Я пишу здесь о параллельном существовании этих двух научных коллективов для того, чтобы отметить существенную разницу в методических основах их работы. Когда в 1966–1967 гг. сотрудники секретных станций стали частично публиковать свои результаты, то оказалось, что они ставили перед собой те же научные проблемы. Но если сотрудники Тимофеева-Ресовского всегда точнейшим образом описывали все основные условия экспериментов, дозы радиоактивности, сроки, способы постановки экспериментов, место их проведения, климатические и прочие условия, то работникам секретных лабораторий в своих публикациях приходилось многое скрывать, о многом умалчивать, а некоторые детали искажать. Кроме того, те задачи, которые Лаборатория биофизики решала на реальных моделях (искусственные водоемы создавались в больших стеклянных сосудах, искусственные системы типа "почва – растения" – в больших ящиках), секретная группа решала совсем в иных по масштабам условиях. Группа Тимофеева-Ресовского тоже использовала естественные условия и небольшие пруды, но всегда точно указывала сроки, количество и состав вносимых в них изотопов и полный баланс радиоактивности в конце опыта. В 1958–1963 гг. лаборатория Н. В. Тимофеева-Ресовского уже изучала в биоценозах судьбу семнадцати различных радиоактивных изотопов, коротко– и долгоживущих продуктов распада урана. Материалы, которые стали публиковаться позже секретными лабораториями, были связаны с распределением в биоценозах лишь Sr и Cs – изотопов, поведение которых в различных системах было к 1967 г. уже достаточно хорошо изучено в зарубежных и советских экспериментальных исследованиях.
В 1964 г., после отставки Хрущева, генетика обрела наконец в СССР легальный статус. Нужно было срочно создавать генетические центры и лаборатории. Т. Д. Лысенко потерял всякое влияние. В этих условиях было естественным для Н. В. Тимофеева-Ресовского возобновить свою работу в области радиационной и эволюционной генетики. В 1964–1965 гг. он с наиболее близкими сотрудниками переехал из "уральской ссылки" в Обнинский научный городок, где возглавил отдел генетики в недавно созданном Институте медицинской радиологии. Я переехал в Обнинск в конце 1962 г. для создания в этом же институте Лаборатории молекулярной радиобиологии. Моя лаборатория была в 1965 г. включена в отдел генетики и радиобиологии, главой которого стал Н. В. Тимофеев-Ресовский.
В период секретности исследований в области атомной энергии обычные для научного языка термины даже в секретных отчетах было принято заменять кодовыми словами. Эта практика возникла из недоверия к секретарям-машинисткам, курьерам и тем, кто с чисто технической или финансовой стороны может быть вовлечен в те или иные исследования. Секретный жаргон Тимофеев-Ресовский сохранил и в разговорах об уральской катастрофе. Взрыв, загрязнивший обширные территории Челябинской области, он называл "плевком", а хранилище отходов "юшкой". Слово "юшка" на уральском русском диалекте (см. Словарь русского языка В. И. Даля) означает густой навар при приготовлении ухи. Поскольку уху обычно варят в металлических котелках, то под словом "юшка" Тимофеев-Ресовский подразумевал котел с густым, концентрированным и горячим раствором радиоизотопов.
В 1965 г. проблемы экологии и хранения радиоактивных отходов меня мало интересовали. Я был занят в основном вопросами о механизмах дифференцировки и старения у животных и проявлением в этих процессах радиационных соматических мутаций.
Об исследованиях Тимофеева-Ресовского в области радиационной экологии на Урале до 1958 г. я хотел упомянуть здесь еще и потому, что именно он был действительным основателем в СССР этой отрасли науки. Из тюремного института одними своими анонимными секретными отчетами в 1948–1955 гг. он оказывал влияние на работы многих других групп. Некоторые данные из своих собственных отчетов уже после выхода из тюремных условий бывшие заключенные находили потом в публикациях других, свободных, участников атомных исследований. Научные сотрудники-заключенные делали научные выводы, а генерал-лейтенант А. И. Бурназян и другие получали за эти работы награды, титулы и премии. После 1956 г. Тимофеев-Ресовский уже мог публиковать материалы под собственным именем. За короткий срок и он, и его сотрудники опубликовали несколько десятков научных статей, сборников и книг в области радиационной биоэкологии и биогеоценологии. Для примера я хочу сослаться лишь на несколько основных трудов, в которых есть и полная библиография всей этой многочисленной серии исследований [4, 5, 6, 7, 8]. Работы Е. А. Тимофеевой-Ресовской и Н. В. Тимофеева-Ресовского [7, 8] были представлены как диссертации для получения ими ученых степеней, хотя каждый из них имел к этому времени больше ста научных работ и международную известность. Тимофееву-Ресовскому было 62 года, его жене 63. Но поскольку они до ареста жили в Германии, их прежние научные заслуги не принимались во внимание при оценке научной квалификации в СССР, поэтому для формального утверждения в должностях руководителей научных коллективов им нужно было написать и защитить диссертации, соответствующие советским стандартам. Утверждение этих ученых степеней в Москве было проведено лишь в 1965 г., после отстранения Т. Д. Лысенко от руководящих постов.
Те достаточно ясные формулы, выводы и экспериментальные данные, которые были получены в строго контролируемых модельных условиях и для семнадцати разных радиоизотопов и их смесей в 1957–1963 гг., неожиданно стали темой еще одной статьи, автор которой почему-то не ссылался на выводы Тимофеева-Ресовского и его сотрудников, хотя их легко было найти в таких журналах, как "Доклады Академии наук СССР", "Ботанический журнал СССР", "Бюллетень Московского общества испытателей природы" и др. Я нашел ее случайно, просматривая советский журнал "Атомная энергия". Ее автор Ф. Я. Ровинский не входил в список знакомых мне имен, но упоминался в одной из работ, о которой я расскажу ниже. Название статьи Ф. Я. Ровинского [9] было чисто теоретическим, и задача исследования была теоретической. Автор представлял воображаемый круглый непроточный водоем с изогнутым дном и толстым слоем донных отложений, которые постепенно адсорбируют однократно внесенный (теоретически) в водоем радиоактивный изотоп. Поскольку в биологических компонентах водоема изотоп задерживается временно, а в донных илистых отложениях постоянно, то предлагалось пренебречь биомассой и рассматривать водоем как двухкомпонентную систему. В этой двухкомпонентности и был главный принцип, позволявший вывести математическую формулу той скорости, с которой концентрация изотопа в воде будет снижаться во времени. Получалась теоретическая расчетная кривая быстрого снижения содержания изотопа вначале и постепенного приближения к равновесию (плато) примерно через год.
После получения формулы и теоретической кривой нужно было проверить ее применимость к естественным условиям. Ровинский не проводил для этого экспериментальных исследований, а получил откуда-то готовые цифры изменения радиоактивности в двух непроточных озерах, однократно загрязненных смесью радиоактивных изотопов, как короткоживущих, так и долгоживущих, из которых автор упоминает только Sr. Работа Ровинского поступила в редакцию в мае 1964 г. Учитывая сроки оформления таких работ для разрешения в печать, нужно полагать, что последние измерения активности в этих озерах были сделаны не позднее осени 1963 г., то есть до того, как озеро покрылось льдом на 5–6 месяцев, что обычно для всех озер на 90 % территории СССР. Между тем измерения активности проводились 65 месяцев, то есть были начаты где-то между 1957 и 1958 гг.
Автор нигде не приводит абсолютных цифр реальной концентрации радиоизотопов в воде, оперируя относительными цифрами и логарифмами от исходных величин первичного загрязнения. Теоретические кривые и предоставленные в распоряжение автора экспериментальные измерения радиоактивности воды в основном совпадали. Однако недоумение вызвала приводимая в статье характеристика двух озер:
"Экспериментальными водоемами являлись озера автотрофного типа площадью 11,3 км (первый водоем) и 4,5 км (второй водоем). Дно озер плоское, блюдцеобразной формы. Они имеют мощные иловые отложения, полностью выравнивающие первоначальный рельеф дна. Берега часто зарастают тростником… хорошие условия для развития биомассы: высокие летние температуры, хорошая освещенность толщи воды и т. д. Гидрохимический состав озерных вод приводится в табл. 1" [9. С. 380].
Судя по таблице, гидрохимический состав озер был весьма различен, что говорит о разной геологической природе донных пород. Содержание натрия в воде второго озера было в 9 раз выше, чем в первом, калия – в 5 раз, магния – в 2 раза, хлора – в 20 раз. В то же время в первом озере было значительно больше кальция. Так что вряд ли эти озера находились рядом.
Возникает естественный вопрос: зачем вообще нужны были два озера и почему столь больших размеров? Решение задачи легко было получить в искусственных условиях, по типу опытов Тимофеева-Ресовского. Можно было при желании естественных условий найти маленькие пруды (1–2 га или меньше). Но ведь два озера общей площадью больше 15 км и с хорошей биомассой являются громадной ценностью для промышленного рыболовства, возле них обязательно есть деревни или поселки. Зачем же загрязнять их смесью изотопов?
Озера такого большого размера обозначены на учебных картах СССР масштаба 1:4 000 000, где 1 см соответствует 40 км. Самая богатая озерами область СССР – Карельская, но это север, а там нет "высоких летних температур". Среди десятков областей континентальной части России больше всего озер всех типов (проточных и непроточных) в Челябинской области: на моей карте указанного выше масштаба их около пятидесяти, и немало среди них как раз такого размера. Л. Тумерман, со слов уральских жителей, назвал г. Кыштым ближайшим к месту катастрофы, дорога, по которой они проезжали, находится в 40–50 км к востоку от Кыштыма, и вся эта территория буквально усыпана озерами проточного и непроточного типа, и несколько озер как раз подходят по площади.
Но это только мои догадки. Хотя размеры "экспериментальных" озер являются географически значимыми и такие озера имеют названия и упоминаются в основных справочниках по озерам мира, ни названий, ни географического положения тех озер Ф. Я. Ровинский не приводит. Не приводит он, как было отмечено, и реальной концентрации радиоактивности в воде. Весьма маловероятно, что эти озера, содержащие около 10 л воды, загрязнялись для каких-либо опытов, да и Ровинский сам получил данные по изменению радиоактивности в готовом виде через пять лет. Даже для получения "индикаторных" экспериментальных доз стронция в воде в два озера такого размера нужно было бы внести не меньше 5 000 кюри Sr – это активность промышленного, а не экспериментального порядка. Любое озеро, возле которого расположен реактор или завод по переработке продуктов реактора, может быть загрязнено до таких пределов однократно случайным аварийным сбросом. Но в "опыте" было два изолированных озера, лежащих на разных геологических породах. При этом они были загрязнены одновременно. Как могла возникнуть такая ситуация? Пока остаются только вопросы и недоумение. Единственное, о чем из этой работы можно сделать определенный вывод, это то, что загрязнение озер смесью радиоизотопов произошло либо в 1957-м, либо в 1958 г.
Как видно из графика (рис. 1), воспроизводимого здесь из статьи Ровинского, теоретическая и экспериментальная кривые не совпадали лишь в течение первых 12–13 месяцев, а потом были идентичными.
Рис. 1. Сопоставление фактического () изменения (1) концентрации изотопов в воде и расчетной (0) кривой (2) изменения концентрации Sr в воде экспериментальных водоемов Sr в непроточных озерах [9].
Теоретические кривые, рассчитанные Ровинским, были сделаны для возможной судьбы стронция-90 в будущем. В реальных озерах, как объясняет сам автор, в течение первых двух лет учитывалась общая радиоактивность смеси радиоизотопов (состав смеси не приводится). Вполне очевидно, что в первые 12 месяцев в озерах в составе радиоактивного загрязнения было не меньше 40 % короткоживущих радиоизотопов, которые исчезли к сроку совпадения теоретической и экспериментальной кривых. Смесь радиоактивных изотопов, в которой 60 % приходится на долгоживущие продукты распада урана (в основном стронций), характерна для реакторных отходов после определенного срока хранения или для смеси старых и свежих отходов (с преобладанием старых). Но как и чем реально были загрязнены в 1957-м или 1958 г. эти озера, автор не упоминает. И высказанное выше соображение может пока служить для нас лишь гипотезой.
Озера, упоминаемые в статье Ровинского, содержали много кислорода и были богаты биомассой. Вне всякого сомнения, в этих озерах водилась и рыба – в Сибири и на Урале даже небольшие озера являются объектом промышленной добычи рыбы, а в Европейской части СССР рыбу разводят и в прудах. Поэтому было бы вполне естественным, если бы для серьезного изучения радиоэкологии рыб (их пищевых цепей) и водных растений (концентрирование разных изотопов из воды) два озера непроточного типа, упоминаемые в статье Ровинского, являлись объектами хозяйственного использования, и это создавало уникальные возможности. В небольших искусственных водоемах, служивших базой для работ группы Тимофеева-Ресовского, все эти проблемы радиоэкологии рыб было трудно изучать, у Ровинского же был большой географический водный радиоактивный биоценоз.
Между тем наиболее крупномасштабные в СССР исследования некоторых проблем радиационной экологии рыб и водных растений в условиях естественной среды были проведены в 1969–1970 гг. на значительно менее удобном для этих целей озере проточного типа. Ни название этого озера, ни его географическое положение в опубликованных статьях также не указываются.
Ключевые исследования, анализ которых рождает много интересных вопросов, были опубликованы в двух статьях А. И. Ильенко [10, 11], а также в его книге [12], обобщающей работы автора не только по озерной биоэкологии, но и по зооэкологии в районах, несомненно находившихся рядом с изучавшимся озером (это видно по одновременным срокам взятия проб воды, вылова рыб и отлова и отстрела животных и птиц).
В 1969 г. А. И. Ильенко опубликовал большой обзор "Радиоэкология пресноводных рыб" [13] (сдан в печать в начале 1968 г.), но в этом обзоре еще нет никаких данных о собственных исследованиях, выполненных на озере, назовем его "X", которые мы обсудим ниже. Следует полагать, что этот обзор стал результатом методической и теоретической подготовки перед началом основных экспериментов. Первая, очень краткая статья по изучению озера "X" была опубликована уже в 1970 г. [10]. Название статьи "Накопление стронция-90 и цезия-137 пресноводными рыбами" и краткое описание методики говорит о том, что изучавшееся озеро (рыбы отлавливались летом 1969 г.) было загрязнено стронцием и цезием. Поскольку статья опубликована в разделе "Краткие сообщения", то в ней не следовало ожидать детального описания методов. Однако даже в столь кратком сообщении появились следующие количественные данные: концентрация Sr в воде озера "X" составляла 0,2 мккюри на литр; концентрация Cs в воде – 0,025 мккюри на литр; в озере обитало лишь четыре вида рыб – плотва (Rutilus rutilus L.), язь (Leuciscus idus L.), окунь (Perca fluviatus L.), щука (Esox lucius L.).
Для изучения концентрации радиоизотопов вылавливались только плотва и щука (щука питается плотвой). Цезий находится в основном в мышцах, стронций – в костях. Всего для анализа на содержание Cs и Sr было выловлено летом 1969 г. 44 плотвы и 32 щуки.
Прежде всего следует обратить внимание на то, что концентрация стронция, которая в 10 раз превышала концентрацию цезия, была также выше предельно допустимых доз стронция в воде, пригодной для питья или рыбного промысла по принятым в СССР стандартам [14]. По санитарным нормам, принятым в СССР и вошедшим во все основные руководства и в "Медицинскую энциклопедию" (1968), предельно допустимые концентрации стронция-90 в воде открытых водоемов и источников водоснабжения не должны превышать 3·10 кюри на литр, то есть они почти в 5 000 раз ниже тех, что были в изучавшемся озере. В экспериментальных водоемах, безусловно, можно эту дозу увеличить, но 0,2 мккюри на литр – это намного больше, чем необходимо только для экспериментальных целей.
Из статей А. И. Ильенко [13] и Г. М. Пархоменко [14] следует, что еще в 1960–1961 гг. Ильенко экспериментально изучал распределение Sr и Cs у рыб, обитавших в водоеме, загрязненном этими изотопами. В этом случае автор имел вдвое меньшую концентрацию стронция, но почти в четыре раза большую концентрацию цезия. Но то был экспериментальный водоем, в который был добавлен и радиоактивный фосфор. В опытах других авторов для экспериментальных целей применяются намного меньшие концентрации.
Однако в работе, опубликованной Ильенко в 1970 г., нет никаких данных, позволяющих судить о размерах озера. Вылов 32 щук и 44 штук плотвы не является достаточно надежным индикатором. На Урале (в Челябинской, Свердловской и других областях) имеется 5 тыс. км различных водоемов, которые используются для промышленного лова рыбы, и средняя промысловая продуктивность уральских озер равна 16–25 кг рыбы на гектар. Но щуки обычно составляют от 2 до 6 % улова [15]. У Ильенко щуки были по 3–6 кг, плотва – мелкая рыба. По грубым подсчетам, он за лето выловил около 150 кг щук. Для целей экологических исследований вылов не может быть выше промышленного, поэтому предварительно можно допустить, что озеро, упоминаемое в статье, было площадью не меньше 100 га, но его реальные размеры могли быть и значительно больше.
Через два года Ильенко опубликовал более обстоятельную работу [11] по исследованиям в этом же районе и того же озера. По поводу местоположения объекта нет никаких сомнений, так как в ней есть ссылка на работу 1970 г. как на предварительное сообщение об одном и том же исследовании. Однако в этой более подробной работе изучалось распределение по пищевым цепям только Cs, но не Sr. Из книги Ильенко, опубликованной позже [12], очевидно, что стронций в последующих опытах в этом озере уже не изучался, только цезий. Причины такой избирательности не ясны и научно не обоснованы, так как оба изотопа имеют и в составе растений, и в рыбах совершенно разную локализацию и разный тип обмена. Странным является и то, что Ильенко ни в новой статье, ни в книге не упоминает вообще, что в этом озере кроме цезия был в воде и радиоактивный стронций. Все изложено так, будто Cs был единственным радиоактивным изотопом.