سيفرت/ساعة في الأنسجة. وبهذا المعدل، تتراكم جرعة مميتة لكامل الجسم (~6-7 سيفرت) في ما يزيد قليلاً عن ساعة واحدة. عمليًا، حتى 4 سيفرت التي يتم تلقيها بشكل حاد ستقتل حوالي نصف الأشخاص المعرضين للإشعاع دون رعاية طبية. تسببت رواسب بحيرة كاراتشاي في توليد مجال إشعاعي يبلغ حوالي 600 رونالد ريغان في الساعة. عمليًا، كان الوقوف على الشاطئ لمدة ساعة واحدة كافيًا لتعريض أي شخص غير محمي لجرعة إشعاعية قاتلة.
يُستمد الرقم الشهير "600 رونتجن/ساعة" من تقرير صادر عن مجلس الدفاع عن الموارد الطبيعية عام 1960، والذي ورد ذكره في منشورات WISE. وقد قاسوا الإشعاع عند مخرج تصريف من البحيرة (قبل أعمال المعالجة). يُعادل 600 رونتجن/ساعة حوالي 6 سيفرت في الساعة. عند هذا المستوى، يمكن للشخص أن يتراكم لديه 1 سيفرت في 10 دقائق، وهو ما يكفي لإحداث غثيان حاد وبداية داء الإشعاع. وفي ساعة واحدة، يصل الإشعاع إلى حوالي 6 سيفرت، وهو أمر قاتل في الغالب ما لم يتلقَ الشخص رعاية مركزة فورية (والتي لم تكن متوفرة في منطقة ماياك السرية). (على النقيض من ذلك، تبلغ جرعة الأشعة السينية النموذجية للصدر حوالي 0.0001 سيفرت). لم يكن معدل الجرعة هذا منتظمًا: فمن المحتمل أن بعض البؤر الساخنة تجاوزت 600 رونتجن/ساعة. وتشير الروايات التاريخية إلى مستويات تصل إلى 700 رونتجن/ساعة في بعض الكثبان الرملية الساخنة.
على المستوى الخلوي، يُسبب الإشعاع عالي الجرعة (أكثر من بضعة سيفرت) فشلًا فوريًا في الأعضاء. فهو يُمزق خلايا الدم ويُتلف بطانة الأمعاء، مما يؤدي إلى نزيف داخلي وعدوى. حتى قبل الوفاة، يُعاني ضحية التعرض لجرعة تتراوح بين 6 و10 سيفرت من القيء وتساقط الشعر وأعراض عصبية في غضون أيام. أما الجرعات المنخفضة (1-4 سيفرت) فتُسبب داء الإشعاع وتزيد بشكل كبير من خطر الإصابة بالسرطان مدى الحياة. يُمكن أن يُسبب التعرض المزمن لجرعات متوسطة (كما هو الحال في القرى المجاورة) إعتام عدسة العين والعقم ومشاكل الغدة الدرقية والسرطانات بعد سنوات. في الحيوانات، تُؤدي الجرعات التي تزيد عن 100 غراي/كيلوغرام في دقائق إلى موت الخلايا على الفور؛ ويصل البشر إلى 100 غراي في الجسم (حوالي 10000 رونتجن) في حوالي 16 دقيقة بمعدل كاراتشاي. وهكذا، كان النشاط الإشعاعي لقاع البحيرة قاتلًا حرفيًا لأي كائن غير مُحصّن.
لو دخل شخصٌ منطقة الحظر في كاراتشاي في ستينيات القرن الماضي دون وقاية، لأصيب بمتلازمة الإشعاع الحادة. عند جرعات تتجاوز 3 سيفرت تقريبًا، تبدأ الأعراض المبكرة (الغثيان والقيء) في غضون دقائق إلى ساعات. وعند جرعة 6 سيفرت، يُرجّح أن يموت الشخص في غضون أسابيع. جرعة 600 رونتجن/ساعة (6 سيفرت/ساعة تقريبًا) كفيلة بإحداث متلازمة الإشعاع الحادة بشكل كامل بنهاية الساعة الأولى: تدمير نخاع العظم، تساقط الشعر، انهيار الجهاز المناعي. (تشير بعض الروايات إلى أن الكلاب البرية والطيور القريبة من البحيرة نفقت بالفعل بسبب مرض الإشعاع خلال فصول الصيف الجافة). في المقابل، قد لا تُسبب بضع دقائق بالقرب من البحيرة سوى أعراض مرضية تحت الحادة. كان هذا الخطر المميت أحد الأسباب التي دفعت عمال ماياك إلى استخدام الآلات عن بُعد دائمًا عندما تكون البحيرة جافة، ولماذا كان الحراس يُبعدون الناس. باختصار، كانت معدلات الجرعات المُسجلة في كاراتشاي غير مسبوقة، وتُفسّر بسهولة ادعاء "الساعة الواحدة قاتلة".
لم يكن مصير كاراتشاي معزولاً. فمن عام 1949 إلى عام 1956، دأبت شركة ماياك على تصريف النفايات عالية الإشعاع مباشرةً في نهر تيتشا. وتشير إحدى التقارير إلى أن حوالي 96 مليون متر مكعب من السائل المشع قد تسربت إلى نهر تيتشا (ما يعادل 115 بيتابيكريل تقريبًا من النويدات المشعة) خلال تلك الفترة. وحمل تدفق نهر تيتشا السترونتيوم-90 والسيزيوم-137 إلى سلسلة من خزانات التبريد والقرى. ولم تقم السلطات السوفيتية بتطويق النهر فورًا، إذ كان القرويون يشربون منه ويستحمون ويصطادون السمك. ولم تُقم الأسوار على طول معظم نهر تيتشا إلا لاحقًا. وفي نهاية المطاف، توقف تصريف النفايات في تيتشا عام 1956 (جزئيًا لأن كاراتشاي كانت تستقبل النفايات)، ولكن بحلول ذلك الوقت كانت سلسلة كبيرة من الخزانات (من الخزان R-3 إلى الخزان R-11) وبحيرة كيزيلتاش قد تلوثت بالفعل.
امتدت أكثر من 30 قرية على طول نهر تيتشا. وتعرضت مئات الكيلومترات من المزارع والمراعي للتلوث الإشعاعي. في خمسينيات القرن الماضي، كان سكان المناطق الواقعة أسفل نهر ماياك يشربون مياهًا وحليبًا ملوثين بشدة بالنويدات المشعة. وكشفت دراسات لاحقة عن وجود أراضٍ زراعية تُروى بمياه تيتشا. وبحسب تقديرات متحفظة، تلقى عشرات الآلاف من القرويين جرعات إشعاعية طوال حياتهم تجاوزت عشرات الميلي سيفرت (ربما تجاوزت في بعض الحالات 100 ميلي سيفرت). وتأثرت النساء الحوامل والأطفال بشكل خاص بالسترونتيوم-90 الموجود في الحليب والسيزيوم-137 الموجود في الغذاء. (على سبيل المثال، وصل تركيز اليود-131 والسيزيوم-137 في حليب نهر تيتشا إلى 15-50 بيكريل/لتر في أوائل خمسينيات القرن الماضي، مما أدى إلى تعرض الرضع لجرعات إشعاعية تصل إلى عدة غراي). وتشير بيانات التعداد السوفيتي الرسمية إلى ارتفاع حاد في وفيات الرضع وتشوهات الأجنة في قرى تيتشا في أواخر خمسينيات القرن الماضي، وهو ما يتوافق مع التعرض العالي للإشعاع. لا يزال تحليل الخسائر الديموغرافية الكاملة جارياً، ولكن من الواضح أن تلوث كاراتشاي كان جزءاً من تأثير إقليمي أكبر يتركز على حوض تيشا.
تُقدّم دراسة "مجموعة نهر تيشا"، التي بدأت في خمسينيات القرن الماضي وتستمر حتى اليوم، جزءًا كبيرًا مما نعرفه. يتتبع هذا المشروع حوالي 28,000 قروي تعرضوا للملوثات في مراحل عمرية مختلفة، وصولًا إلى مرحلة البلوغ. وتشير منشورات حديثة إلى ذلك. دلالة إحصائية لوحظت زيادة في حالات الإصابة بالأورام الصلبة (وخاصة سرطان الثدي والكبد والرئة) وبعض أنواع سرطان الدم (اللوكيميا) لدى السكان المعرضين لإشعاعات تيشا مقارنةً بالمجموعات غير المعرضة. فعلى سبيل المثال، وجدت إحدى الدراسات أن كل غراي إضافي من الجرعة المتراكمة يُضاعف تقريبًا خطر الإصابة بسرطان الدم. كما كشفت دراسة أخرى أن عمال التنظيف (الذين يُطلق عليهم اسم "المُصفّون") في خمسينيات القرن الماضي، والذين قاموا بتنظيف المناطق الملوثة في المدينة (بما في ذلك شوارع أوزيرسك)، عانوا من معدلات إصابة أعلى بشكل ملحوظ لاحقًا. باختصار، تربط الدراسات الجماعية في هذه المنطقة بين تصريفات ماياك (إلى تيشا وكاراتشاي) والأضرار الصحية طويلة الأمد. وقد نُشرت هذه النتائج في مجلات علمية محكمة، وتشكل الدليل الأساسي لتقييمات الصحة العامة.
بالنظر إلى الماضي، فإن مأساة كاراتشاي كانت نابعة جزئيًا من إخفاقات في تيشا. كان من المفترض أن تؤدي كارثة تيشا إلى اتخاذ إجراءات رقابية عاجلة (عزل القرى، ووقف عمليات التصريف)، لكن في ماياك، كان النهج المتبع هو احتواء التلوث الإشعاعي "في البيئة" والاستمرار في العمل. في الواقع، عندما تحول لون تيشا إلى اللون الأرجواني وأصبح مميتًا، توقفت ماياك ببساطة عن "استخدام النهر" ونقلت النفايات إلى كاراتشاي. يعكس هذا عقلية تلك الحقبة: لا بديل ولا رقابة خارجية. سيصف المراقبون الدوليون هذا لاحقًا بأنه "تخزين للفقر" - تصدير المخاطر إلى المواطنين الريفيين العاجزين. في نهاية المطاف، يُظهر التاريخ أن سياسات إدارة النفايات السوفيتية المبكرة تجاهلت أبسط قواعد الاحتواء. لم تصبح بحيرة كاراتشاي المصرف الجديد إلا بعد فشل جميع الخيارات الأخرى فشلاً ذريعًا.
من المفيد مقارنة كاراتشاي بكارثة تشيرنوبيل عام 1986.
يكمن خطر كاراتشاي في تركيز الإشعاع، حيث كان مُركّزًا بكثافة في بقعة واحدة. أما ضرر تشيرنوبيل فكان ناتجًا عن تشتته، إذ انتشر إشعاع متوسط الشدة على مساحة شاسعة. في الواقع، كانت بحيرة كاراتشاي بمثابة "بؤرة ساخنة" من خمسة جوانب: جرعة إشعاعية محلية عالية للغاية، وتنوع نظائري كبير، وخزانات رسوبية عميقة، وتسربات مزمنة إلى الهواء والمياه الجوفية. كانت تشيرنوبيل صدمة لمرة واحدة تلاشت مع مرور الوقت. بالنسبة للعاملين في الموقع، كان رجل إطفاء تشيرنوبيل يتعرض لبضع سيفرتات فقط في الساعة (2-3 رونتجن/دقيقة = 120-180 رونتجن/ساعة على سطح المفاعل). أما في كاراتشاي عام 1967، فقد تكون ساعة متواصلة من التعرض للإشعاع قاتلة عند 600 رونتجن/ساعة.
بيئيًا، تركت كلتا الكارثتين بصمتهما. فقد جعلت كارثة تشيرنوبيل آلاف الكيلومترات المربعة حول المحطة غير آمنة، بينما لوّثت كارثة كاراتشاي بضع عشرات من الكيلومترات المربعة على الأكثر بشكل مكثف (بالإضافة إلى مستجمع مياه تيشا). ومع ذلك، تضمنت مخلفات كاراتشاي نفايات مدفونة لا تزال موجودة: فعلى الرغم من امتلاء البحيرة، إلا أن طبقة الرواسب فيها تُشبه ملايين القطع الزجاجية من النفايات. ولا يزال تلوث التربة والمياه الجوفية حول كاراتشاي مصدر قلق. ويبلغ عمر النصف للتلوث المتبقي في التربة الناتج عن كارثة تشيرنوبيل عقودًا (السيزيوم-137) إلى قرون (السترونتيوم-90، البلوتونيوم). عمليًا، لن يكون أي من الموقعين "نظيفًا" لقرون، لكن خطر كاراتشاي أكثر محدودية ويُدار بشكل أساسي عن طريق الاحتواء، في حين أن انتشار كارثة تشيرنوبيل تطلب مراقبة دولية (من خلال الوكالة الدولية للطاقة الذرية) ومعاهدات عابرة للحدود.
تصدرت كارثة تشيرنوبيل عناوين الأخبار العالمية فور وقوعها: فقد غطى الإشعاع أوروبا وأثار قلق الرأي العام. في المقابل، ظلت كارثة كاراتشاي طي الكتمان داخل برنامج الأسلحة السوفيتي. ولم تصل أنباء "البحيرة القاتلة" إلى العالم حتى تسعينيات القرن الماضي. أطلق خبراء غربيون لاحقًا على كاراتشاي لقب "تشيرنوبيل المنسية" أو "شقيقة كيشتيم الصغرى". ونظرًا للتحفظ السوفيتي على أي تغطية إعلامية، لم تظهر أي مساعدات أو ضغوط دولية خلال الفترة من الستينيات إلى الثمانينيات. وحتى اليوم، لا تزال كاراتشاي غير معروفة إلا في الأوساط المتخصصة. باختصار، من الناحية الفيزيائية البحتة، كانت الجرعة الإشعاعية المركزة في كاراتشاي أكبر من جرعة تشيرنوبيل، لكنها كانت، سياسيًا وجغرافيًا، كارثة محلية سرية.
في أواخر سبعينيات القرن الماضي، بدأت السلطات السوفيتية بتنفيذ حلول هندسية. فبين عامي 1978 و1986، قامت بملء جزء كبير من بحيرة كاراتشاي بكتل خرسانية مجوفة وحصى. عمليًا، ألقى العمال نحو 10,000 كتلة مستطيلة (تزن كل منها مئات الكيلوغرامات) في البحيرة لتقليل حجمها وتثبيت الرواسب. وقد أدت هذه المرحلة إلى إنشاء قاعدة مُدعمة بعمق مترين تقريبًا لمواصلة العمل. كانت الفكرة هي أن الكتل المغمورة ستُبطئ التعرية وتوفر كتلة كافية لاحتواء الطين الملوث تحت الماء. بعد ذلك، تم ضخ أي مياه متبقية، تاركةً حوضًا طينيًا فوق الكتل. أكدت المسوحات الإشعاعية التي أُجريت في ثمانينيات القرن الماضي أن مستوى الإشعاع لا يزال مرتفعًا، لكن الكتل مثّلت الخطوة الأولى الرئيسية في احتواء التلوث.
بعد امتلاء البحيرة جزئيًا، بدأ المهندسون بتقليص مساحتها الأفقية. بنوا سدودًا مؤقتة وجففوا المناطق الضحلة. وبحلول تسعينيات القرن الماضي، تقلصت مساحة المياه السطحية إلى ما يقارب الصفر. نتج عن ذلك ما يُقدّر بنحو 85,000 متر مكعب من الحمأة الرطبة الملوثة في الحفرة المركزية (حتى أواخر التسعينيات). خلال هذه المرحلة، قام العمال أيضًا بوضع طبقات من الرمل والطين بسمك عشرات السنتيمترات فوق أكثر المناطق كثافة. قللت هذه الطبقات من الإشعاع المباشر والتآكل. وفي بعض المواقع، حُفرت خنادق لحجز مياه الجريان السطحي. وبحلول عام 2000، أصبحت البحيرة السابقة عبارة عن قاع مسطح من الحمأة، سيتم إغلاقه نهائيًا.
جاءت المرحلة الأخيرة ضمن برنامج فيدرالي حديث (2008-2015) للقضاء على "مصادر الرادون" في ماياك. وبحلول عام 2015، كانت الخطة تقضي بردم الحوض بالكامل وتغطيته. وتشير تقارير روساتوم إلى أنه في الأشهر التي سبقت الإغلاق، تم حقن 650 مترًا مكعبًا من الخرسانة الخاصة في قاع البحيرة عبر 38 بئرًا. ثم قامت معدات ثقيلة بإلقاء طبقات سميكة من الصخور والخرسانة على القاع. ووفقًا لمعهد السلامة النووية (IBRAE)، بحلول أواخر عام 2015، كان قاع البحيرة السابق مغطى بالكامل بطبقة مُدعمة من الحجارة والخرسانة. وفي 2 نوفمبر/تشرين الثاني 2015، أعلنت روسيا أن كاراتشاي قد "أُغلقت" - أي أن النفايات أصبحت معزولة فعليًا عن الغلاف الجوي. وفي الواقع، دُفن الطين الملوث تحت عدة أمتار من الردم الخامل.
على الرغم من ملء الحوض عام ٢٠١٥، أضاف المخططون غطاءً نهائيًا عام ٢٠١٦. وبحلول ديسمبر من العام نفسه، اكتملت طبقة واقية من التربة والصخور. ووفقًا لشركة روساتوم، أظهرت عشرة أشهر من المراقبة بعد الإغلاق (ديسمبر ٢٠١٥ - سبتمبر ٢٠١٦) "انخفاضًا واضحًا في الرواسب المشعة" على السطح. وقد وضعت فرق العمل عازلًا متعدد الطبقات: أولًا طبقة من طين البنتونيت (لمنع تسرب المياه)، ثم أحجار كبيرة للحماية من التسرب، ثم متر من الرمل/الطين المضغوط، وأخيرًا الحصى/التربة. وقد شكّل هذا كومة "تخزين جاف": البحيرة القديمة الآن عبارة عن مكب نفايات كبير مسيّج بالنفايات المشعة. وأكدت روساتوم والهيئات التنظيمية عدم وجود انبعاثات مرئية. ومع ذلك، يخشى بعض النقاد (انظر أدناه) من أن تدفقات المياه الجوفية قد تؤدي في نهاية المطاف إلى تحريك التلوث ما لم يتم ضخها أو احتواؤها باستمرار.
بحلول عام ٢٠١٧، لم تعد بحيرة كاراتشاي تحوي الماء، إذ تحول حوضها إلى منشأة لتخزين النفايات النووية قرب سطح الأرض. اختفت جميع آثار البحيرة. ويؤكد المسؤولون أن الموقع قد تم تثبيته "بشكل دائم"؛ بل إن اللافتات المحلية تشير إليه الآن كمنشأة تخزين جافة دائمة لنفايات ماياك القديمة. ولا تزال المنطقة بأكملها داخل منطقة حظر ماياك، وتخضع لإجراءات أمنية مشددة أشبه بالإجراءات العسكرية. ويُمنع سكان أوزيرسك من زيارة الموقع، وتخضع جميع عمليات الدخول لسيطرة شركة روساتوم (عبر إدارة ماياك).
لا يزال مصدر القلق الرئيسي هو المياه الجوفية. قبل عملية الردم، كانت نفايات كاراتشاي تقع على ارتفاع يتراوح بين 8 و20 مترًا فوق مستوى المياه الجوفية. ورغم عمليات الردم الضخمة، لا تزال المياه الجوفية تتدفق أسفل الموقع باتجاه نهر تيشا ومستجمعات المياه الأخرى. وتشير بعض الدراسات إلى وجود عشرات الميغابيكريل لكل متر مكعب من النويدات المشعة (وخاصة السترونتيوم-90) في المياه الجوفية هناك. وتقر شركة روساتوم بوجود تسريبات مستمرة، حيث أفادت بوجود آبار مراقبة حول البحيرة السابقة وضخ بعض المياه لمنع انتشار التلوث. باختصار، على الرغم من أن البحيرة "مغلقة"، إلا أن المياه المشعة تتسرب ببطء. وتشير التقديرات إلى أن الأمر قد يستغرق عدة عقود قبل أن تصل الملوثات إلى الحدود التنظيمية في الطبقات السفلى من الخزان الجوفي.
نظراً لاستمرار التلوث، تم وضع برنامج مراقبة طويل الأمد. تقوم شركة روساتوم، بالإضافة إلى معاهد مثل معهد أبحاث الطاقة المتجددة (موسكو) ومنظمات الهندسة المائية، بأخذ عينات دورية من آبار المياه الجوفية والمياه السطحية والتربة والهواء في الموقع. ووفقاً لبيان روساتوم لعام 2016، أظهرت الأشهر العشرة الأولى من المراقبة بعد إغلاق الموقع "انخفاضاً واضحاً في الترسبات المشعة على السطح". وتخطط الشركة لمواصلة عمليات المراقبة لسنوات عديدة. إضافةً إلى ذلك، تستمر المراقبة الوبائية للسكان المحليين (أطفال أوزورسكي وعمال ماياك) تحت إشراف الهيئات الصحية الروسية وبالتعاون الدولي. وتهدف هذه الجهود إلى رصد أي عودة للتلوث أو مشاكل صحية في وقت مبكر.
لا. حتى قبل امتلائها، كانت شواطئ بحيرة كاراتشاي منطقة محظورة. تقع البحيرة داخل "منطقة عزل صحي" حول ماياك. لا يُسمح إلا للأفراد المدربين تدريباً خاصاً (باستخدام أجهزة قياس الإشعاع ومعدات الوقاية) بالاقتراب من كاراتشاي، وعادةً ما يكون ذلك لأغراض الصيانة فقط. اليوم، المنطقة مسيجة ومحمية كجزء من محيط الأمن النووي لأوزيرسك. يُحظر دخول المدنيين بموجب القانون الاتحادي. لا يُسمح بالجولات السياحية أو الزيارات البحثية (باستثناء العلماء الرسميين). باختصار، بحيرة كاراتشاي محمية دائمة. منطقة ساخنة موقع تابع للمجمع النووي الروسي، وليس موقعاً عاماً.
أكبر مجموعة خضعت للدراسة من بين المجموعات المعرضة للإشعاع هي مجموعة عمال ماياك. تضم هذه المجموعة حوالي 25,757 عاملاً (من كلا الجنسين) عملوا في ماياك بين عامي 1948 و1982. تلقى هؤلاء العمال جرعات إشعاعية مزمنة، غالباً ما تكون عالية، (بما في ذلك البلوتونيوم الداخلي). وقد تمت متابعتهم لعقود من خلال دراسات روسية أمريكية مشتركة. تؤكد التحليلات وجود آثار إشعاعية ذات دلالة إحصائية؛ فعلى سبيل المثال، وجدت دراسة رائدة أجريت عام 2013 ارتباطات قوية بين جرعة البلوتونيوم وسرطانات الرئة والكبد والعظام. إجمالاً، تُعتبر مجموعة عمال ماياك "أكبر عدد من الأفراد وأعلى مستويات التعرض الإشعاعي المزمن من بين جميع المجموعات السكانية المعروفة على وجه الأرض". توفي ما يقرب من 5,000 من هؤلاء العمال منذ ذلك الحين، معظمهم بسبب سرطانات مرتبطة بتعرضهم للإشعاع. تساعد دراسات العمال في تحديد كيفية تأثير الإشعاع الداخلي والخارجي الناتج عن العمليات المرتبطة بكاراتشاي على خطر الإصابة بالأمراض.
في مدينة أوزيرسك المجاورة، التي كانت تُعرف سابقًا باسم تشيليابينسك-65، نشأ آلاف الأطفال وسط التلوث الإشعاعي وانبعاثاته المتكررة. وكان اليود المشع أحد المخاطر الرئيسية: فقد تلوثت منتجات الألبان والخضراوات الورقية في أوزيرسك باليود-131 المحمول جوًا من مخلفات محطة ماياك النووية (خاصةً بين عامي 1949 و1951). ووثّق باحثون طبيون محليون (مثل الفيزيائي أ. إ. بيزبورودوف) حالات عقيدات الغدة الدرقية وقصور الغدة الدرقية لدى الأطفال خلال الفترة من الخمسينيات إلى السبعينيات. وتشير بيانات مجموعة من أوزيرسك (بالتوازي مع تيتشا) إلى زيادة طفيفة في معدلات الإصابة بسرطان الغدة الدرقية مقارنةً بمناطق أخرى، وهو ما يتوافق مع جرعات منخفضة المستوى من اليود-131. وبحلول عام 1990، دفعت هذه النتائج، بالإضافة إلى نتائج القرى الملوثة، السلطات الصحية السوفيتية إلى إيلاء اهتمام خاص. وبذلك، يُعتبر جيل أطفال عمال ماياك بأكمله مجموعة معرضة للخطر، ولا تزال نتائجهم الصحية تخضع للمراقبة، لا سيما فيما يتعلق بتأثيرات الإشعاع على الغدة الدرقية وسرطان الدم.
صاغ الأطباء السوفييت مصطلح "مرض الإشعاع المزمن" (CRS) لوصف مرض طويل الأمد ومتعدد الأعراض، لوحظ لدى العديد من سكان قرية تيتشا والعاملين حول موقع ماياك. تشمل أعراض مرض الإشعاع المزمن التعب، وفقر الدم، وتقلب المزاج، وإعتام عدسة العين. وقد أبلغ الدكتور إم إم كوسينكو (أحد مؤسسي الطب الإشعاعي الروسي في تشيليابينسك) عن آلاف حالات مرض الإشعاع المزمن بين الناجين. ووجدت الدراسات الاستقصائية السوفيتية الرسمية في الستينيات والثمانينيات من القرن الماضي أن مرض الإشعاع المزمن منتشر بين أولئك الذين تلقوا جرعة تراكمية تزيد عن 0.5 سيفرت (خاصة في عمليات إطلاق الإشعاع في الخمسينيات) وبين العمال الذين تلقوا جرعة تزيد عن 1 سيفرت. ويشير التفسير الحديث إلى أن العديد من تشخيصات مرض الإشعاع المزمن تتداخل مع ما يُعرف اليوم بالاضطرابات الناجمة عن الإشعاع. في حين لم يتم الإبلاغ على نطاق واسع عن متلازمة الإشعاع الحادة (ARS) (لم يتم توثيق أي وفيات مفاجئة في كاراتشاي)، فإن مرض الإشعاع المزمن يعكس الطبيعة الخبيثة للتعرض المزمن لجرعات منخفضة من الإشعاع. إن حقيقة الأمر محل نقاش خارج روسيا، ولكن في المنطقة كانت تشكل مصدر قلق كبير للصحة العامة، مما دعم حملات الأطباء المحليين للحصول على الدعم الطبي للناجين.
قامت العديد من الدراسات الجماعية بتقييم حجم الإصابات بالسرطان. تُظهر دراسة مجموعة نهر تيشا (28000 فرد) زيادة ملحوظة في حالات الأورام الصلبة وسرطانات الدم غير الليمفاوية المزمنة، والتي ترتبط بالجرعة الإشعاعية. على سبيل المثال، النساء اللواتي تعرضن للإشعاع في طفولتهن على طول نهر تيشا لديهن معدلات أعلى للإصابة بسرطان الثدي والغدة الدرقية. بين عمال ماياك، رُبطت زيادات ذات دلالة إحصائية في حالات سرطان الرئة والكبد والعظام بجرعة البلوتونيوم. في إحدى الدراسات، ارتفع خطر الإصابة بسرطان الرئة بنسبة 3% تقريبًا لكل ملي غراي من إشعاع ألفا. باختصار، تتوافق هذه النتائج مع نماذج المخاطر الإشعاعية الدولية: ما يقارب بضع حالات سرطان إضافية لكل 100 شخص مُعرَّض للإشعاع لكل سيفرت. مع ذلك، يبقى تحديد سبب كل حالة على حدة أمرًا معقدًا (لا يوجد ضحية واحدة تُعزى إليها الإصابة بشكل قاطع). بدلًا من ذلك، يتحدث العلماء عن المجموعات وزيادات المخاطر. حتى الآن، لا توجد أدلة منشورة على وجود أمراض وراثية مرتبطة بالإشعاع لدى الأبناء (المجموعات التي تم اختبارها صغيرة الحجم). وبالتالي، يتم قياس التكلفة البشرية لكاراتشاي إحصائياً - آلاف السنين المفقودة من الحياة بسبب السرطانات والأمراض المزمنة - بدلاً من كارثة واحدة تم الإعلان عنها.
خلّفت سحابة كيشتيم منطقة التلوث الإشعاعي في شرق جبال الأورال (EURT)، وهي حزام واسع من التلوث يقع شمال شرق ماياك. ووفقًا لخرائط الوكالة الدولية للطاقة الذرية الرسمية، فإن حوالي 1000 كيلومتر مربع من الأراضي ملوثة بشدة (Sr-90 ≥ 2 كوري/كم²) ولا تزال تستدعي العزل. ومع ذلك، فقد انتشر التلوث الناتج عن تساقط إشعاعي منخفض المستوى على مساحة تصل إلى 23000 كيلومتر مربع. واليوم، لا تزال أجزاء من تلك المنطقة شبه مغلقة. وتُظهر صور الأقمار الصناعية والمسوحات الميدانية أن أنماط التساقط الإشعاعي من عام 1957 لا تزال موجودة في التربة والغابات. ولا تزال العديد من قرى منطقة التلوث الإشعاعي في شرق جبال الأورال تعاني من ارتفاع مستويات الإشعاع الخلفي وبعض القيود (على سبيل المثال، على استهلاك الحليب المحلي أو الفطر). وتغطي منطقة التلوث الإشعاعي في شرق جبال الأورال أجزاءً من مقاطعتي تشيليابينسك وكورغان، بما في ذلك مدن مثل موسليوموفو ويانيشكينو التي لا تزال تخضع لرقابة مشددة.
لم تكن كاراتشاي المصدر المائي الوحيد المتضرر. فنهر تيشا وسلسلة خزاناته (الخزانات 3، 4، 10، 11، 17) لا تزال مشعة. (على سبيل المثال، لا يزال خزان R-9 = بحيرة كيزيلتاش يحتوي على مستويات من السيزيوم-137 تتراوح بين 10^5 و10^6 بيكريل/م³، أي أعلى بكثير من المستويات الطبيعية). كما تلوثت بعض البحيرات الصغيرة التي كانت جزءًا من شبكة تبريد ماياك. وفي اتجاه مجرى النهر، شهد نهر إيسيت وبحيرة تافاتوي تلوثًا تجاوز المستويات الطبيعية. ولا تزال الحياة البرية المحلية (الأسماك والضفادع) في هذه المياه تحمل آثار السيزيوم-137 بعد عقود. وبذلك، يكون الإرث هو أن شبكة الأنهار والبحيرات في جبال الأورال الجنوبية قد تغيرت بفعل البرنامج النووي السوفيتي. كما ساهم التدفق السطحي خلال أحداث كيشتيم وكاراتشاي في انتشار التلوث إلى المستنقعات والغابات المحيطة.
كان الضرر البيئي بالغًا في المناطق الأكثر تلوثًا. ففي وقت مبكر من عام 1958، لاحظ علماء الأحياء أضرارًا ناجمة عن الإشعاع في غابات الصنوبر: اصفرّت الإبر، وتقزّم النمو، وارتفعت نسبة نفوق الأشجار في المناطق التي تجاوز فيها التلوث الإشعاعي 500 كوري/كم². أما في البحيرة السابقة نفسها، فلم يكن بوسع أي كائن حي أكبر من الحشرات البقاء على قيد الحياة بالقرب من الرواسب. (أشارت دراسات أجريت في ستينيات القرن الماضي إلى وجود عدد قليل من القوارض والحشرات بالقرب من الشاطئ، وكانت جميعها ضامرة ومشعة للغاية). وفي السنوات الممطرة، قد تهبط الطيور المهاجرة على الطين ثم تطير بعيدًا، ناشرةً التلوث دون علمها. ولا تزال بعض الحيوانات في المناطق المحظورة (الغزلان والخنازير البرية) تُظهر مستويات مرتفعة من السيزيوم-137، مما يؤدي أحيانًا إلى حظر الصيد عندما تبتعد كثيرًا. وانهارت الحياة المائية: ففي أعلى نهر كاراتشاي، كان الإشعاع في الماء قاتلًا للأسماك (لم يتم صيد أي سمكة لعقود). على المدى البعيد، تتوقع النماذج أن تتداول النويدات المشعة ببطء في الكائنات الحية (مثل الفطر الذي يُركّز السيزيوم-137 من التربة)، مما يُبقي النظام البيئي مضطربًا. مع ذلك، فإن غياب النشاط البشري لأكثر من 60 عامًا يعني أن بعض أجزاء منطقة يو آر تي وكاراتشاي شهدت انتعاشًا في الحياة البرية (مثل الذئاب والنسور التي قد تكون أكثر شيوعًا، كما هو الحال حول تشيرنوبيل). ومع ذلك، تؤكد الدراسات وجود طفرات جينية وانخفاض في الخصوبة في الاختبارات المعملية على فئران الحقل من منطقة يو آر تي.
تتميز التربة المحيطة بقراتشاي ومحطة الأبحاث الأوروبية (EURT) بتركيزات عالية من النشاط الإشعاعي. وقد أظهرت القياسات التي أُجريت في سبعينيات القرن الماضي أن السيزيوم-137 يتغلغل بعمق يتراوح بين متر واحد وثلاثة أمتار في التربة قرب كيشتيم وأجزاء من قاع البحيرة. وفي بعض الحقول، احتوت طبقات من اللوس والخث يزيد سمكها عن 3.4 متر على تركيزات من الملوثات أعلى من المستوى الإشعاعي الطبيعي. وبشكل أساسي، لم تتمكن الأمطار الغزيرة والرياح من إزالة السيزيوم والسترونتيوم أو دفنهما بالكامل. وفي حوض كاراتشاي نفسه، لا تزال الطبقة العليا من الرواسب، التي يبلغ سمكها متراً واحداً، تُعتبر "ساخنة" (أعلى من المستويات الإشعاعية الطبيعية). ولا تزال الأراضي الزراعية المحيطة التي تعرضت للغبار عام 1968 تُظهر ارتفاعاً طفيفاً في تركيز السيزيوم-137 في الطبقة العليا من التربة التي يتراوح سمكها بين 15 و20 سم. وعلى مدى عقود، يتلاشى نصف النشاط الإشعاعي (يبلغ عمر النصف للسيزيوم-137 ثلاثين عاماً)، لكن جزءاً كبيراً من التلوث الأصلي يبقى في باطن الأرض. والنتيجة النهائية هي أن الأرض تخضع لقيود: فبعض القرى تفرض حظراً على بيع الفطر المحلي أو الطرائد التي تتراكم فيها النويدات المشعة بيولوجياً.
تُعدّ قصة بحيرة كاراتشاي في جوهرها قصة فشل هندسي وتكتم. ففي ماياك، شملت الإخفاقات: سوء تصميم تخزين النفايات، والحد الأدنى من التخفيف في البيئة، وغياب ثقافة الاحتواء. تبرز عدة أخطاء تقنية: اختيار نظام التبريد ذي الدورة المفتوحة، وخزانات النفايات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بجدار واحد، وإغفال الاحتواء الثانوي. أما على الصعيد المؤسسي، فقد سمح غياب الرقابة الخارجية بالتغاضي عن إجراءات السلامة الروتينية. وعندما وقعت حوادث (مثل حادثة كيشتيم)، أدى التستر إلى عدم تحليل الأخطاء أو نشرها بشكل كامل. حتى بعد مرور عقود، يشير مهندسون مثل نيكيتين إلى أن عملية المعالجة "ليست بالمهمة السهلة" نظرًا لقلة الأبحاث السابقة حول كيفية إغلاق موقع ملوث كهذا بشكل آمن. باختصار، وقعت كارثة كاراتشاي لأن فلسفة التخلص من النفايات بأكملها بُنيت على مبدأ "التخفيف والتشتيت"، وهو ما تحظره معايير السلامة النووية الحديثة بشدة.
من الجوانب الإيجابية أن مآسي مثل كيشتيم وكاراتشاي، رغم إخفائها، أثرت لاحقًا على ثقافة السلامة. فقد دفعت كارثة كيشتيم (مثل كارثة تشيرنوبيل) الوكالة الدولية للطاقة الذرية إلى وضع أدلة سلامة لتخزين النفايات والاستجابة للطوارئ. واليوم، استُلهم مقياس INES (المقياس الدولي للأحداث النووية) جزئيًا من كيفية تصنيف هذه الحوادث والإبلاغ عنها. وتحظر المفاعلات الغربية الآن التبريد بالدورة المفتوحة وتتطلب أنظمة تبريد احتياطية متعددة. وأصبح تزجيج النفايات عالية الإشعاع (تحويلها إلى قوالب زجاجية) معيارًا في العديد من البلدان، وهي طريقة اضطر المهندسون السوفييت في نهاية المطاف إلى تعديلها بعد عقود. وجاءت اتفاقيات التواصل والشفافية العابرة للحدود (مثل اتفاقية الإخطار المبكر للوكالة الدولية للطاقة الذرية) متأخرة جدًا بالنسبة لكاراتشاي، لكنها تدين بشيء لحوادث الحرب الباردة. وفي روسيا نفسها، أصبح مفهوم المناطق المحمية والإجراءات الوقائية في عملية التعافي من كارثة كيشتيم (رغم تأخرها) معايير في التخطيط للطوارئ. وخلاصة القول، بينما تم تجاهل كاراتشاي لسنوات، فإن دروسها تؤكد الآن سبب تجنب المنشآت الحديثة لمثل هذه الاختصارات.
اليوم، تتمثل أفضل الممارسات في تثبيت النفايات عالية الإشعاع باستخدام حواجز متعددة. على سبيل المثال، تُحفظ نفايات الوقود المستهلك إما في الموقع في أحواض عميقة أو تُزجّج (بخلطها مع زجاج البوروسيليكات) وتُخزن في براميل فولاذية قبل التخلص منها جيولوجيًا في نهاية المطاف. تُظهر مشاريع دولية مثل مستودع أونكالو العميق في فنلندا كيف يمكن عزل النفايات تحت الأرض لآلاف السنين. إن فكرة إلقاء النفايات السائلة في البيئة أصبحت الآن غير واردة (وغير قانونية) في كل دولة تمتلك أسلحة نووية. حتى في روسيا، يقوم النظام الذي خلف ماياك الآن بتحويل معظم النفايات إلى شكل صلب ويخزنها في خنادق خرسانية قريبة من السطح، وليس في بحيرات. وقد حفز إرث كاراتشاي (وعملية تنظيفه الصعبة) هذه التغييرات. ومع ذلك، لا تزال بعض مشكلات الإرث قائمة: لا يزال عدد قليل من المفاعلات الروسية (والمواقع العسكرية) يستخدم أحواض "التخزين المؤقت"، والتي تخضع للتدقيق بعد فوكوشيما. يتجه العالم نحو المستودعات العميقة والجافة - عكس ما كان عليه كاراتشاي تمامًا.
أهم الدروس المستفادة للمستقبل هي دروس تحذيرية. يحذر الخبراء من أنه يجب على المنشآت النووية عدم تكرار هذا التكتم. ويصر مخططو الطوارئ الآن على الشفافيةيجب تحذير السكان المحليين من أي تسربات، ويجب السماح للمراقبين الدوليين بالإشراف. سياسياً، يُظهر مشروع كاراتشاي أهمية وجود جهات تنظيمية مستقلة. تقنياً، يُؤكد المشروع على ضرورة وجود أنظمة أمان سلبية (أنظمة لا تتعطل بشكل كارثي). في الواقع، كما يُحذر نيلز بومر، مدير شركة بيلونا، فإن حتى الغطاء النهائي لكاراتشاي قد لا يدوم إلى الأبد؛ إذ يتوقع أن يحتاج نظام الاحتواء إلى تعزيز خلال 20-30 عاماً. لذا، فإن الدرس المهم هو التواضع: حتى بعد عقود، قد يكون التراخي خطيراً. أخيراً، يُعد مشروع كاراتشاي بمثابة تحذير لمديري المحطات النووية الحاليين في جميع أنحاء العالم: مهما كانت فكرة التخلص من النفايات واعدة (مثل إغراق النفايات في المياه النائية)، يجب إثبات سلامة أي حل بشكل قاطع للأجيال القادمة، ويجب مراقبته.
| وجه | أهم النقاط الرئيسية |
|---|---|
| ما كانت عليه بحيرة كاراتشاي | بحيرة للتخلص من النفايات النووية تعود إلى حقبة الحرب الباردة في روسيا تراكمت فيها حوالي 4.44 إيبكريل من النشاط الإشعاعي، مما يجعلها تعتبر على نطاق واسع المكان الأكثر تلوثًا على وجه الأرض. |
| أحداث التلوث الكبرى | أدى انفجار دبابة كيشتيم عام 1957 إلى إطلاق ما يقارب 800 بيتابيكريل من الإشعاع على مساحة تقارب 1000 كيلومتر مربع، مما فاقم التلوث. وفي عام 1968، تسبب الجفاف في انتشار ما يقارب 185 بيتابيكريل من الغبار المشع من البحيرة إلى القرى المجاورة. |
| مستويات الإشعاع والخطورة | بلغت معدلات الجرعة ذروتها عند حوالي 600 رون/ساعة (≈6 سيفرت/ساعة)، مما يعني أن التعرض لمدة ساعة واحدة تقريبًا يمكن أن يكون قاتلاً. |
| تأثيره على صحة الإنسان | تعرض آلاف من عمال شركة ماياك وسكان المنطقة للإشعاع. وتُظهر دراسات الأتراب طويلة الأمد ارتفاعاً ملحوظاً في معدلات الإصابة بالسرطان المرتبطة بجرعات الإشعاع. |
| مقارنة بتشرنوبيل | يُضاهي إجمالي النشاط الإشعاعي في كاراتشاي نظيره في تشيرنوبيل، ولكنه كان مُركزًا في منطقة أصغر بكثير. وعلى عكس تشيرنوبيل، ظلّت كاراتشاي سرية حتى تسعينيات القرن الماضي. وقد ساهمت كلتا الكارثتين في صياغة اللوائح الحديثة المتعلقة بالنفايات النووية. |
| المعالجة والوضع الحالي | بين عامي 1978 و2016، دُفنت البحيرة تحت طبقة من الخرسانة والتربة. ويستمر الرصد المستمر بسبب مخاطر تسرب المياه الجوفية، ويناقش الخبراء مدى أمان احتواء البحيرة على المدى الطويل. |
س: ما هي بحيرة كاراتشاي؟ أ: كانت بحيرة كاراتشاي خزانًا صغيرًا في جبال الأورال الجنوبية بالقرب من مجمع ماياك النووي في تشيليابينسك، روسيا. من عام 1951 إلى عام 1968، استُخدمت كمكب مكشوف للنفايات المشعة عالية المستوى. امتصت رواسبها ما يُقدّر بـ 4.44 إكسابكريل (EBq) من النشاط الإشعاعي، مما جعلها واحدة من أكثر الأماكن تلوثًا إشعاعيًا في العالم. اليوم، امتلأت "البحيرة" تمامًا وأُغلقت؛ لم تعد تحتوي على ماء، لكنها لا تزال منطقة تخزين نفايات نووية مسيّجة.
س: لماذا تُسمى بحيرة كاراتشاي بأخطر بحيرة على وجه الأرض؟ ج: لأن بحيرة كاراتشاي كانت في ذروة إشعاعها شديدة لدرجة أن الوقوف على شاطئها لمدة ساعة واحدة كان كافياً للتسبب بجرعة إشعاعية قاتلة. وقد سجلت أجهزة الرصد في وقت من الأوقات حوالي 600 رونتجن/ساعة على حافة البحيرة - أي ما يعادل 6 سيفرت/ساعة تقريباً - وهي جرعة كافية لقتل شخص في غضون ساعة. هذا المعدل المرتفع للجرعة، بالإضافة إلى النشاط الإشعاعي المكثف طويل الأمد في طينها، هو ما أكسب البحيرة هذا اللقب.
س: أين تقع بحيرة كاراتشاي؟ أ: تقع في مقاطعة تشيليابينسك، على بعد حوالي 1200 كيلومتر شرق موسكو، روسيا. إحداثياتها الدقيقة تقريبًا هي 55.67 درجة شمالًا، 60.80 درجة شرقًا، بالقرب من مدينة أوزيرسك (ماياك) المغلقة. كانت في الأصل بالقرب من قريتي كارابولكا وبيرمياك. أما الآن فهي تقع ضمن المنطقة الآمنة لمصنع ماياك (تشيليابينسك-40 سابقًا).
س: ما مدى إشعاع بحيرة كاراتشاي؟ ج: للغاية. بحلول أواخر الستينيات، تراكم في قاع البحيرة حوالي 120 مليون كوري من النويدات المشعة المختلطة (4.44 × 10^18 بيكريل). كان معظمها من السيزيوم-137 والسترونتيوم-90. وللمقارنة، أطلق حادث تشيرنوبيل عام 1986 حوالي 85 بيتابيكريل من السيزيوم-137؛ بينما احتوت بحيرة كاراتشاي وحدها على ما يقارب 3600 بيتابيكريل من السيزيوم-137. وبلغت معدلات الجرعة السطحية حوالي 600 رونتجن/ساعة.
س: كيف تُقارن بحيرة كاراتشاي بتشرنوبيل؟ أ: بحيرة كاراتشاي المجموع كان مخزون كاراتشاي الإشعاعي (حوالي 4.44 إكسبيكريل) مماثلاً لمخزون تشيرنوبيل (5-12 إكسبيكريل)، لكن التلوث كان أكثر تركيزًا بكثير. وكانت كمية السيزيوم-137 في كاراتشاي أعلى بعشرات المرات من السيزيوم المترسب في تشيرنوبيل. في المقابل، تسبب حادث تشيرنوبيل في انتشار إشعاع معتدل على مساحة أوسع بكثير. عرّض كاراتشاي السكان المحليين للإشعاع (حوالي 500,000 نسمة في اتجاه الريح عام 1968)، بينما أجبرت تشيرنوبيل حوالي 300,000 نسمة على إخلاء منازلهم بالقرب من المفاعل. أصبحت تشيرنوبيل حدثًا عالميًا في عام 1986، بينما ظل كاراتشاي سرًا لعقود. باختصار، كانت جرعات الإشعاع المحلية في كاراتشاي أعلى، لكن انتشارها الجغرافي كان أقل بكثير.
س: ماذا حدث خلال كارثة كيشتيم عام 1957؟ في 29 سبتمبر/أيلول 1957، انفجر خزان تخزين في ماياك بطاقة تعادل حوالي 100 طن من مادة تي إن تي. تسبب الحادث في تسرب حوالي 800 بيتابيكريل من المواد المشعة (معظمها من السيزيوم-137 والسترونتيوم-90) إلى البيئة. سقط 90% منها في مكان قريب، ملوثًا نهر تيتشا والأراضي المحيطة به؛ أما الباقي فقد شكل سحابة إشعاعية (الأثر الإشعاعي لجبال الأورال الشرقية) امتدت لمئات الكيلومترات. أدى هذا الحادث إلى زيادة تلوث كاراتشاي (وتيتشا)، وأثر على حوالي 270 ألف شخص في المنطقة.
س: كم عدد الأشخاص الذين تعرضوا للإشعاع من بحيرة كاراتشاي؟ ج: الأعداد الدقيقة غير مؤكدة، لكنها تُقدّر بمئات الآلاف. ربما عرّضت عاصفة الغبار التي ضربت المنطقة في أواخر الستينيات وحدها نحو 500 ألف شخص في القرى المحيطة بالبحيرة للغبار. إضافةً إلى ذلك، تلقّى عشرات الآلاف من العاملين في ماياك جرعات مزمنة عالية. وقد حلّلت الدراسات الوبائية منذ ذلك الحين مجموعتين رئيسيتين: نحو 28 ألف قروي على طول نهر تيشا (أسفل ماياك) ونحو 25 ألف عامل في ماياك. تُظهر كلتا المجموعتين ارتفاعًا في معدلات الإصابة بالسرطان يُعزى إلى تلك التعرّضات.
س: هل بحيرة كاراتشاي آمنة للزيارة اليوم؟ ج: لا، إنها منطقة محظورة تمامًا. المنطقة بأكملها منطقة نووية مؤمّنة. قاع البحيرة (الذي تحوّل الآن إلى كومة نفايات) مُحاط بحواجز، ويتطلب الدخول تصريحًا حكوميًا خاصًا (لا يُمنح أبدًا للسياح أو الصحفيين). حتى خارج الأسوار، ظلت مستويات الإشعاع في العقود الماضية أعلى من المعدل الطبيعي في بعض المواقع. لا يُسمح للزوار بالدخول؛ والنشاط البشري الوحيد في الموقع هو عمليات التنظيف والبحث الخاضعة للمراقبة تحت حراسة مسلحة.
س: ما الذي تم فعله لتنظيف بحيرة كاراتشاي؟ بدأت عملية معالجة متعددة المراحل عام ١٩٧٨، شملت ملء البحيرة بآلاف الكتل الخرسانية المجوفة وضخ المياه منها. وفي الفترة من ٢٠٠٨ إلى ٢٠١٥، قام برنامج فيدرالي بصب الخرسانة في قاع البحيرة وردم الحوض بالكامل بالصخور والتربة والحطام. ثم غُطي الموقع بطبقات من الطين والخرسانة بحلول أواخر عام ٢٠١٦. وتفيد شركة روساتوم رسميًا بأن النفايات المدفونة معزولة وأن قياسات الإشعاع انخفضت بعد عملية الإغلاق. ومع ذلك، يحذر الخبراء من أن تسرب المياه الجوفية قد يحمل تلوثًا وأن الغطاء قد يحتاج إلى تدعيم بعد عقود.
س: ما هي الآثار الصحية التي تم توثيقها؟ أ: تُظهر الدراسات الصحية طويلة الأمد للسكان المعرضين للإشعاع (عمال ماياك وسكان قرية تيتشا) ارتفاعًا في معدلات الإصابة بالسرطان. فعلى سبيل المثال، يُعاني سكان نهر تيتشا الذين تعرضوا للإشعاع في خمسينيات القرن الماضي من زيادة ملحوظة إحصائيًا في حالات الأورام الصلبة وسرطان الدم. وقد وجدت التحليلات، بين عمال ماياك، ارتباطًا واضحًا بين جرعة البلوتونيوم وسرطانات الرئة والكبد والعظام. كما تم تشخيص عشرات الحالات من التسمم الإشعاعي المزمن في المنطقة. وتشير التقارير الروسية الرسمية أيضًا إلى اضطرابات الغدة الدرقية لدى الأطفال نتيجة تلوث الحليب في المراحل المبكرة. باختصار، يبدو أن الإشعاع المنبعث من كاراتشاي وما يرتبط به من تسربات قد رفع معدلات الإصابة بالسرطان بشكل ملحوظ في هذه الفئات.
س: ما هو الوضع الحالي لبحيرة كاراتشاي؟ أ: اليوم، الموقع مغلق تمامًا، وهو في الأساس مكب نفايات نووية جاف. يُمنع دخول الماء إليه، وتُغطي طبقات سميكة من الخرسانة والصخور قاع البحيرة القديمة. تُطلق شركة روساتوم على الموقع اسم "مرفق تخزين دائم قريب من السطح" للرواسب المشعة في ماياك. ويجري رصد مستمر للموقع. ورغم انخفاض مستويات الإشعاع على السطح بشكل كبير، إلا أن بعض المياه الجوفية المشعة لا تزال تتدفق تحته. وتتمثل الخطة في مواصلة مراقبة الموقع لعقود لضمان عدم حدوث أي تسربات.
التاريخ / السنة | حدث |
1945–1948 | تم بناء المنارة – تم إنشاء منشأة البلوتونيوم السوفيتية في جبال الأورال لبرنامج القنبلة. تم ابتكار نظام تبريد ذي دورة مفتوحة. |
1949–1956 | إلقاء النفايات في نهر تيشا – تم تصريف ما يقارب 96 مليون متر مكعب من النفايات عالية المستوى في تيشا. وتلوثت القرى الواقعة أسفل مجرى النهر. |
أكتوبر 1951 | بحيرة كاراتشاي تُستخدم كمكب للنفايات – بدأ ماياك بإلقاء النفايات النووية الساخنة في كاراتشاي (لإنقاذ تيشا). |
1957 (29 سبتمبر) | انفجار كيشتيم – انفجر خزان النفايات تحت الأرض في ماياك، مما أدى إلى إطلاق ما يقرب من 800 بيتابيكريل (20 ميغاكوري) من النشاط الإشعاعي في المنطقة. |
1963–1968 | جفاف البحيرة / إطلاق الغبار – تم تجفيف بحيرة كاراتشاي جزئياً. في ربيع عام 1968، حملت الرياح ما يقدر بنحو 185 بيتابيكريل من النويدات المشعة من قاع البحيرة المكشوف. وتأثر نحو 500 ألف شخص في مقاطعة تشيليابينسك بسحابة الغبار. |
1978–1986 | المعالجة الأولى – تم إسقاط حوالي 10000 كتلة خرسانية مجوفة في بحيرة كاراتشاي لتثبيت الرواسب. وتم سحب المياه إلى حد كبير. |
1990s | مسح الإشعاع – تؤكد الدراسات البيئية وجود نشاط إشعاعي مرتفع للغاية في الحوض؛ ويظل المستوى ~600 R/h على الشاطئ قاتلاً. |
2008–2015 | برنامج التنظيف الفيدرالي – تقوم شركة روساتوم بحقن 650 متر مكعب من الخرسانة الخاصة تحت قاع البحيرة وتملأ الحوض بالكامل بالصخور والتربة. |
نوفمبر 2015 | البحيرة مغلقة – أعلنت شركة روساتوم عن اكتمال عملية الردم؛ تم تغطية قاع بحيرة كاراتشاي بالكامل. |
ديسمبر 2016 | التغطية النهائية – الموقع مغطى بالخرسانة والتراب. تُظهر المراقبة "انخفاضًا واضحًا" في ترسبات الإشعاع خلال الأشهر العشرة الأولى. |
