Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Укрощение ядра.pdf
Скачиваний:
861
Добавлен:
26.08.2013
Размер:
5.92 Mб
Скачать

тепловое – генерация пара; сжигание вредных веществ;

электромагнитное – формирование радиоимпульсов и использование магнитодинами-

ческого эффекта (ускорители), термоядерные генераторы тока.

Всего известно около 50 разных технических предложений применения ядерных взрывов.

2.КОНЦЕПЦИЯ МИРНЫХ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ

Воснову программы и проектов проведения мирных ядерных взрывов были положены следующие положения:

1. Результат осуществления взрыва (программы) не может быть достигнут другими современными средствами или же эффект при использовании ЯВ достигается при затратах средств и ресурсов в несколько раз меньших, чем в альтернативном неядерном методе, то есть с высокой экономической эффективностью.

2. Не должно быть значимого побочного вредного воздействия на персонал, население и окружающую среду.

3. Выбор взрывного устройства, места и редакции проведения взрыва должны обеспечивать минимальное возможное радиоактивное загрязнение окружающей среды, в частности, недр.

4. При проведении взрывов не должны нарушаться положения Московского Договора о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой от 5 августа 1963 года, Договора между СССР и США о подземных ядерных взрывах в мирных целях от 25 мая 1976 года.

5. Разработка ядерных взрывных технологий должна быть ориентирована для достижения крупных экономических эффектов.

Свое практическое воплощение идеи использования подземных ядерных взрывов в народнохозяйственных целях в Советском Союзе получили, в частности, благодаря инициативе и широкой поддержке со стороны Министра среднего машиностроения Е.П. Славского. При его непосредственной поддержке и участии был осуществлен 15 января 1965 года первый подземный ядерный взрыв в мирных целях, с целью создания водохранилища в русле реки Чаган на Семипалатинском испытательном полигоне.

Вноябре 1965 года на совещании ведущих ученых, главных конструкторов-создателей ядерного оружия нашей страны рассматривался вопрос о перспективах эффективного использования мирных ядерных взрывов. Участники совещания проявили искреннее желание способствовать успеху мирного использования взрывов и приложить все свои знания для создания ядерных зарядов, обеспечивающих максимальную эффективность их использования в народном хозяйстве. На совещании были определены требования к промышленным ядерным зарядам:

минимальная остаточная радиоактивность после взрыва для наименьшего загрязнения атмосферы, горных пород и подземных вод;

максимальное соответствие расчетной и фактической мощности заряда для достижения заданных целей;

оптимальные габариты и форма ядерного устройства, соответствующие условиям его спуска в глубокие скважины.

Вкороткие сроки были разработаны и созданы специальные ядерные заряды для мирных взрывов. Эти заряды имели габариты, позволяющие использовать их в скважинах, выдерживали большие давления и температуры и имели заданные проектом уровни энерговыделения.

За несколько лет был накоплен большой научно-технологический опыт в новой области, стали создаваться физико-математические модели явлений, сопровождающих взрывы, позволившие их использовать в расчетах на ЭВМ. Это определило техническую возможность и высокую эффектив-

ность применения подземных ядерных взрывов для реализации многих народнохозяйственных программ, осуществление которых обычными средствами было малоэффективно. В этот период начали разрабатываться основные положения отечественной Программы по использованию подземных ядерных взрывов в мирных целях – Программа № 7. Руководителем Программы стал заместитель Е.П. Славского профессор А.Д. Захаренков, научным руководителем – профессор О.Л. Кедровский. Этой Программой предусматривалось:

проведение исследований основных процессов, происходящих при подземных ядерных взрывах в различных средах и эффектов, сопровождающих взрыв;

изучение полезных эффектов для создания различных типов ядерно-взрывных технологий;

разработка и опытно-промышленная проверка ядерно-взрывных технологий; оценка безопасности ядерно-взрывных технологий;

оценка стоимости сооружений и продукции, созданных ядерным взрывом.

Основной особенностью этой Программы являлся ее межотраслевой характер. В реализации Программы было задействовано более десяти союзных министерств: МСМ, Мингазпром, Миннефтепром, Минугольпром, Минэнерго, Минцветмет, Минводхоз и другие, по заказам которых проводились мирные ядерные взрывы.

Основные научно-исследовательские коллективы-участники работ: ВНИИЭФ (Арзамас-16) и ВНИИТФ (Челябинск-70) разрабатывали заряды и средства их подрыва; конструкторское бюро АТО (Москва) создало средства доставки и подрыва многократного использования; головной институт по проблеме – Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт промышленной технологии (ранее ПромНИИПроект) в содружестве со Спецсектором Института физики земли АН СССР, Радиевым институтом им. В.Г. Хлопина, Институтом Биофизики Минздрава

СССР, Институтом прикладной геофизики Госкомгидромета СССР, многими отраслевыми технологическими институтами и производственными организациями (всего более 150 институтов и организаций) провели большой объем исследований эффектов и процессов, сопровождавших ядерные технологические взрывы.

Из всех изучаемых направлений значительный масштаб имели три ядерно-взрывных технологии:

глубинное сейсмическое зондирование (ГСЗ);

сооружение подземных резервуаров;

интенсификация добычи нефти и газа.

Восновном, для этих целей использовались камуфлетные ядерные взрывы.

3.КЛАССИФИКАЦИЯ МИРНЫХ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ, ПРОВЕДЕННЫХ НА ТЕРРИТОРИИ СССР

ВСССР за период с 1965 по 1988 год была реализована масштабная программа использования ядерных взрывов в интересах народного хозяйства. В приложении 1 приведены официальные обобщенные данные Минатома России по мирным ядерным взрывам.

Врамках программы проведения ядерных взрывов в мирных целях – промышленных взрывов (ПВ) – в СССР было проведено 124 ядерных взрыва, при этом 116 ядерных взрыва были взрывами индивидуальных ядерных зарядов, а 8 ядерных взрывов были групповыми ядерными взрывами в мирных целях. В составе этих 8 групповых ЯВ было взорвано 19 ядерных зарядов, так что общее число взрывов ЯЗ в мирных целях составляет 135.

Таблица 5.1. Распределение проведения промышленных ядерных взрывов (NПВ) и

взорванных в них ядерных зарядов (NЯЗПВ) по годам

Год

1965

1966

1967

1968

1969

1970

1971

1972

1973

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NПВ

4

2

1

4

4

3

8

8

5

NЯЗПВ

5

2

1

6

4

3

10

8

5

Год

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NПВ

6

3

3

7

9

9

5

5

8

NЯЗПВ

6

3

3

7

10

13

5

5

8

Год

1983

1984

1985

1987

1988

Всего

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NПВ

9

11

2

6

2

124

 

 

 

NЯЗПВ

9

12

2

6

2

135

 

 

 

Начинались промышленные взрывы на Семипалатинском полигоне в 1965 году с осуществления экскавационных взрывов по созданию воронок для искусственных водохранилищ. Рекордным по числу мирных взрывов оказался 1984 год – 11 взрывов, в 1971, 1979, 1983 годах осуществлялось по 8–9 взрывов.

Из таблицы 5.1 видно, что работы по использованию ядерных взрывов в промышленных целях велись достаточно интенсивно в течение 1965–1988 годов, то есть практически на протяжении всего периода проведения подземных ядерных испытаний СССР.

Всего в целях отработки промышленных зарядов и проведения промышленных взрывов было проведено 156 ядерных испытаний из общего числа 494 ядерных испытаний за этот период времени (или 31,5%), и было взорвано 173 ядерных заряда и устройства из общего числа 748 ядерных зарядов, взорванных за этот период времени (или 23%).

Таблица 5.2. Распределение промышленных ядерных взрывов и взрывов ядерных зарядов в них по районам

Регион

NПВ

NЯЗПВ

Европейская часть РСФСР

48

52

Азиатская часть РСФСР

32

32

Казахская ССР

39 (32)

46 (37)

Украинская ССР

2

2

Узбекская ССР

2

2

Туркменская ССР

1

1

Всего

124

135

Примечание. Для Казахстана в скобках приведены значения NПВ и NЯЗПВ для промышленных взрывов, проведенных вне Семипалатинского полигона. На полигоне Новая Земля промышленные взрывы не проводились.

Наибольшее число промышленных ядерных взрывов (80) было проведено на территории Российской Федерации.

Из 135 взрывов ядерных зарядов программы промышленных взрывов 130 взрывов было проведено в скважинах, 4 взрыва – в штольнях и 1 взрыв – в шахте.

Полное энерговыделение всех промышленных взрывов составляет около 1,78 Мт.

В рамках программы проведения промышленных взрывов использовалось 36 типов ядерных зарядов, при этом некоторые типы ядерных зарядов использовались многократно (один тип ядерных зарядов использовался в реализации программы промышленных взрывов 55 раз).

При реализации программы промышленных ядерных взрывов из 135 взрывов ядерных зарядов 53 взрыва приходилось на ядерные заряды разработки ВНИИЭФ, а 82 взрыва – на ядерные заряды разработки ВНИИТФ. Из 36 типов ядерных зарядов, использованных при проведении промышленных взрывов, 24 типа ядерных зарядов относятся к разработкам ВНИИЭФ, а 12 – к разработкам ВНИИТФ, в том числе ядерный заряд, который имел наиболее массовое применение.

Следует отметить, что не все ядерные заряды, разработанные в рамках программы отработки промышленных зарядов, были использованы в целях промышленных взрывов, и что в ряде случаев для проведения промышленных взрывов использовались ядерные заряды, ранее разработанные для других (то есть военных) целей.

Для отработки промышленных зарядов (ОПЗ) СССР было проведено 32 ядерных испытания. Из них 26 испытаний представляли собой индивидуальные ядерные испытания, а в шести из них испытывалось по два ядерных заряда. В этих 6 групповых ядерных испытаниях в интересах отработки промышленных зарядов было испытано девять ядерных зарядов, а остальные три ядерных заряда испытывались в других целях. Кроме того, в трех групповых ядерных испытаниях, основная цель которых была иной, были проведено три дополнительных испытания в рамках программы отработки промышленных зарядов. Таким образом, полная программа отработки промышленных зарядов СССР включает 38 испытаний ядерных зарядов, проведенных в составе 26 индивидуальных и 9 групповых ядерных испытаний.

Таблица 5.3. Распределение ядерных испытаний и взрывов ядерных зарядов в интересах отработки промышленных зарядов по годам

Год

1964

1965

1966

1967

1968

1969

1970

1971

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NЯИ

2

2

7

4

3

5

4

1

NЯЗ

2

2

7

6

3

6

4

1

Год

1972

1973

1974

1975

1983

1984

Всего

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NЯИ

1

1

1

1

-

-

32

 

NЯЗ

2

1

1

1

1

1

38

 

Из таблицы 5.3 видно, что основной пик деятельности по отработке промышленных зарядов приходится на 1966–1970 годы, когда за пять лет было реализовано около 70% общего объема отработки промышленных ядерных зарядов.

В рамках этой программы было испытано 23 типа различных промышленных зарядов, при этом максимальное число испытаний, которое было реализовано для одного типа ядерных зарядов, составляет 5.

Из 38 испытаний ядерных зарядов в рамках программ отработки промышленных зарядов 36 испытаний было проведено на Семипалатинском полигоне, и два испытания – на полигоне Новая Земля. При этом из 38 испытаний ядерных зарядов в интересах отработки промышленных зарядов 32 взрыва было проведено в штольнях и 6 взрывов – в скважинах, что говорит о том, что определяющим видом отработки промышленных зарядов были испытания в штольнях. Полное энерговыделение всех 38 взрывов в рамках программ отработки промышленных зарядов составляет 900 кт.

Специалисты ВНИИЭФ и ВНИИТФ разработали и испытали специальные термоядерные устройства, которые обладают очень низкой долей энерговыделения за счет реакций деления.

Во ВНИИТФ был создан широкий спектр ядерных взрывных устройств диаметром 182 мм и 260 мм, способных работать при температурах 120°С и давлениях до 750 атм. Конструкция и физическая схема этих боеприпасов позволяла использовать стандартное буровое оборудование и обеспечивать долговременную экологическую безопасность.

Из данных классификационной схемы (таблица 5.4) видно, что больше всего промышленных ядерных взрывов было осуществлено по программе глубинного сейсмозондирования (39), затем идут программы создания опытно-промышленных емкостей (25) и интенсификации добычи нефти и газа (21), а также отработка технологий создания полостей в массивах каменной соли (17).

Большинство взрывов (84) было проведено на глубине до 1000 м, остальные взрывы (40) – на глубинах 1000–2500 м.

В таблице 5.4 приведено распределение мирных ядерных взрывов по их целевому назначению. Из таблицы видно, что большая часть этих взрывов имела статус опытно-промышленных работ, то есть была направлена на получение практически значимых результатов.

Соседние файлы в предмете Атомная энергетика