Направленный ядерный взрыв в мирных целях

Огромная энергия, выделяющаяся при ядерных взрывах, с самого начала работ над ядерным оружием приводила к мысли о ее использовании в мирных целях. Каждый килограмм термоядерного топлива способен в составе термоядерного устройства выделить энергию, эквивалентную взрыву 30 тыс. т взрывчатого вещества.

Промышленное, управляемое использование могучих сил, высвобождающихся при ядерных взрывах, играет важную роль в осуществлении планов глубокого преобразования природы. В природе немало явлений, которые нам хотелось бы изменить. Но мы не станем расходовать ядерную энергию на то, что можно сделать динамитом или толом,- ее применение начинается там, где кончаются возможности классических взрывчатых веществ.

Чтобы проложить железнодорожное полотно или автомобильную дорогу в скалистой местности, требуются тысячи взрывов, сотни тысяч рабочих часов и целый арсенал современных землеройных машин и методов. Атомная энергия здесь может помочь лишь в преобразованной в электрический ток форме. Но для прокладки трассы через горный массив, сооружения гаваней и каналов нужны ядерные взрывы.

Количество энергии, выделяющейся при ядерном взрыве, зависит от величины заряда, которая выражается так называемым тротиловым эквивалентом. Этот эквивалент позволяет сравнить энергию ядерного взрыва с энергией взрыва определенного количества тротила (он же тол, тринитротолуол, или ТНТ), которым во время второй мировой войны снаряжали авиационные бомбы.

Ядерное взрывчатое вещество эффективнее самых сильных химических веществ на несколько порядков: так, 25 килотонн (кт) ядерного заряда (тротиловый эквивалент 25000 т) можно поместить в цилиндре диаметром меньше 1 м, впрочем, даже 1 мегатонна (Мт) ядерного заряда займет немногим больше места, тогда как для 25 000 т тротила потребовался бы цилиндрический резервуар диаметром 30 м.

Ядерные взрывчатые вещества относительно дешевы. Согласно отчету Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), 10 кт ядерного ВВ стоят 350 тыс. долл., а 2 Мт - 600 тыс. долл. Эквивалентные количества тротила стоили бы соответственно 4 млн. и 800 млн. долл. Отсюда видно, насколько экономически выгоднее ядерные взрывчатые вещества.

Стремление использовать ядерные взрывы в мирных целях зародилось еще во время первого атомного взрыва в Аламогордо, укрепилось при взрывах на атолле Бикини и нашло подчеркнутое выражение после первого ядерного взрыва в СССР. Еще в 1949 г. советский представитель в ООН заявил: "Мы хотим использовать атомную энергию для реализации великих планов мирного строительства, чтобы перемещать горы, менять течение рек, орошать пустыни, чтобы создать условия для жизни даже там, где редко ступала нога человека". В Советском Союзе тщательно изучали перспективы использования чудовищной энергии ядерных взрывов как средства воздействия на природу и преобразования ее.

Первый научный анализ перспектив промышленного использования ядерных взрывов был опубликован в СССР в 1956 г. В 1970 г. в Москве состоялись советско-американские технические переговоры о промышленном использовании ядерных взрывов, в ходе которых ученые пришли к общему мнению об их эффективных возможностях.

Очень интересные предложения отечественных физиков. Они предлагали использовать ядерные взрывы для получения электроэнергии, при строительстве каналов и гаваней, вскрышных работах, рытье котлованов, для интенсификации добычи нефти и газа, получения больших масс негашеной извести, карбида кальция и ацетилена, а также в металлургии и азотной промышленности.

Американцев тоже трудно упрекнуть в отсутствии воображения – проект Plowshare рассматривал ядерные взрывы как весьма эффективное средство для сооружения гаваней, водохранилищ, карьеров, каналов, плотин, емкостей для отвода воды в случае наводнения, емкостей для захоронения сильно загрязненных отходов, дробления сланцев, интенсификации добычи нефти и газа и даже создания искусственных водоемов в зонах отдыха. Наиболее перспективным считался проект прокладки через Панамский перешеек нового современного канала к 1980 году «всего» тремястами ядерными взрывами.

По расчетам специалистов, "взрывная сила" ядерных арсеналов великих держав составляет 100 млрд. т ТНТ. Иными словами, на каждого жителя планеты приходится 30 т взрывчатки. Эта невообразимая разрушительная сила (накопленная в виде ядерного оружия) может стать созидательной, если к понятию "взрыв" человечество добавит слово "мирный".

Проведенная в российских ядерных центрах огромная работа больших коллективов теоретиков, математиков, конструкторов, экспериментаторов позволила создать чистые промышленные заряды, приступить к разработке проектов по их мирному применению и осуществить некоторые эксперименты.

Выделение огромной энергии ядерного взрыва происходит чрезвычайно быстро и с такой интенсивностью, что менее чем за миллионную долю секунды сам заряд и материал прилегающих к нему конструкций превращаются в горячую (с температурой до десятков миллионов градусов) плотную плазму. При подземном взрыве этот раздувающийся шар с гигантским давлением обрушивается на окружающую взрывную камеру горную породу, превращая ее в плотный, но менее горячий газ. Сжатие вещества достигает 4-5 раз. От центра взрыва распространяется мощная сферически расходящаяся ударная волна со скоростью десятков километров в секунду. Амплитуда ударной волны в горной породе столь велика, что на расстоянии нескольких сот метров от центра взрыва происходит интенсивное дробление горных пород. При выходе на земную поверхность ударная волна откалывает целые плиты горной породы толщиной ной до десятков-сотен метров и шириной до нескольких километров. За тысячи километров от места взрыва, даже на противоположной стороне земного шара, эхо взрыва может быть зафиксировано как сейсмическое колебание земной коры. Давление вблизи ядерного взрыва достигает миллиарда атмосфер, что может сравниться с давлением внутри звезд.