21. Реализация советского атомного проекта. Появление новых технологий и технологических дисциплин.
В 2004 году атомная энергетика отметила 50-летие.
Атомная промышленность СССР создавалась в условиях концентрации материальных и интеллектуальных ресурсов страны. Результатом стали высочайшие темпы создания ядерного оружия, ядерных энергетических установок различного назначения, широкое внедрение ядерных технологий в народное хозяйство.
Мирная атомная энергетика началась с использования реакторов на тепловых нейтронах, освоенных сначала для оборонных целей. Промышленность ядерного топливного цикла атомной энергетики также сформировалась на базе оборонных производств.
Новый этап в естествознании, начавшийся в конце прошлого столетия рядом крупнейших открытий, таких, как радиоактивность, строение атома и ядра атома, привел к коренной ломке старых представлений о строении вещества, о свойствах материи, пространства и времени.
Практические результаты революции в физике - это величайшие достижения человеческого разума двадцатого столетия, которые глубоко повлияли на колоссальный рост производительных сил.
Одним из фундаментальных практических результатов этого этапа в естествознании явилось освоение атомной (ядерной) энергии деления тяжелых атомов и синтеза легких ядер.
27 июня 1954 года в г. Обнинске под Москвой была пущена первая в мире атомная электростанция (АЭС) мощностью 5000 кВт электрической энергии. До этого события великое открытие нашего века - энергия ядра атома - в представлении миллионов людей связывалась только с военным применением.
Атомная энергетика - с одной стороны, единственный производитель электроэнергии, который может на длительный период обеспечить человечество энергией и не способствует ни парниковому эффекту, ни кислотным дождям, с другой стороны - атомная энергетика небезопасна по самой своей природе для человека и окружающей его среды. Опасность глобального загрязнения окружающей среды радиоактивностью может возникнуть от разрушения ядерных реакторов при любых авариях или обычных военных конфликтах.
Первое в истории испытание ядерного оружия было произведено Соединенными Штатами Америки 16 июля 1945 года в штате Нью-Мексико за три недели до бомбардировки Хиросимы и Нагасаки.
У нас в стране ядерная физика зарождалась в довоенные годы. Особенно большие заслуги в развитии ядерной физики в СССР в довоенные годы и в подготовке кадров высшей квалификации в этой области знаний принадлежат Ленинградскому физико-техническому институту и его директору академику А.Ф.Иоффе, И.В.Курчатову, Н.Н.Семенову, А.П.Александрову, Л.Д. Ландау, М.В. Келдыш.
Для освоения атомной энергии необходим был еще огромный промышленный потенциал. Советская промышленность оказалась способной в кратчайший срок создать ряд новых, чрезвычайно сложных и квалифицированных производств, составляющих сегодня атомную индустрию.
В 1943 году Игорю Васильевичу Курчатову правительство поручило возглавить первый атомный научный центр и все работы по атомной проблеме.
Начало пятидесятых годов отмечено созданием термоядерного оружия ("водородной бомбы"), основу которого составляет термоядерный синтез легких ядер. В создании советской водородной бомбы исключительная роль принадлежала физику академику А.Д. Сахарову.
Создание атомного и водородного оружия знаменовало собой новый этап в истории человечества, выдвинув ряд жизненно важных философских и мировоззренческих проблем, не стоявших перед обществом ранее, подняв уровень ответственности политиков за глобальное существование самой жизни на нашей планете.
Для руководства новой отраслью науки и техники в 1953 году было образовано Министерство среднего машиностроения СССР ("Средмаш"), а в 1989 году оно было преобразовано в Министерство атомной энергетики и промышленности СССР. Эта отрасль с самого начала создавалась на основе научно-технического потенциала с мощной производственной базой, т.е. представляла собой нового типа научно-производственный комплекс.
Процесс создания ядерного оружия неразрывно связан с натурными ядерными испытаниями.
Ядерные испытательные взрывы проводятся с целью создания и совершенствования ядерного оружия, с целью проверки теоретических расчетов по принципиальной схеме ядерного устройства. Деликатность конструкций ядерного оружия требует также систематической проверки образцов хранящегося оружия.
Однако ядерные испытания ядерного оружия с самого начала оказывали и продолжают оказывать негативное воздействие на многие стороны международной жизни, на здоровье и благополучие миллионов людей. Ядерные взрывы, особенно в атмосфере и на земле, кем бы они ни проводились, в конечном счете, вели к росту общего количества радиоактивности в среде нашего обитания.
Благодаря большим усилиям Советского Союза в 1963 году был подписан СССР, США и Великобританией в Москве Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой. К настоящему времени его участниками стали более 115 государств.
Сегодня прекращение всех ядерных испытаний имеет принципиальное значение, чтобы не допустить создания ядерного оружия третьего поколения, или так называемого оружия направленного действия. Это оружие, обладающее качественно новыми параметрами по безопасности в мирное время, по эффективности и надежности поражения целей в военное время. Это оружие, с одной стороны, по глобальному радиоактивному загрязнению должно быть в сотни раз меньше, чем существующее, а с другой - способно поражать стратегические цели противника и в космосе, и на Земле.
Ядерное оружие сегодня, прежде всего, средство поддержания глобальной политической, военной и экономической стабильности на нашей планете.
Единственной альтернативой ядерному равновесию, стратегии сдерживания является режим полного доверия, полной открытости, всеобщего и полного запрещения ядерного оружия и его разработок.
В 1946 году была создана национальная лаборатория по разработке ядерного оружия, ныне эта лаборатория - Всесоюзный научно-исследовательский институт экспериментальной физики, расположен на границе Нижегородской области и Мордовской республики и, по существу, является городом с сотней тысяч жителей. Вторая наша национальная "лаборатория" по разработке ядерного оружия была создана на берегу озера Синара в Челябинской области в 1955 году. Город и институт - Всесоюзный НИИ технической физики создавались одновременно.
За сравнительно короткий срок эти институты выросли в крупнейшие научные центры страны. Это, по существу, крупнейшие научно-производственные центры, где наука, конструирование и производство являются одним, неразрывно связанным циклом, где созданы уникальные экспериментальные, вычислительные и производственные базы.
Особое внимание физиками-разработчиками всегда уделялось вопросам безопасности ядерного оружия при производстве, хранении и эксплуатации, при регламентных работах, и в первую очередь за счет разработки таких физических схем конструкций ядерного оружия, которые бы в принципе исключали ядерный взрыв в любой нештатной ситуации.
Повышение безопасности - на сегодня приоритетная цель программы ядерного оружия. Поскольку последствия аварии или умышленного захвата ядерного оружия чрезвычайно опасны как в политическом, так и в физическом отношении, то всегда принимались все меры для его защиты от возникновения несанкционированного ядерного взрыва или опасного рассеивания радиоактивных веществ.
Необходимо подчеркнуть исключительную сложность проблемы безопасности комплексов ядерного оружия и необходимость анализа с использованием трехмерных моделей, который требует полных приближений к ядерному взрыву. Сам ядерный заряд представляет собой сложное, уникальное техническое устройство, где комплексированы современные электронные устройства и генераторы, ядерно-активные материалы и обычные взрывчатые вещества. Работа этих устройств синхронизирована до стомиллионных долей секунды по времени в автоматическом режиме по командам управления. Естественно, и срок службы таких устройств ограничен по времени, как и любой другой сложнейшей электронной аппаратуры. При ядерном взрыве приходится иметь дело с веществом при температурах порядка сотни миллионов градусов и давлениях в сотни миллионов атмосфер, с переносом внутри вещества тепла и нейтронов в сверхбыстроменяющейся геометрии за время порядка одной миллиардной доли секунды на фоне цепной реакции деления с переменной скоростью.
Переход к подземным ядерным испытаниям был кардинальным шагом и в улучшении экологической обстановки, и в уменьшении количества ежегодных испытаний. Важно, что подземные ядерные испытания при достаточной глубине заложения ядерного устройства, прочной и герметичной забивке выработки заложения этого устройства в грунте, при соответствующих метеоусловиях на момент взрыва и спустя двое-трое суток после него и соблюдении многих других организационных и инженерных мер безопасности сводят к минимуму экологический ущерб на территории ядерного полигона и не наносят практически ущерба жителям и территории страны вне полигона. Территория ядерного полигона обычно составляет порядка нескольких тысяч квадратных километров.
С самого начала подземных испытаний принимались все меры к тому, чтобы на поверхность радиоактивные продукты практически не выходили. Радиационная безопасность подземных ядерных испытаний - это комплекс технических и организационных мер, обеспечивающих предупреждение аварийных ситуаций или ограничение их последствий и недопущение получения населением доз облучения выше уровней международных норм.