Ядерні вибухові технології: коли з ними краще, ніж без них

А. Б. Колдобскій

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 та інженерів.

Перші науково-технічні публікації з цієї проблеми з'явилися в США і СРСР у середині 50-х рр.. У 1957 р. Комісія з атомної енергії США прийняла науково-технічну програму «Plowshare» (англ. - плуг) з мирного використання ядерних вибухових технологій (ЯВТ). Перший мирний ядерний вибух по цій програмі - «Гном», потужністю 3,4 кт, - був проведений на невадського випробувальному полігоні в 1961 р., а 15 січня 1965 вибух на викид грунту потужністю близько 140 кт, проведений в руслі р.. Чаган на території Семипалатинського випробувального полігону, відкрив радянську «Програму N 7».

Останній ж радянський мирний ядерний вибух «Рубін-1» був проведений в Архангельській області 6 вересня 1988 р. За цей час в СРСР було проведено 115 подібних вибухів (РФ - 81, Казахстан - 29, Узбекистан і Україна - по 2, Туркменістан - 1). Середня потужність використовуваних при цьому пристроїв склала 14,3 кт, а без урахування двох найбільш потужних вибухів (140 і 103 кт) - 12,5 кт.

Для чого, власне, проводилися мирні ядерні вибухи? При всій «екзотичності» цього питання на нього доводиться відповідати по суті, дуже стійким у уявленнях як широких мас населення, так і багатьох елітних і інтелектуальних кіл залишається уявлення про них як про ледь не самодіяльних «забавах» атомників, - непотрібних, а швидше 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 дамб, 1 - для запобігання гірських ударів і газових викидів в підземних виробках вугільних, 13 - для дослідження процесів самозахороненія радіоактивних речовин в центральній зоні вибуху. Найбільш значущими замовниками були Мингео СРСР (51 вибух), Мингазпром (26), Миннефтепром (13). Власне на замовлення Мінсередмашу було вироблено 19 мирних ядерних вибухів.

Не обговорюючи тут промислової та економічної ефективності вибухів різного призначення (частково до цього ми повернемося нижче), треба на підставі сказаного зробити очевидний висновок: ми маємо справу з технологією, безумовно, небезпечної, але в багатьох випадках досить ефективною, а іноді, як ми побачимо, що 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.

Що ж до небезпеки ... Достовірні дані про нанесення внаслідок проведення вибуху шкоди життю та здоров'ю хоча б однієї людини відсутні, і ні в одного учасника робіт або жителя не була достовірно зафіксована причинно-наслідковий зв'язок між віковим погіршенням здоров'я і фактом проведення вибуху. Говорити в цих умовах про «особливу небезпеку» ядерних вибухових технологій, знаючи про Бхопале (1500 загиблих одномоментно), Севезо і Мінамата, про страшні цифри загиблих у вугільних шахтах, автокатастрофах і т.д. якось ніяково. При цьому автор зовсім не хоче стати противником хімічної промисловості або автотранспорту, йому хотілося б лише звернути увагу читача на той простий, але, на жаль, іноді вислизає від уваги «захисників природи »факт, що безпечних технологій не буває, що технологічний ризик є неминуча плата за досягнутий рівень цивілізаційного розвитку і що повна відмова від цього ризику рівнозначний відмови від самих технологій, що негайно поверне людство до шкура, печер і кам'яною сокирою. Якщо ж «особлива небезпека» ядерних вибухових технологій в уявленні деяких ЗМІ обумовлена лише тим, що вони ядерно-вибухові, то розмова переводиться в іншу площину, що лежить за рамками цієї статті, - там мало компетентності та реальної турботи про благополуччя зовнішнього середовища, але зазвичай дуже багато ангажованою політики.

За 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.

Є на увазі, що, зрозуміло, не має сенсу обговорювати ЯВТ, абстрагуючись від факту існування Договору про всеосяжну заборону ядерних випробувань, п. 1 ст. 1 якого прямо забороняє державі-учасниці (в тому числі й Росії) проводити будь-які ЯВ незалежно від їх мети та призначення. З урахуванням цього автор хотів би цілком однозначно визначити свою позицію: він у жодному разі не закликає до ревізії Договору або тим більше до його порушення. Мова в запропонованому їм підході йде про те, щоб, неупереджено і аргументовано проаналізувавши можливості ЯВТ, відповісти на питання про доцільність їх використання в певних випадках; саме, в тих, коли таке використання з економічної, екологічної, соціальної точок зору є об'єктивно найкращим рішенням деякої важливої проблеми і тому має право розраховувати і на міжнародне розуміння і згода (зрозуміло, при цьому повинні бути виключені навіть натяки на можливість отримання будь-яких військових вигод). І якщо відповідь на сформульоване питання буде позитивним по суті, потім прикласти зусилля до бездоганного правового оформлення такого висновку в рамках, передбачених для цього згаданим Договором, - про що мова нижче.

Повертаючись до обговорення ЯВТ як таких, відзначимо, що з самого початку реалізації «Програми N 7» в неї був закладений принцип, згідно з яким обов'язковим умовою застосування ЯВТ є або відсутність «традиційної» технології, або економічна та/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 дамб ( «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. Не повинні використовуватися ядерні вибухи, в результаті яких радіоактивні продукти хоча і не потрапляють безпосередньо в середовище проживання людини (вибухи внутрішнього дії, або камуфлетние), але будуть знаходитися в контакті з продуктами, що використовуються 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 та 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 вибухи камуфлетние, якщо вони не є єдиним - швидким і ефективним - рішенням, з відповідним масштабом проблеми (наприклад аварійних газових фонтанів).

Перше гасіння було виконано на Урта-Булакском газовому родовищі в Узбекистані, де на глибині 2450 м був розкритий газовий пласт тиском вище 300 атм. 11 Грудень 1963 стався викид газу, виник аварійний фонтан зі середньодобовим дебітом 12 млн. м3, - цього вистачило б для постачання такого міста, як Санкт-Петербург. Крім економічних втрат воістину колосальний був і екологічний збиток - газ містив значну кількість високотоксичного сірководню, тривалий вплив якого на живу природу могло призвести до непередбачуваних наслідків, а виникла пожежа додав до цього і оксиди вуглецю. Автор, сам учасник більш пізніх робіт такого роду, ніколи не забуде смердюче сірководневі дихання аварійного газового фонтану.

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. Славського 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.

Після вибуху (30 вересня 1966 р.) вихід газу з аварійної свердловини припинився через 25 с (!). Виходу радіоактивних продуктів на поверхню не було, як не було і ускладнень в подальшій експлуатації родовища.

Подібним же чином були приборкано 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 поверхня не спостерігалося. Слід зазначити, що на двох родовищах застосування традиційних методів ліквідації фонтану було взагалі неможливо, тому що за 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).

Описана ядерна вибухова технологія є суто вітчизняної, ніде у світі подібний метод ніколи не застосовувався. Читачеві надається право судити самому, як слід було вчинити в описаній ситуації: використовувати ядерний вибух або, спостерігаючи, як безповоротно зникають мільярди кубометрів найціннішого енергетичної сировини, і задихаючись від сірководню та чадного газу, читати для самозаспокоєння праці сучасних «екологів» про апріорної шкодочинності будь-яких ядерних вибухових технологій. Поняття «еколог» не випадково взято тут в лапки - Екологія є наука (надзвичайно цікава і абсолютно необхідна) про взаємозв'язки у зовнішньому середовищі (до речі, говорити, як це робиться часто - поруч, про «погану екологію» анітрохи не розумніше, ніж про «поганий фізики», «Поганий математики» і т.д.), і вона не має нічого спільного з галасливої і агресивною діяльністю «упертим» і звичайно технічно безграмотних супротивників сучасних технологій, адептів «зеленої пустелі».

Інший областю, де доцільність використання ЯВТ близька до безальтернативність, є проблема знищення накопичених запасів хімічної зброї. Яким спосіб 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, висока 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-друге, соціальні проблеми. Труднощі з введенням в експлуатацію пілотного російського підприємства в м. Чапаївське Самарської обл., як відомо, багато в чому обумовлені негативною позицією населення, цілком обгрунтованою. Очевидно, що і стосовно до інших подібних підприємствам не варто чекати чогось іншого (якщо тільки не прийняти на озброєння сформульований ще А. Д. Сахаровим принцип «Убезпечення народу від спокуси надто гіркого знання »).

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 у прилеглих 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 устаткування 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 кількостей ОР 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 кожний). 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, які мають відповідну геологічну структуру. Такий майданчику може бути наданий 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 будуватимуться 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 вирішувану, хоча і, безперечно, складну й масштабну.

На шляхи практичного використання ядерних вибухових технологій лежить чимало складнощів, при цьому факт реакції громадськості не можна скидати з рахунків. Проте центр ваги 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. Литвинов та ін неодноразово відзначали «надмірність» такого вимоги саме в контексті негативних наслідків заборони мирних в?? ривов (втім, таке «жертвоприношення» було, мабуть, політично виправданим для досягнення такої високої мети, як заборону ядерних випробувань).

З іншого боку, п. 1 ст. 8 Договору прямо передбачає принципову можливість вирішення мирних ядерних вибухів Конференцією з розгляду дії Договору, що проводиться через 10 років після його вступу в силу і обговорює таку можливість за запитом держави-учасника, з прийняттям заходів, що виключають отримання від таких вибухів будь-яких військових вигод. Поширене ж побоювання, що під виглядом мирних вибухів можуть проводитися випробування ядерної зброї, легко спростовується фахівцями. При цьому досить очевидними представляються зміст і послідовність реалізації як технічних, так і організаційних заходів (у тому числі й на міжнародному рівні), надійно гарантують суто мирну спрямованість використовуваної ядерної вибухової технології (див., наприклад, статтю Б. Литвинова і В. Лоборева в журналі «Ядерний контроль», N 36, грудень 1997).

Резюмуючи все сказане вище, слід ще раз повторити: мова йде про небезпечну технології, що вимагає жорсткої технологічної та виконавської дисципліни, суворого проходження нормативних документів та інструкцій, бездоганній організації робіт в цілому. Проте відмова від її застосування виглядає, як ми бачимо, ще більше небезпечним, і при цьому ступінь цієї небезпеки збільшується з кожним днем, - ні 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 рядка. Що ж до істоти колізії, то слід однозначно зрозуміти: проблема вибору оптимального між двома техногенними небезпеками є типова і неминуча ситуація для людського суспільства кінця двадцятого століття, яка, безсумнівно, щоб із ним і в двадцять першому столітті. 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 найбільш благородних і щирих спонук. 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 резолюція, прагнучи до кращого, не накоїти гіршого ».

Порівняльні технології знищення хімічної зброї Росії        

Параметр         

Традиційні технології         

Ядерна вибухова технологія             

Вартість, млрд дол США         

2-5         

0,4-0,8 (без вартості   перевезення)             

Терміни, років         

Більше 10         

4-6 (залежно від кількості   технологічних вибухів)             

Будівництво та експлуатація   екологічно небезпечних підприємств         

Потрібно         

Не потрібно             

Екологічна безпека         

Не гарантується         

Гарантується             

Початок промислового   знищення         

Не визначено (немає заводів з   знищення)         

Через 1 рік з моменту прийняття   рішення             

Підземні герметичні   сховища-могильники         

Потрібно         

Не потрібно     

Список літератури

Koldobski A. Aktuelles ZeitgescInformationsdienst. - 1997, N 9, S.1.

Koldobski A. Zivile Explosionen: Geschichte, Folgen, Perspektiven. Oesterreichische Militaerische Zeitschrift. -- 1996, N 2, S. 143.

Кедровський О.Л. та ін Основні технологічні аспекти використання підземних ядерних вибухів в народному господарстві./В сб. «Атомні вибухи в мирних цілях». Под ред. І. Д. Морохова. - М.: Атомиздат, 1970.

Круглов А.К. Штаб галузі до і після 1965 р. - Бюлетень центру громадської інформації з атомної енергії (БЦОІАЕ), 1997, N 1, с. 58.

Филонов Н.П. До питання знищення хімічної зброї за допомогою підземних ядерних вибухів.53.

Ядерні вибухи в СРСР. Випуск 4. Мирне використання ядерних вибухів./Под ред. В. Н. Михайлова. - Москва, 1994.