Hồ tử thần – chỉ cần 1 giờ ở đây là bạn sẽ chết

Đứng trên bờ hồ Karachay trong một giờ từng đủ để gây ra liều lượng phóng xạ gây chết người. Hồ Karachay là một vùng nước nhỏ ở dãy núi Ural phía nam của Nga, được tổ hợp vũ khí hạt nhân của Liên Xô (Mayak) sử dụng từ năm 1951 trở đi. ngoài trời Hồ Karachay từng là bãi đổ chất thải phóng xạ cấp cao. Theo thời gian, trầm tích ở đây tích tụ ước tính 4,44 exabecquerel (EBq) phóng xạ (khoảng 120 triệu curie) – gấp khoảng 2,5 lần tổng lượng phóng xạ phát tán trong thảm họa nhà máy Chernobyl năm 1986. Theo một số đánh giá, đây là “điểm ô nhiễm nhất trên hành tinh”. Bài viết này sẽ theo dõi toàn bộ lịch sử, khoa học và tác động của Hồ Karachay đối với con người: từ nguồn gốc thời Chiến tranh Lạnh và các tai nạn thảm khốc đến các nghiên cứu về sức khỏe và nỗ lực làm sạch lâu dài, vẫn đang tiếp diễn.

Giới thiệu

Hồ Karachay (tiếng Nga) Ozero KarachayHồ Karachay (diện tích tối đa 1 km²) là một hồ nhỏ ở tỉnh Chelyabinsk, Nga, gần cơ sở sản xuất plutonium Mayak. Trong những năm 1940-1960, chương trình chế tạo bom nguyên tử của Stalin ưu tiên tốc độ hơn sự an toàn. Nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng và chất thải lỏng ban đầu được thải vào sông Techa và các hồ Kyzyl-Tash và Kyzyltash, gây ô nhiễm các làng mạc và đất nông nghiệp. Khi ngay cả những bãi thải hở đó cũng được coi là quá phóng xạ, vào năm 1951, Mayak bắt đầu đổ chất thải vào Karachay, một hồ nước nông gần đó không thể làm mát lò phản ứng đúng cách. Trong hơn 17 năm (1951-1968), trầm tích của hồ Karachay đã hấp thụ ước tính 4,44×10^18 Bq phóng xạ, khiến khu vực xung quanh trở nên nóng chết người. Một báo cáo năm 1990 ghi nhận rằng bờ hồ phát ra khoảng 600 roentgen mỗi giờ - đủ để gây ra liều gây chết người trong vòng chưa đầy một giờ.

Việc xử lý chất thải này đã gây ra những hậu quả nghiêm trọng. Năm 1957, một vụ nổ bể chứa tại Mayak (thảm họa Kyshtym) đã thổi bay hàng trăm petabecquerel chất thải khắp vùng Ural phía nam. Năm 1968, hạn hán và bão gió đã làm lộ ra lòng sông khô cạn Karachay, thổi bay khoảng 185 PBq bụi vào không khí và gây ô nhiễm cho các cộng đồng dân cư ở phía hạ lưu (hàng trăm nghìn người) với cesium và strontium có thời gian bán rã dài. Tác động đến sức khỏe vẫn đang được nghiên cứu: phơi nhiễm liều thấp kéo dài dường như có liên quan đến tỷ lệ ung thư cao hơn ở công nhân Mayak và dân làng ven sông.

Đầu những năm 2000, mối quan ngại quốc tế và một chương trình an toàn liên bang của Nga đã thúc đẩy một quá trình làm sạch kéo dài nhiều thập kỷ. Các kỹ sư cuối cùng đã chôn vùi hồ dưới lớp bê tông, đá và đất (hoàn thành vào năm 2015–2016), và một cơ sở lưu trữ chất thải hạt nhân gần bề mặt hiện đang được xây dựng tại vị trí đó. Tuy nhiên, việc giám sát nước ngầm và các nghiên cứu môi trường vẫn tiếp tục, và các chuyên gia vẫn còn tranh cãi về việc liệu công việc đã thực sự hoàn thành hay chưa. Trong bài phân tích chuyên sâu này, chúng tôi tập hợp các nguồn tư liệu lưu trữ, báo cáo môi trường và nghiên cứu được bình duyệt để giải thích sự hình thành và suy giảm của hồ Karachay, sử dụng các đơn vị được xác định rõ ràng (Becquerels, Sieverts, v.v.) và dữ liệu so sánh. Chúng tôi phân biệt các sự kiện đã được xác lập (từ các báo cáo quốc tế và các nghiên cứu theo nhóm) với sự diễn giải, và lưu ý bất kỳ chi tiết nào mang tính thời sự.

Hồ Karachay là gì?

Vị trí địa lý và đặc điểm vật lý

Hồ Karachay (tiếng Nga: Ozero KarachayHồ Karachay nằm ở dãy núi Ural phía Nam, gần thành phố Ozersk (trước đây là Chelyabinsk-65), tỉnh Chelyabinsk, Nga. Đó là một hồ nhỏ, nông trên thảo nguyên (chỉ rộng 0,5–1 km² ở thời điểm cao nhất) ở độ cao khoảng 620 mét. Nước trong hồ không liên kết với nước ngầm và không có dòng chảy ra ngoài – điều này khiến nó trở nên thích hợp để chứa chất thải. Đến những năm 1960, diện tích của hồ đã thu hẹp lại chỉ còn vài trăm mét do việc khai thác nước bởi biến đổi khí hậu và bơm nước. Ngày nay, “Hồ Karachay” không còn tồn tại như một hồ nước mở; nó đã bị lấp đầy hoàn toàn bằng đá, bê tông và đất. Khu vực này nằm trong vùng cấm hạt nhân được canh gác nghiêm ngặt xung quanh Mayak.

“Nơi có độ phóng xạ cao nhất trên Trái đất”

Hồ Karachay mang tiếng xấu. Ngay từ năm 1990, các cơ quan giám sát hạt nhân của Mỹ đã gọi nó là “nơi ô nhiễm nhất trên Trái đất”. Lớp trầm tích dưới đáy hồ chứa một lượng lớn các đồng vị phóng xạ có thời gian bán rã dài (đặc biệt là cesium-137 và strontium-90) từ quá trình tái chế nhiên liệu hạt nhân. Các báo cáo của chính phủ và các nghiên cứu hồi cứu đã đưa ra những tuyên bố đáng kinh ngạc: vào cuối những năm 1960, 100% thể tích của hồ Karachay đã hấp thụ khoảng 120 triệu curie (4,44×10^18 Bq) phóng xạ. Để so sánh, vụ tai nạn nhà máy Chernobyl năm 1986 đã giải phóng khoảng 2,5×10^7 curie (85 petabecquerel) Cs-137 – ít hơn một bậc độ lớn. Các nhà phê bình lưu ý rằng ở thời điểm ô nhiễm cao điểm của Karachay, liều lượng phóng xạ tại bờ hồ vào khoảng 600 Röntgen mỗi giờ, “đủ để giết chết một người trong một giờ”. (600 R/h tương đương khoảng 6 sievert/giờ – một liều lượng gây ra hội chứng nhiễm phóng xạ cấp tính và tử vong trong vòng chưa đầy một giờ.) Những con số này củng cố thêm danh tiếng của Karachay như là nguồn nước nguy hiểm nhất từng được sử dụng.

Số liệu thống kê: Lượng chất phóng xạ và liều lượng tiếp xúc

Trong những năm 1950-1960, hồ tích lũy khoảng 4,4 exabecquerel (EBq) phóng xạ. Trên thực tế, lượng phóng xạ này chủ yếu đến từ Cs-137 (~3,6 EBq) và Sr-90 (~0,74 EBq). (Một exabecquerel = 10^18 Bq.) Để dễ hình dung, liều chiếu xạ nền toàn cầu chỉ khoảng vài microsievert mỗi năm – trong khi đó, trầm tích của hồ Karachay nóng hơn gấp hàng nghìn tỷ lần. Các số liệu quan trọng: trầm tích của hồ chứa khoảng 120 triệu Ci (curie) các hạt nhân phóng xạ hỗn hợp. Năm 1968, lòng hồ khô cạn tạo ra lượng bụi khổng lồ: ước tính khoảng 185 petabecquerel (PBq) (khoảng 5 MCi) các hạt nhân phóng xạ đã bị gió cuốn lên, gây ô nhiễm đất nông nghiệp và các làng mạc. Ngay cả đến năm 1990, các thiết bị gần bờ hồ vẫn ghi nhận mức ~600 R/h. Những con số này – được Worldwatch, NRDC và các nhà điều tra sau này báo cáo khác nhau – nhấn mạnh rằng lượng chất thải hạt nhân từ vụ Karachay lớn hơn rất nhiều so với các vụ tai nạn hạt nhân khác (xem Bảng so sánh bên dưới).

Nguồn gốc Chiến tranh Lạnh

Mayak và dự án bom nguyên tử của Liên Xô

Năm 1945, ngay sau khi Mỹ ném bom Hiroshima và Nagasaki, Stalin đã ra lệnh thực hiện một chương trình cấp tốc để phát triển bom nguyên tử của Liên Xô. Tổ hợp hóa chất Mayak (Chemkombinat-817Nhà máy Mayak, nằm cách Moscow 900 dặm về phía đông, được xây dựng bí mật (hoàn thành năm 1948) để sản xuất plutonium cho vũ khí hạt nhân. Với việc dự trữ vật liệu phân hạch của Liên Xô là ưu tiên hàng đầu, Stalin đã trao quyền lực rất lớn cho các nhà quản lý của Mayak. Khu phức hợp – nay thuộc Ozersk – có các lò phản ứng hạt nhân, nhà máy hóa chất để tái chế nhiên liệu, và ban đầu không có sự giám sát chặt chẽ nào về mặt quy định. Các tài liệu hướng dẫn ban đầu của Liên Xô ưu tiên sản lượng hơn an toàn. Điều này đã tạo tiền đề cho các thảm họa môi trường: hệ thống ngăn chặn được lắp đặt tạm bợ và việc làm tắt là phổ biến.

Ưu tiên hạt nhân của Stalin: Tốc độ hơn là an toàn.

Dưới sự thúc đẩy của Stalin, nhà máy Mayak đã mở rộng quy mô tái chế nhiên liệu mà không đảm bảo an ninh tuyệt đối. Nhiên liệu đã qua sử dụng được "nấu chín" bằng hóa chất để chiết xuất plutonium. Các sản phẩm chất thải (chất lỏng có độ phóng xạ cao, được gọi là "chất thải bể chứa và chất thải lọc") tích tụ nhanh chóng. Các kỹ sư có ít kinh nghiệm với loại chất thải này, vì vậy các phương pháp lưu trữ và xử lý đơn giản đã được sử dụng. Ví dụ, các hồ được dùng làm bể làm mát và lắng đọng thay vì các bể chứa được thiết kế kỹ thuật. Các tài liệu ban đầu của Liên Xô thậm chí còn xem xét việc xây dựng các đảo băng nổi để đổ chất thải ra biển. Trên thực tế, hầu hết chất thải được giữ lại tại chỗ: các hồ và sông xung quanh Mayak trở thành nơi tiếp nhận phóng xạ nóng một cách bất đắc dĩ.

Vì sao hồ Karachay được chọn làm bãi đổ rác?

Ban đầu, các lò phản ứng mới tại Mayak sử dụng hệ thống làm mát chu trình mở: chúng lấy nước từ hồ Kyzyltash và sông Techa rồi thải nước nóng, bị ô nhiễm trở lại vào hai nguồn này. Cả hồ Kyzyltash (một hồ nhỏ trên núi cao) và sông Techa nhanh chóng trở nên nhiễm phóng xạ nguy hiểm do phương pháp này. Đến năm 1951, người ta nhận ra rằng điều này không thể duy trì được. Hồ Karachay nằm gần đó, hầu như không được sử dụng làm nguồn cung cấp nước, và không có đường thoát nước – vì vậy nó “thuận tiện” cho việc đổ thải không kiểm soát. Từ tháng 10 năm 1951 trở đi, Mayak chỉ đơn giản là bơm chất thải lỏng cấp cao chưa qua xử lý vào hồ Karachay. Đáy hồ nhanh chóng hấp thụ chất thải; nước trong hồ bốc hơi hoặc được lấy đi để làm mát, làm tăng nồng độ phóng xạ ở đáy hồ.

Thảm họa hệ thống làm mát chu trình mở

Các lò phản ứng và nhà máy tái chế của Mayak chưa bao giờ áp dụng hệ thống làm mát khép kín hoặc xử lý chất thải hiệu quả trong những thập kỷ đầu tiên. Các tài liệu lịch sử ghi nhận rằng cả sáu lò phản ứng đều xả nước làm mát – bị nhiễm phóng xạ – trực tiếp trở lại Kyzyltash và Techa mà không qua lọc. Chỉ khi các hồ chứa này bị ô nhiễm nặng, các nhà quản lý mới “khóa vòi” và chuyển chất thải đến Karachay. Nói cách khác, thiết kế chu trình mở đã vô tình gây ô nhiễm nhiều lưu vực sông. Đến cuối những năm 1950, hồ Karachay thậm chí còn tiếp nhận cả nước lọc và bùn siêu nóng từ quá trình xử lý nhiên liệu của Mayak mà không thể lưu trữ an toàn trong các bể chứa. Như một bản tóm tắt hồi tưởng đã nhận định: khi Techa và Kyzyltash đầy, “việc này đã bị dừng lại, và thay vào đó chất thải được đổ vào hồ Karachay, nhanh chóng biến nơi đây thành ‘điểm ô nhiễm nhất trên trái đất’”. Bằng cách này, cuộc chạy đua vũ trang trong Chiến tranh Lạnh đã trực tiếp tạo ra di sản chết người của Karachay.

Kho dự trữ chất phóng xạ

Cesium-137: Chất gây ô nhiễm chiếm ưu thế

Cesium-137 (chu kỳ bán rã ≈30 năm) là chất đóng góp lớn nhất vào độ phóng xạ của hồ Karachay. Cs-137 hòa tan trong nước và liên kết với đất sét, do đó nó tích tụ trong trầm tích đáy hồ. Theo một ước tính, hồ Karachay chứa khoảng 3,6×10^18 Bq (3,6 EBq) Cs-137. Đồng vị này phát ra tia gamma xuyên thấu, gây chết người nếu nuốt phải hoặc có mặt với nồng độ cao. Qua nhiều thập kỷ, sự phân rã của Cs-137 (chu kỳ bán rã 30 năm) làm giảm cường độ phóng xạ của nó, nhưng nó vẫn tiềm ẩn nguy cơ lâu dài; ngay cả bây giờ, trầm tích vẫn còn phóng xạ mạnh. Trên thực tế, bất kỳ sự xáo trộn nào đối với đáy hồ đều có thể làm tái phân tán lượng cesium tích trữ này.

Strontium-90: Kẻ tìm kiếm xương

Strontium-90 (chu kỳ bán rã ≈28,8 năm) là đồng vị chính khác trong chất thải của Karachay. Sr-90 có xu hướng liên kết với mô xương, làm tăng nguy cơ ung thư, đặc biệt là ở trẻ em. Tổng lượng Sr-90 trong hồ ước tính khoảng 7,4×10^17 Bq (0,74 EBq). Đồng vị này được sản xuất với số lượng lớn bởi các lò phản ứng của Mayak, và xâm nhập vào hồ cả trong nước thải lỏng và chất thải dạng hạt. Mặc dù Sr-90 phát ra bức xạ xuyên thấu ít hơn Cs-137, nhưng sự hấp thụ sinh hóa của nó khiến nó đặc biệt nguy hiểm: các cộng đồng tiếp xúc với bụi phóng xạ của Karachay sau đó cho thấy tỷ lệ ung thư xương và bệnh bạch cầu tăng cao liên quan đến việc hấp thụ Sr-90.

Cách 4,44 Exabecquerels tích lũy

Tổng lượng phóng xạ đáng kinh ngạc này – 4,44 EBq – đến từ hơn 15 năm đổ thải. Từ năm 1951 đến năm 1968, nhà máy Mayak đã đổ một lượng lớn chất thải lỏng xuống Karachay. Phần lớn trong số đó là cặn cô đặc từ quá trình sản xuất plutonium. Nói một cách đại khái, 2,5×10^8 curie (~9,25 EBq) chất thải phóng xạ mức độ cao đã đi qua các bể chứa của Mayak trong những năm 1950; ước tính khoảng một nửa trong số đó đã lắng đọng trong trầm tích của Karachay. (Phần còn lại được lưu trữ trong các bể chứa hoặc rò rỉ sang nơi khác.) Các kỹ sư đã áp dụng một số biện pháp khắc phục vào những năm 1970 (bơm bê tông vào đáy, xem phần Khắc phục hậu quả), nhưng phần lớn phóng xạ đã lắng đọng. Trong một báo cáo năm 1990, NRDC đã ghi nhận 120 triệu curie phóng xạ của Karachay và tính toán rằng lượng Cs/Sr tích tụ khiến nó trở thành "hồ chứa bị ô nhiễm phóng xạ nặng nhất" trên Trái đất.

So sánh phóng xạ với thảm họa Chernobyl

Để đặt lượng phóng xạ của Karachay vào bối cảnh: vụ cháy lò phản ứng Chernobyl năm 1986 đã giải phóng khoảng 5–12 EBq tất cả các đồng vị phóng xạ (chủ yếu là loại tồn tại ngắn) vào khí quyển, nhưng chỉ khoảng ~0,085 EBq Cs-137 rơi xuống mặt đất. 4,44 EBq của hồ Karachay (chủ yếu là Cs/Sr) có cùng bậc độ lớn với tổng lượng phát thải của Chernobyl, nhưng lại bị giới hạn trong diện tích <1 km². Trên thực tế, Karachay tập trung hơn nhiều: hàng nghìn tỷ Bq trên mỗi mét vuông ngay tại Mayak, trong khi Chernobyl phân tán trên hàng trăm nghìn km². Điều này có nghĩa là mức liều phóng xạ cục bộ tại bờ hồ Karachay vượt xa bất cứ mức nào do Chernobyl tạo ra. Theo một phép tính, lượng chất thải ở Karachay khoảng 2,5 lần mức phóng xạ của kịch bản tồi tệ nhất tại Chernobyl. (Tuy nhiên, tác động của Chernobyl mang tính toàn cầu, còn thiệt hại của Karachay chủ yếu mang tính khu vực.)

Thảm họa Kyshtym năm 1957

Nguyên nhân gây ra vụ nổ bể chứa ngầm

Vào ngày 29 tháng 9 năm 1957, một tai nạn thảm khốc (sau này được gọi là thảm họa Kyshtym) đã xảy ra tại Mayak, làm trầm trọng thêm cuộc khủng hoảng Karachay. Một bể chứa ngầm chứa chất thải lỏng cấp cao đã bị nổ. vụ nổ nhiệt hóa họcCác nhà điều tra xác định rằng hệ thống làm mát của bể chứa đã bị hỏng và không được sửa chữa. Chất thải bên trong (khoảng 70-80 tấn) nóng lên đến khoảng 350°C. Nước bốc hơi, để lại một hỗn hợp dạng tinh thể gồm nitrit và axetat. Vào ngày hôm đó, tháng 9, hỗn hợp này phát nổ với sức mạnh tương đương khoảng 100 tấn TNT. Nắp bê tông nặng 160 tấn bị thổi bay, và các tòa nhà gần đó bị hư hại. Điều kỳ diệu là không có công nhân nào bên trong nhà máy bị thiệt mạng (họ đã được sơ tán vài phút trước đó sau khi chuông báo động không hoạt động).

Vụ phóng 800 PBq và hậu quả của nó

Vụ nổ năm 1957 đã tạo ra một đám mây phóng xạ khổng lồ trên vùng phía nam dãy núi Ural. Nó giải phóng khoảng 800 petabecquerel (20 triệu curie) hỗn hợp đồng vị vào môi trường. Phần lớn hoạt tính phóng xạ đó (khoảng 90%) nhanh chóng lắng xuống gần nhà máy, gây ô nhiễm nặng nề cho lưu vực sông Techa liền kề. Nhưng một đám mây chứa 2 MCi (80 PBq) đã lan rộng theo hướng gió trên hàng trăm km. Trong vòng một ngày, đám mây đã mở rộng 300–350 km về phía đông bắc. Điều này đã gây ô nhiễm một vùng rộng lớn "Vùng nhiễm phóng xạ Đông Ural" (EURT). Vùng bị ô nhiễm nặng nhất – được xác định bởi sự lắng đọng stronti ≥2 Ci/km² – bao phủ khoảng 1.000 km²; thậm chí một ranh giới ít nghiêm ngặt hơn (0,1 Ci/km²) cũng bao gồm 23.000 km² và khoảng 270.000 người.

Đường mòn phóng xạ Đông Ural (EURT)

Khu vực thử nghiệm EURT trở thành một vùng cấm nguy hiểm. Các báo cáo ban đầu của Liên Xô bị kiểm duyệt gắt gao, nhưng dữ liệu được giải mật cho thấy hàng chục ngôi làng nằm trong đường đi của bụi phóng xạ. Các quan chức đã bí mật sơ tán khoảng 10.000 người trong những tuần đầu tiên, và cuối cùng khoảng 217.000 cư dân bị ảnh hưởng. Vùng đất cho thấy những thiệt hại lâu dài: cây chết hàng loạt, thảm thực vật bị biến đổi và đất bị nhiễm Cs-137/Sr-90. Rừng thông ở phía hạ lưu bị "vàng lá" và có khuyết tật về sinh trưởng trong vòng một năm. (Đáng chú ý, vì vụ tai nạn bị che giấu, người dân địa phương thường sử dụng đất bị ô nhiễm để chăn thả gia súc và trồng trọt rất lâu sau vụ nổ.) Hồ Karachay, chỉ cách địa điểm đặt bể chứa 20 km, cũng hứng chịu bụi phóng xạ; khi gió đổi hướng, nó nhận được các sản phẩm phân hạch làm tăng thêm độ phóng xạ. Tóm lại, lượng phóng xạ 800 PBq từ Kyshtym đã làm lu mờ lượng phóng xạ của chính Karachay, và tạo ra một di sản môi trường rộng lớn hơn ở vùng Ural.

Bí mật và che đậy của Liên Xô

Khu vực thử nghiệm EURT trở thành một vùng cấm nguy hiểm. Các báo cáo ban đầu của Liên Xô bị kiểm duyệt gắt gao, nhưng dữ liệu được giải mật cho thấy hàng chục ngôi làng nằm trong đường đi của bụi phóng xạ. Các quan chức đã bí mật sơ tán khoảng 10.000 người trong những tuần đầu tiên, và cuối cùng khoảng 217.000 cư dân bị ảnh hưởng. Vùng đất cho thấy những thiệt hại lâu dài: cây chết hàng loạt, thảm thực vật bị biến đổi và đất bị nhiễm Cs-137/Sr-90. Rừng thông ở phía hạ lưu bị "vàng lá" và có khuyết tật về sinh trưởng trong vòng một năm. (Đáng chú ý, vì vụ tai nạn bị che giấu, người dân địa phương thường sử dụng đất bị ô nhiễm để chăn thả gia súc và trồng trọt rất lâu sau vụ nổ.) Hồ Karachay, chỉ cách địa điểm đặt bể chứa 20 km, cũng hứng chịu bụi phóng xạ; khi gió đổi hướng, nó nhận được các sản phẩm phân hạch làm tăng thêm độ phóng xạ. Tóm lại, lượng phóng xạ 800 PBq từ Kyshtym đã làm lu mờ lượng phóng xạ của chính Karachay, và tạo ra một di sản môi trường rộng lớn hơn ở vùng Ural.

Thảm họa năm 1967–1968

Trận hạn hán làm lộ ra các trầm tích phóng xạ

Đến giữa những năm 1960, hồ Karachay bắt đầu thu hẹp lại. Sự kết hợp giữa việc chủ động thoát nước và hạn hán kéo dài nhiều năm đã dần làm lộ ra đáy hồ. Các ghi chép của người dân địa phương (và dữ liệu vệ tinh) cho thấy mực nước đã giảm mạnh vào năm 1967. Ngay từ năm 1963, phần lớn nước hồ đã được bơm ra để làm mát nhà máy của Mayak, và đến năm 1967, gió mạnh đã thổi bụi từ các trầm tích khô cạn. Về cơ bản, quá trình khô hạn đã biến Karachay thành một nguồn bụi khổng lồ.

185 PBq Bị cuốn vào gió

Mùa xuân năm 1968, một cơn bão gió dữ dội quét qua lòng hồ trống trải. Các nguồn tin của Liên Xô đương thời không đưa tin, nhưng phân tích sau này cho thấy khoảng 185 petabecquerel bụi phóng xạ đã bị thổi vào không khí chỉ trong một ngày. Lượng bụi này bao gồm một lượng lớn Cs-137 và Sr-90 bám vào các hạt đất. Đám mây bụi lan truyền theo hướng gió trên quãng đường hàng chục đến hàng trăm ki-lô-mét, tạm thời làm tăng mức độ phóng xạ trong khu vực xung quanh. Bụi đã làm ô nhiễm những vùng đồng cỏ và đất nông nghiệp rộng lớn chưa bị ảnh hưởng bởi sự kiện Kyshtym. Vì các đồng vị đã lắng đọng trong trầm tích, sự kiện này... đã thêm Tác động môi trường của hồ Karachay không làm tăng tổng lượng chất thải mà chỉ đơn thuần là phân tán nó ra một lần nữa.

Nửa triệu người bị nhiễm phóng xạ

Mặc dù con số chính xác vẫn chưa chắc chắn, nhưng các tài liệu của Liên Xô cho thấy hàng trăm nghìn người đã tiếp xúc với bụi phóng xạ này. Một báo cáo đương thời cho biết khoảng 500.000 cư dân vùng Chelyabinsk đã bị nhiễm phóng xạ ở mức độ có thể đo được. Nhiều người sống ở các làng quê sử dụng đồng cỏ chỉ cách hồ vài km. Gia súc chăn thả trên thức ăn bị nhiễm phóng xạ đã đưa các chất phóng xạ vào chuỗi thức ăn. Bằng chứng giai thoại (được thu thập rất lâu sau đó) và các nghiên cứu tiếp theo đã xác nhận rằng hàng chục ngôi làng đã nhận được liều lượng từ hàng chục đến hàng trăm millisievert vào năm 1968 – đủ để làm tăng nguy cơ ung thư nhiều thập kỷ sau đó. Điều quan trọng là, cư dân vào thời điểm đó không được thông báo về mối nguy hiểm và vẫn tiếp tục cuộc sống bình thường. Mãi đến những năm 1990, các nhà khoa học độc lập mới có thể ước tính quy mô của sự kiện này. Tóm lại, thảm họa cuối những năm 1960 đã làm trầm trọng thêm tác hại của hồ Karachay bằng cách chiếu xạ một lượng lớn dân cư nông thôn, một tổn thất mà vẫn khó có thể định lượng chính xác.

Hậu quả lâu dài đối với sức khỏe

Trong những năm sau đó, các nhà nghiên cứu y tế đã theo dõi sức khỏe của những người bị phơi nhiễm. Ví dụ, nghiên cứu “Nhóm dân cư sông Techa” của Liên Xô (28.000 người dân sống ở hạ lưu nhà máy Mayak) đã báo cáo sự gia tăng đáng kể về mặt thống kê các loại ung thư thể rắn và một số bệnh bạch cầu ở những người bị phơi nhiễm so với nhóm đối chứng không bị phơi nhiễm. Tương tự, các nghiên cứu lịch sử về công nhân của Alexander Shlyakter (được NRDC trích dẫn) cho thấy công nhân nhà máy Mayak nhận được hơn 100 rem (>1 Sv) có tỷ lệ tử vong do ung thư là 8,1%, so với 4,3% ở những công nhân bị phơi nhiễm thấp hơn. Trong khu vực xung quanh, nhiều người mắc bệnh nhiễm phóng xạ mãn tính (một chẩn đoán của Liên Xô về tổn thương đa cơ quan do phơi nhiễm mãn tính), rối loạn tuyến giáp (do I-131 trong sữa) và các bệnh khác liên quan đến phóng xạ. Một bác sĩ chuyên gia, Tiến sĩ Mira M. Kosenko, đã điều trị cho hàng nghìn “nạn nhân phóng xạ” từ Ozersk, cho rằng tỷ lệ mắc bệnh bạch cầu và dị tật bẩm sinh cao là do sự phát thải từ nhà máy Mayak. Mặc dù không phải mọi tác động đều có thể được truy tìm trực tiếp đến Karachay, nhưng đây là một nguồn gây ô nhiễm đáng kể trong một kịch bản ô nhiễm rộng hơn. Nhìn chung, các nghiên cứu theo nhóm xác nhận rằng việc tiếp xúc với các tác nhân gây bệnh trong những năm 1950-1960 đã làm tăng nguy cơ mắc ung thư suốt đời: một báo cáo của Anh lưu ý rằng các nghiên cứu về công nhân và dân làng Mayak tạo thành "số lượng cá nhân lớn nhất và mức độ tiếp xúc mãn tính cao nhất so với bất kỳ quần thể nào được biết đến trên trái đất".

Vì sao một giờ có thể giết chết bạn

Hiểu về tốc độ liều bức xạ

Bức xạ ảnh hưởng đến cơ thể bằng cách ion hóa các nguyên tử và phá vỡ các liên kết hóa học, đặc biệt là trong DNA. Sievert (Sv) là đơn vị đo liều tương đương, dùng để đánh giá tác động sinh học (1 Sv là một liều rất lớn – đủ để gây ra bệnh nhiễm xạ nghiêm trọng). Đơn vị cũ hơn là röntgen (R) dùng để đo sự ion hóa trong không khí (≈0,0093 Gy trong mô). Đối với tia gamma/tia X, 1 R tích tụ khoảng 0,009 Gy (9 milligray) trong mô, tương đương khoảng 0,009 Sv (vì đối với tia X γ, 1 Gy ≈ 1 Sv). Như vậy, 600 R/h tương ứng với khoảng 600×0,009 = 5,4 Sv/h trong mô. Với tốc độ đó, liều gây chết toàn thân (~6–7 Sv) tích lũy chỉ trong hơn một giờ. Trên thực tế, ngay cả 4 Sv nhận được cấp tính cũng sẽ giết chết khoảng một nửa số người tiếp xúc nếu không được chăm sóc y tế. Lớp trầm tích của hồ Karachay đã tạo ra trường bức xạ khoảng 600 R/h này. Trên thực tế, chỉ cần đứng trên bờ biển trong 1 giờ cũng đủ khiến bất kỳ ai không được bảo vệ đều có thể bị nhiễm liều gây tử vong.

Giải thích về phép đo 600 Röntgen/giờ

Con số nổi tiếng “600 R/h” xuất phát từ một báo cáo năm 1960 của NRDC được trích dẫn trong tài liệu của WISE. Họ đã đo bức xạ tại một cửa xả nước thải từ hồ (trước khi xử lý). 600 R/h tương ứng với khoảng 6 Sievert mỗi giờ. Ở mức độ đó, người ta có thể tích lũy 1 Sv trong 10 phút – đủ để gây buồn nôn cấp tính và bắt đầu bệnh nhiễm phóng xạ. Trong một giờ, nó sẽ tích lũy khoảng 6 Sv: thường gây tử vong trừ khi người đó được chăm sóc đặc biệt ngay lập tức (điều này không có sẵn trong khu vực Mayak bí mật). (Ngược lại, một lần chụp X-quang ngực thông thường chỉ khoảng 0,0001 Sv.) Tốc độ liều này không đồng đều: một số điểm nóng có thể vượt quá 600 R/h. Các tài liệu lịch sử thậm chí còn đề cập đến mức lên tới 700 R/h tại một số bãi cát nóng nhất định.

Tác hại của bức xạ đối với cơ thể con người

Ở cấp độ tế bào, bức xạ liều cao (trên vài sievert) gây suy tạng ngay lập tức. Nó phá hủy các tế bào máu và làm tổn thương niêm mạc ruột, dẫn đến chảy máu nội tạng và nhiễm trùng. Ngay cả trước khi chết, nạn nhân tiếp xúc với liều ~6–10 Sv sẽ bị nôn mửa, rụng tóc và các triệu chứng thần kinh trong vòng vài ngày. Liều thấp hơn (1–4 Sv) gây ra bệnh nhiễm phóng xạ và làm tăng đáng kể nguy cơ ung thư suốt đời. Tiếp xúc mãn tính với liều vừa phải (như ở các làng lân cận) có thể gây đục thủy tinh thể, vô sinh, các vấn đề về tuyến giáp và ung thư nhiều năm sau đó. Ở động vật, liều trên ~100 Gy/kilogram trong vài phút sẽ giết chết tế bào ngay lập tức; con người đạt đến 100 Gy trong cơ thể (~10.000 R) trong khoảng 16 phút với tốc độ ở Karachay. Do đó, độ phóng xạ của đáy hồ thực sự có thể gây tử vong cho bất kỳ sinh vật nào không được che chắn.

Hội chứng nhiễm xạ cấp tính: Điều gì sẽ xảy ra?

Nếu một người nào đó đi vào khu vực cấm của Karachay vào những năm 1960 mà không có biện pháp bảo vệ, họ sẽ mắc hội chứng nhiễm phóng xạ cấp tính (ARS). Ở liều lượng trên ~3 Sv, các triệu chứng ban đầu (buồn nôn, nôn mửa) bắt đầu trong vòng vài phút đến vài giờ. Ở mức 6 Sv, người đó có thể sẽ chết trong vòng vài tuần. 600 R/h (~6 Sv/h) sẽ gây ra ARS toàn phát vào cuối giờ đầu tiên: phá hủy tủy xương, rụng tóc, suy giảm miễn dịch. (Theo một số nguồn tin, chó hoang và chim gần hồ thực sự đã chết vì bệnh nhiễm phóng xạ trong những mùa hè khô hạn.) Ngược lại, chỉ vài phút bên hồ có thể chỉ gây ra bệnh nhẹ. Mối nguy hiểm chết người này là một trong những lý do tại sao công nhân Mayak luôn sử dụng máy móc điều khiển từ xa khi hồ cạn – và tại sao lính canh không cho người dân đến gần. Tóm lại, tỷ lệ liều lượng được báo cáo tại Karachay là chưa từng có và dễ dàng giải thích cho tuyên bố "chết trong một giờ".

Ô nhiễm sông Techa

Hơn 96 PBq bị đổ xuống sông (1949–1956)

Số phận của Karachay không bắt đầu một cách riêng lẻ. Từ năm 1949 đến năm 1956, Mayak liên tục xả chất thải phóng xạ cấp cao trực tiếp vào sông Techa. Một báo cáo ước tính khoảng 96 triệu m³ chất lỏng phóng xạ đã đổ vào sông Techa (khoảng 115 PBq chất phóng xạ) trong giai đoạn đó. Dòng chảy của sông Techa mang theo strontium-90 và cesium-137 xuôi dòng đến một chuỗi các hồ chứa nước làm mát và các làng mạc. Chính quyền Liên Xô đã không ngay lập tức phong tỏa dòng sông: người dân vẫn uống nước, giặt giũ và đánh bắt cá ở đó. Chỉ sau này, hàng rào mới được dựng lên dọc theo phần lớn sông Techa. Cuối cùng, việc xả thải vào sông Techa đã dừng lại vào năm 1956 (một phần vì Karachay đã tiếp nhận chất thải), nhưng đến lúc đó, một "chuỗi hồ chứa" lớn (các hồ chứa R-3 đến R-11) và hồ Kyzyltash đã bị ô nhiễm.

Ô nhiễm làng mạc hạ lưu

Hơn 30 ngôi làng nằm dọc theo sông Techa. Hàng trăm km ruộng đồng và đồng cỏ bị ảnh hưởng bởi bụi phóng xạ. Vào những năm 1950, cư dân ở hạ lưu Mayak đã uống nước và sữa bị nhiễm phóng xạ nặng. Các cuộc khảo sát sau đó phát hiện ra các vùng đất nông nghiệp được tưới tiêu bằng nước sông Techa. Theo ước tính thận trọng, hàng chục nghìn người dân làng đã nhận liều phóng xạ suốt đời vượt quá hàng chục millisievert (một số có thể >100 mSv). Phụ nữ mang thai và trẻ em đặc biệt bị ảnh hưởng bởi Strontium-90 trong sữa và Cesium-137 trong thức ăn. (Ví dụ, sữa sông Techa đạt nồng độ 15–50 Bq/L I-131 và Cs-137 vào đầu những năm 1950, gây ra liều chiếu xạ tuyến giáp vài gray cho trẻ sơ sinh.) Dữ liệu điều tra dân số chính thức của Liên Xô cho thấy sự gia tăng đột biến tỷ lệ tử vong ở trẻ sơ sinh và dị tật thai nhi ở các làng Techa vào cuối những năm 1950, phù hợp với mức độ phơi nhiễm phóng xạ cao. Tác động toàn diện về mặt dân số vẫn đang được phân tích, nhưng rõ ràng là sự ô nhiễm ở Karachay là một phần của tác động khu vực lớn hơn tập trung ở lưu vực sông Techa.

Các nghiên cứu sức khỏe đang diễn ra đối với cộng đồng dân cư Riverside

Dự án Nghiên cứu Dân số Sông Techa, được bắt đầu từ những năm 1950 và theo dõi đến tận ngày nay, cung cấp phần lớn những kiến ​​thức mà chúng ta có được. Dự án này theo dõi khoảng 28.000 người dân làng tiếp xúc với tác nhân gây hại ở mọi lứa tuổi, cho đến khi trưởng thành. Các ấn phẩm gần đây báo cáo... có ý nghĩa thống kê Nghiên cứu đã chỉ ra tỷ lệ mắc các loại ung thư rắn (đặc biệt là ung thư vú, gan, phổi) và một số bệnh bạch cầu cao hơn ở nhóm dân cư tiếp xúc với chất thải phóng xạ Techa so với nhóm đối chứng không tiếp xúc. Ví dụ, một phân tích cho thấy cứ mỗi gray liều tích lũy thêm sẽ làm tăng gấp đôi nguy cơ mắc bệnh bạch cầu. Một phát hiện khác: những người làm công tác dọn dẹp (được gọi là "người thanh lý") vào những năm 1950, những người đã rửa sạch các khu vực thành phố bị ô nhiễm (bao gồm cả đường phố Ozersk), sau đó lại có tỷ lệ mắc bệnh cao hơn đáng kể. Tóm lại, các nghiên cứu đoàn hệ trong khu vực này cho thấy mối liên hệ giữa việc xả thải từ nhà máy Mayak (vào Techa và Karachay) với những tổn hại sức khỏe lâu dài. Những kết quả này được công bố trên các tạp chí khoa học uy tín và là bằng chứng cốt lõi cho các đánh giá sức khỏe cộng đồng.

Những bài học bị bỏ qua trước khi xảy ra sự kiện hồ Karachay

Nhìn lại, thảm kịch Karachay một phần bắt nguồn từ những thất bại ở Techa. Thảm họa Techa lẽ ra phải dẫn đến các biện pháp kiểm soát khẩn cấp (phong tỏa các làng mạc, ngừng xả thải), nhưng ở Mayak, mô hình lại là: ngăn chặn sự lan rộng “trong môi trường” và tiếp tục. Thật vậy, khi Techa chuyển sang màu tím và trở nên nguy hiểm, Mayak chỉ đơn giản là “ngừng sử dụng dòng sông” và thay vào đó đưa chất thải đến Karachay. Điều này phản ánh tư duy của thời đại: không có lựa chọn nào khác và không có sự giám sát từ bên ngoài. Các nhà quan sát quốc tế sau này gọi đây là “lưu trữ sự nghèo đói” – xuất khẩu rủi ro sang những người dân nông thôn không có quyền lực. Cuối cùng, lịch sử cho thấy các chính sách xử lý chất thải thời kỳ đầu của Liên Xô đã bỏ qua các biện pháp ngăn chặn cơ bản. Hồ Karachay trở thành nơi chứa chất thải mới chỉ vì tất cả các lựa chọn khác đều đã thất bại thảm hại.

Hồ Karachay so với Chernobyl

So sánh tổng lượng phóng xạ được giải phóng

Việc so sánh thảm họa Karachay với thảm họa Chernobyl năm 1986 là một điều rất bổ ích.

• Tổng hoạt độngLớp trầm tích ở Karachay chứa khoảng 4,44 EBq hỗn hợp các đồng vị phóng xạ. Lò phản ứng Chernobyl phát thải khoảng 5–12 EBq các đồng vị có thời gian bán rã ngắn vào khí quyển, nhưng chỉ có khoảng 0,085 EBq (85 PBq) Cs-137 rơi xuống đất. Như vậy, lượng cesium tích lũy ở Karachay lớn hơn hàng chục lần so với lượng cesium thực tế lắng đọng trên mặt đất ở Chernobyl.
• Mức suất liều cực đại: Tại Karachay, suất liều ở đáy hồ (600 R/h) cao hơn rất nhiều so với bất kỳ điểm nào ở Chernobyl (ngay cả gần lò phản ứng bị phá hủy, những người ứng cứu đầu tiên cũng chỉ ghi nhận dưới 300 R/h).
• Khu vực và dân số bị ảnh hưởngChất thải của Karachay chỉ giới hạn trong một khu vực nhỏ (~1 km²), trong khi đám mây phóng xạ của Chernobyl lan rộng khắp phần lớn châu Âu. Karachay đã trực tiếp gây nhiễm phóng xạ cho tới nửa triệu công dân Liên Xô vào những năm 1960, trong khi việc sơ tán người dân Chernobyl cuối cùng chỉ bao gồm khoảng 116.000 người (sau đó tăng lên 220.000 người). Di sản của Chernobyl được phát hiện trên toàn cầu; còn Karachay, do tính chất bí mật và cục bộ, nên ít được công chúng phương Tây chú ý cho đến những năm 1990.

Sự tập trung so với sự phân tán: Những điểm khác biệt chính

Mối nguy hiểm của Karachay nằm ở sự tập trung. Độ phóng xạ của nó được tập trung dày đặc tại một điểm. Tác hại của Chernobyl đến từ sự phân tán: sự lan truyền độ phóng xạ vừa phải trên một khu vực rộng lớn. Trên thực tế, hồ Karachay là một "điểm nóng" theo năm khía cạnh: liều lượng cục bộ cực cao, sự đa dạng đồng vị lớn, các bể chứa trầm tích sâu và rò rỉ mãn tính vào không khí/nước ngầm. Chernobyl là một cú sốc tức thời, được pha loãng theo thời gian. Đối với những người làm việc tại hiện trường, một lính cứu hỏa Chernobyl có thể chỉ nhận được vài sievert trong một giờ (2–3 R/phút = 120–180 R/giờ trên mái lò phản ứng). Tại Karachay năm 1967, một giờ liên tục có thể gây tử vong ở mức 600 R/giờ.

So sánh tác động môi trường dài hạn

Về mặt môi trường, cả hai thảm họa đều để lại dấu ấn. Chernobyl khiến hàng nghìn km² xung quanh nhà máy trở nên không an toàn; Karachay gây ô nhiễm nghiêm trọng chỉ vài chục km² (cộng thêm lưu vực sông Techa). Tuy nhiên, di sản của Karachay bao gồm chất thải bị chôn vùi vẫn còn tồn tại: mặc dù hồ đã được lấp đầy, lớp trầm tích của nó giống như hàng triệu khúc gỗ thủy tinh chứa chất thải. Ô nhiễm đất và nước ngầm xung quanh Karachay vẫn là một mối lo ngại. Ô nhiễm đất còn sót lại từ Chernobyl có chu kỳ bán rã từ hàng chục năm (Cs-137) đến hàng thế kỷ (Sr-90, Pu). Trên thực tế, cả hai địa điểm sẽ không "sạch" trong nhiều thế kỷ – nhưng mối đe dọa của Karachay mang tính cục bộ hơn và chủ yếu được quản lý bằng cách ngăn chặn, trong khi sự lan rộng của Chernobyl đòi hỏi sự giám sát quốc tế (thông qua IAEA) và các hiệp ước xuyên biên giới.

Vì sao Karachay lại nhận được ít sự chú ý hơn?

Thảm họa Chernobyl lập tức trở thành tin tức toàn cầu: phóng xạ bao trùm châu Âu và gây hoang mang cho công chúng. Ngược lại, Karachay lại được giấu kín trong chương trình vũ khí của Liên Xô. Không có tin tức nào về "hồ chết chóc" đến được với thế giới cho đến những năm 1990. Các chuyên gia phương Tây sau này gọi Karachay là "Chernobyl bị lãng quên" hay "em gái của Kyshtym". Sự cấm kỵ của Liên Xô đối với bất kỳ thông tin nào đồng nghĩa với việc không có viện trợ hay áp lực quốc tế nào xuất hiện trong những năm 1960-1980. Ngay cả ngày nay, Karachay vẫn ít được biết đến bên ngoài giới chuyên gia. Tóm lại, về mặt vật lý thuần túy, liều lượng phóng xạ tập trung của Karachay lớn hơn Chernobyl, nhưng về mặt chính trị và địa lý, đó là một thảm họa cục bộ, bí mật.

Nỗ lực khắc phục hậu quả (1978–2016)

Giai đoạn 1: Khối bê tông (1978–1986)

Vào cuối những năm 1970, chính quyền Liên Xô bắt đầu các biện pháp khắc phục bằng kỹ thuật. Từ năm 1978 đến năm 1986, họ đã lấp đầy phần lớn hồ Karachay bằng các khối bê tông rỗng và sỏi. Trên thực tế, công nhân đã ném khoảng 10.000 khối hình chữ nhật (mỗi khối nặng hàng trăm kg) xuống hồ để giảm thể tích và giữ cố định trầm tích. Giai đoạn này tạo ra một nền móng gia cố sâu khoảng 2 mét để chuẩn bị cho các công việc tiếp theo. Ý tưởng là các khối chìm dưới nước sẽ làm chậm quá trình xói mòn và tạo khối lượng để giữ lớp đất sét bị ô nhiễm dưới nước. Sau đó, lượng nước còn lại được bơm ra, để lại một lòng chảo bùn phía trên các khối. Các cuộc khảo sát bức xạ vào những năm 1980 đã xác nhận rằng liều lượng bức xạ vẫn còn cao, nhưng các khối bê tông đánh dấu bước tiến lớn đầu tiên trong việc ngăn chặn ô nhiễm.

Giai đoạn 2: Giảm diện tích bề mặt

Sau khi hồ được lấp đầy một phần, các kỹ sư bắt đầu thu hẹp diện tích mặt nước theo chiều ngang. Họ xây dựng các đập tạm thời và tháo cạn nước ở những khu vực nông hơn. Đến những năm 1990, diện tích mặt nước đã giảm xuống gần bằng không. Điều đó để lại khoảng 85.000 m³ bùn ướt, ô nhiễm trong hố trung tâm (tính đến cuối những năm 1990). Trong giai đoạn này, công nhân cũng trải một lớp cát và đất sét dày hàng chục centimet lên những điểm nóng ô nhiễm nặng nhất. Các lớp này làm giảm bức xạ trực tiếp và xói mòn. Ở một số nơi, các rãnh được đào để giữ lại nước chảy tràn. Đến năm 2000, hồ cũ về cơ bản là một bãi thải bằng phẳng đầy bùn, sẽ được niêm phong vĩnh viễn.

Giai đoạn 3: Hoàn thành việc lấp đầy (Tháng 11 năm 2015)

Giai đoạn cuối cùng được thực hiện theo một chương trình liên bang hiện đại (2008–2015) nhằm loại bỏ “nguồn radon” tại Mayak. Đến năm 2015, kế hoạch là lấp đầy hoàn toàn lòng hồ và bịt kín nó. Trong những tháng trước khi đóng cửa, báo cáo của Rosatom cho thấy 650 m³ bê tông đặc biệt đã được bơm vào đáy hồ thông qua 38 lỗ khoan. Sau đó, thiết bị hạng nặng đã đổ các lớp đá và bê tông dày lên khắp đáy hồ. Theo Viện An toàn Hạt nhân (IBRAE), đến cuối năm 2015, toàn bộ lòng hồ cũ đã được phủ một lớp đá và bê tông gia cố. Vào ngày 2 tháng 11 năm 2015, Nga tuyên bố rằng Karachay đã được “niêm phong” – có nghĩa là chất thải hiện đã được cách ly về mặt vật lý khỏi khí quyển. Trên thực tế, lớp bùn ô nhiễm đã bị chôn vùi dưới vài mét vật liệu trơ.

Giai đoạn 4: Công tác bảo tồn cuối cùng (Tháng 12 năm 2016)

Mặc dù lòng hồ đã được lấp đầy vào năm 2015, nhưng các nhà quy hoạch đã bổ sung thêm một lớp phủ cuối cùng vào năm 2016. Đến tháng 12 năm 2016, một lớp đất mặt và đá bảo vệ đã được hoàn thành. Theo Rosatom, 10 tháng giám sát sau khi niêm phong (tháng 12 năm 2015 – tháng 9 năm 2016) cho thấy “sự giảm rõ rệt lượng chất phóng xạ” trên bề mặt. Các đội thi công đã đặt một lớp cách nhiệt nhiều lớp: đầu tiên là một lớp đất sét bentonit (để ngăn nước), sau đó là những viên đá hộc lớn, tiếp theo là một lớp cát/đất sét nén dày một mét, và cuối cùng là sỏi/đất. Điều này tạo thành một gò “lưu trữ khô”: hồ cũ giờ đây là một bãi chôn lấp chất thải phóng xạ lớn được rào chắn. Rosatom và các cơ quan quản lý tuyên bố rằng không có khí thải nào có thể nhìn thấy được. Tuy nhiên, một số nhà phê bình (xem bên dưới) lo ngại rằng dòng chảy nước ngầm cuối cùng có thể làm lan truyền chất gây ô nhiễm nếu không được bơm hoặc ngăn chặn liên tục.

Hồ Karachay ngày nay

“Cơ sở lưu trữ chất thải hạt nhân khô vĩnh viễn gần bề mặt”

Đến năm 2017, hồ Karachay không còn nước nữa – lòng hồ đã trở thành một cơ sở lưu trữ chất thải hạt nhân gần mặt đất. Mọi dấu hiệu của một hồ nước đều biến mất. Các quan chức cho biết địa điểm này đã được ổn định “vĩnh viễn”; thực tế, các biển báo địa phương hiện gọi đây là cơ sở lưu trữ khô vĩnh viễn cho chất thải tồn đọng của Mayak. Toàn bộ khu vực vẫn nằm trong vùng cấm Mayak, với an ninh nghiêm ngặt như quân sự. Cư dân Ozersk bị cấm đến thăm, và mọi sự ra vào đều do Rosatom kiểm soát (thông qua ban quản lý Mayak).

Ô nhiễm nước ngầm: Vấn đề chưa được giải quyết

Mối quan ngại lớn còn lại là nước ngầm. Trước khi lấp đầy, chất thải của Karachay nằm cách mực nước ngầm từ 8 đến 20 mét. Mặc dù đã lấp đầy một lượng lớn, nước ngầm vẫn chảy bên dưới khu vực này về phía sông Techa và các lưu vực khác. Một số nghiên cứu chỉ ra rằng có hàng chục megabecquerel trên mỗi mét khối chất phóng xạ (đặc biệt là Sr-90) trong nước ngầm ở đó. Rosatom thừa nhận các vụ rò rỉ đang diễn ra: họ báo cáo việc giám sát các giếng xung quanh hồ cũ và bơm một số nước để ngăn chặn sự lan rộng. Tóm lại, mặc dù hồ đã được "niêm phong", nước nhiễm phóng xạ vẫn từ từ di chuyển. Ước tính cho thấy có thể mất vài thập kỷ trước khi chất gây ô nhiễm đạt đến ngưỡng quy định ở sâu hơn trong tầng chứa nước.

Chương trình giám sát dài hạn

Do sự tồn tại dai dẳng của ô nhiễm, một chương trình giám sát dài hạn đã được thiết lập. Tập đoàn Rosatom, cùng với các viện nghiên cứu như IBRAE (Moscow) và các tổ chức thủy lợi, thường xuyên lấy mẫu nước ngầm, nước mặt, đất và không khí tại khu vực này. Theo tuyên bố của Rosatom năm 2016, 10 tháng giám sát đầu tiên sau khi niêm phong “cho thấy sự giảm rõ rệt lượng chất phóng xạ trên bề mặt”. Họ dự định tiếp tục kiểm tra trong nhiều năm. Ngoài ra, việc giám sát dịch tễ học đối với người dân địa phương (trẻ em Ozorski và công nhân Mayak) vẫn tiếp tục được thực hiện bởi các cơ quan y tế Nga và các đối tác quốc tế. Những nỗ lực này nhằm mục đích phát hiện sớm bất kỳ sự tái bùng phát ô nhiễm hoặc các vấn đề sức khỏe nào.

Bạn có thể đến thăm hồ Karachay không?

KHÔNG. Ngay cả trước khi được lấp đầy, bờ hồ Karachay đã bị cấm vào. Hồ nằm trong "vùng cách ly vệ sinh" xung quanh Mayak. Chỉ những nhân viên được đào tạo đặc biệt (với máy đo liều lượng và thiết bị bảo hộ) mới được phép tiếp cận Karachay, và thường chỉ để bảo trì. Ngày nay, khu vực này được rào chắn và canh gác như một phần của vành đai an ninh hạt nhân Ozersk. Luật liên bang cấm người dân thường vào khu vực này. Không có tour du lịch hay chuyến thăm nghiên cứu nào được cho phép (ngoại trừ các nhà khoa học chính thức). Tóm lại, hồ Karachay là một khu vực bị cấm vĩnh viễn. khu vực nóng Đây là khu phức hợp hạt nhân của Nga, không phải là địa điểm công cộng.

Cái giá phải trả của con người

Nhóm 26.000 công nhân Mayak

Nhóm đối tượng phơi nhiễm được nghiên cứu lớn nhất là nhóm công nhân Mayak. Nhóm này bao gồm khoảng 25.757 công nhân (cả nam và nữ) làm việc tại Mayak từ năm 1948 đến năm 1982. Những công nhân này đã tiếp nhận liều lượng phóng xạ mãn tính, thường là cao (bao gồm cả plutonium nội sinh). Họ đã được theo dõi trong nhiều thập kỷ bởi các nghiên cứu chung của Nga và Mỹ. Các phân tích xác nhận tác động phóng xạ có ý nghĩa thống kê: ví dụ, một nghiên cứu mang tính bước ngoặt năm 2013 đã tìm thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa liều lượng plutonium và ung thư phổi, gan và xương. Tổng cộng, nhóm công nhân Mayak được coi là "số lượng cá nhân lớn nhất và mức độ phơi nhiễm phóng xạ mãn tính cao nhất so với bất kỳ quần thể nào được biết đến trên trái đất". Khoảng 5.000 công nhân trong số này đã chết, chủ yếu là do ung thư liên quan đến phơi nhiễm của họ. Các nghiên cứu về công nhân giúp định lượng mức độ phóng xạ nội sinh và ngoại sinh từ các hoạt động liên quan đến Karachay chuyển hóa thành nguy cơ mắc bệnh.

Trẻ em Ozersk và sự phơi nhiễm iốt phóng xạ

Tại thành phố Ozersk gần đó, trước đây là Chelyabinsk-65, hàng nghìn trẻ em lớn lên giữa bụi phóng xạ và các vụ phát thải thường xuyên. Một nguy cơ đặc biệt là iốt phóng xạ: sữa và rau lá xanh ở Ozersk bị nhiễm I-131 trong không khí từ các chất thải của nhà máy Mayak (đặc biệt là giai đoạn 1949–1951). Các nhà nghiên cứu y tế địa phương (ví dụ như nhà vật lý AI Bezborodov) đã ghi nhận các trường hợp u tuyến giáp và suy giáp ở trẻ em trong những năm 1950–1970. Dữ liệu từ các nghiên cứu đoàn hệ ở Ozersk (tương tự như ở Techa) cho thấy tỷ lệ ung thư tuyến giáp tăng nhẹ so với các khu vực khác, phù hợp với liều lượng I-131 thấp. Đến năm 1990, những phát hiện này và những phát hiện từ các làng bị ô nhiễm đã khiến các cơ quan y tế Liên Xô chú ý. Về cơ bản, toàn bộ thế hệ trẻ em của công nhân nhà máy Mayak được coi là một nhóm đối tượng phơi nhiễm, và kết quả sức khỏe của họ tiếp tục được theo dõi, đặc biệt là các tác động lên tuyến giáp và bệnh bạch cầu.

Bệnh nhiễm phóng xạ mãn tính trong khu vực

Các bác sĩ Liên Xô đã đặt ra thuật ngữ Bệnh phóng xạ mãn tính (CRS) cho căn bệnh kéo dài, đa triệu chứng được thấy ở nhiều dân làng Techa và công nhân xung quanh khu vực Mayak. CRS bao gồm các triệu chứng như mệt mỏi, thiếu máu, dễ xúc động và đục thủy tinh thể. Tiến sĩ MM Kosenko (một trong những người sáng lập ngành y học phóng xạ Nga ở Chelyabinsk) đã báo cáo hàng nghìn trường hợp CRS trong số những người sống sót. Các cuộc khảo sát chính thức của Liên Xô trong những năm 1960-1980 cho thấy CRS phổ biến ở những người nhận liều tích lũy >0,5 Sv (đặc biệt là trong các đợt phát thải những năm 1950) và ở những công nhân nhận liều >1 Sv. Sự diễn giải lại hiện đại cho thấy nhiều chẩn đoán CRS trùng lặp với những gì ngày nay được gọi là rối loạn do phóng xạ gây ra. Mặc dù hội chứng phóng xạ cấp tính (ARS) chưa bao giờ được báo cáo rộng rãi (không có trường hợp tử vong đột ngột nào được ghi nhận tại Karachay), CRS phản ánh bản chất ngấm ngầm của việc tiếp xúc mãn tính với liều thấp. Tính hiện thực của nó đang được tranh luận bên ngoài nước Nga, nhưng trong khu vực, nó là một mối quan ngại đáng kể về sức khỏe cộng đồng, là cơ sở cho các chiến dịch của các bác sĩ địa phương nhằm hỗ trợ y tế cho những người sống sót.

Tỷ lệ mắc ung thư và các nghiên cứu dài hạn

Nhiều nghiên cứu theo dõi nhóm đối tượng đã định lượng được thiệt hại do ung thư gây ra. Nghiên cứu theo dõi nhóm đối tượng dọc sông Techa (28.000 người) cho thấy sự gia tăng đáng kể các loại ung thư thể rắn và bệnh bạch cầu không phải CLL có liên quan đến liều lượng phóng xạ. Ví dụ, phụ nữ tiếp xúc với phóng xạ khi còn nhỏ dọc sông Techa có tỷ lệ mắc ung thư vú và tuyến giáp cao hơn. Trong số công nhân Mayak, sự gia tăng đáng kể về mặt thống kê các loại ung thư phổi, gan và xương có liên quan đến liều lượng plutonium. Trong một phân tích, nguy cơ ung thư phổi tăng khoảng 3% trên mỗi mGy bức xạ alpha. Tóm lại, những kết quả này phù hợp với các mô hình rủi ro phóng xạ quốc tế: khoảng một vài trường hợp ung thư bổ sung trên 100 người tiếp xúc trên mỗi sievert. Tuy nhiên, việc xác định nguyên nhân của từng trường hợp vẫn còn phức tạp (không có một "nạn nhân cụ thể" nào). Thay vào đó, các nhà khoa học nói về các nhóm đối tượng và sự gia tăng rủi ro. Cho đến nay, chưa có bằng chứng nào được công bố về các bệnh di truyền liên quan đến phóng xạ ở con cháu (các nhóm đối tượng được thử nghiệm duy nhất đều nhỏ). Do đó, chi phí nhân mạng của Karachay được đo lường bằng thống kê - hàng ngàn năm sống bị mất đi do ung thư và các bệnh mãn tính - chứ không phải là một thảm họa duy nhất được công khai.

Di sản môi trường

Dấu vết phóng xạ vùng Đông Ural ngày nay

Vệt phóng xạ Kyshtym đã để lại Vùng nhiễm phóng xạ Đông Ural (EURT), một vành đai ô nhiễm rộng lớn ở phía đông bắc Mayak. Theo bản đồ chính thức của IAEA, khoảng 1.000 km² đất bị ô nhiễm nặng (Sr-90 ≥ 2 Ci/km²) và vẫn cần được cách ly. Tuy nhiên, bụi phóng xạ ở mức độ thấp hơn đã lan rộng ô nhiễm trên diện tích lên tới 23.000 km². Ngày nay, một phần của khu vực đó vẫn gần như bị đóng cửa. Hình ảnh vệ tinh và khảo sát thực địa cho thấy các mô hình bụi phóng xạ từ năm 1957 vẫn còn tồn tại trong đất và rừng. Nhiều làng thuộc EURT vẫn có mức độ phóng xạ nền cao và một số hạn chế (ví dụ, về việc tiêu thụ sữa hoặc nấm địa phương). EURT bao phủ các phần của tỉnh Chelyabinsk và Kurgan, bao gồm các thị trấn như Muslyumovo và Yanichkino, nơi vẫn được quản lý chặt chẽ.

Các nguồn nước bị ô nhiễm khác

Karachay không phải là nguồn nước duy nhất bị ảnh hưởng. Sông Techa và hệ thống hồ chứa của nó (Hồ chứa 3, 4, 10, 11, 17) vẫn còn nhiễm phóng xạ. (Ví dụ, Hồ chứa R-9 = Hồ Kyzyltash vẫn có nồng độ Cs-137 khoảng ~10^5–10^6 Bq/m³, cao gấp nhiều lần mức nền.) Một số hồ nhỏ hơn thuộc mạng lưới làm mát của Mayak cũng bị ô nhiễm. Ở hạ lưu, sông Iset và hồ Tavatuy cuối cùng cũng bị ô nhiễm vượt quá mức bình thường. Động vật hoang dã địa phương (cá, ếch) trong các vùng nước này vẫn mang dấu vết của Cs-137 nhiều thập kỷ sau đó. Tóm lại, di sản là một mạng lưới sông và hồ ở Nam Ural đã bị biến đổi bởi chương trình hạt nhân của Liên Xô. Dòng chảy trên mặt đất trong các sự kiện Kyshtym và Karachay cũng đã lan truyền ô nhiễm vào các vùng đầm lầy và rừng xung quanh.

Tác động đến động vật hoang dã và hệ sinh thái

Thiệt hại về sinh thái rất nghiêm trọng ở những khu vực bị ô nhiễm nặng nhất. Ngay từ năm 1958, các nhà sinh vật học đã quan sát thấy tổn thương do phóng xạ gây ra trong các khu rừng thông: lá kim chuyển sang màu vàng, sự phát triển bị còi cọc và tỷ lệ cây chết tăng vọt ở những khu vực có lượng phóng xạ >500 Ci/km². Trên chính hồ cũ, không có sinh vật nào lớn hơn côn trùng có thể sống sót gần lớp trầm tích. (Các nghiên cứu vào những năm 1960 chỉ ghi nhận một vài loài gặm nhấm và côn trùng gần bờ, tất cả đều bị teo tóp và có độ phóng xạ cao.) Vào những năm mưa nhiều, chim di cư có thể đậu xuống bùn rồi bay đi, vô tình làm lây lan ô nhiễm. Một số động vật trong các khu vực cấm (nai, lợn rừng) vẫn cho thấy nồng độ Cs-137 cao, đôi khi dẫn đến lệnh cấm săn bắn khi chúng đi lạc quá xa. Đời sống thủy sinh sụp đổ: ở thượng nguồn Karachay, phóng xạ trong nước gây chết cá (không có cá nào được đánh bắt trong nhiều thập kỷ). Về lâu dài, các mô hình dự đoán rằng các chất phóng xạ sẽ từ từ luân chuyển trong hệ sinh vật (ví dụ như nấm tích tụ Cs-137 từ đất), do đó hệ sinh thái vẫn bị xáo trộn. Tuy nhiên, việc không có hoạt động của con người trong hơn 60 năm đã khiến một số khu vực thuộc EURT và Karachay chứng kiến ​​sự phục hồi của động vật hoang dã (ví dụ như sói và đại bàng thậm chí có thể phổ biến hơn, giống như xung quanh Chernobyl). Mặc dù vậy, các nghiên cứu vẫn xác nhận đột biến gen và giảm khả năng sinh sản trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đối với chuột đồng từ EURT.

Độ sâu và phạm vi ô nhiễm đất

Đất xung quanh Karachay và khu vực EURT có mật độ phóng xạ rất cao. Các phép đo vào những năm 1970 cho thấy Cs-137 thâm nhập sâu 1-3 mét trong đất gần Kyshtym và một phần đáy hồ. Ở một số cánh đồng, hơn 3,4 mét đất phù sa và than bùn có nồng độ chất gây ô nhiễm cao hơn mức nền địa phương. Về cơ bản, mưa lớn và gió mạnh chưa bao giờ cuốn trôi hoặc chôn vùi hoàn toàn Cs và Sr. Trong chính lưu vực Karachay, sau khi lấp đầy, lớp trầm tích trên cùng dày một mét vẫn được coi là "nóng" (cao hơn mức nền). Các vùng đất nông nghiệp xung quanh bị ảnh hưởng bởi bụi vào năm 1968 vẫn cho thấy nồng độ Cs-137 hơi cao trong 15-20 cm đất trên cùng. Qua nhiều thập kỷ, một nửa lượng phóng xạ phân rã (chu kỳ bán rã 30 năm của Cs-137), nhưng một phần đáng kể lượng ô nhiễm ban đầu vẫn còn trong lòng đất. Kết quả là đất đai bị hạn chế: một số làng duy trì lệnh cấm bán nấm địa phương hoặc thịt thú săn tích lũy chất phóng xạ.

Những bài học từ hồ Karachay

Điều gì đã sai tại Mayak?

Câu chuyện về hồ Karachay về cơ bản là một câu chuyện về sự thất bại trong kỹ thuật và sự che giấu thông tin. Tại Mayak, những thất bại bao gồm: thiết kế lưu trữ chất thải kém, sự pha loãng tối thiểu trong môi trường và thiếu văn hóa ngăn chặn ô nhiễm. Một số lỗi kỹ thuật nổi bật: lựa chọn hệ thống làm mát chu trình mở, bể chứa chất thải bằng thép không gỉ một lớp và bỏ qua hệ thống ngăn chặn thứ cấp. Về mặt thể chế, việc thiếu sự giám sát từ bên ngoài đã cho phép bỏ qua các quy trình an toàn thông thường. Khi tai nạn xảy ra (như Kyshtym), việc che đậy có nghĩa là các sai lầm không bao giờ được phân tích đầy đủ hoặc công khai. Ngay cả nhiều thập kỷ sau, các kỹ sư như Nikitin lưu ý rằng việc khắc phục hậu quả là "một nhiệm vụ không hề nhỏ" vì có rất ít nghiên cứu trước đó về cách niêm phong an toàn một khu vực bị ô nhiễm như vậy. Tóm lại, thảm họa Karachay xảy ra vì toàn bộ triết lý xử lý chất thải được xây dựng dựa trên nguyên tắc "pha loãng và phân tán", điều mà các tiêu chuẩn an toàn hạt nhân hiện đại nghiêm cấm.

Các tiêu chuẩn an toàn hạt nhân quốc tế ra đời từ thảm họa.

Một điểm sáng là những thảm kịch như Kyshtym và Karachay, dù bị che giấu, sau này đã ảnh hưởng đến văn hóa an toàn. Thảm họa Kyshtym (giống như Chernobyl) đã thúc đẩy IAEA phát triển các hướng dẫn an toàn cho việc lưu trữ chất thải và ứng phó khẩn cấp. Ngày nay, thang INES (Thang Sự kiện Hạt nhân Quốc tế) một phần được lấy cảm hứng từ cách phân loại và báo cáo các sự cố như vậy. Các lò phản ứng phương Tây hiện nay cấm làm mát chu trình mở và yêu cầu nhiều hệ thống làm mát dự phòng. Việc thủy tinh hóa chất thải cấp cao (biến nó thành các khối thủy tinh) hiện là tiêu chuẩn ở nhiều quốc gia, một phương pháp mà các kỹ sư Liên Xô cuối cùng phải cải tiến hàng thập kỷ sau đó. Các thỏa thuận về thông tin liên lạc xuyên biên giới và tính minh bạch (ví dụ: Công ước Thông báo Sớm của IAEA) đã đến quá muộn đối với Karachay, nhưng có nguồn gốc từ các tai nạn thời Chiến tranh Lạnh. Tại chính nước Nga, khái niệm về các khu vực được bảo vệ và các hành động bảo vệ trong quá trình khắc phục hậu quả Kyshtym (mặc dù bị trì hoãn) đã trở thành chuẩn mực trong kế hoạch ứng phó khẩn cấp. Tóm lại, mặc dù Karachay đã bị bỏ qua trong nhiều năm, nhưng những bài học của nó hiện nay nhấn mạnh lý do tại sao các cơ sở hiện đại tránh những lối tắt như vậy.

Các phương pháp lưu trữ chất thải hạt nhân hiện đại

Ngày nay, phương pháp tốt nhất là cố định chất thải cấp cao bằng nhiều lớp rào chắn. Ví dụ, chất thải nhiên liệu đã qua sử dụng được giữ tại chỗ trong các bể sâu hoặc được thủy tinh hóa (trộn vào thủy tinh borosilicate) và lưu trữ trong các thùng thép trước khi chôn lấp địa chất. Các dự án quốc tế như kho chứa sâu Onkalo của Phần Lan cho thấy chất thải có thể được cô lập dưới lòng đất trong hàng thiên niên kỷ. Quan niệm đổ chất thải lỏng ra môi trường hiện nay là điều không thể tưởng tượng nổi (và bất hợp pháp) ở mọi quốc gia có vũ khí hạt nhân. Ngay cả ở Nga, nhà máy kế nhiệm Mayak hiện nay cũng chuyển đổi hầu hết chất thải thành dạng rắn và chứa chúng trong các rãnh bê tông gần bề mặt, chứ không phải hồ. Di sản của Karachay (và việc dọn dẹp khó khăn của nó) đã thúc đẩy những thay đổi này. Tuy nhiên, một số vấn đề tồn đọng vẫn còn: một số ít lò phản ứng (và các địa điểm quân sự) của Nga vẫn sử dụng các ao "lưu trữ tạm thời", đang bị xem xét kỹ lưỡng sau thảm họa Fukushima. Xu hướng toàn cầu là hướng tới các kho chứa sâu, khô ráo - hoàn toàn trái ngược với Karachay.

Ngăn chặn những “Hồ Chết chóc” trong tương lai

Những bài học quan trọng rút ra cho tương lai mang tính cảnh báo. Các chuyên gia cảnh báo rằng các cơ sở hạt nhân không được phép lặp lại sự bí mật này. Các nhà hoạch định kế hoạch ứng phó khẩn cấp hiện nay nhấn mạnh điều này. minh bạchNgười dân địa phương phải được cảnh báo về bất kỳ sự cố rò rỉ nào, và các quan sát viên quốc tế phải được phép giám sát. Về mặt chính trị, Karachay cho thấy tầm quan trọng của các cơ quan quản lý độc lập. Về mặt công nghệ, nó nhấn mạnh sự cần thiết của an toàn thụ động (các hệ thống không bị hỏng hóc nghiêm trọng). Trên thực tế, như giám đốc Bellona, ​​Nils Bøhmer, cảnh báo, ngay cả lớp bịt kín cuối cùng của Karachay cũng có thể không tồn tại mãi mãi; ông dự đoán rằng trong 20-30 năm nữa, hệ thống chứa có thể cần được gia cố. Do đó, một bài học quan trọng là sự khiêm tốn: ngay cả sau nhiều thập kỷ, sự tự mãn vẫn có thể nguy hiểm. Cuối cùng, Karachay là một lời cảnh báo cho các nhà quản lý hạt nhân hiện nay trên toàn thế giới: cho dù ý tưởng xử lý chất thải có hứa hẹn đến đâu (như nhấn chìm chất thải xuống vùng nước xa xôi), bất kỳ giải pháp nào cũng phải được chứng minh là an toàn tuyệt đối cho nhiều thế hệ – và phải được giám sát.

Diện mạo	Tóm lại
Hồ Karachay là gì?	Một hồ chứa chất thải hạt nhân thời Chiến tranh Lạnh ở Nga, tích tụ khoảng 4,44 EBq phóng xạ, khiến nó được coi là nơi ô nhiễm nhất trên Trái đất.
Các sự kiện ô nhiễm lớn	Vụ nổ bể chứa Kyshtym năm 1957 đã phát tán khoảng 800 PBq trên diện tích khoảng 1.000 km², làm trầm trọng thêm tình trạng ô nhiễm. Năm 1968, một trận hạn hán đã phát tán khoảng 185 PBq bụi phóng xạ từ hồ đến các làng mạc lân cận.
Mức độ phóng xạ và khả năng gây chết người	Liều chiếu xạ đạt đỉnh điểm ở mức ~600 R/h (≈6 Sv/h), có nghĩa là chỉ cần tiếp xúc khoảng một giờ cũng có thể gây tử vong.
Tác động đến sức khỏe con người	Hàng nghìn công nhân Mayak và cư dân địa phương đã bị phơi nhiễm phóng xạ. Các nghiên cứu theo dõi dài hạn cho thấy tỷ lệ ung thư gia tăng đáng kể có liên quan đến liều lượng phóng xạ.
So sánh với Chernobyl	Tổng lượng phóng xạ của Karachay tương đương với Chernobyl nhưng tập trung ở một khu vực nhỏ hơn nhiều. Không giống như Chernobyl, thảm họa này được giữ bí mật cho đến những năm 1990. Cả hai thảm họa đều định hình nên các quy định hiện đại về xử lý chất thải hạt nhân.
Khắc phục và Tình trạng Hiện tại	Từ năm 1978 đến năm 2016, hồ nước này bị chôn vùi dưới lớp bê tông và đất. Việc giám sát vẫn đang tiếp diễn do nguy cơ rò rỉ nước ngầm, và các chuyên gia đang tranh luận về tính an toàn của hệ thống ngăn chặn lâu dài.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Hồ Karachay là gì? A: Hồ Karachay là một hồ chứa nhỏ ở phía nam dãy núi Ural, gần khu phức hợp hạt nhân Mayak ở Chelyabinsk, Nga. Từ năm 1951 đến năm 1968, nó được sử dụng làm bãi chứa lộ thiên cho chất thải phóng xạ cấp cao. Lớp trầm tích của hồ đã hấp thụ ước tính 4,44 exabecquerel (EBq) phóng xạ, khiến nó trở thành một trong những nơi bị ô nhiễm phóng xạ nặng nhất thế giới. Ngày nay, "hồ" này đã bị lấp đầy và niêm phong hoàn toàn; nó không còn chứa nước mà chỉ còn là khu vực lưu trữ chất thải hạt nhân được rào chắn.

Hỏi: Tại sao hồ Karachay được gọi là hồ nguy hiểm nhất trên Trái đất? A: Bởi vì vào thời kỳ đỉnh điểm, hồ Karachay có độ phóng xạ cao đến mức chỉ cần đứng trên bờ hồ một giờ cũng đủ gây chết người. Máy đo từng ghi nhận khoảng 600 Röntgen/giờ ở ven hồ – tương đương khoảng 6 Sv/giờ – đủ để giết chết một người trong vòng một giờ. Tốc độ liều lượng cực cao này, cộng với độ phóng xạ mạnh và tồn tại lâu dài trong bùn, đã khiến hồ có biệt danh như vậy.

Hỏi: Hồ Karachay nằm ở đâu? A: Nó nằm ở tỉnh Chelyabinsk, cách Moscow khoảng 1200 km về phía đông, Nga. Tọa độ chính xác khoảng 55,67°N, 60,80°E, gần thành phố Ozersk (Mayak) đã đóng cửa. Ban đầu nó nằm gần các làng Karabolka và Permiak. Hiện nay nó nằm trong khu vực được bảo vệ của nhà máy Mayak (trước đây là Chelyabinsk-40).

Hỏi: Hồ Karachay có mức độ phóng xạ như thế nào? A: Cực kỳ nguy hiểm. Đến cuối những năm 1960, đáy hồ đã tích tụ khoảng 120 triệu curie hỗn hợp các đồng vị phóng xạ (4,44×10^18 Bq). Phần lớn là Cs-137 và Sr-90. Để so sánh, thảm họa Chernobyl năm 1986 đã giải phóng khoảng 85 PBq Cs-137; riêng hồ Karachay đã chứa khoảng 3.600 PBq Cs-137. Tốc độ liều chiếu xạ bề mặt đạt khoảng 600 R/h.

Hỏi: Hồ Karachay có gì khác biệt so với Chernobyl? A: Hồ Karachay tổng cộng Lượng phóng xạ tích lũy (~4,44 EBq) ở Karachay tương đương với Chernobyl (5–12 EBq), nhưng mức độ ô nhiễm tập trung cao hơn nhiều. Lượng cesium-137 tích tụ ở Karachay cao hơn hàng chục lần so với lượng Cs lắng đọng ở Chernobyl. Ngược lại, tai nạn Chernobyl chỉ phân tán phóng xạ ở mức độ vừa phải trên một khu vực rộng lớn hơn nhiều. Karachay chiếu xạ một lượng dân cư địa phương (khoảng 500.000 người ở phía hạ lưu vào năm 1968) trong khi Chernobyl buộc phải sơ tán khoảng 300.000 người gần lò phản ứng. Chernobyl trở thành sự kiện tin tức toàn cầu vào năm 1986; Karachay vẫn được giữ bí mật trong nhiều thập kỷ. Tóm lại, Karachay có liều chiếu xạ cục bộ cao hơn nhưng phạm vi địa lý lan rộng nhỏ hơn nhiều.

Hỏi: Điều gì đã xảy ra trong thảm họa Kyshtym năm 1957? A: Vào ngày 29 tháng 9 năm 1957, một bể chứa tại Mayak phát nổ với năng lượng tương đương khoảng 100 tấn TNT. Vụ tai nạn đã giải phóng khoảng 800 PBq chất phóng xạ (chủ yếu là Cs-137 và Sr-90) vào môi trường. Chín mươi phần trăm lượng chất phóng xạ rơi xuống khu vực lân cận, làm ô nhiễm sông Techa và vùng đất xung quanh; phần còn lại tạo thành một đám mây (Dấu vết phóng xạ Đông Ural, EURT) lan rộng hàng trăm ki-lô-mét. Sự kiện này tiếp tục gây ô nhiễm Karachay (và Techa), và ảnh hưởng đến khoảng 270.000 người trong khu vực.

Hỏi: Có bao nhiêu người đã bị phơi nhiễm phóng xạ từ hồ Karachay? A: Số liệu chính xác chưa chắc chắn, nhưng ước tính khoảng hàng trăm nghìn người. Riêng vụ phun trào bụi cuối những năm 1960 có thể đã khiến khoảng 500.000 người ở các làng xung quanh hồ bị phơi nhiễm. Thêm vào đó, công nhân tại Mayak (hàng chục nghìn người) đã tiếp xúc với liều lượng cao trong thời gian dài. Các nghiên cứu dịch tễ học sau đó đã phân tích hai nhóm chính: khoảng 28.000 người dân sống dọc sông Techa (hạ lưu Mayak) và khoảng 25.000 công nhân Mayak. Cả hai nhóm đều cho thấy tỷ lệ mắc ung thư cao hơn do những phơi nhiễm này gây ra.

Hỏi: Hồ Karachay có an toàn để tham quan ngày nay không? A: Không. Khu vực đó hoàn toàn bị cấm. Toàn bộ khu vực là vùng hạt nhân được bảo vệ nghiêm ngặt. Lòng hồ (nay là bãi chứa chất thải) được rào chắn, và việc vào khu vực này cần có sự cho phép đặc biệt của chính phủ (không bao giờ cấp cho khách du lịch hoặc nhà báo). Ngay cả bên ngoài hàng rào, mức độ phóng xạ trong những thập kỷ qua vẫn cao hơn mức nền bình thường ở một số điểm. Khách tham quan không được phép vào; hoạt động duy nhất của con người tại đây là công tác dọn dẹp và nghiên cứu được giám sát chặt chẽ dưới sự bảo vệ của lực lượng vũ trang.

Hỏi: Những biện pháp nào đã được thực hiện để làm sạch hồ Karachay? A: Một quá trình khắc phục hậu quả nhiều giai đoạn đã bắt đầu vào năm 1978. Quá trình này bao gồm việc lấp đầy hồ bằng hàng nghìn khối bê tông rỗng và bơm nước ra ngoài. Từ năm 2008 đến năm 2015, một chương trình liên bang đã đổ bê tông xuống đáy hồ và lấp đầy hoàn toàn lưu vực bằng đá, đất và mảnh vụn. Sau đó, khu vực này được phủ các lớp đất sét và bê tông vào cuối năm 2016. Về mặt chính thức, Rosatom báo cáo rằng chất thải chôn vùi đã được cô lập và các chỉ số phóng xạ đã giảm sau khi niêm phong. Tuy nhiên, các chuyên gia cảnh báo rằng nước ngầm rò rỉ có thể mang theo chất gây ô nhiễm và lớp phủ có thể cần được gia cố trong nhiều thập kỷ tới.

Hỏi: Những tác động nào đến sức khỏe đã được ghi nhận? A: Các nghiên cứu sức khỏe dài hạn về các quần thể bị phơi nhiễm (công nhân Mayak và dân làng Techa) cho thấy tỷ lệ mắc ung thư tăng cao. Ví dụ, cư dân sông Techa bị phơi nhiễm vào những năm 1950 có tỷ lệ mắc các khối u rắn và bệnh bạch cầu cao hơn đáng kể về mặt thống kê. Trong số công nhân Mayak, các phân tích đã tìm thấy mối tương quan rõ ràng giữa liều lượng plutonium và ung thư phổi, gan và xương. Hàng chục trường hợp mắc bệnh nhiễm phóng xạ mãn tính đã được chẩn đoán trong khu vực. Các báo cáo chính thức của Nga cũng ghi nhận các rối loạn tuyến giáp ở trẻ em do sữa bị nhiễm phóng xạ từ sớm. Tóm lại, phóng xạ từ Karachay và các vụ phát tán liên quan dường như đã làm tăng tỷ lệ mắc ung thư một cách đáng kể ở các nhóm đối tượng này.

Hỏi: Tình trạng hiện tại của hồ Karachay như thế nào? A: Hiện nay khu vực này đã được niêm phong và về cơ bản là một bãi chứa chất thải hạt nhân khô. Nước được ngăn không cho vào, và các lớp bê tông/đá lớn phủ lên lòng hồ cũ. Tập đoàn Rosatom gọi địa điểm này là “cơ sở lưu trữ vĩnh viễn gần bề mặt” cho trầm tích phóng xạ của Mayak. Hệ thống giám sát liên tục được thiết lập. Mặc dù mức độ phóng xạ trên bề mặt đã giảm đáng kể, nhưng vẫn có một lượng nước ngầm nhiễm phóng xạ chảy bên dưới. Kế hoạch là tiếp tục quan sát địa điểm này trong nhiều thập kỷ để đảm bảo không có rò rỉ.

Dòng thời gian các sự kiện chính (1945–2016)

Ngày/Năm	Sự kiện
1945–1948	Ngọn hải đăng được xây dựng – Nhà máy sản xuất plutonium của Liên Xô được xây dựng ở vùng Ural phục vụ chương trình chế tạo bom. Hệ thống làm mát chu trình mở đã được tạo ra.
1949–1956	Đổ chất thải sông Techa – Khoảng 96 triệu m³ chất thải phóng xạ cấp cao được xả vào Techa. Các làng mạc ở hạ lưu bị ô nhiễm.
Tháng 10 năm 1951	Hồ Karachay được sử dụng làm bãi đổ rác. – Mayak bắt đầu đổ chất thải hạt nhân nóng xuống Karachay (để tránh cho Techa bị ảnh hưởng).
1957 (29 tháng 9)	Vụ nổ Kyshtym – Bể chứa chất thải ngầm tại Mayak phát nổ, giải phóng khoảng 800 PBq (20 MCi) phóng xạ ra khu vực.
1963–1968	Hồ cạn nước/bụi bay ra – Hồ Karachay bị rút cạn một phần. Vào mùa xuân năm 1968, gió đã cuốn đi khoảng 185 PBq chất phóng xạ từ lòng hồ bị lộ ra. Khoảng 500.000 người ở tỉnh Chelyabinsk bị nhiễm phóng xạ do đám mây bụi này.
1978–1986	Biện pháp khắc phục đầu tiên – Khoảng 10.000 khối bê tông rỗng được thả xuống hồ Karachay để cố định trầm tích. Lượng nước bên trong hồ gần như đã được rút đi.
Những năm 1990	Khảo sát bức xạ – Các nghiên cứu môi trường xác nhận mức độ phóng xạ rất cao trong lưu vực; mức độ ~600 R/h ở bờ biển vẫn gây chết người.
2008–2015	Chương trình dọn dẹp liên bang – Tập đoàn Rosatom bơm 650 m³ bê tông đặc biệt xuống dưới đáy hồ và lấp đầy hoàn toàn lòng hồ bằng đá và đất.
Tháng 11 năm 2015	Hồ bị niêm phong – Tập đoàn Rosatom thông báo hoàn thành việc lấp đầy; lòng hồ Karachay đã được lấp đầy hoàn toàn.
2016 (Tháng 12)	Kết thúc – Khu vực được phủ bê tông và đất. Việc giám sát cho thấy “sự giảm rõ rệt” lượng chất phóng xạ tích tụ trong 10 tháng đầu tiên.