«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Реферат по дисциплине «Основы технологии ядерного топливного цикла» на тему: Ядерные взрывы в мирных целях. СССР Выполнил студент группы 0А23 Хвостяк К.П. Проверил преподаватель Селиваникова О.В. Томск-2023 1 Оглавление 1.Введение ........................................................................................................................ 3 2.Основная часть. ............................................................................................................ 4 2.1 Взрывы на выброс. .................................................................................................... 4 2.1.1 Чаган ........................................................................................................................ 4 2.1.2 Куэльпор .................................................................................................................. 5 2.2 Переброска рек взрывом........................................................................................... 6 2.3 Гашение мощных и неуправляемых газовых и нефтяных фонтанов .................. 6 2.4 Создание подземных хранилищ............................................................................... 6 2.5 Глубинное сейсмическое зондирование земной коры ......................................... 7 3. Заключения .................................................................................................................. 9 Литература ..................................................................................................................... 10 2 1.Введение Мирные ядерные взрывы в СССР проводились в период с 1965 по 1988 год в рамках секретной «Программы № 7». Всего в СССР было проведено 124 мирных ядерных взрыва в интересах народного хозяйства (в том числе 117 — вне границ ядерных полигонов). Из них три («Глобус-1» в Ивановской области, «Кратон-3» и Кристалл в Якутии) сопровождались авариями, при которых произошла утечка продуктов радиоактивного распада. 3 2.Основная часть. 2.1 Взрывы на выброс. Это создание каналов, водохранилищ, гаваней и так далее. В чем экономичность таких работ? В небольшом шарике сосредоточена огромная энергия. И получается, что на единицу объема стоимость ядерного взрыва намного меньше, чем у обычной взрывчатки. При этом заряд сделан таким образом, что при увеличении мощности стоимость его не растет. Низкая стоимость заложения снаряда: для обычной взрывчатки нужно создавать штольни, строить сооружения. Для заложения ядерного заряда можно использовать обычные исследовательские скважины. Обычно стоимость заряда меньше, чем бурение скважины. 2.1.1 Чаган Первым в СССР экспериментом по использованию энергии ядерного взрыва в мирных целях был подземный взрыв на выброс в 1965 году на берегу речки Чаган в 80 км к западу от Семипалатинска для создания водоема большой вместимости.15 января 1965 года, в 05 часов 59 минут 59 секунд утра по Гринвичу заряд был взорван. Через 2,5 секунды после детонации начало формироваться облако из раскалённых газов, через 5 минут оно достигло высоты 4800 метров. Взрыв выбросил 10,3 млн тонн грунта на высоту 950 м, образовав воронку диаметром 430 м и глубиной 100 м. Обломки скальных пород весом в тысячи тонн и земля перекрыли русло реки. Вопреки распространённому мнению, взрыв «Чаган» не нарушал ратифицированный в 1963 году Договор о частичном запрещении ядерных испытаний, так как последний запрещал проведение испытаний во всех средах, кроме подземной. Имеются сведения, что облако от взрыва накрыло территорию 11 населённых пунктов с общим населением 2 тыс. чел. Расчётные дозы облучения щитовидной железы у тех, кто проживал на наиболее загрязнённых территориях, только за первые полтора года после взрыва составили более 14 бэр (при предельном уровне облучения 0,5 бэр в год или 5 бэр за 50 лет). Уровень гамма-излучения в навале вокруг воронки к концу первых суток после взрыва составил 30 рентген/час, через 10 дней — 1 рентген/час. Уровень загрязнения на дне кратера, замеренный 26 марта 1965 года, то есть через 2 месяца после взрыва, составлял от 150 до 400 миллирентген/час и был почти в 2 раза ниже, чем по краям воронки — основная часть радиоактивных продуктов взрыва концентрировалась в поверхностном слое навала. (Около 20 % радиоактивных продуктов взрыва попало в атмосферу, 30-40 % — в навал.) Весной 1965 года русло реки Чаган соединили с воронкой каналом, который построили с помощью обычных химических взрывов и землеройной техники (кабины бульдозеров, производивших работы, были защищены свинцовыми листами толщиной до 5 мм). Всего в загрязнённой зоне работало 182 человека, но существует мнение, что работников было около 300 человек. Заместитель министра здравоохранения СССР установил для них планируемую аварийную дозу в 30 рентген (при норме 5 рентген в год). По официальным данным, из этих 182 человек 121 получил дозу 4 до 3 рентген, 37 — от 3 до 5 рентген, 24 — от 5 до 9 рентген. Считается, что никто из работников не получил дозу свыше 9 рентген. По опубликованным воспоминаниям практически все участники работ после работы на объекте страдали хроническими заболеваниями. По замыслам советских ученых, такие воронки от ядерных взрывов должны были в скором времени покрыть территорию засушливых среднеазиатских районов – только для Казахстана требовалось создать примерно сорок водоемов общим объемом до 120–140 млн. м3. Исследование показало, что для аккумуляции весенних стоков в долинах рек можно создать емкости в виде глубоких воронок, каждая из которых способна вместить до 3–5 млн. м3 воды при незначительном зеркале испарения. Задержанная с помощью воронок вода могла быть использована для нужд энергетики, орошения и предотвращения засоления Каспийского, Аральского и Азовского морей. На протяжении нескольких лет в озеро Чаган было заселено 36 видов рыб (в том числе даже амазонские пираньи). Почти все эти виды были нехарактерны для местной фауны, и 90 % организмов погибло. У оставшихся в живых было отмечено аномальное количество мутаций и изменение внешнего вида у потомства (например, пресноводный рак чрезвычайно увеличился в размерах). В 1974 году опытную станцию закрыли. Радиоактивное загрязнение воды озера на конец 90–х гг. оценивалось в 300 пикокюри/литр (предельно допустимый уровень загрязнения воды по суммарной радиоактивности альфа–частиц составляет 15 пикокюри/литр). До сих пор озеро используется для водопоя скота. 2.1.2 Куэльпор В начале семидесятых годов ученые запланировали подземную разработку месторождений северной части Хибин (районы Куэльпор и Партомчорр). Руды здесь относительно бедные. Чтобы их освоение оказалось экономически выгодным, потребовались новые технологии. И тогда специалисты одного из оборонных НИИ предложили вести отбойку руды с помощью ядерных взрывов. Экспериментальные взрывы на руднике Куэльпор были проведены в 1972 и 1984 годах. Они получили кодовые названия «Днепр-1» и «Днепр-2». Ядерное взрывное устройство с энерговыделением 2,1 кт было применено для дробления руды. Это был взрыв «Днепр–1», произведенный в Мурманской области в 1972 г. Чтобы максимально снизить загрязнение руды продуктами взрыва, взрывное устройство было размещено за пределами подвергаемого дроблению блока руды, то есть на границе рудного тела и покрывающих пород. Заряд был дополнительно экранирован слоем карбида бора. Полученные экспериментальные данные подтвердили расчетную эффективность использования ядерных взрывов для дробления рудных тел. В Мурманской области в 1984 г. был произведен еще один взрыв для отбойки руды («Днепр–2»), но это уже был групповой взрыв двух ЯВУ с энерговыделением 1,8 кт каждый. В этом эксперименте был использован эффект столкновения ударных волн, что существенно увеличивало выход руды. 5 2.2 Переброска рек взрывом Все помнят про пресловутые проекты переброски северных рек, но мало кто знает, какими методами планировалось их осуществлять. Одним из самых эффективных считался метод ядерных взрывов. 21 октября 1968 года на Семипалатинском полигоне был проведен промышленный взрыв «Телькем», целью которого было изучение экскавационного действия ядерного взрыва в целях прокладки канала. Для проведения взрыва был выбран ранее разработанный во ВНИИТФ заряд небольшой мощности в 0,24 кт, заложенный на глубину 31 м. Взрыв привел к образованию воронки диаметром 80 м и глубиной 20 м. 12 ноября 1968 года в этих же целях был проведен второй взрыв «Телькем2» с одновременным подрывом уже трех ядерных зарядов, аналогичных использованному в опыте «Телькем», заложенных через каждые 40 м. В результате взрыва образовалась выемка в виде траншеи длиной 140 м, шириной 70 м и глубиной 16 м. «Телькем-2» был модельным взрывом для прокладки реального канала «Печора–Колва» с целью переброски вод Печоры в Каспийское море. Настала пора переходить от экспериментов к практике. 23 марта 1971 года на проектируемой трассе Печоро-Колвинского канала в Пермской области в 100 км северо-западнее города Красновишерска раздался мощный строенный взрыв – это сработали три ядерных заряда мощностью 15 кт каждый (напомним, такая же мощность была у бомбы, сравнявшей с землей Хиросиму), закопанных на расстоянии 162–167 м друг от друга на глубине 127 м. В результате взрыва образовался канал длиной 700 м, шириной 340 м и глубиной от 10 до 15 м с устойчивыми бортами с углом откоса 8–10 градусов. 2.3 Гашение мощных и неуправляемых газовых и нефтяных фонтанов С помощью ядерных взрывов тушили неуправляемые газовые фонтаны, в которых сгорали ежедневно миллионы кубометров газа. Впервые в мире газовый фонтан был потушен с помощью ядерного взрыва в 1966 году на месторождении Урта-Булак в Узбекистане. 2.4 Создание подземных хранилищ Камуфлетный взрыв – взрыв, произведенный столь глубоко под землей, что полость взрыва не сообщается с земной поверхностью. Было проведено 15 взрывов под Астраханью, 6 взрывов под Уральском для создания хранилищ газового конденсата. Возле газовых месторождений можно увидеть горящие факелы – это газоконденсат (ценное топливо, мотористы заливают его в машины и ездят). Газ после очистки идет в газопроводы, а газоконденсат девать некуда, когда емкости заполнены. Поэтому его и сжигают. Емкости дорогие и они занимают много места, иногда взрываются. Наземные емкости «газят» через клапаны, выбрасывая в атмосферу конденсат. На глубине километра с помощью ядерного взрыва создаются пустоты в соляных пластах. Такой взрыв полностью исключает попадание радиоактивных продуктов на поверхность. При взрыве с 6 температурой миллионы градусов образуется газовый пузырь – все там испаряется. Пузырь расширяется, его окружает расплавленная порода и по мере остывания образуется полость. Все радиоактивные вещества остаются в ней. Все радиоактивные осколки стекают на дно полости, затем эту линзу расплава покрывают расплавленные горные породы, причем защита достигает 10 метров! 2.5 Глубинное сейсмическое зондирование земной коры Для поиска полезных ископаемых геологи делают профили с помощью серий взрывов. Взрывы регистрируются сейсмографами, по которым определяется строение земной коры. Но для этого нужно прорубить тайгу на сотни километров и через каждые 20 километров пробурить скважину, в которую устанавливается небольшой заряд. Заряд слабый, поэтому результаты исследований не очень достоверны. Кроме того, таким способом невозможно глубоко зондировать земную кору. Иная картина при ядерном взрыве. Заряд опускается на глубину от 500 до 700 метров – это делается для того, чтобы радиоактивные вещества не попадали чрез грунтовые воды на поверхность. На профиле приблизительно 3000 км расставляются сейсмографы, и на нем проводится 3-4 взрыва. Были проведены профили по Сибири. Благодаря этому, приблизительно в 100 раз сократился объем геологических исследований. Из десятков взрывов были и неудачные.Одним из самых ярких-это трагедия 19 сентября 1971 года на берегу реки Шачи, в 4 км от деревни Галкино Кинешемского района Ивановской области. Группа геологов в количестве двух десятков человек прибыла для подготовки и проведения эксперимента в конце августа 1971 года. Было пробурено две скважины, глубина которых составляла 610 метров. На дно одной из них был заложен ядерный заряд мощностью 2,3 кт (примерно в 9 раз слабей мощности бомбы, сброшенной на Хиросиму). На дно другой шахты было опущено множество различных приборов. Накануне взрыва сотрудники милиции предупредили местных жителей, что будет небольшое землетрясение, а также дали совет заклеить окна крест-накрест бумагой, выйти из дома, вывести скотину, если таковая имелась. 19 сентября 1971 года вечером был произведен взрыв. Поначалу все шло по плану. Но на 18 минуте после взрыва в метре от скважины с зарядом образовался фонтан. В основном на поверхности вместе с водой и грязью оказались инертные газы, имеющие небольшой период полураспада. Причиной, как было установлено, оказалось некачественное цементирование ствола скважины. Примерно через двадцать дней выход газов прекратился, но даже в момент наибольшей активности «гейзера», в первые часы после взрыва, в двух километрах от скважины радиационный фон не превышал естественного. Устроители взрыва в скором времени покинули площадку. Как было написано в отчете о проведении эксперимента, "благодаря слаженной работе службы радиационной безопасности никто из населения и участников взрыва не пострадал”. В общем-то, это действительно так. Не пострадал никто. Но только в тот злополучный день. Об отдаленных и косвенных последствиях медики от атомной отрасли почему-то не любят говорить. Существовал риск изменения русла реки Шача с затоплением скважины, что могло привести к радиоактивному загрязнению Волги. В 2004 году был построен 7 обводной канал. «Грязная» зона — площадка 100 на 150 метров. Источники излучения — небольшие участки грунта, пятна, где максимальная удельная активность почвы достигает 100 тысяч беккерелей на килограмм, что в десятки тысяч раз выше нормы. В 1971 году, когда завершались работы, величина дозы у скважины составляла 150 микрорентген в час (максимальный порог «фонового» значения — 50 микрорентген). В 1997 году при замерах в некоторых точках площадки зафиксировали гамма-излучение мощностью 1,5 тысячи микрорентген в час, в 1999 году — 3,5 тысячи, в 2000 году — 8 тысяч микрорентген в час. Сейчас обстановка стабилизировалась. Мощность излучения упала и составляет порядка 3 тысяч микрорентген в час, но всё свидетельствует о том, что изотопы цезий-137 и стронций-90 продолжают выходить на поверхность. Глобус-1 был ближайшим к Москве ядерным взрывом. Расстояние по прямой от Красной площади до места испытания равно 363 километрам. 8 3. Заключения Таким образом, мы можем установить, что мирные ядерные взрывы в СССР использовались в основном для развития промышленности, но к сожаления некоторые ядерные взрывы приводили к ужасным последствиям, с которыми государство боролось долгие десятилетия. 9 Литература Колядо Игорь Борисович, Плугин С. В., Коновалов Б. Ю., Максютов М. А. Медико-дозиметрический регистр в оценке здоровья населения, подвергшегося радиационному воздействию // Бюллетень Национального научноисследовательского института общественного здоровья имени Н. А. Семашко. 2012. Судариков Андрей Михайлович, Фролов Михаил Иванович Роль советской науки в создании ракетно-ядерного щита страны в послевоенное десятилетие // Вестник ЛГУ им. А.С. Пушкина. 2010. Родькин Д. В. Встреча в «Тайге»: воспоминания об одном забытом эксперименте // Челябинский гуманитарий. 2012. 10
