Ядерный топливный цикл: Подземные ядерные взрывы. Что уничтожали "мирными" ядерными взрывами

Первые два взрыва, на поверхности земли и под ней на глубине 5 м, состоялись в ходе операции Buster-Jangle 19 и 29 октября 1951 года. Тогда исследовался поражающий эффект от воздействия таких взрывов. Первым "настоящим" подземным испытанием был Plumbob Rainier - 19 сентября 1957 года на глубине 290 м подорван заряд в 1.7 кт. В сентябре 1961 - апреле 1962 прошла первая "подземная" операция Nougat. В СССР первое подземное испытание состоялось 11 октября 1961 года. С 1962 года дальнейшие испытания происходили исключительно под землей.

Образование кратера.

В результате подземного взрыва возможны различные варианты образования кратера, в зависимости от глубины залегания и мощности заряда. Например, при большой мощности заряда может появляться классический воронкообразный кратер.
Испытание Sedan, США 1962 год. Глубина - 200 м, мощность - 104 кт. Взрыв извлек около 8 миллионов тонн грунта, образовав кратер 410 м шириной, 100 м глубиной.

Испытание в СССР Чаган, 1965 год. Глубина - 178 м, мощность - 140 кт. Кратер диаметром 408, глубиной 100 метров. На месте кратера позднее образовалось озеро.

Либо может появится кратер из просевшего грунта, если глубина залегания окажется достаточно большой.
Взрыв на поверхности земли образует очень небольшой кратер, в основном за счет спрессовывания земли ниже эпицентра. В этом случае большая часть энергии рассеивается в атмосфере, за счет ее отражения от земли. Уже при небольшой глубине взрыва образуется больший и более глубокий кратер. Это происходит из-за отражения части энергии от верхних слоев грунта и выбросу размельченной земли горячими газами вверх и в стороны от воронки.

От глубины залегания зависит и количество грунта, выброшенного из кратера. С ростом массы подбрасываемой вверх земли уменьшается горизонтальная составляющая скорости ее движения, т.о. большая часть грунта опадает обратно в кратер. На некоторой глубине, называемой оптимальной глубиной залегания (ОГЗ), достигается наилучший компромисс между выбросом и возвратом грунта - тогда кратер достигает максимальной глубины. Глубина такого залегания находится в зависимости от типа почвы и колеблется для заряда в 1 кт от 50 м для осадочных пород до 43 м для каменистой почвы.

Развитие взрыва на ОГЗ проходит следующим образом.

Изначально формируется начальная полость и ударная волна распространяется к поверхности и во все стороны. Как только она достигает поверхности, земля немедленно начинает подниматься вверх и начинает тут же тормозится под влиянием гравитации. Так как поверхность земли находится под атмосферным давлением, давление в ударной волне падает практически до нуля и в землю уходит волна разряжения. Двигаясь в земле, волна разряжения создает в ней напряжение до тех пор, пока не превысится порог прочности грунта, тогда пласты его отделяются и взлетают вверх.

Для взрыва Sedan ударная волна достигла поверхности через 240 мс, к этому времени ее скорость снизилась до 32 м/с, полость в это время расширилась до радиуса 55 м. Волна разряжения достигла полости через 450 мс после взрыва.
Сброс давления совместно с прохождением волны разряжения позволяют раскаленному газу в полости взрыва ускорить свое расширение. Давление газа через 1.3 с прекращает оседание почвы и приводит к ускорению ее до скорости 40 м/с в течении 2 с. Несколько сотен миллисекунд позднее купол земли растягивается до своего предела и измельчается, позволяя газам под большим давлением заполнить себя. Еще через несколько сотен миллисекунд газы выходят из купола, увлекая за собой измельченную землю, образуя видимый взрыв. Через несколько секунд подлетевшая вверх почва начинает осаждаться вниз, обратно в воронку, остальной грунт продолжает подниматься высоко вверх. Наибольший кратер образуется когда измельчение и газовое расширение вносят равные вклады или из-за свойств почвы преобладает расширение газа.
Взрыв на больших глубинах может не вызвать выброса грунта из кратера, дело ограничивается лишь поднятием почвы на краях кратера либо образованием просевшего кратера.

Существенное влияние оказывает здесь тип и структура грунта. При осадочных и песчаных породах, на определенных глубинах, поверхность земли остается вообще неизмененной. Если взрыв происходит в скальных породах, находящихся под слоем песка, то полость, образовавшаяся после взрыва, заполняется, оставляя на поверхности просевший кратер. Возможна и обратная ситуация, когда плотно утрамбованные скалы разрушаются и увеличиваются в объеме, образуя на земле холм из каменной крошки.
Дальнейшее увеличение глубины способствует поглощению выделившейся энергии и уменьшает образование шахты из измельченного грунта. Во время взрыва образуется полость, раскаленная до нескольких тысяч градусов. В это время на поверхности возникает небольшой холм. В течении 5-10 минут температура падает до тысячи градусов, давление внутри полости уменьшается, и полость засыпается землей, холм при этом может осесть и смениться просевшим кратером.

На больших глубинах поверхность земли не может внести вклад в образование полости, поэтому она получается круглой и симметричной. Примерно после 1 мс, полость раздувается до 10 м, сбрасывая давление до миллиона атмосфер. После этого происходит разделение границ полости и фронта ударной волны (она уходит вперед со скоростью 5 км/с). Расширение продолжается до тех пор, пока давление газов не уравняется с давлением в окружающих скалах (для глубины 800 м это примерно 45 м). Температура к тому моменту снижается до нескольких тысяч градусов и внутри находится значительный слой расплавленных скал, в котором остается большинство труднолетучих радиоактивных изотопов.

На средних глубинах давление, развиваемое верхними пластами, ограничено, что позволяет ударной волне образовывать большое количество раздробленных скал, имеющих больший объем по отношению к цельным пластам. Таким образом, измельченная порода засыпает первоначальную полость до тех пор, пока это увеличение объема не сравняется с объемом исходной полости. Если взрыв в таких условиях производится на небольшой глубине, на поверхности образуется поднятие. Дальнейшее углубление места нахождения заряда ведет к появлению просевшего кратера. При некоторой критической глубине количество увеличившейся в объеме земли будет соответствует размеру полости. Еще глубже все изменения останутся внутри земли. Растет давление вышележащих скал и из-за этого размеры шахты из раздробленного камня сокращаются. Наконец, глубоко под землей, остается лишь сферическая область, заполненная обломками породы.

Обычно, образовавшиеся внутри земли полости долго не существуют и довольно быстро засыпаются верхними слоями грунта. Однако бывают и исключения из этого, как эта, оставшаяся после теста Nougat Gnome (3 кт, 380 м).

Проникающие в землю бомбы.
Для уничтожения хорошо укрепленных подземных объектов (ракетные шахты, бункера) взрыв в воздухе малопригоден. Так, при мощности 20 кт и высоте 30 м, образуется кратер лишь 2 м глубиной. Подобный же взрыв, но на глубине десяти метров создаст кратер сорокаметровой глубины. Подземный взрыв, даже произведенный на небольшой глубине, передает почти всю свою энергию в ударную волну в земле.
Ясно, что для проникновения в землю, бетон корпус бомбы должен быть длинным, узким и очень твердым. Начинка бомбы тоже должна обладать изрядной прочностью, чтобы не разрушится от перегрузок при ударе. Пушечная урановая схема построения заряда очень хорошо приспособлена к этим требованиям, имея маленький поперечный диаметр и будучи устойчивой к сильным ударам. Это главная область применения пушечного дизайна, использованная в проникающих бомбах Mk-8 "Elsie" и Mk-11.
В настоящее время в США находятся на вооружении термоядерные проникающие бомбы B61-11. Созданные на основе заряда B61-7, помещенного в прочный стальной корпус. Глубина их внедрения в землю - 6-7 метров.

Подземные ядерные взрывы проводятся в мирных целях для исследований, несмотря на то, что проводят их военные. Это требуется для научных изысканий и мировые державы нередко выбирают для своих испытаний специально подготовленные полигоны за их пределами. За все время было совершено . Однако когда же был произведен самый мощный подземный ядерный взрыв в истории?

Как проводились испытания на Амчитке

Сильнейший в истории взрыв под землей был проведен осенью 1971 года – 6 ноября. Это произошло на Аляске на Алеутских островах. Полигоном для испытаний стал необитаемый остров Амчитка. Мощность заряда, который был использован тогда, составила 5 мегатонн. Целью учений стали исследования сейсмических эффектов, которые проводятся в природе без участия человека.

До проведения самого мощного подземного взрыва остров использовался как площадка для ряда предварительных сейсмических исследований подобного рода. Сама Амчитка, где произошло столь знаменитое событие, является крупным надводным хребтом. Ширина острова в самой крупной части составляет 6 км. Он имеет вытянутую структуру, а длина его достигает 68 км. В самом центре массива нет лесной полосы, так как здесь гористая местность. Лишь на восточном побережье можно найти растительность тундрового типа. Также там имеются мелкие водоемы и холмы, покрытые мхами. Именно по этим причинам ученые выбрали данную местность для проведения эксперимента.

Сам остров был открыт в 1741 году Витусом Берингом. Тот дал ему название в честь святого Макария. Следы пребывания человека на данной территории наблюдались, как минимум, 2,5-тысячелетней давности. На момент открытия там также проживали люди. Это было племя алеутов, которые переселились из родных мест в 1832. Во владения Соединенными Штатами Америки остров перешел в 1867 году, когда была продана Аляска.

Первый, самый мощный за историю, подземный ядерный взрыв на данной территории был проведен в 1965 году. Ядерные испытания здесь планировались три раза, последним из них и стал самый мощный, который произошел в 1971 году. Он получил название «Кенникин». После этого военные пребывали на острове еще два года и покинули остров в 1973 году и на территории далее работали только ученые.

Как был проведен самый мощный в мире подземный ядерный взрыв

Главной целью проведения мероприятия было стремление изучить особенности сейсмических волн, а также различия между теми, которые вызваны искусственно и возникшими естественным путем. Также необходимо было получить представления о последствиях, что вызывает сверхмощный ядерный взрыв, проведенный под землей. Результатом эксперимента стало землетрясение, которое можно оценить по шкале Рихтера в 6,8 балла. Грунт, находящийся на поверхности земли, поднялся на высоту до 5 метров практически по всей поверхности воздействия. На береговой линии произошел ряд обвалов, что не привело к кардинальному изменению ее очертаний, но заметно изменило состояние почвы. Практически по всей площади острова, что составляет более 300 километров, были сдвиги земляных пластов.

Но это лишь последствия, которые касаются самого острова. Ведь крупных трагедий здесь не должно было произойти, так как он необитаем. В то же время обзор дикой природы, проводящийся в окружающих местах показал, что в результате взрыва в Беринговом море было обнаружено более двух тысяч погибших тюленей. Такого результата не предрекали даже самые смелые ожидания комиссии атомной энергетики, что составляла предварительные расчеты. Это говорит о том, что последствия взрыва 5-мегатонной бомбы под землей оказывают более разрушительное воздействие, чем разрыв 100-мегатонной бомбы на поверхности.

Стоит отметить, что перед началом испытаний активисты проводили акции, чтобы запретить взрывы на Амчитке. Именно они стали родоначальниками ныне знаменитой организации Гринпис. Во время протеста против проведения ядерных испытаний одной из основных идей запрета было загрязнение окружающей среды различными радиоактивными продуктами, которые остаются после эксперимента. Также была боязнь, что взрыв такой мощности вызовет сильные землетрясения, а те в свою очередь станут причинами появления приливных волн. Таким образом, на всем тихоокеанском побережье могла образоваться экологическая катастрофа. Активисты приняли решения поплыть к острову во время проведения испытаний, чтобы привлечь внимание общественности и помешать планам военных. Судно, на котором находились люди, носило название «Гринпис», послужившего наименованием всемирно известной организации.

Вклад Гринпис в сохранение экологии

Несмотря на то, что все действия активистов так и не увенчались успехом в этом случае, они смогли добиться запрета на проведение других ядерных испытаний на острове. Действительно, в дальнейшем на этой территории не было произведено ни одного взрыва. Во время испытаний судно находилось более чем в 1,5 тыс. км от места проведения. Попытка помешать столь крупной акции стала сенсацией для многих людей, которые впоследствии поддержали это движение. Все протесты экологов привели к тому, что в Соединенных Штатах Америки запретили ядерные испытания на всех островах, которые находятся в районе Амчитки. Сегодня остров отдан под птичий заповедник.

Таким образом, самый мощный подземный ядерный взрыв стал одной из причин появления «Гринпис». больше не проводились, так как ученые оценили всю опасность проведения подобных мероприятий. Поэтому, даже спустя более 40 лет, более мощных подземных взрывов не проводилось ни в одной стране. Если увеличивать объем разрушений, то есть вероятность вызвать большие природные катастрофы, которые повлияют на мирное население, не говоря уже об уроне для природы и загрязнении окружающей среды продуктами ядерной деятельности.

«Мирный атом» - это не только атомные электростанции, дающие электричество. В 1950–80 гг. было проведено более 150 «мирных» промышленных взрывов: для создания водохранилищ и каналов, стимулирования источников нефти и газа, тушения пожаров и даже поворота рек вспять. Почему впоследствии правительства США и СССР отказались от этой идеи, рассказывает Кирилл Размыслович.

Интересно раньше было время. Можно было . Или втайне. Или всерьез рассматривать идею взорвать заряд на Луне. Или даже использовать силу атома в мирных целях.
Идея выглядела вполне разумной: берем ядерную бомбу (или много ядерных бомб) - и взрываем ее для того, чтобы скажем проложить канал, создать искусственный водоем, дамбу, разрушить айсберг, добыть побольше нефти, получить подземное хранилище... я думаю, вы поняли принцип. Считалось, что такое использование позволит сэкономить массу усилий и времени при относительно небольших издержках. Так что нет ничего удивительного в том, что такие взрывы действительно проводились, причем в весьма больших количествах.

США

Американцы задумались о мирном применении ядерного оружия где-то в 50-х. Как обычно, было предложено множество мега-проектов того, на что можно было бы пустить силу атома. Один из них предполагал использование ядерных бомб для расширения Панамского канала, или создания альтернативы ему - т. н. «атомного канала», который бы проходил через Никарагуа. Другой, за авторством Эдварда Теллера предполагал строительство искусственной гавани на Аляске, что потребовало бы взрывы пяти водородных бомб.

По непонятной причине, местному населению не очень понравилась эта идея и в итоге затею вскоре благополучно похоронили.

Существовал также проект создания канала, который бы заполнил впадину Каттара водами Средиземного моря. В свое время эту идею активно продвигали американцы в качестве альтернативы Асуанской плотине. В 1964 году к проекту подключился добрый немецкий инженер Фридрих Басслер, который предложил использовать 213 полуторамегатонных бомб чтобы создать 80 километровый канал.

В этом канале были бы установлены турбины гидроэлектростанции. Поскольку площадь котловины составляет 20 000 км2, считалось что вода из нее будет испаряться быстрее, чем она будет наполняться, что обеспечило бы бесперебойную работу сооружения в течении многих десятилетий.
Так что нет ничего удивительного в том, что вскоре начались испытания, призванные оценить, насколько реально использование данной технологии. В историю они вошли под названием операция Плаушер (или можно сказать операция Плуг - названием явно выбиралось со смыслом). В 1962 году на полигоне в Неваде было произведено испытание Седан, в ходе которого на глубине 194 метров была взорвана 104 килотонная бомба. В результате взрыва, было выброшено 11 миллионов тонн грунта и образовался кратер глубиной 100 метров и диаметром около 390 метров, который ныне входит в реестр исторических мест США.
И все бы ничего, но взрыв был совсем не таким чистым, как ожидалось: образовалось облако, разнесшее радиоактивные осадки по всей стране. Это стало большим ударом по позициям тех, кто предлагал использование ядерных бомб для создания инженерных сооружений.
В рамках операции Плаушер также исследовался вопрос о том, можно ли использовать ядерное оружия для интенсификации нефте- и газодобычи. Идея заключается в том, чтобы с помощью ядерного взрыва разорвать пласт и увеличить приток добываемого флюида (газа, воды, конденсата, нефти либо их смесь) к забою скважины.
Всего было проведено три испытания - первые два (1967 и 1973 год) показали, что ядерный взрыв действительно может поспособствовать увеличению добычи. Однако получавшийся таким образом газ содержал повышенный уровень радиации. Несмотря на все уверения компаний о том, что использование подобного газа не опасно для здоровья, и его радиоактивность после очистки будет превышать естественный фон всего на 1%, вскоре стало понятно, что у радиоактивного газа в США нет абсолютно никаких коммерческих перспектив.

В 1973 году было проведено третьей и последнее испытание в этой серии, в рамках которого на глубине 2 километра были взорваны три ядерных заряда. Оно завершилось неудачей - во-первых, газ все еще был радиоактивным, а во-вторых, образовавшиеся полости не соединились, как планировалось, и стимулировать газодобычу не удалось.

Этот взрыв стал последним в серии мирных в США. Всего в период с 1962 по 1973 было проведено 27 испытаний, в рамках которых было взорвано 33 ядерных устройства. Выводы были неутешительны: несмотря на все усилия, взрывы приводили к слишком большому радиоактивному загрязнению как непосредственно самого места детонации, так и окружающих районов из-за чего использование ядерных бомб для каких-то инженерных работ было неприемлемо. В 1977 году операция Плаушер была окончательно закрыта.

СССР

Что касается страны Советов, то пускай там начали проводить мирные (или как их называли промышленные) взрывы позже, чем в США, зато в отличии от заокеанских товарищей этот процесс был поставлен на весьма широкую ногу. Они проводились в рамках
т. н. Программы № 7.

Первым советским промышленным взрывом стало испытание Чаган, проведенное в Казахстане в 1965 года. Его целью было создание искусственного водохранилища для нужд сельского хозяйства и орошения полей. Взрыв 170-килотонной водородной бомбы привел к образованию вороник диаметром 430 метров и глубиной 100 метров. После этого был создан канал, который соединил русло реки Чаган с этой воронкой. Так на свет появилось озеро Чаган, также известное как «атомное озеро».

Soviet nuclear test. Chagan. Atomic Lake

Купающийся в атомном озере человек - министр среднего машиностроения Ефим Славский. Хороший пиар, как бы сейчас сказали.
Я думаю, что мне не стоит говорить, почему из ядерной воронки вышло не самое лучшее водохранилище. Даже по состоянию на 2000 год уровень радиации на берегу превышал естественный фон в 60 −200 раз в зависимости от конкретного места.
Особым советским ноу-хау стало использование ядерных бомб для ликвидации горящих газовых скважин. В 1963 году на месторождении Урта-Булак в Узбекистане произошла авария в результате которой вспыхнул 70-метровый факел. Попытки потушить его обычными средствами провалились. Шутка ли, за сутки там сгорало 12 миллионов кубометров газа.
В итоге, чтобы погасить факел, было решено использовать последнее средство. К каналу скважины была пробурена наклонная штольня, в которую на глубине 1500 метров был заложен ядерный заряд. Через 23 секунды после детонации горевший 1064 дня факел наконец погас.

Но этот успешный случай на мой взгляд все же скорее является исключением. Например, попытка в 1972 году потушить горящее месторождение в Харьковской области окончилась провалом - его потушили позже уже традиционными способами. В 1981 году была предпринята попытка потушить Кумжинское месторождение - однако вместо ликвидации аварийного выброса произошло размножение мест разрывов пород и мест выбросов конденсата. После этого месторождение законсервировали, выход газа со дна наблюдается до сих пор.

В рамках эксперимента «Сай-Утёс» в 1969 - 1970 году в Казахстане было проведено три подземных термоядерных взрывов, с целью «образованием провальных воронок, не связанных с полостью взрыва» с целью создания водохранилищ. Однако, пускай в двух случаях из трех воронки и были созданы, однако в итоге это не было успехом - трещиноватость полученных горных пород привела к тому, что вода в воронках не задерживалась.

В 1971 году в Пермской области был произведен тройной ядерный взрыв (проект «Тайга»), целью которого была как отработка технологии так и собственно начало создания Печоро-Камского канала. Всего для его строительства планировалось использовать 250 ядерных бомб. Однако по результатам этого испытания выяснилось, что канал таким образом создать не удастся, и потому проект был быстро свернут. Помимо солидной остаточной радиации, на месте взрывов остались три неиспользованные скважины и куча легенд о забытых там ядерных бомбах.

Закончилась неудачей и попытка создать плотину в Якутии. Планировалось провести восемь ядерных взрывов, которые должны были вспучить землю, однако уже первое испытание (1974 год) привело к аварийной ситуации и от идеи отказались, а воронку позже от греха подальше засыпали.

Ряд взрывов был направлен на создание подземных хранилищ - но и с ними тоже все было не слишком гладко. Например, в 1980 - 1984 годах в Астраханской области было произведено 15 подземных ядерных взрывов (проект «Вега») - однако уже через пару лет, 13 из созданных таким образом хранилищ стали уменьшаться в объёме. Уже через год всего 7 из них находились в эксплуатации, а вскоре использование остальных тоже прекратилось. Предполагалось, что границы оставшихся после взрывов полостей должны были остеклениться, однако в них судя по всему проникли воды, которые вначале растворили радиоактивные остатки, а затем стали выходить на поверхность.

Попытка создать таким же образом хранилища газоконденсата на Таймыре тоже не увенчалась успехом - подземные полости оказались меньше расчетных и в результате так и не использовались.

В 1979 на донбасской шахте «Юнком» был взорван заряд мощностью 0.3 килотонны с целью снять напряжения в угольном массиве и тем самым повысить безопасность шахтеров. Мнения по поводу, привел ли взрыв хоть к какому-то позитивному эффекту, расходятся.

Последний взрыв по Программе № 7 в СССР был произведен в 1988 году. В 1989 году был введен мораторий на все испытания. В целом, из всей советской мирной ядерной программы наибольшую отдачу при наименьшем риске для окружающей среды принесли взрывы, использовавшиеся для сейсморазведки и интенсификации нефтедобычи. Попытки же создать что-то с помощью ядерной бомб, использовать ее в инженерных целях были не слишком успешными с практической точки зрения - и я уж не говорю про многочисленные случаи, когда в ходе этих самых мирных взрывов случалось серьезное радиоактивное загрязнение местности.
Это конечно банально, но на мой взгляд причина этого весьма проста: все же ядерная бомба создавалась с целью уничтожения людей, а отнюдь не как тонкий инструмент для созидания и обустройства мира к лучшему.

Кирилл Размыслович

Обещали рассказать – выполняем, принося извинения за долгую паузу. Долго размышляли, как поступить правильно: сразу перейти к рассказу о подземном ядерном взрыве «Гном» или начать с небольшого предисловия о самой идее подземных ядерных взрывов, о том, откуда она взялась и как она развивалась. Решили, что без предисловия не все будет понятно, но вот объем этого предисловия оказался размером в отдельную заметку. Но история действительно интересная – «угощайтесь»!

Давайте сначала несколько слов о том, что за зверь такой этот самый «ПЯВ» – подземный ядерный взрыв, кто его придумал и зачем он понадобился. Впрочем, чего уж тут: если слышим слова «ядерный взрыв» – значит, речь про военных. Ну, любят они «бабахнуть», причем любовь эта давняя и самозабвенная. С той поры, как порох изобрели – бабахают так бабахают, спасу нет. Конечно, дела военные – не совсем тема нашего сайта, но уран, который, как известно, всему голова, таков, каков он есть: одновременно и топливо, и оружие, поэтому немножко рассказать о военных ПЯВ стоит.

Под землю со своими ненаглядными «ядрен-батонами» военные полезли не от хорошей жизни, а из-за военных же причин. Первый ядерный взрыв в истории человечества состоялся 16 июля 1945 года: в этот день американцы взорвали плутониевую бомбу мощностью в 21 килотонну в пустыне Аламогордо, штат Нью-Мексика, операция Trinity – Троица. Ученые Манхэттенского проекта к такому событию подошли весьма ответственно: взрыв отслеживался всеми доступными на тот момент средствами и приборами. Ученые наблюдали за взрывом, а генералы – за учеными, и господа военные зафиксировали: эти яйцеголовые могут фиксировать факт взрыва с весьма значительных расстояний. Прошло совсем немного времени, и фиксирующая аппаратура уже размещалась на самолетах-разведчиках. К примеру, о взрыве нашей РДС-1 в августе 1949 года американцы узнали уже через сутки, при этом они смогли получить данные о типе бомбы, ее мощности и прочих характеристиках.

Гарри Трумэн, президент США (1945-1953), Фото: http://archive.vod.umd.edu/

Президент США Трумэн «презентовал» информацию о нашем первом испытательном взрыве на весь мир спустя пару недель:

«Советы справились с созданием ядерного оружия, какая досада».

Скорость озвучки обескуражила товарища Сталина, но физики из Спецпроекта объяснили, что никакие шпионы по лабораториям и по полигону не бегали, что эта информация была получена научно-техническими методами. Соответственно, для наших физиков и военных это тут же и стало стартом программы быстрого развития систем контроля и наблюдения: если американцы могут фиксировать наши ядерные испытания, мы обязаны ответить зеркально. События тогда развивались многократно быстрее, нежели сейчас, причем настолько, что нельзя отделаться от предположения о том, что люди, вооруженные арифмометрами и логарифмическими линейками, соображали в десятки раз быстрее нынешних обладателей невероятных гаджетов. Уже в 1951 году удалось уверенно зафиксировать надземный ядерный взрыв на Семипалатинском полигоне с расстояния в 700 км – полтора года и Советский Союз фактически получил новый вид «войск» – Службу Специального Контроля. Организационно ССК была оформлена как структурное подразделение ГРУ приказом министра обороны Р. Я. Малиновским 13 мая 1958 года.

Американские военные особо не сомневались в том, что СССР сможет фиксировать воздушные и наземные ядерные испытания – а, следовательно, получать массу информации, которая мгновенно перестанет быть секретной. Потому они, собственно говоря, и полезли под землю – первый ПЯВ был произведен ими 29 ноября 1951 года. Для тех, кто верил тогда и верит сейчас в то, что по ту сторону океана обитают исключительно миролюбивые эльфы с добрыми глазами, информация от работников Пентагона, разумеется, звучала куда красивее. Ну, вот так, например:

«ПЯВ проводятся только и исключительно с целью предотвращения распространения радиации, недопущения радиоактивного заражения окружающей среды».

Участники секты эльфопоклонников могут верить подобного рода текстам и дальше, реалисты же прекрасно понимают: да плевать хотели вояки на любые заражения, им просто надо было максимально соблюдать режим секретности, не более того.

Да, сейсморазведка развивалась семимильными шагами, но она дает информацию только о мощности взрыва – конечно, если все сделано достаточно аккуратно и радиоактивные вещества, образовавшиеся при подрыве, остались под землей. Почему написано «достаточно аккуратно»? Так, извините, речь ведь об американцах, а то, как у них замечательно-безошибочно развиваются различные направления их атомного проекта, мы в курсе.

Ну, и чтобы закончить «военный рассказ» – немного статистики. ПЯВ в массовом количестве производили только два государства – США и СССР, значительно позже со считанными взрывами подтянулись Индия и Пакистан, Англия и Китай, а в настоящее время, плюя на все международные договоры, этим регулярно занимаются только неистовые северные корейцы. Но «все прочие» особой погоды не делали, а вот американцы под землей навзрывали на 38,35 мегатонн в тротиловом эквиваленте, Советский Союз – на 38,0 мегатонн. Паритет по мощности не означал равного количества взрывов: нашенских было в 1.5 раза меньше. Вот на этих цифрах обзор чисто военных ПЯВ мы и прекратим, прочие подробности интересующиеся вполне могут найти самостоятельно. О мораториях, о договоре, запретившем испытания в космосе, в воздухе, на земле и под водой, о том, как появился договор, запретивший всем его участникам вообще любые испытания. Большая, интересная тема – вот только не для Геоэнергетики.

Подготовка, Фото: bbc.com

Собственно, что такое ПЯВ? Роют шахту диаметром под боезаряд, глубиной, как правило, от 200 до 800 метров. В шахту опускают заряд, поверх него организовывают пробку из супычих материалов (галька, песок и пр.), над пробкой размещают всевозможную измерительную аппаратуру, где-то в стороне, на безопасном расстоянии – пункт управления. Рванули, измерили все, что было необходимо, все просто и со вкусом. Остается только понять, что же происходит под землей.

Испытание, Фото: bbc.com

Взрыв приводит к испарению подземной породы, в результате чего полость, в которой располагался ядерный заряд, заполняется перегретым радиоактивным газом. Затем, по мере падения температуры, на дне полости скапливается расплавленная горная порода. Еще через несколько часов, с падением температуры и давления, полость проваливается, на поверхности появляется кратер. Это – если очень коротко, без особых подробностей. Вот только подробности настолько «вкусные», что стоит их чуточку приоткрыть.

Последствия, Фото: bbc.com

Да, еще один момент. Советская эпоха, помимо всех прочих побед, свершений и недостатков имела еще одну характерную особенность. Назовем ее условно «суконный язык»: подчеркнуто сухой, не содержащий никаких даже признаков эмоциональной окраски того, что описывается. Вот вам – для ностальгии – замечательный образец.

«К моменту завершения процесса энерговыделения вся энергия сосредоточена в газе. При ядерном взрыве обычно в состав газов включают собственно продукты детонации прореагировавшего ядерного горючего и испарившиеся части зарядного устройства. Большая часть этих газов представляет пары различных металлов и других веществ с высокой температурой конденсации. Начальные термодинамические параметры продуктов детонации при ядерном взрыве обладают более высокими уровнями, чем при взрывах химических ВВ. Температура достигает нескольких миллионов кельвинов, давление – десятков тысяч ГПа.»

Теперь то же, но нормальным языком. При взрыве ядерного заряда, который затолкали под землю, в радиоактивный газ превращается не только уран или плутоний, но и вся оболочка, внутри которой он располагался. Температура взрыва – несколько миллионов градусов заставляет мгновенно испариться еще и несколько метров (в зависимости от мощности заряда) горных пород вокруг заряда. Вот просверлили, к примеру, гранит – он станет газом, причем в считанные доли секунды. И по той породе, которая находилась чуть дальше, лупят все поражающие факторы ядерного взрыва, а ударная и тепловая волна многократно усиливаются дополнительным объемом вот такого газа. Порода вокруг заряда не колется, не рассыпается в песок – она просто испаряется. Красиво, правда? Этот тепловой удар сопровождается и всеми прочими прелестями – гамма-излучением, электромагнитным импульсом, лучистой энергией… Или тем же суконным языком:

«…при ядерном взрыве имеют место такие своеобразные эффекты, как радиоактивное последствие, ионизация, химическое преобразование веществ и минералов, испарение и плавление и разогрев пород, интенсивная дезинтеграция минералов и пород, разрушение или изменение значительных участков пород и массивов».

Особенно прелестно звучит «интенсивная дезинтеграция минералов и пород», не так ли? Порода и минералы превратились в раскаленный до миллионов градусов радиоактивный газ, еще часть твердых пород расплавилась и потекла ручьем – это у нас, блин, «интенсивная дезинтеграция». Ладно, «дезинтегрировали», а дальше что?

«Далее взрывная волна представлена волнами сжатия и сейсмической… При ядерном взрыве может иметь место накопление и образование нежелательных или опасных концентраций вредных веществ, сохраняющих свою токсичность в течение длительного времени и в точке взрыва, и в региональном и в глобальном плане в зависимости от технологии производства взрыва и от технологии использования его эффектов в различных технологических цепочках. Это обстоятельство требует внимательного учета взрывного последействия во всех областях использования ядерно-взрывных технологий.»

Снова перевод с русского на русский: под землей накапливаются самые разные радиоактивные газы, которые норовят по трещинам породы просачиваться на поверхность, переходить в грунтовые воды – это и предлагается «внимательно учитывать». Каким образом? Как предотвратить риск подобного распространения? Ответов нет, но итог всех этих «суконных» рассуждений» – вот такой:

«с помощью единичных или небольшого количества ядерных взрывов могут создаваться крупные, иногда весьма сложные объекты технологического использования: подъемные емкости, укрупненные скважины, подземные перколяторы, магазины руды, выемки, насыпи и т.п. … Использование ядерных взрывов в народнохозяйственных целях требует разработки соответствующих технологий, включающих в себя собственно технологические процессы, аппаратурно-машинные комплексы и организационно-управленческие компоненты.»

«Народнохозяйственные цели» – прелестно звучит, не так ли? Однако самое занимательное, что придумка про ПЯВ для таких целей хронологически впервые появилась не в СССР, а в США. Про программы советских ПЯВ для тушения пожаров, для улучшения условий нефте- и газодобычи, для создания водоемов, тоннелей, плотин наш сайт готов рассказать, если будет интерес, но не в этой заметке. Мы-то собирались поведать про подземный ядерный взрыв «Гном» и про то, каким образом он связан с хранилищем ОЯТ «военных» реакторов в США – вот и продолжим двигаться в этом направлении.

Придется вспомнить, кем был замечательный гражданин США, венгерский гений еврейского происхождения Эдвард Теллер. Гений – не преувеличение, вклад Теллера в развитие физики поистине огромен. Да, именно он в сотрудничестве с американцем польского происхождения Станиславом Уламом разработал и предложил конструкцию термоядерной бомбы.

Физик-теоретик (Венгрия/США), широко известный как «отец водородной бомбы», Фото: mithattosun.com

Но Теллер очень многое сделал и для развития ядерной и молекулярной физики, спектроскопии, теории бета-распада, статистической механики, ученые до сих пор пользуются результатами его изысканий, есть теории, носящие его имя. Ну, просто замечательный человек! Получив гражданство США в 1941 году, с 1943 он стал участником Манхэттенского проекта, но в разработке ядерного оружия участия практически не принимал – его гораздо больше интересовало оружие термоядерное. До Хиросимы и Нагасаки интерес его оставался сугубо теоретическим: даже экономика такого гиганта, как США, «не тянула» одновременно развитие двух таких проектов. Но теорию он развил до такой степени, что после получения финансирования на это направление американцы смогли создать термоядерную бомбу всего за несколько лет. 1 ноября 1952 года на атолле Эниветок (Маршалловы острова) прогремел взрыв под кодовым названием «Иви Майк» (Ivy Mike). Да, бомбой творение Теллера-Улама можно было назвать только с большой натяжкой – 62-тонное изделие было размером с трехэтажный дом, но мощность первого термоядерного взрыва потрясала воображение: 10,4 мегатонны! 10 миллионов 400 тысяч тонн тротилового эквивалента, в 450 раз мощнее взрыва над Нагасаки.

Гигантские размеры первого детища Теллера были связаны с тем, что в этом изделии использовались дейтерий и тритий в жидком виде: грубо говоря, пришлось построить гигантский холодильник. Но Теллер, доказав возможность реализации на практике термоядерного взрыва, предложил дальнейшее совершенствование: использовать . Сказано – сделано, ведь в 40-х и 50-х в США обитали янки, а не американцы. И вот при испытании Bravo изделия под кодовым названием «Креветка» (1954 год, атолл Бикини. Старшее поколение должно еще помнить, что Бикини – это не только модные пляжные трусы) прозвучал махонький звоночек: Теллер может ошибаться, и ошибки его могут давать весьма драматические результаты. По его расчетам, «Креветка» должна была выдать 6 мегатонн, а на деле получилось … 15. Выяснилось, что и дейтерид лития-7 участвует в термоядерной реакции, чего Теллер просто не учел. Итог – самое мощный взрыв в истории термоядерной программы США. Ошибка – и мощность оказалась выше не на проценты, а в разы.

Прочие детали биографии Теллера занимательны, но к делу особого отношения не имеют. Подсидел Оппенгеймера, поддержав обвинения в его нелояльности, добился миниатюризации термоядерных бомб и боеголовок, (по имеющимся сведениям все термоядерные боеголовки на американских ракетах стратегического назначения сконструированы по схеме Теллера-Улама), активно поддерживал СОИ, обнародовал сведения о наличии у Израиля атомной бомбы. Прекрасный человек, вот просто клейма ставить негде… Нам интереснее то, что в начале 50-х у этого джентльмена появился новый зуд – доказать, что от атомной программы может быть практическая польза. Нет, у него не было даже попыток как-то поучаствовать в разработке АЭС – не того полета птица, не под то заточен мозг.

Посмотрите еще разок на «суконный» текст:

«Использование ядерных взрывов в народнохозяйственных целях требует разработки соответствующих технологий, включающих в себя собственно технологические процессы, аппаратурно-машинные комплексы и организационно-управленческие компоненты».

Вот слово в слово совпадает с разработанной под руководством Теллера американской программой Operarion Plausher (у нас этот проект частенько называли «программа «Лемех» – просто дословный перевод). Вот исключительно для народнохозяйственных целей Теллер и команда намеревались при помощи ПЯВ осчастливить жителей Калифорщины, Невадщины и Аризонщины созданием железнодорожной насыпи в пустыне Мохаве, жителей Алясщины – крупной морской гаванью, обитателей Панамщины – дублем Панамского канала, гражданам Канадщины Теллер хотел помочь добывать нефть…

«Плаушер» официально стартовал в 1957 году, был свернут в 1973 – к тому времени американцы окончательно накушались инициативами своего ведущего физика-ядерщика по самое не могу. Куда только смотрело советское руководство, спрашивается? КуКрыНиксы какие-то картинки рисовали, Хрущев ботинком по трибуне стучал – а выгоднее было всеми силами поддержать начинания талантливого ученого. Давайте пробежимся по проектам программы – пусть и у вас появится хорошее настроение:

• проложить канал-дублер Суэцкого канала по территории … Израиля;
• проложить новое русло Панамского канала: 77 км, ширина 300 м, глубина 150 м при помощи 302 ПЯВ общей мощностью 167,5 мегатонн (!);
• построить глубоководные защищенные морские гавани на Аляске близ мыса Томпсон;
• соорудить глубоководную морскую гавань на северо-западе Австралии;
• соорудить судоходный канал длиной 160 км к железорудному месторождению на западе Австралии;
• добывать нефть из битумозных песков в Атабаске (Канада) после их предварительного разогрева при помощи ПЯВ;
• соорудить гидроэнергетический комплекс в Каттарской впадине (северная Африка) за счет притока вод Средиземного моря по каналу, образованному при помощи 429 ПЯВ общей мощностью 65,9 мегатонн (!);
• дробить руду под землей в штате Коннектикут;
• построить судоходный речной канал между реками Теннеси и Томбигби в штате Массачусетс;
• соорудить систему каналов и водохранилищ в штате Аризона.

Прочитали? Нет, это не Задорнов и не репортаж из палаты дома умом скорбящих, это планы, которые всерьез рассматривала Комиссия по атомной энергии США. Перечень не полон – там еще много интереснейших идей. Подлунные взрывы на нашем естественном спутнике, добыча геотермальной энергии в разных уголках США, дробление медной руды с целью ее дальнейшего подземного выщелачивания и прочее, прочее, прочее. Эдакая маниловщина имперского размаха, основанная на величайшем из покоренных человеком источнике энергии.

Но, если кто-то думает, что советские физики не ответили на этих планов громадьё встречным фонтаном фантазии – спешим разочаровать. И озера мы создавать собирались, и плотины строить, и сибирским рекам переток в среднеазиатские пустыни обеспечивать, и нефть с газом добывать…

Какая-то тотальная эйфория, прервать которую смогла только грубая действительность: один ПЯВ за другим не давал запланированных результатов, раз за разом на поверхность вырывались облака радиоактивных газов. Американцы очнулись первыми, свернув «Плаушер» уже в 1973 году, наши что-то планировали и планировали вплоть до 1988 года. Но нашим физикам для интеллектуального развлечения хватило именно планов – додуматься до того, чтобы в 7 км от эпицентра ПЯВ строить хранилище радиоактивных отходов военных программ смогли только американцы. Речь о первом в истории мирном ПЯВ «Гном» и том самом хранилище WIPP (Waste Isolation Pilot Plant – Пилотный Завод по Утилизации Отходов).

Вооружившись твердым намерением доказать абсурдность поговорки «Талант в землю не зароешь», Теллер начал копать. Первым мирным ПЯВ стал взрыв «Гном» (уфф, добрались) – Gnome 10 декабря 1961 года. Хотели рвануть еще в 1958, да тут у СССР и США мораторий на ядерные испытания случился, прерванный из-за Карибского кризиса.

Вконтакте

В течение 23 лет в СССР действовала секретная «Программа № 7», в рамках которой проводились подземные атомные взрывы. Всего с 1965 по 1988 год было взорвано 124 ядерных заряда. С их помощью по благословению партийных властей учёные пытались вести разведку запасов алмазов и даже поворачивать вспять реки. И всё бы ничего, если бы атомные грибы вырастали только в отдалённых необитаемых районах Сибири и Дальнего Востока. Однако местами проведения испытаний становились в том числе густонаселённые территории в Центральной и Южной России. Сколько человек пострадало от выбросов радиации, вряд ли когда-нибудь станет известно.

О том, что атомные заряды могут использоваться не только в военных целях, но и на вполне себе мирном поприще, советские учёные начали задумываться в начале 60-х годов. Весной 1962-го на стол главы «атомного» Министерства среднего машиностроения Ефима Славского лёг закрытый доклад физиков-ядерщиков Юрия Бабаева и Юрия Трутнева. В нём они представляли свои соображения по поводу применения ядерных зарядов в интересах народного хозяйства. В частности, учёные предлагали использовать с толком гигантские воронки, образующиеся при атомных взрывах, – к примеру, в качестве котлованов для искусственных водохранилищ. Большая глубина воронки и её оплавленное при взрыве дно идеально подходили для использования таких рукотворных озёр в интересах мелиорации и предотвращения засоления территорий.

Славский горячо поддержал идею. В результате родился проект «Чаган». Согласно ему, в засушливых районах Казахстана предполагалось создать 40 «ядерных» водоёмов.

Создать ядерный заряд с нужными характеристиками для умельцев из Арзамаса-16, собаку съевших на разработке советского атомного щита, не составило никакого труда. Утром 15 января 1965 года в 178-метровую скважину, пробурённую в пойме реки Чаган, был опущен 3-метровый контейнер с термоядерным зарядом. Его мощность составила 170 килотонн – в восемь с половиной раз больше использованного в Хиросиме. Раздался оглушительный взрыв – 10 млн тонн грунта, развеянного на песчинки, взлетели в небо на километр. На земле при этом образовалась воронка диаметром 430 и глубиной 100 метров. «Такого красивого зрелища от ядерного взрыва я ранее не видел, хотя и повидал их немало», – позже вспоминал руководитель проекта Иван Турчин. Начало советской промышленной атомной программе было положено.

У вас ещё не взрывали? Тогда мы идём к вам!

Поскольку проект «Чаган» носил экспериментальный характер, местом для его реализации стал Семипалатинский атомный полигон – закрытая территория, расположенная вдалеке от жилья, отчего возможное действие радиации сводилось к минимуму. Однако впредь учёные уже не заморачивались такими условностями – из 124 «мирных» атомных взрывов 117 были проведены вне специальных полигонов. Ведь главной задачей являлось решение экономических и научных задач. На то, какое количество людей проживает в округе, внимания обращали мало.

Очередной подрыв был произведён уже спустя два с половиной месяца после первого. На этот раз в рамках проекта «Бутан» два атомных заряда один за другим сдетонировали в Башкирской АССР, в 10 километрах к северо-западу от города Мелеуз. С их помощью на Грачёвском нефтяном месторождении удалось вдвое увеличить объёмы добычи нефти. Когда спустя 15 лет скважина начала высыхать, эксперимент повторили снова. Также с помощью атомных зарядов близ Уфы были созданы подземные ёмкости для захоронения промышленных отходов Салаватского нефтехимического комбината.

Увеличение добычи нефти и создание подземных хранилищ посредством атомных взрывов оказалось делом выгодным, поэтому применялся этот метод ещё не раз. Ещё более эффективным оказалось использование ядерных зарядов для проведения глубинного сейсмозондирования земной коры и поиска перспективных залежей полезных ископаемых. Такие взрывы проводились в Якутии, Коми АССР, Калмыкии, Ханты-Мансийском автономном округе, Иркутской и Кемеровской областях, а также в Красноярском крае. А осенью 1971 года заряд в 2,3 килотонны был подорван почти в самом центре европейской части России – Ивановской области. В результате на территории Вологодской и Костромской областей удалось обнаружить новые нефтяные месторождения. Даже в курортном Ставропольском крае додумались произвести подрыв – 10 килотонн в целях интенсификации добычи газа рванули в 90 километрах севернее Ставрополя.

По теме

Демократы в Конгрессе США считают администрацию президента Дональда Трампа причастной к планам американских компаний построить в Саудовской Аравии атомные электростанции. Об этом говорится в докладе комитета по надзору и правительственной реформе.

Но успех, как известно, опьяняет. В начале 70-х советские учёные замахнулись на амбициозный проект – теперь «кузькину мать» было решено показать самой природе.

Ещё с XIX века существовал проект по созданию канала Печора – Кама. В очередной раз о нём вспомнил Хрущёв, предложивший повернуть вспять течение сибирских рек, чтобы наполнить пресной водой страдающие от жажды среднеазиатские республики. Однако довести до конца свой план генсеку-волюнтаристу не удалось. Но его идея не забылась, тем более что теперь для создания канала уже не требовались тысячи рук заключённых – в распоряжении социалистических реформаторов имелось орудие помощнее. В октябре 1968-гона Семипалатинском полигоне был проведён эксперимент по созданию с помощью атомного взрыва направленной траншеи, призванной стать основой канала. Завершился он успешно, и спустя три года в затерянном среди лесов Чердынском районе Пермской области вырос секретный объект, обнесённый рядами колючей проволоки. Уровень тайны был велик настолько, что даже самим участникам проекта было запрещено общаться между собой. Под покровом ночи специалисты из Минсредмаша разместили на сверхмалой глубине три ядерных заряда мощностью 15 килотонн каждый. Но даже такой мощности хватило лишь на то, чтобы образовать траншею длиной около 700 метров. Сообразив, что для создания канала на севере страны придётся утроить атомный холокост, власти свернули проект.

Рак крови в довесок

Неужели местные жители ни о чём не догадывались? Всё-таки атомный взрыв – это не бочка с керосином взлетела на воздух… Как рассказывал доктор технических наук Николай Приходько, обитателям окрестных городов и сёл обычно сообщали, что будут проводиться военные учения. А жителям ставропольского села Кевсала, близ которого бабахнул заряд, «люди в штатском» приказали выйти на улицу из домов на то время, пока под землёй будет произведён взрыв для увеличения добычи газа. Таким образом, им практически не соврали. Но о том, что сказали им явно не всю правду, селяне вскоре начали догадываться.

Для промышленных атомных взрывов использовали специальные «гражданские» заряды, отличающиеся от военных крайне низкими показателями остаточного загрязнения местности. Тем не менее ядерная бомба – она, что называется, и в Африке бомба. А потому избежать радиационных выбросов оказалось просто невозможно.

Понятно это стало после первого же опытного подрыва. В результате проекта «Чаган» облако от взрыва накрыло территорию 11 населённых пунктов, в которых проживало около 2 тыс. человек. Все они получили дозу облучения щитовидной железы – у наиболее пострадавших её показатели оказались выше предельного уровня в 28 раз.

Не менее катастрофическими для экологии оказались и итоги попытки создания канала. Вскоре жители Чердынского, Красновишерского, Чернушинского и Осинского районов Пермской области начали замечать рост онкологических заболеваний. Позже, в 90-х годах, экологи обнаружили на месте проведения взрывов следы плутония-239, период полураспада которого составляет 240 тыс. лет.

Аналогичная ситуация сложилась и в Ивановской области. Ещё в 2001 году Институт промтехнологий Минатома в своём отчёте по изучению последствий взрыва признал, что даже спустя 30 лет опасность радиоактивного заражения почв и воды не уменьшилась. Степень загрязнения усугубило то, что в ходе проведения взрыва произошла нештатная ситуация. Вскоре после детонации образовался газоводяной фонтан с выносом радиоактивных песка и воды. В результате в течение 10 дней струя газа распространялась по руслу реки Шачи, впадающей в Волгу, а вода и почва оказались заражёнными изотопами цезия-137 и стронция-90. Онкологические заболевания в этой местности также не редкость. Впрочем, подобные жалобы звучат практически во всех районах, где проводились «мирные» ядерные взрывы. Последний из них прогремел осенью 1988 года в 80 километрах северо-восточнее города Котласа в Архангельской области. После этого на использовании ядерного арсенала в промышленных целях наконец был поставлен крест.