«Демобилизованный атом» и облученная картошка: как в Советском Союзе открылся магазин «Изотопы» и что там продавали

Эпоха радиоактивного оптимизма

Мирное использование атомной энергии было одной из важнейших задач для СССР. Так, Советский Союз первым в мире запустил атомную электростанцию. А еще реализовывал самую широкую в истории человечества программу промышленных ядерных взрывов. С одной стороны, мирный атом, казалось, как никакие другие технологии позволял решать хозяйственные и промышленные задачи дешево и быстро. С другой, он как бы доказывал приближение коммунизма и расцвет человеческого гения при социализме, обуздавшем самые мощные силы природы.

Оптимизм по поводу мирного использования технологии с подпорченной репутацией (еще были живы в памяти последствия бомбардировок Хиросимы и Нагасаки) господствовал тогда не только в СССР.

В мирном атоме многие видели спасение от рака, недостатка ресурсов и нужды. Так, символом Всемирной выставки в Брюсселе 1958 года под названием «Более гуманный мир» стала скульптура «Атомиум».

Эти надежды подогревались многочисленными открытиями и успехами естественных наук первой половины XX века. Казалось, что еще немного — и человек преодолеет негативные эффекты радиации и поставит ее себе на службу. В это верили и те, кто непосредственно приложил руку к созданию атомного оружия. Например, Роберт Оппенгеймер и Андрей Сахаров.

Изотоп — партнер социалистического строительства

Советский атомный проект опирался на два столпа — на создание ядерных зарядов для армии и атомную энергетику. Но были и другие направления. Например, применение изотопов для хозяйственных нужд.

Изотопы — это разновидности атомов одного и того же химического элемента, в ядре которых одинаковое число протонов, но разное нейтронов. Из-за этого изотопы имеют разную атомную массу. Например, в ядре водорода может вообще не быть нейтронов, а может быть один, два или больше. Соответственно, существуют разные изотопы этого элемента: водород-1 (протий), водород-2 (дейтерий), водород-3 (тритий) и т. д.

Изотопы (их еще называют нуклидами), за некоторыми исключениями, обладают одинаковыми химическими свойствами. Например, идентично окисляются. Зато физические свойства у них могут различаться. Так, многие изотопы, в отличие от своих «собратьев», обладают радиоактивностью.

Излучение образуется, если изотоп нестабилен. Например, когда в его атоме слишком много нейтронов. Такие атомы стремятся стать стабильными и избавляются от «лишнего» — происходит реакция ядерного распада, выделяется энергия, в том числе радиоактивное излучение. Реакция идет до тех пор, пока изотоп не станет стабильным, то есть способным существовать практически вечно. Время, в течение которого происходит преобразование половины нестабильного вещества, называется периодом полураспада.

Необычные свойства изотопов с самого их открытия в начале XX века привлекали внимание ученых со всего света. Например, излучение радиоактивных изотопов хорошо фиксируется и способно проходить сквозь материю. Поэтому, добавив радионуклиды в какую-то сложную среду, можно изучать распространение веществ в ней по радиоактивному следу. Само же излучение способно воздействовать на свойства как живой, так и неживой материи.

Эти особенности можно использовать в научных и практических целях. И в СССР с 1950-х годов изотопы стали активно применять в промышленности, сельском хозяйстве, приборостроении и медицине.

Начало положила металлургическая отрасль.

В 1950 году в стены доменных печей на некоторых заводах стали закладывать кобальт-60 (цифра означает атомную массу). Когда печь проходила порог допустимого износа, излучение радиоактивного изотопа начинал фиксировать специально настроенный прибор. Это означало, что пора ремонтировать агрегат.

Излучение изотопов вообще довольно часто использовали, чтобы следить за состоянием предмета, не разбирая его. Инженер по радиоактивным меткам или наличию изотопов в смазочных материалах узнавал об износе детали. Биолог добавлял меченый углерод в комнату с растением, чтобы понять, как происходит фотосинтез. Строитель подмешивал радионуклиды в смесь, чтобы следить за тем, как замешивается бетон. Технолог похожим образом пытался определить оптимальные условия для замешивания теста. Агроном с помощью меченых атомов отрабатывал наиболее эффективное применение пестицидов и удобрений.

Регистрируя излучение изотопов, проверяли и качество изделий или работ: от сварочных швов и металлических труб до патрубков в реакторах АЭС, от плотности тканей до глубины вспашки. Способность излучения «просвечивать» предметы использовали, чтобы замерять толщину стальных лент или золотого напыления на меди, искать полезные ископаемые, определять состав материала на транспортерной ленте и даже количество топлива в ракете на старте.

С помощью облучения советские специалисты получали новые формы материалов с улучшенными свойствами. Например, более прочные, чем обычное дерево, древесно-пластмассовые плиты, устойчивые к влаге, химическому воздействию и грибкам. Еще с помощью изотопов вулканизировали (скрепляли воедино) каучук, чтобы изготовить более износоустойчивую резину. Отходы облучали для того, чтобы они быстрее разлагались, ткани и зерно — чтобы их не портили вредители, картошку — чтобы она не прорастала, мясо — чтобы дольше не портилось, а промышленное оборудование — чтобы снять с него статическое электричество.

«Чем велик советский атом? Тем, что он демобилизованный. Да-да, не спорь! У нас он снял военную форму. С тех пор, как пустили первую атомную станцию, атом надел рабочую спецовку. Изотопы — это ж атомы в спецовках, мирные труженики!»

Инженер Владимир Келер цитирует знакомого учителя в статье «Атом служит миру», журнал «Огонек» № 9, 1960

В сельском хозяйстве радиацию использовали для выведения новых сортов растений. Излучение увеличивает количество мутаций, в том числе полезных, которые через несколько этапов скрещивания можно закрепить.

Так советские селекционеры выводили культуры, которые не боялись болезней и холода. Новые сорта получали звучные наименования: например, пшеница «Новосибирская-67» или кормовой люпин «Киевский мутант».

Также сельхозкультуры пробовали облучать перед посевом, чтобы ускорить прорастание, улучшить укоренение, увеличить плоды и повысить в них концентрации полезных веществ (крахмала в картошке, каротина в моркови, сахарозы в свекле и т. д.). Несколько лет на Томилинской птицефабрике в Рязанской области малыми дозами облучали яйца в инкубаторах. Яйценоскость несушек повышалась примерно на 10%.

Еще с помощью изотопов советские агрономы боролись с насекомыми-вредителями. Для этого в их популяцию запускали большую партию предварительно облученных особей, которые не могли выводить жизнеспособное потомство. Количество вредителей после этого сильно уменьшалось. Считалось, что такой способ лучше распыления химикатов, разлетающихся по округе токсичным облаком, оседающих на земле и отравляющих полезные виды.

В текстильной отрасли гамма-излучением умерщвляли личинок тутового шелкопряда, чтобы их коконы было быстрее и проще разматывать.

Кроме того, гамма-частицами помечали самцов шелкопряда, так как они дают больше материала.

Активно использовали изотопы советские медики. Излучением радионуклидов стерилизовали медицинские инструменты из чувствительных к химической и термической обработке материалов. Фиксируя фон от меченых изотопами соединений, врачи диагностировали опухоли мозга, болезни щитовидной железы, почек, печени и легких. Наконец, изотопы применяли в лучевой терапии при лечении злокачественных опухолей — их клетки, в отличие от здоровых, чувствительнее к радиации. Пораженный орган могли облучать напрямую или изнутри: больной выпивал специальный раствор или гранулы либо ему делали инъекцию. Для опухолей, близких к поверхности кожи, могли использовать специальные повязки или браслеты.

Малые дозы излучения (в 10–100 раз выше естественного фона) использовали даже на курортах: Цхалтубо в Грузии, Хмельник на Украине, Белокуриха в Сибири. Считалось, что такое воздействие активизирует защитные клетки организма. В обзоре исследований на эту тему в журнале Environment International 2021 года эта мысль подтверждается.

Для работы с изотопами нужны были специальные приборы, способные создавать или улавливать излучение, и СССР их производил.

Так, на предприятиях устанавливали уровнемеры, плотномеры, влагомеры, толщиномеры и другие измерители, а также гамма-дефектоскопы, установки для изотопной вулканизации и модификации материалов, терморегуляторы, очистители и пожарные извещатели. С 1976 года на Симферопольском телевизионном заводе потоком электронов ускоряли отвердение лака. А семенами кукурузы, гречихи, подсолнечника, проса и других культур, облученными радиоизотопными установками «Колос», в 1974–1976 годах засадили площадь в 250 тысяч гектар.

Геологи пользовались поисковыми радиометрами «Кристалл» и «Разведчик». Эти небольшие ящички обнаруживали ископаемые по гамма- и бета-излучению. А медики боролись с опухолями кобальтовыми пушками, например установками К-60 000. Генераторы, преобразующие долгоживущие материнские нуклиды в дочерние короткоживущие, устанавливали прямо в клиниках.

Для контроля за радиацией работникам выдавали дозиметры, которые обычно называли именами цветов и птиц: «Щегол», «Ландыш», «Фиалка», «Кактус».

Регистрирующие изотопное излучение датчики обледенения устанавливали на самолеты. На трамвайных маршрутах некоторых городов похожая система автоматически активировала торможение трамваев на опасных участках маршрутов. Радиоизотопные теплоэлектрогенераторы (РИТЭГи) питали автоматизированные маяки, отдаленные метеостанции и космические аппараты. А на небольших зарядах плутония работали кардиостимуляторы.

С 1952 по 1976 год было разработано более 400 типов изотопных приборов. Они были достаточно просты по конструкции, дешевы в изготовлении и неприхотливы в использовании. Поэтому считалось, что изотопы — это технология будущего в настоящем, которая обеспечит СССР широкую автоматизацию.

Уже к середине 1950-х изотопы проникли во все отрасли народного хозяйства СССР. Возник даже некоторый «бум»: в различных организациях создавались «советы по радиоизотопам», которые открывали лаборатории, требовали соответствующего оборудования и ждали специалистов.

Радиоактивность на вынос

Чем дальше заходил мирный атомный проект СССР, тем больше изотопов требовалось. Изначально тайные работы быстро стали рассекречивать: в 1953 году об использовании изотопов уже писали «Известия», а в 1955-м советская делегация рассказала о результатах этой деятельности в Женеве, демонстрируя достижения советской науки. Четырьмя годами позже Никита Хрущев, выступая на XXI съезде КПСС, назвал изотопы в числе технологий, которые приведут СССР к коммунизму уже к окончанию действовавшей семилетки.

Советский документальный фильм об использовании атомной энергии в мирных целях

Однако здесь была небольшая проблема. В СССР (как и в США) мирный атом был побочным продуктом военных разработок. А потому производили изотопы только на секретных объектах. В основном — на Комбинате № 817 в закрытом городе Челябинске-40 (ныне Озерск в Челябинской области). Там вырабатывали оружейный плутоний и в 1949 году получили первые изотопы. Кобальт, фосфор, железо и другие элементы закладывали в реактор вместе с материалами военного назначения и облучали (это нормальный рабочий метод, который применяют до сих пор).

Но просто создать изотопы было недостаточно. Их нужно было как-то доставить потребителям и при этом не нарушить секретность. Еще в 1948 году была создана Препарационная лаборатория. Здесь изотопы-полуфабрикаты, доставленные представителями МВД, хранили и расфасовывали. Лаборатория была таким перевалочным пунктом между миром строгой секретности и широким потребителем.

Формально она относилась к Институту биофизики Академии медицинских наук СССР, но на самом деле ее контролировало Первое главное управление (ПГУ) при Совете министров. Это ведомство курировало атомный проект СССР, и до 1953 года его возглавлял Лаврентий Берия. В 1950-е его преобразовали в Министерство средней промышленности. Оно тоже было секретным.

В конце 1950-х годов внедрение изотопов в СССР пошло еще дальше. В 1959-м в Москве, неподалеку от недавно возведенного главного корпуса МГУ, на площади 60-летия СССР в доме № 70 по Ленинскому проспекту открылся магазин с необычным названием — «Изотопы».

Добрый мир,
Который я люблю,
Ты недавно вышел из окопов.
Я тебе чего-нибудь куплю
В магазине изотопов.

Как нетрудно догадаться, продавали в магазине стабильные и радиоактивные изотопы. Но были там и другие товары. Например, здесь можно было приобрести меченые атомами соединения, источники и мишени для гамма-установок и ускорителей элементарных частиц, материалы для облучения. В первый год после открытия на выбор предлагалось 75 радиоактивных и 217 стабильных изотопов, 490 радиоактивных соединений, 300 стабильных изотопов в соединениях, источники гамма- и бета-излучения, нейтронные источники, монокристаллы, сцинтиллирующие (светящиеся под воздействием частиц) вещества и т. д.

Кроме того, магазин снабжал своих клиентов типовыми проектами, по которым можно было собирать радиоизотопные лаборатории на местах. Здесь же продавали всё необходимое оборудование: шкафы, камеры и контейнеры для хранения радиоактивных материалов, а также экраны, инструменты и одежду для работы.

Еще «Изотопы» распространяли справочники и каталоги, объясняющие, как использовать продукцию магазина. Именно по каталогам нужно было делать заказ. Такой формат торговли был не очень привычен для СССР. К тому же воспользоваться каталогом не мог любой желающий: магазин продавал свою продукцию только промышленным, научным и учебным организациям по предварительной заявке. Одобрить ее могли только при наличии справки от Госсанинспекции, разрешающей работу с изотопами. Да и сам товар был очень дорогим. Настолько, что некоторые элементы предлагали брать во временное пользование.

Радиоактивно опасные изотопы в магазине не хранились. Их заказчику доставляли со специального склада.

Для быстрой доставки там держали небольшой резерв элементов. Поставки организовывало всесоюзное объединение «Изотоп» с отделениями в Ленинграде (Санкт-Петербурге), Киеве, Свердловске (Екатеринбурге), Ташкенте и Хабаровске. К середине 1960-х было отправлено 150 тысяч посылок с изотопами.

Витрина советской атомной промышленности

Обычный прохожий не мог ничего купить в «Изотопах», но посетить магазин мог любой желающий. Дело в том, что это было не только и не столько торговое предприятие, сколько демонстрационный зал.

Так как увидеть изотопы в действии практически невозможно (к тому же это может быть небезопасно), для любопытных посетителей в магазине были размещены экспонаты, стенды, схемы и демонстрационная аппаратура. С их помощью продавцы объясняли, как выглядят радиоактивные вещества, как ими пользоваться и как их хранить. В отделе стабильных изотопов наряду с макетами продавцы могли показать и оригиналы.

Элементы, которые были в наличии, отображались в светящейся периодической таблице. В отдельном зале магазина периодически проводились выставки. Различные исследовательские институты и организации демонстрировали здесь свои работы в области изотопов. В другом зале проходили лекции и показывали научно-популярные фильмы.

В большинстве своем в «Изотопах» работали люди с высшим или средним техническим образованием — выпускники и выпускницы физических и инженерно-физических факультетов. Они носили белые халаты и были такими экскурсоводами-консультантами, которые могли ответить на все вопросы посетителей. Руководить же магазином мог только ученый со степенью не ниже кандидата наук.

На самом деле, показ и реклама стабильных изотопов, изготавливаемых в СССР, а также пропаганда их использования в науке и технике были главной задачей магазина. На это работало и обилие света, и простор в залах, и красочное оформление. Особую роль играл огромный лозунг с подсветкой на фасаде здания, в котором разместились «Изотопы». Это была фраза «Атом для мира!», написанная на трех языках: русском, английском и французском. Магазин стал витриной советского мирного атома.

Дело в том, что «Изотопы» были ориентированы в том числе на зарубежного покупателя: с 1951 года СССР активно продавал произведенные внутри страны изотопы за границу. Поговаривали, что рекламная кампания оказалась весьма эффективной и о необычном магазине на Ленинском проспекте уже через месяц после открытия знал весь мир. Ко второй половине 1970-х Советский Союз экспортировал изотопы в 44 зарубежные страны.

Впрочем, боролся СССР за интерес к изотопам и среди своих граждан. Так, газеты уверяли, что мирный атом безопасен, творит чудеса, живет чуть ли не по соседству и необходим в самых обыкновенных делах. Например, для того, чтобы найти течь в водопроводной трубе. В этом плане магазин был еще и окном в светлое коммунистическое будущее.

Конец «атома для мира»

Использование изотопов — не маргинальное направление исследовательско-прикладной науки. Например, радиационная селекция эффективно применялась в других странах: Японии, Индии, Швеции, США. А лучевая терапия — до сих пор одно из главных средств борьбы со злокачественными опухолями.

У изотопной программы в СССР были несомненные успехи, такие как исследования с помощью меченых атомов, развитие радиологии в медицине, селекция с применением излучений. Например, меченые атомы позволили узнать, как быстро организм усваивает железо и фосфор с пищей, и сыграли большую роль в расшифровке ДНК. А еще помогли найти оптимальные условия брожения дрожжей для пива.

Однако изотопная программа СССР не была безупречной и не помогла советскому руководству воплотить в жизнь те амбициозные надежды, которые на нее возлагали.

Во-первых, возникли проблемы с логистикой: изотопы не всегда приходили к покупателям вовремя. Из-за этого короткоживущие элементы нередко теряли большую часть энергии, даже не доехав до потребителя. Опоздание могло привести к убыткам. Например, Магнитогорский металлургический комбинат поздно предупредили, что из девяти заказанных изотопов удалось выделить только четыре. Предприятие остановило печи (делать этого без веской причины нельзя) на модификацию, а материалы для нее так и не получило.

Иногда случались совсем уж досадные ошибки. Так, на завод «Электросталь» в Московской области дважды привозили не те элементы, что заказывали инженеры предприятия. Причем просто взять и вернуть такие посылки было нельзя: по регламенту вскрыть контейнер покупатель мог только после того, как подпишет акт приемки груза.

Препарационная лаборатория не справлялась с заказами и могла отправлять посылки только большого объема, в то время как на местах нужны были либо малые, либо нестандартные объемы. Перефасовывать их самостоятельно из-за радиационной опасности было нельзя. Поэтому некоторым предприятиям, как, например, «Азовстали», отказывали в поставках. «Изотопы» не смогли решить эту проблему: ассортимент элементов особо не изменился, как и размеры стандартных упаковок на один или пять милликюри. Купить полтора или 0,6 милликюри было невозможно.

Во-вторых, качество самой упаковки (контейнеров) оставляло желать лучшего. Негерметичные ампулы становились причиной загрязнений оборудования и помещений, несколько человек пострадали. В начале 1960-х Физико-химический институт даже подал в суд на всесоюзное объединение «Изотоп». Научные сотрудники обнаружили утечку в ампуле с радиоактивным материалом и своими силами устранили ее. Побаивались изотопного груза и на почте, которая вынуждена была дополнительно согласовывать правила перевозки таких грузов.

Изотопы бывают долгоживущими (полураспад более 10 суток) и короткоживущими (менее 10 суток). Для нужд хозяйства и медицины лучше всего подходят вторые, так как они выделяют меньше радиации и не наносят вреда здоровью. Однако самым популярным изотопом в СССР был дешевый в производстве кобальт-60 с периодом полураспада 5,7 года.

В-третьих, сказывалось нарушение технологий и требований безопасности на самих предприятиях, где использовали изотопы. Например, кобальт Министерство черной металлургии рекомендовало использовать только для рельсовой стали, которая менее опасна для человека. Но иногда его добавляли и в металл для арматуры, применявшейся при строительстве жилых зданий. Бывало, что из радиоактивных шлаков сталелитейных предприятий изготавливали удобрения — и всё это фонящее добро попадало на поля. Наконец, помеченные кобальтом насекомые-вредители разлетались по округе, разнося излучение, которое не ослабевало еще несколько лет.

Преодолеть эти негативные эффекты можно было, используя изотопы с меньшим периодом полураспада. Но взять их было негде, ведь — и это в-четвертых — оказалось, что изотопный проект вовсе не так уж дешев и прост.

Отрасль так и не смогла выйти из тени «бомбоделов» и атомных энергетиков и потому постоянно страдала от недостатка финансирования, кадров и административной поддержки. Многие предприятия не могли создать отвечающие стандартам работы с изотопами условия, даже если очень хотели, так как на это не хватало ни ресурсов, ни средств.

Директора и инженеры советских заводов тех лет слали в управляющие органы тревожные письма. Они жаловались на недостаток защитного оборудования и медицинского обслуживания. Например, были случаи, когда из-за нехватки свинца защитные контейнеры или сооружения изготавливали из стали или чугуна. Некоторые специалисты сетовали, что приборы (например, дозиметры «Фиалка») приходят без инструкций по использованию. Другие не знали, что делать с радиоактивными отходами, так как поблизости не было кладбищ для них.

В общем, для изотопной модернизации нужно было создать целую специализированную инфраструктуру: от бесконтактных швабр до машин, приспособленных для перевозки опасных грузов, и автоматизированных фасовочных аппаратов. Однако вкладываться в развитие гражданских объектов ядерное ведомство не могло или не хотело.

Кроме того, вскрылись некоторые побочные эффекты изотопного воздействия. Например, облученное мясо дольше хранилось (до четырех месяцев при комнатной температуре!), но неприятно пахло после обработки. Сверхтвердое дерево оказалось хрупким, а радиационная вулканизация — слишком дорогой.

В результате уже в 1950-е годы часть предприятий, не удовлетворявших требованиям радиационной безопасности, вынуждена была отказаться от использования изотопов. А в следующем десятилетии пыл по поводу мирного атома ослабевает. В отчете о деятельности магазина «Изотопы» за 1981 год уже нет посулов светлого будущего, лишь сухие факты: оптимизировали поставки, улучшили работу складов, снизили цены…

Таким образом, изотопы подхлестнули ядерную модернизацию Советского Союза, но они же стали одной из причин ее постепенного сворачивания. Практически полностью с «атомом для мира» покончила перестройка: магазин «Изотопы» закрылся в 1990 году.

Процесс распада в отрасли, словно в нестабильном изотопе, шел довольно бесконтрольно. Например, на предприятии «Радон» в Москве радиоактивные отходы стали захоранивать вместе с дорогостоящим оборудованием. Всё это впоследствии всплывало порой в самых неожиданных местах. Например, дефектоскоп с радиоактивным источником в 1995 году подкинули в Измайловский парк столицы для шантажа.

Тем не менее некоторые советские предприятия атомной отрасли смогли пережить те времена. Например, «В/О „Изотоп“» существует до сих пор и продолжает заниматься поставками радиоактивных веществ. Их в России продолжает производить ЗАО «Циклотрон», тоже родом из СССР. Для поиска трещин в канализации продукция этого предприятия не используется; в основном клиенты — западные медицинские компании. В общем, светлого изотопного будущего так и не случилось.