UNCLASSIFIED /  SENSITIVE MATERIAL  

Report on the Status of the Adaya Nuclear Site and Recommendations for 

Health and Risk Assessment* 

 

A Report Provided to the United States Department of State ISN/NESS and the Ministry of Science and 

Technology, February 2011. 

 

Inspection Team: 

Dr. Ronald K. Chesser, Mr. Eric K. Howell. Center for Environmental Radiation Studies. Texas 

Tech University 

Mr. Ross A. Miller. Sandia National Laboratories. 

Iraqi Representatives on‐site at Al Jesira:   

Mr. Ali Majeed Mahmood and Mr. Abbas Hammood Zaboon, Ministry of Science and 

Technology, Government of Iraq. 

Logistical support provided by:  

United States Department of State, Provincial Reconstruction Team, Ninewa, Iraq.   Mr. Mark 

Humphries, Rule of Law, Acting Section Chief, and Ms. Erfana Andrabi, ECON, Section Chief. 

Tactical Support Provided by:  

USF‐I and Iraqi Army. 

 

*The intent of this document is to provide assistance to the Government of Iraq for remediation of 

contaminated areas and to store the radioactive waste. It should be noted that the responsibility and 

authority for performing the work and for decision‐making on all tasks to be performed at all sites in Iraq 

are the sole responsibility of the Government of Iraq and its ministries.  Recommendations made herein 

in no way indemnify the United States in regards to present or future financial obligations. 

 

 

 

 

 

UNCLASSIFIED /  SENSITIVE MATERIAL  Brief History of Adaya Nuclear Site 

Historical Function: Adaya (36.206018,42.749434; see Figures A, B, and C) was not an historical 

component of Iraq’s nuclear program, but rather was a dump site created in February, 1991. In an effort 

to conceal the nuclear program at Al Jesira subsequent to Operation Desert Storm, destroyed 

equipment, concrete rubble, and miscellaneous solid wastes were transported from Al Jesira and hastily 

buried on a hillside near the villages of Adaya and Tall ar Ragrag. The material was buried in deep 

trenches and covered in topsoil.  Much of the material was contaminated with uranium compounds 

(yellowcake, ammonium diuranate [ADU], UO3, UO2) as a result of operations at Al Jesira and the 

dispersion of uranium by coalition bombing. In 1994, the site was partially excavated, confirming the 

presence of equipment and uranium compounds. The site was then re‐closed until 2004 when Adaya 

was opened to search for WMDs. A local contractor salvaged some equipment items and shipped the 

items abroad, yet the status of remaining contaminated equipment/material was unknown. In 2004, the 

radiation dose rates at Adaya were measured as 0.05 – 1 mrem /hr, or about 30 times background. The 

inventory of uranium compounds buried at Adaya was estimated by UN Inspection Teams (1991) as 

5000 kg.  There have been no known removals of uranium barrels from Adaya. 

Since 2004 there have been unsubstantiated reports of health problems in persons living near Al Jesira 

and Adaya. Locals speculated that contaminated groundwater was the source of these health problems. 

To our knowledge, there have been no efforts to obtain and evaluate well water from this region.  In 

response to requests for assistance, the Radiation Protection Center of the Ministry of Environment 

mobilized a team to perform health assessments. From their reports, it appears that residents from the 

village of Adaya were examined. As will become clear below, we feel that residents of the nearby village 

of Tall ar Ragrag are experiencing greater potential health risks due to runoff through the contaminated 

Adaya burial site. 

Environmental Setting of the Adaya Site 

The Adaya site is located about 27 km west of Mosul, Iraq and about 23 km south‐southwest of Al Jesira, 

where most of its contents originated.  The burial grounds lie on the western slope of a mountain ridge. 

The site was likely chosen because it has deep soil deposited as alluvium from the upper slopes of the 

mountain ridge. Two villages are visible from the site:  Adaya is about 4 km north and Tall ar Ragrag is 

about 3 km west.  The terrain is gently rolling hills separated by deeply carved ravines resulting from 

water runoff resulting from periodic rains. Water erosion is very evident within the dumpsite with deep 

trenches traversing the mounds.  The trenches converge upon a main drainage channel that flows 

westward toward the nearby village of Tall ar Ragrag.  The aerial photographs (Figures A, B, and C) show 

that water occasionally pools adjacent to the road near the village. Some channels have been dug to 

direct the water towards fields and artificial ponds near the village.  Obviously, water is a precious 

resource in this region and much effort is expended to collect and preserve the available water.  The fact 

that the water for Tall ar Ragrag flows directly through the burial site raises concerns for long term 

health impacts for the villagers and their livestock. 

 

UNCLASSIFIED /  SENSITIVE MATERIAL  Photographs of the Adaya burial site (36.206018,42.749434) 27 km west of Mosul.  (photographs 

provided by Geospatial Services, US Embassy Baghdad.) 

 

 

 

 

 

 

 

Adaya 

Adaya

burial site 

Tall ar Ragrag 

A

UNCLASSIFIED /  SENSITIVE MATERIAL   

 

 

 

 

Tall ar Ragrag 

 

Runoff flow path 

Northern 

Southern

B

C

UNCLASSIFIED /  SENSITIVE MATERIAL  Objectives of 2011 Visit 

Our team, including two individuals from Texas Tech University and the Center for Environmental 

Radiation Studies (Dr. Ron Chesser and Mr. Eric Howell) and one from Sandia National Laboratories (Mr. 

Ross Miller) were accompanied by representatives from the Ministry of Science and Technology (Mr. Ali 

Majeed Mahmood and Mr. Abbas Hammood Zaboon) to assess the present condition of the Adaya 

Nuclear Site.  Our assessment includes the condition of any structures, terrain alteration, 

documentation of any physical/chemical/radiological hazards, and current use of the site.  We utilize 

GPS and the analysis of soil/water samples collected at the site to meet our objectives. 

Site Survey Preliminary Findings 

The Adaya site is a very large burial ground on a gradually sloping mountain side with evidence of 

excavation and concealment by the dumping of rubble.  The site is made up of large (5 meter high) 

mounds of rubble (soil, concrete, ceramic tile, metal, etc.) surrounded by natural sloping terrain.  There 

are two separate dumping grounds.  The larger site (northern) is approximately 500 meters by 100 

meters (~50,000 square meters).  The southern site appears to be roughly half the size of the northern 

site.  However, it appears that the southern site continues across a ravine that has been highly eroded 

since its development (see photograph C).  The two dumping sites are separated by only 50 meters.  It is 

unclear whether this separation was insipient with the site construction or was due to water erosion 

over the past 20 years.  Transects were constructed (~20 meter spacing) to sample surface 

contamination of soil.  A total of 52 surface soil samples were taken to be analyzed for radioisotope 

contamination at the International Radioecology Laboratory in Slavutych, Ukraine and at Texas Tech 

University in Lubbock, Texas. 

Of interest, surface contamination with radioactive material was detected at specific locations at Adaya.  

Many contaminated barrels were exposed on the surface (see photographs D and E) with radiation 

levels (~2 million counts per minute) in specific locations, reading well above previous report for this 

site.  In the USA, these levels would merit immediate site remediation.  In addition, we observed surface 

layers of radioactive yellowcake (see photographs F and G) of up to 10 cm deep.  Separately, one deeply 

excavated location (~4 meters deep) housed a contaminated barrel containing a bag of radioactive 

material (see photographs H and I).  Numerous other locations were noted as sounding “hollow” 

indicating the potential for many more contaminated barrels under the surface.  It appears that much of 

the rubble and dirt mounds at the site may have been layered above burial sites of barrels containing 

uranium compounds.  In some areas, partially hidden barrels could be seen but were not accessible.  

There is no way to determine the extent of the burial grounds without extensive excavation or use of 

ground‐penetrating radar.   

UNCLASSIFIED /  SENSITIVE MATERIAL  

 

 

Of note, the highest surface contamination observed appeared to be in a rain water wash‐way, 

suggesting the potential for runoff and leaching of radioactive material.  Furthermore, this wash‐way 

leads down the mountain into the nearby village of Tall ar Ragrag with apparent irrigation systems 

stemming from this water source (see photographs A, B, and C). 

Recommendations for Future Actions 

The surface contamination present at Adaya merits immediate containment of the site by constructing a 

fence around the contaminated area.  Extensive excavation and core sampling efforts will be required to 

determine the extent of underground contamination.  Radioactive material should be removed from the 

site and stored in approved containers at radioactive waste facilities.  However, the procedures required 

to clear the site will require extensive planning and preparation working in coordination with the RPC 

regulatory body and the Ministry of Health. 

A health/risk assessment should be performed in the nearby village of Tall ar Ragrag to elucidate the 

extent to which the radioactive material at Adaya may be affecting the health of its inhabitants.  Water 

samples from wells, irrigation sources, and drinking water collected in the village need to be analyzed 

D E

F G

H I

UNCLASSIFIED /  SENSITIVE MATERIAL  for potential contamination.  Furthermore, biological samples (hair, blood, urine, etc.) should be 

collected from willing residents of the village and analyzed for radiation contamination and potential 

biological insult. 

We propose that the Ministry of Environment (Radiation Protection Center) designate 10 trained 

personnel to the sampling of village inhabitants and their water sources.  Training of scientists from 

MoST and MoEN conducted by our group in June 2008, April 2010, and October 2010 should provide 

qualified personnel for the objective to be met.  Specifically, we recommend that biological samples 

from a minimum of 75 residents should be collected over 4 days.  We recommend that a group from 

RPC collect samples from volunteer residents at Al Jesira on one of these days.  Due to the nature of the 

laboratory analyses, certain analytical tests are required to be performed within 24 hours of sampling, 

suggesting that a temporary laboratory (requiring electricity) be made available in the immediate 

vicinity of the sampling site for these initial analyses.  Subsequently, the remaining samples should be 

transported to the laboratory at the Radiation Protection Center in Baghdad for the completion of 

analysis.  Although Iraqi scientists from MoST and MoEN have been trained on the required analytical 

methods and techniques, oversight by individuals from our group is required both on site at Adaya and 

in the subsequent analysis at RPC in Baghdad. 

Laboratory analyses include the creatinine clearance assay, the Acridine orange assay, karyotype 

analysis, scanning electron microscopy of hair samples, inductively coupled plasma mass spectrometry 

(ICP‐MS) of urine and water samples.  Analysis of uranium concentrations in urine and water samples by 

ICP‐MS will verify exposure to uranium.  Since uranium is a nephrotoxin, negative effects are often 

observed as kidney dysfunction.  The creatinine clearance assay will determine the kidney function 

efficiency in the test subjects.  Any deficiency in creatinine clearance levels indicates kidney dysfunction, 

which may be attributed to uranium exposure.  Ionizing radiation at high doses is known to cause DNA 

damage.  The Acridine orange assay utilizes fluorescent microscopy of blood samples stained with 

Acridine orange to visualize micronucleus formation.  Significant increases in micronucleus formation 

indicate an increase in DNA double‐strand breaks (DNA damage).  Finally, scanning electron microscopy 

will be used to analyze the presence of specific elements both along and at the base of the hair.  The 

Iraqi scientists will be expected to provide all sampling and analysis equipment and supplies, including 

plate reader, creatinine clearance assay kits, functional fluorescent microscope, pipettes, pipette tips, 

sample tubes and bags, all reagents and buffers, etc.   

We recommend that the Iraqi scientists collect samples at the homes of the residents to ensure comfort 

and privacy of the residents.  Volunteers will complete health questionnaires and consent forms.  All 

human sampling will be performed in accordance to Texas Tech IRB number 502229, which permits the 

use of adult human subjects.  We recommend that RPC join forces with representatives from the 

Ministry of Health to assess the health of the volunteers and to determine if regular health assessments 

should be conducted in the village.  Samples will be transported to a temporary laboratory enclosure 

near the Adaya nuclear site.  This temporary laboratory will require electricity, refrigeration, and 

working benches/desks.  Within 24 hours of collection, the urine samples will be analyzed using the 

creatinine clearance assay.  The samples will then be prepared for transport to Baghdad where the 

acridine orange micronucleus assay will be performed at the laboratory at RPC.  The ICP‐MS and 

UNCLASSIFIED /  SENSITIVE MATERIAL  scanning electron microscopy analyses will be performed at Texas Tech University in Lubbock, Texas and 

the International Radioecology Laboratory in Slavutych, Ukraine.  These two analyses require very 

expensive and intricate equipment which are not available in Iraq. 

The RPC should work to install at least 12 groundwater sampling wells between the Adaya burial site 

and the village of Tall ar Ragrag.  The water sampling pumps recently purchased by RPC should be 

employed to conduct regular water sampling and analysis of the wells. 

We further recommend that the Ministry of Science and Technology commence with measures to fence 

the burial grounds, post signage warning of potential radiation hazards at the site, and plan for 

excavation of the hazardous materials at the site.  In preparation for excavation, a runoff diversion 

barrier should be constructed above the burial grounds to divert (not collect) water flow around the site. 

This barrier, although temporary, will require compacted rock and soil bulldozed to a height sufficient to 

curtail rainwater runoff for the duration of excavation (3 – 4 years).  Barriers should be designed below 

the site to collect and pool runoff to prevent scouring of topsoil transport of contamination toward the 

village.  Although these pools will probably not be sufficient to contain runoff from a major rainfall 

event, they should reduce the flow and erosion rates.   

We recommend that no active excavation of the site proceed until the area is prepared to prevent wind 

and water erosion and the work area has been established to deal with radioactive materials and 

possible emergency situations.  As such, a period of planning and preparation is required before 

remediation work can begin.   

The fenced area should not only contain the burial grounds, but also should be sufficiently large to 

accommodate: 

1.  Staging area for barrels and containers to be used for radioactive soil and rubble 

encountered at the site.  Also, over‐packing containers for contaminated barrels need to be 

housed. 

2. Sorting areas for staged characterization of rubble, scrap, and soil encountered at the site.  

Large concrete slabs would be best suited for this purpose to permit easy pickup by front 

loading machines. 

3. Stacking area for material cleared of radiation.  This material may be used to fill the site 

after closure of pits. 

4. Parking, turning, and movement areas for bulldozers, backhoes, cranes, and hauling trucks.  

Of course, the conditions of entry roads and movement areas must be examined to ensure 

that large, heavy equipment can readily traverse the areas.  Some gravel, compacted roads 

may need to be constructed. 

5. Office/break buildings, and areas for changing into protective clothing, storage of tools, 

personal protective devices, radiation detectors, should be accommodated. 

6. A staging area for emergency treatment in case of personal injury. 

7. A laboratory and data‐records building.   

8. Radioactive waste staging area for short term storage before being moved to storage sites. 

UNCLASSIFIED /  SENSITIVE MATERIAL  We recommend that water trucks with spray diffusers be used to reduce dust dispersion during 

excavations and transfer of materials.  Personnel should wear Tyvek coveralls, boot covers, head covers, 

and respirator masks during excavations.    

After the work site has been secured and prepared we recommend the following sequence of tasks: 

1.  The rubble and burial area should be walked by persons about 2 meters apart, scanning and 

looking for signs of radiation and equipment/piping.  All radioactive areas should be marked 

with flagged stakes and the GPS coordinates and radiation readings noted.  This walk‐through 

should progress slowly to give thorough coverage.  The entire burial/rubble site should be 

covered. 

2. All exposed barrels, scrap metal, equipment, and contaminated soil should be removed from the 

exposed surface.  Contaminated materials should be transferred into appropriate containers 

and moved to a waste storage area.   

3. After all obvious exposed contamination has been removed, the next step will be to remove all 

overburden of dumped rubble on the site.  The removal of mounds of rubble should proceed in 

spatially organized steps.  Areas approximately 10m x 10m would be dug using front‐loaders.  

The material will be spread onto the staging areas where teams would carefully scan all material 

for radiation (primarily alpha meters).  Material free of contamination may be piled in a set‐

aside region to be used later as filler material.  All waste would be transferred to 

barrels/containers in the waste area.  Samples of each mound would be taken for more detailed 

laboratory analysis. 

4. The inspection of each 10m x 10m section would progress until all of the rubble and soil 

overburden has been eliminated. 

5. At this point the site should be free of all surface material and excavations are ready to proceed.  

Again, the site should be excavated in sections (possibly about 10m x 10m).  We have seen 

barrels at about 2.5 meters depth and suggest that excavations be performed at 3 meters depth. 

6. Barrels encountered should be carefully extracted (using claw‐hand lifter) and placed into an 

over‐pack container.  GPS coordinates of each barrel should be noted.  Barrels may then be 

moved to the temporary storage site and partially opened to sample contents and estimate the 

volume of material.  Metal, pipes, and other contaminated materials should be handled in a 

similar manner. 

7. Soil around each contaminated container should be sampled and measured to ensure that all 

spillage has been recovered.   

8. Soil from the dig sites should be examined by the characterization teams in the same manner as 

before at the staging/sorting areas. 

9. The large waste tanks at Al Jesira should be considered as a secure site for temporary storage of 

contaminated barrels and materials from Adaya.   These tanks may be used until a site for 

permanent storage can be identified. 

10. No refilling of the excavation area should be done until the entire region has been cleared.  

After all excavation has been competed then core samples should be made throughout the area 

to determine if uranium compounds have moved deep into the soil.  If so, further excavation 

may be warranted. 

 11. C

th

12. Th

bo

fi

13. Th

re

The graph

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

ontinuous sa

he excavation

he excavated

ottom should

lled with clea

he area shou

einforced and

hic below sho

UNCLASS

mpling of wa

ns and for two

d area is ready

d be filled wit

ared rubble an

ld be leveled 

d left in place

ows a possible

SIFIED / 

ter flow area

o‐three years

y for filling aft

h about 30cm

nd soil.  The s

and shaped t

. 

e depiction of

 SENSITI

s and collecti

s afterward. 

ter the soil ha

m of chat ove

soil should be

to prevent er

f the layout o

IVE MAT

ion areas sho

as been clear

rpacked with

e compacted t

osion.  Divers

of the work sit

TERIAL 

ould be condu

ed by the reg

 compacted c

to prevent ra

sion barriers s

te. 

ucted through

gulator.  The 

clay, and the 

pid erosion.  

should be 

hout 

area 

 

UNCLASSIFIED /  SENSITIVE MATERIAL  Timeline of Work Activities 

 

 

Wednesday – Thursday, 18 – 19 May 2011Portable buildings transported to Adaya dump site.  Ground leveledand generators attached.  Area fenced.  Site should be about 300 meters from  dump site.

Sunday, 22 May 2011Lab equipment installed  in lab buildings. Preparations made for sampling.Heavy digging, lifting, and hauling equipment moved to site.

Monday, 23 May 2011RPC/MoST team collect blood, urine, hair samples in Tall ar RagragConsent forms and Health SurveysSamples transported to laboratory for preparationWater and soil samples collected in and around the village.

Tuesday, 24 May 2011RPC/MoST team collect blood, urine, hair samples in Tall ar RagragConsent forms and Health SurveysSamples transported to laboratory for preparationWater and soil samples collected in and around the village.

Wednesday, 25 May 2011RPC/MoST team collect blood, urine, hair samples in Tall ar RagragConsent forms and Health SurveysSamples transported to laboratory for preparationWater and soil samples collected in and around the village.

Thursday, 26 May 2011RPC/MoST team collect blood, urine, hair samples in Tall ar RagragConsent forms and Health SurveysSamples transported to laboratory for preparationWater and soil samples collected in and around the village.

UNCLASSIFIED /  SENSITIVE MATERIAL  Support from the U.S. Government 

Support for the recommended actions will require assistance from the U.S. government.  The needs 

requested are as follows: 

‐ Transportation to and from the Adaya site on four separate days. 

‐ On‐site security. 

‐ Housing/life support at PRT Ninewah. 

‐ Temporary laboratory facility at the Adaya site (equipped with electricity, refrigeration, and 

bench/desk space). 

‐ Generators to power the required laboratory equipment. 

‐ On‐site uranium analytical equipment ($80,000). 

Although we request that the sampling and laboratory supplies be provided by the Iraqi ministries 

(MoST and MoEN), the role of TTU/CERS/SNL in this project are contingent upon extension of our 

current contract (DOS/ISN/NESS) throughout the projected time until completion (3‐4 years).