Cómo se exportarán 82.000 toneladas de existencias nucleares de la URSS desde los Urales

Por primera vez visité esta instalación hace más de 10 años como investigador junior en el Instituto de Ecología Industrial, Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia. Pocas personas saben más allá de los Urales, pero durante más de 60 años, miles de toneladas de monazita radiactiva, las reservas de la URSS recolectadas para lanzar el componente de torio del proyecto nuclear, se han almacenado a 200 km de Ekaterimburgo. Durante mucho tiempo oculto por un velo de secreto, este objeto ha generado una gran cantidad de rumores y mitos. En los últimos 25 años, sus dueños han cambiado, se han discutido varias opciones para usar monazita, y han estado surgiendo pasiones sociales serias. Y ahora, al parecer, la base de almacenamiento de monazita está entrando en la etapa final de su existencia. El 6 de noviembre, se llevaron a cabo audiencias públicas sobre un proyecto relacionado con la exportación de monazita para su exportación a China. Este artículo está dedicado a la historia difícil, los mitos y los peligros reales de la empresa, así como a su futuro inmediato. Fue escrito por mí para el portal Ekaterinburg e1 . Y a continuación lo doy en forma del autor, más detallada y detallada.

Torio y el proyecto atómico de la URSS

En 1945, el mundo entró en una nueva era atómica. La creación y el primer uso de armas atómicas condujo al comienzo de la carrera atómica, que continúa hasta nuestros días. En ese momento, la creación de armas basadas en nuevos principios físicos requería la atracción de increíbles recursos financieros, organizativos y humanos. Los mejores científicos trabajaron en la creación de nuevos campos de conocimiento, industrias y en la solución de muchos problemas, allanando el camino para el desarrollo de la energía atómica en el ejército, y luego con fines pacíficos. Una de las preguntas que trataron de encontrar una respuesta es qué materiales se pueden usar como combustible nuclear y relleno. Una de las opciones que ha encontrado la mayor distribución en energía nuclear es el uranio. Para usarlo, debe enriquecerse en el isótopo 235 (por ejemplo, esto se está haciendo en nuestros Urales en Novouralsk, que ahora está asociado con otro escándalo sobre el que escribí anteriormente ). Otro material que ha encontrado una mayor aplicación en las armas atómicas es el plutonio. Este es un elemento artificial que se obtiene del uranio irradiando este último en reactores nucleares industriales especiales, que fue mi publicación anterior en Habré . Pero había una tercera opción: el torio. Este es un elemento natural del cual también es posible obtener el isótopo de uranio 233 conveniente para armas atómicas en reactores. El trabajo de investigación sobre el uso de torio se llevó a cabo un poco menos de 10 años, pero en 1953, el jefe del proyecto atómico soviético Kurchatov resumió los resultados de esta dirección, señalando su inadecuación en comparación con el ciclo de combustible de uranio-plutonio. Sobre ese tema y cerrado. Y tanto aquí como en los EE. UU., Aunque los estadounidenses en 1955 incluso lograron llevar a cabo una explosión experimental del dispositivo utilizando U-233.



Una explosión de un dispositivo nuclear de 22 kt basado en Pu-239 y U-233 como parte de la prueba Tetera el 15 de abril de 1955, EE. UU.

Base de almacenamiento cerca de Krasnoufimsk

Sin embargo, la extracción de materias primas de torio en forma de monazita se estableció en la URSS desde la década de 1930, antes del inicio del proyecto atómico, en el contexto de un interés general en los materiales radiactivos. Lo extrajeron en al menos dos lugares: en Siberia, en el depósito de Tarak cerca de Kansky, y en el distrito de Rezhevsky de la región de Sverdlovsk, en el pueblo de Ozerny. La Monacita se lavó de la arena del río, se enriqueció y se formaron grandes vertederos de arena agotada que todavía contenían torio. Posteriormente, sus reservas se convirtieron en una fuente de problemas, ya que la población local en el pueblo de Ozerny y en la estación de Kostousovo utilizó incontrolablemente esta arena fina como material de construcción. Como resultado, a principios de los años 90, la asociación de producción de Toron, que anteriormente había trabajado en la zona del accidente de Chernobyl, tuvo que llevar a cabo operaciones de descontaminación en estos asentamientos. Afortunadamente, los residentes recibieron dosis aún más altas, pero no catastróficas. Pero esta es otra historia.

Después del cese del trabajo de torio en el proyecto nuclear, se decidió recolectar su stock estratégico en un lugar: cerca de Krasnoufimsk (a 200 km de Ekaterimburgo). Desde 1941, aquí, cerca de la estación Zyurz, se construyó una base de reserva estatal bajo el nombre en clave "buzón 118" para suministros de alimentos estratégicos. En el territorio de poco más de 20 hectáreas, se colocaron 19 galpones de madera de 85 * 14 metros, en los que se encontraba una reserva de granos. Pero a principios de 1960, una nueva carga llamada "concentrado OM" comenzó a llegar a la base. Regularmente, en lotes de 200 toneladas en forma de cajas de madera de 50 kg con bolsas llenas de arena marrón - monazita. Durante 4 años, alrededor de 82 mil toneladas fueron traídas a la base. Se agregaron 4 adicionales a los graneros existentes, llenados de arriba a abajo. De esta forma, el almacén existió hasta mediados de los 90.

En 1994, por iniciativa del gobernador Eduard Rossel, la base de almacenamiento de monazita se transfirió a la propiedad de la región de Sverdlovsk y se reorganizó en la institución estatal regional UralMonatsit . Entonces, tal adquisición parecía potencialmente rentable, ya que la monazita contiene no solo torio, sino también decenas de miles de toneladas de óxidos de tierras raras (REE), cuyos precios en los años 90 eran muy altos. La idea de obtener estos elementos de la monazita parecía comercialmente muy prometedora, pero mientras desarrollaba tecnologías de procesamiento aceptables, China logró conquistar el mercado global REE. Como resultado, el stock de monazita siguió siendo una carga muerta en la propiedad de la región.



El estado interno de los almacenes y pilas con monazita. El piso de concreto se rompió, en algunos lugares las pilas se derrumbaron. Mi foto del 6 de noviembre de este año.



Todavía puntos de vista internos. Foto de archivo de los materiales de presentación de las audiencias del 6 de noviembre.

Puedes ver la vista de los viejos almacenes de madera antes de la construcción de nuevos de metal (fue en algún lugar después de 2008) en este video de 2001 (también está mi ex jefe que defendió su disertación sobre el impacto de este objeto en el medio ambiente):


Mientras tanto, la condición técnica de los almacenes empeoraba, las estructuras construidas durante la guerra y para otros fines se deterioraron significativamente. Bajo el peso de las cajas con monazita pesada, los pisos de concreto de los almacenes se rompieron, sus paredes comenzaron a colapsarse, las reparaciones y numerosos soportes no eliminaron el riesgo de colapso. Con los fondos de la región, se construyeron hangares metálicos alrededor de graneros de madera sobre nuevos cimientos, con la expectativa de que incluso cuando los edificios internos colapsen, la monazita no saldrá al exterior.



El aspecto moderno de los hangares de metal erigidos sobre viejos graneros de madera.



Antiguo granero de madera dentro de un metal nuevo

Impacto ambiental: mitos y realidad

Como suele suceder, la presencia de un objeto guardado con un contenido incomprensible pero radioactivo no pudo sino generar muchos rumores y mitos durante muchos años. Incluso la eliminación de los buitres del secreto en los años 90 no aclaró en gran medida la situación, ya que no solo se impusieron los mitos acumulados sino también varios intentos de manipular los peligros, tanto reales como imaginarios, estrechamente entrelazados sobre la ansiedad comprensible de los residentes locales. En numerosas publicaciones sobre Uralmonazita, puede encontrar referencias a una nueva forma de vida que apareció en los almacenes, y que todos los empleados de la empresa murieron de cáncer y enfermedades terribles, y sobre los estudiantes que contrajeron una enfermedad incomprensible mientras trabajaban cerca de los almacenes.

A mediados de la década de 1990, los científicos comenzaron a estudiar las características de la monazita y la influencia de todo el objeto en el medio ambiente. El Instituto de Ecologistas Industriales de la Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia (Rama Ural IPE de la Academia de Ciencias de Rusia) ha estado estudiando la situación en la instalación desde 1995, es decir. Ya hace 25 años. El autor de estas líneas comenzó su carrera científica en este instituto, y visitó las instalaciones por primera vez hace más de 10 años como investigador junior.

¿Qué puede ser la monazita peligrosa como material radiactivo? El torio contenido en él (el óxido de torio representa hasta el 10% en peso de la monazita) es un elemento natural débilmente radiactivo tan natural como, por ejemplo, el uranio (el uranio, por cierto, también existe en la monazita como óxido, hasta el 1% en peso). Puede ser peligroso por varias razones. En primer lugar, en altas concentraciones puede ser una fuente de radiación gamma, lo que conduce a una radiación externa adicional (además del hecho de que una persona recibe 24 horas al día de otras fuentes naturales, incluido el torio natural). En segundo lugar, durante su descomposición se forma un gas radioactivo volátil de torón (es un isótopo de radón, y el radón también se libera durante la descomposición del uranio, pero es menor). La inhalación a largo plazo de isótopos de radón en altas concentraciones conduce a la exposición de los pulmones a partículas alfa. Sin embargo, la magnitud de estos factores y el grado de su peligro pueden y deben determinarse en condiciones específicas. Daré algunos resultados breves de estudios sobre los peligros de estos factores que se han desarrollado bajo condiciones específicas sobre la base de Uralmonazit, resumidos en numerosas publicaciones del personal del instituto.

En primer lugar, el impacto ambiental de la instalación es muy exagerado. Sí, cerca de los almacenes y especialmente dentro de ellos, el fondo gamma es decenas y cientos de veces más alto que los niveles "normales" (en promedio dentro de los almacenes, aproximadamente 90 μSv / h, mientras que el fondo gamma promedio en Ekaterimburgo es 0.1-0.2 μSv / h), que limita el tiempo que el personal está allí. Pero fuera del territorio, el fondo es normal.



La tasa de dosis en y alrededor de la base en nSv / h (1 μSv / h = 1000 nSv / h, por lo que el contorno "300" en el diagrama significa la tasa de dosis de 0.3 μSv / h). Escaneo de un artículo del Boletín de la Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia sobre la Uralmonazita

En segundo lugar, ni la monazita ni el torio radioactivo contenido en él se encontraron fuera de los depósitos, ni en el agua, ni en el suelo, ni en muestras de vegetación. Lo cual no es sorprendente. La Monacita obtenida lavando arena de río es insoluble y es bastante pesada. Por lo tanto, no es arrastrado por la precipitación y no puede ser llevado a cabo por el viento en forma de polvo. Experimentos especiales realizados durante varios años solo confirmaron estas conclusiones. En términos generales, incluso un colapso o un incendio en cualquiera de los establos de almacenamiento no habría causado una emisión de polvo de monazita fuera del territorio. Lo mismo se aplica a los isótopos de radón: productos de descomposición volátiles de torio y uranio. Sus concentraciones aumentan dentro de los almacenes (en promedio, alrededor de 3.7 kBq / m3 de torón y alrededor de 200 Bq / m3 de radón), pero fuera del territorio no difieren de los niveles habituales para esta región.

En tercer lugar, se encontraron datos sobre 438 empleados en los archivos de la empresa (el autor de estas líneas digitalizó personalmente estos archivos) que trabajaron sobre la base de 1960 a 1997, incluidas varias docenas que participaron en la descarga manual de monazita en los años 60. Una comparación de la estructura de las causas de muerte entre los empleados de la empresa y el resto de la población del distrito de Krasnoufimsky (se recopilaron datos sobre las causas de muerte de más de 4,600 residentes durante los mismos años) no reveló diferencias significativas. Por lo tanto, no se detectó crecimiento de cáncer y otras enfermedades en los empleados de la empresa.

Cuarto, me gustaría comentar un mito muy popular sobre los estudiantes de USU que vinieron a esa área a cosechar cebollas en los años 80 y contrajeron una enfermedad oscura, que, supuestamente, está asociada con los depósitos de monazita. Esta pregunta se hizo en la audiencia del 6 de noviembre, y el director del Instituto de Ecología Industrial de la Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia, Mikhail Zhukovsky, respondió, quien realizó una investigación científica en estos almacenes y enseñó el curso "Fundamentos médicos y biológicos de seguridad radiológica" durante 25 años en el laboratorio de física donde estudié. :

“La humanidad ha estado familiarizada con la radiación ionizante desde 1895. Durante este tiempo, está bien estudiado qué puede suceder cuando afecta al cuerpo y qué no. Ningún contacto con la monazita o su empaque podría conducir a los efectos y síntomas neurológicos que se observaron en los estudiantes. Ahora es probable que sea difícil averiguar exactamente qué causó exactamente esos síntomas. Se consideraron varias versiones, incluida la intoxicación con diversos productos químicos, fertilizantes o pesticidas. Pero podemos decir con certeza que la razón de los efectos observados no corresponde a los efectos de la radiación ionizante ".



Mikhail Zhukovsky, Director de IPE UB RAS en la audiencia del 6 de noviembre. En todo caso, le mostré el texto de esta publicación antes de la publicación y no encontró errores graves, aunque, por supuesto, si los hay, están enteramente en mi conciencia.

Es importante tener en cuenta una conclusión más de los científicos relacionados con la base de almacenamiento de monazita. Cualquiera que sea la tecnología de procesamiento utilizada para producir torio o para obtener elementos de tierras raras, este proceso estará asociado con la formación de una gran cantidad de desechos radiactivos, un poco menos que la cantidad de monazita. Además, a diferencia de la monazita, que es insoluble, estos desechos ya estarán en forma líquida y móvil, lo que significa una forma más peligrosa. Por lo tanto, independientemente de las evaluaciones financieras, la negativa a construir una planta de procesamiento de monazita en el territorio de la base puede considerarse una buena solución desde un punto de vista ambiental.

Reempaquetar y sacar

El 6 de noviembre, se celebraron audiencias públicas en Krasnoufimsk sobre el proyecto EIA (justificación del impacto ambiental) de la actividad planificada para la exportación de monazita desde la base de almacenamiento. El inicio de esta exportación ha estado esperando durante varios años, y ahora el proceso pasa a la línea de meta.



En una audiencia pública en Krasnoufimsk el 6 de noviembre, se presentó un proyecto para reempaquetar y exportar monazita. Unos 45 residentes del distrito participaron en las audiencias con la participación del jefe de la administración de la ciudad, el liderazgo de las compañías RedZemTehnologii, SpetsAtomServis, GU Uralmonatsit y el Instituto de Ecología Industrial de la Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia.

En 2013, el gobierno regional por 50 millones de rublos en una subasta vendió las existencias de monazita a la empresa RedZemTehnologii LLC. El acuerdo supone que, además de la extracción de concentrados fuera de la región, el territorio de la base de almacenamiento será rehabilitado con la eliminación y el tratamiento de todos los desechos radiactivos. En la audiencia, este tema no fue considerado, pero al margen de los representantes de la compañía confirmaron que la monazita irá a China para su posterior procesamiento y recepción de elementos de tierras raras. En China, la legislación ambiental es más simple que la legislación rusa, y el procesamiento de la monazita se aplica a nivel industrial.

El reempaque y envío de monazita será realizado por una empresa contratista con experiencia en el trabajo con sustancias radiactivas e instalaciones con riesgo de radiación: LLC PK SpetsAtomServis. Ya se han producido cambios notables en el territorio de la base de almacenamiento y cerca de ella. Desde septiembre de 2018, la revisión del callejón sin salida del ferrocarril y la estación de Zyurz para cargar contenedores con monazita se llevó a cabo de acuerdo con los requisitos de las normas para el transporte de mercancías peligrosas por ferrocarril. También se están vertiendo nuevas carreteras en la base, y se está creando un complejo tecnológico móvil sobre la base de edificios y estructuras temporales para llevar a cabo el trabajo para extraer concentrado de los hangares y transferirlo a un moderno embalaje de transporte. Antes de la audiencia, los representantes de SpetsAtomService mostraron cómo se organizaría todo el proceso.

En este video, filmado por periodistas una semana antes de mi visita allí el día 6, puedes ver cómo está organizado todo:




Esquemáticamente, el tratamiento de la monazita se organizará de la siguiente manera. Todo el trabajo dentro de los almacenes se llevará a cabo sin la presencia constante de personas allí, tanto por razones de seguridad radiológica como para evitar la presencia de personas en graneros en ruinas durante el trabajo mecánico.



Las pilas de cajas de madera con monazita se desmontarán con manipuladores robóticos Brokk suecos con control remoto. Tales manipuladores robóticos ya se han establecido en las instalaciones de Rosatom y durante el trabajo del Ministerio de Emergencias.


Mientras los trabajadores están entrenando para controlar a los manipuladores en el taller de equipos, están trabajando en el agarre de los cajones desde diferentes posiciones.



Los manipuladores están equipados con cámaras, los propios operadores estarán fuera del almacén durante el trabajo.



El hangar blanco a la derecha es un almacén con monazita. Se hará un agujero para la cinta transportadora en su pared. En él, las cajas con monazita se alimentarán en este diseño modular verde desde varios contenedores para su reempaque. En su interior, las cajas caen en la instalación de "perforación", donde la prensa hidráulica se romperá por el fondo de la caja y verterá concentrado de monazita en la tolva receptora. A partir de ahí, un actuador neumático suministrará monazita a través de tuberías al módulo vecino para volver a embalar en bolsas grandes de 2 toneladas. Todos estos procesos tendrán lugar bajo control remoto y sin la presencia constante de una persona. Después del procedimiento de marcado y certificación, las bolsas grandes se cargarán en contenedores de transporte ISO de 20 pies, que se transportarán por carretera para su posterior carga en el transporte ferroviario a carreteras no públicas cerca de la estación Zyurzya, ubicada a poca distancia de la base.



Los envases de madera y papel rotos de las cajas con monazita se doblarán en recipientes de metal y se ordenarán más. Este proceso ya se llevará a cabo con la participación de personas. Por su trabajo en el territorio de la base, ya se han erigido varios talleres modulares. Afuera, se parecen a la foto de arriba.



Vista interior de la tienda de clasificación.Además de las entradas para personas, tiene una puerta de entrada grupal de entrada (arriba a la izquierda) con puertas dobles a través de las cuales los cargadores llevarán contenedores metálicos del módulo de reempaquetado con los restos de contenedores de madera y papel. Se colocará en el transportador, desde donde los trabajadores del taller lo desmontarán en mesas para su procesamiento.



Los recipientes de madera se limpiarán manualmente de residuos de monazita con aspiradoras industriales y se enviarán al picador (transportador a la izquierda). Después del control dosimétrico, si el contenedor tiene contaminación radiactiva residual, se transferirá a la organización especializada en gestión de residuos radiactivos de la Empresa Unitaria del Estado Federal RosRAO para su posterior procesamiento y eliminación.



A través de tales sistemas de control de radiación de manos, todo el personal que trabaja en el taller de procesamiento de contenedores pasará. El paso al interior solo es posible a través de salas de inspección sanitaria (ya que debería haber dos allí: hombre y mujer) con vestimenta completa en mono y equipo de protección personal y control en forma de dosímetros individuales.



Todo el trabajo también será monitoreado desde la sala de control.

Las operaciones con el concentrado comenzarán después de obtener los permisos de Rostekhnadzor, Rospotrebnadzor y Rostransnadzor. Está previsto que el trabajo comience en el primer trimestre de 2020. Si todo va de acuerdo con el plan, en unos pocos años el territorio actual de la base de almacenamiento de reserva de torio de la URSS se liberará por completo de los materiales radiactivos y se desactivará. Se supone que después de esto será posible colocarle una nueva instalación industrial.

Pero en este video del canal de televisión local Krasnoufimsky, puede ver cómo fueron las audiencias, el orador del proyecto y las respuestas de los expertos, incluidos los directores de la base Uralmonazit y el IPE de la Rama Ural de la Academia de Ciencias de Rusia: