Ядерний вибух - унікальне фізичне явище, єдиний освоєний людством спосіб миттєвого виділення колосальних, справді космічних кількостей енергії по відношенню до маси і об'єму самого пристрою. Було б нелогічним припустити, що таке явище залишиться без уваги вчених і інженерів.
Для чого, власне, проводилися мирні ядерні вибухи? При всій «екзотичності» цього питання на нього доводиться відповідати по суті, дуже стійким в уявленнях як широких мас населення, так і багатьох елітних і інтелектуальних кіл залишається уявлення про них як про мало не самодіяльних «забавах» атомників, - марних, а скоріше за все, і дуже шкідливих для природи і суспільства.
Отже, з 115 мирних ядерних вибухів 39 виконані з метою глибинного сейсмозондірованія земної кори для пошуку корисних копалин, 25 - для інтенсифікації нафтових і газових родовищ, 22 - для створення підземних ємностей для зберігання газу і конденсату, 5 - для гасіння аварійних газових фонтанів, 4 - для створення штучних каналів і водосховищ, по 2 - для дроблення руди в кар'єрних родовищах, для створення підземних ємностей - колекторів для видалення токсичних відходів хімічних виробництв і для споруди насипних гребель, 1 - для п едотвращенія гірських ударів і газових викидів в підземних вугільних виробках, 13 - для дослідження процесів самозахороненія радіоактивних речовин в центральній зоні вибуху. Найбільш значущими замовниками були Мингео СРСР (51 вибух), Мингазпром (26), Міннафтопром (13). Власне на замовлення Мінсредмаша було вироблено 19 мирних ядерних вибухів.
Чи не обговорюючи тут промислової та економічної ефективності вибухів різного призначення (частково до цього ми повернемося нижче), слід на підставі сказаного зробити очевидний висновок: ми маємо справу з технологією, безумовно, небезпечної, але в багатьох випадках досить ефективною, а іноді, як ми побачимо , яка не має технічних альтернатив. А тому і обговорювати ядерно-вибухові технології слід саме як такі, але зовсім не як якийсь атрибут сатани, настільки ж невід'ємний, як сірчаний запах, хвіст і вила.
По суті ж розумне обговорення всіх технологій повинне вестися (якщо мати на увазі лише технічні, економічні та екологічні аспекти справи) в цільовому чотирикутнику «ефект-збиток-вартість-альтернатива». У разі ЯВТ цього, втім, мало, оскільки «чотирикутник» перетворюється, образно кажучи, в «куб», якщо мати на увазі надзвичайну значимість також політичних і в першу чергу юридичних аспектів проблеми.
Повертаючись до обговорення ЯВТ як таких, відзначимо, що з самого початку реалізації «Програми N 7» в неї був закладений принцип, згідно з яким обов'язковою умовою застосування ЯВТ є або відсутність «традиційної» технології, або економічна і / або екологічна недоцільність її використання. Згодом ці вимоги стали ще більш жорсткими:
«1. Ні за яких умов не повинні навіть розглядатися ядерні вибухи, при яких вимірні кількості радіоактивних продуктів можуть потрапити в доступні людині зони зовнішнього середовища. Це всі види так званих вибухів зовнішнього дії, що тягнуть за собою видимі зміни на земній поверхні, - спорудження водосховищ ( «Чаган»), каналів (об'єкт «Тайга», Пермська обл.), Насипних гребель ( «Кристал», Саха-Якутія) , провальних воронок ( «Галіт», Казахстан). Слід враховувати, що в цих випадках майже завжди є технологічна альтернатива (гребля, канал або водосховище можуть бути споруджені і традиційними способами).
«2. Чи не повинні використовуватися ядерні вибухи, в результаті яких радіоактивні продукти хоча і не потрапляють безпосередньо в середовище проживання людини (вибухи внутрішнього дії, або камуфлетного), але будуть знаходитися в контакті з продуктами, використовуваними людиною (освіта сховищ газу і конденсату, дроблення руди, інтенсифікація родовищ нафти і газу). Хоча найчастіше технологічної альтернативи таким вибухів немає, зазвичай є альтернатива цільова (замість інтенсифікації виснажених родовищ можна зосередити зусилля на розвідці і розвитку нових). Крім цього практика виявила небажані радіаційні наслідки: забруднення ділянок проммайданчиків при розбурювання ( «проколі») таких порожнин, втрата їх робочого об'єму і віджимання до поверхні радіоактивних розсолів при експлуатації газосховищ, створених в пластах кам'яної солі та ін.).
«3. Повинні бути «заморожені» будь-які ядерні камуфлетного вибухи, якщо вони не є єдиним - швидким і ефективним - рішенням, відповідним з масштабом проблеми (наприклад аварійних газових фонтанів).
Що тривали протягом майже трьох років спроби впоратися з цим лихом традиційними способами були безуспішні, за цей час було втрачено близько 15,5 млрд м3 газу. За справу взялися атомники. Під керівництвом тодішнього міністра МСМ Е.П.Славского була розроблена оригінальна методика ліквідації викиду, заснована на бурінні похилій свердловини з поверхні Землі до стовбура аварійної свердловини і підривом спеціального ядерного заряду (потужністю 30 кт) на глибині понад 1500 м і на відстані близько 40 м від стовбура. Ідея полягала в тому, що величезна - у десятки тисяч атмосфер - тиск у зоні стиснення переріже стовбур аварійної свердловини, як ножицями.
Подібним же чином були приборкані ще чотири аварійних газових фонтану (в Узбекистані, Туркменії, Україні та Росії). При цьому використовувалися пристрою потужністю від 4 до 47 кт, підірвані на глибинах від 1510 до 2480 м. Ні раннього постдетонаціонного, ні пізнього виходу радіоактивних продуктів на земну поверхню не спостерігалося. Слід зазначити, що на двох родовищах застосування традиційних методів ліквідації фонтану було взагалі неможливо, тому що при відсутності вираженого гирла аварійної свердловини відбувалося інтенсивне напірні поширення газу по верхніх проникним геологічним горизонтів з освітою газових грифонів на значній площі (в радіусі до кілометра від гирла).
Інший областю, де доцільність використання ЯВТ близька до безальтернативність, є проблема знищення накопичених запасів хімічної зброї. Яким чином Росія буде відповідно до прийнятих на себе зобов'язань по Конвенції про заборону хімічної зброї та її знищення ліквідувати свої хімічні боєприпаси загальною масою близько 400 тис т (з них 40 тис власне ОВ), до сих пір не ясно навіть концептуально. Навіть якщо не обговорювати зрозумілих надзвичайних труднощів вишукування необхідних для цього величезних коштів (за різними оцінками, від 2 до 5 млрд дол.).
По-перше, високий ступінь екологічної загрози. Традиційні технології передбачають роздільне знищення окремих компонентів боєприпасів і контейнерів з ОВ, для чого обов'язкове операція расснаряженія боєприпасів (ймовірно, і обробка об'ємних контейнерів, а також допоміжного обладнання). Зауважимо, що навіть в штатному режимі експлуатації відсутня гарантія 100% -ного знищення ОВ, тобто можливі їх кількості слідів в планових експлуатаційних газо-аерозольних викидах. По суті не вирішена проблема оцінки ступеня небезпеки тривалого впливу малих (нижче гранично-допустимих) концентрацій парів ОР на людей, тварин і рослини, а такий вплив в рамках традиційних технологій видається майже неминучим.
По-третє, значна частина російських ОВ і споряджених ними боєприпасів зберігається вже понад 20 років при гарантованих безпечних терміни зберігання
10-15 років. Жахлива перспектива зараження при аварії, імовірність якої безперервно зростає, складів і навколишньої місцевості, найважчих поразок обслуговуючого персоналу і людей в довколишніх населених пунктах, нанесення величезного економічного та екологічного збитку встає при цьому на весь зріст.
Ліквідація хімічної зброї за допомогою підземного ядерного вибуху в безпосередній близькості від складу ОВ, хімічних боєприпасів або технологічного обладнання завдяки розвиває при цьому надвисоким температур і тисків забезпечує повне випаровування і розкладання знищуваних матеріалів і речовин з подальшою фіксацією розплаву навколишніх силікатних порід разом з продуктами розкладання в твердому , хімічно дуже інертному, склоподібного стані. Проникнення навіть слідів ОВ в зовнішнє середовище виключається абсолютно.
За оцінками російських фахівців, для знищення всього обсягу хімічної зброї Росії потрібно проведення технологічних ядерних вибухів загальної потужністю близько 4 Мт (наприклад, 40 вибухів по 100 кг кожен). При інтенсивності проведення вибухів 0,5-1 Мт / рік тривалість процесу знищення складе 4-8 років, а сукупна вартість робіт 400-800 млн дол. США. Ці вибухи доцільно проводити в штольнях глибиною близько 800 м, на промислових майданчиках, що мають відповідну геологічну структуру. Такий майданчику може бути надано статус Федерального полігону Росії (не виключено і використання Новоземельского полігону).
Зрозуміло, зберігається проблема безпечного транспортування ліквідованих хімічного зброї та ОВ до місця знищення. Однак, по-перше, ця проблема має загальний характер - навряд чи «традиційні» підприємства по знищенню хімічної зброї будуть споруджуватися на всіх семи російських базах його зберігання. По-друге, вже є спеціальні транспортні модулі, що дозволяють забезпечити повну безпеку як перевезень, так і вантажно-розвантажувальних робіт.
Порівняльні характеристики технологій знищення хімічної зброї наведені в таблиці (с. 3). Видно, що використання ядерних технологій переводить завдання в решаемую, хоча і безперечно складну і масштабну.
На шляху практичного використання ядерних вибухових технологій лежить чимало складнощів, при цьому факт реакції громадськості не можна скидати з рахунків. Однак центр тяжіння перемістився в міжнародно-правову сферу - в силу очевидного протиріччя з Договором про всеосяжну заборону ядерних випробувань. Слід зазначити, що провідні конструктори російського ядерного зброї С.Воронін, Б.Літвінов і ін. Неодноразово відзначали «надмірність» такого вимоги саме в контексті негативних наслідків заборони мирних вибухів (втім, таке «жертвоприношення» було, ймовірно, політично виправданим для досягнення такої високої мети, як заборона ядерних випробувань).
Резюмуючи все сказане вище, слід ще раз повторити: мова йде про небезпечну технології, що вимагає жорсткої технологічної та виконавської дисципліни, суворого дотримання нормативних документів та інструкцій, бездоганній організації робіт в цілому. Однак відмова від її застосування виглядає, як ми бачимо, ще більш небезпечним, і при цьому ступінь цієї небезпеки збільшується з кожним днем, - немає ніяких підстав думати, що ті ж запаси хімічної зброї як-небудь зникнуть самі собою, від одних лише численних проклять . Минуле опльовувати взагалі не варто ніколи, згадаємо безсмертні гамзатовскіе рядки. Що ж до істоти колізії, то слід однозначно зрозуміти: проблема оптимального вибору між двома техногенними небезпеками є типова і неминуча ситуація для людського суспільства кінця двадцятого століття, яка, без сумніву, буде з ним і в столітті двадцять першому. Шукати в таких ситуаціях вихід на вибоїстих і тупикових дорогах взаємних докорів, недовіри, підозр, мобілізації громадської думки і політичних сил, під гаслами «Бий ось цих!» Або «Геть технології ім'ярек» - справа абсолютно непродуктивний, так можна завдати великої шкоди, навіть з найблагородніших і щирих спонукань. Як доречні тут слова великого вченого і громадянина нашого часу академіка Ю.Б.Харитона:
«Дай Бог, щоб ті, хто прийдуть після нас, знайшли шляхи, знайшли в собі твердість духу і рішучість, прагнучи до кращого, не накоїти гіршого».
Порівняльні технології знищення хімічної зброї Росії
КедровскійО.Л. та ін. Основні технологічні аспекти використання підземних ядерних вибухів в народному господарстві. / В зб. «Атомні вибухи в мирних цілях». Під ред. І.Д.Морохова. - М. Атомиздат, 1970.
Всі матеріали в розділі "Математика"