Мирные ядерные взрывы: зачем их проводили и что осталось на местах
СССР и США несколько десятилетий подрывали ядерные заряды в мирных целях: зондировали недра, делали подземные ёмкости, тушили газовые факелы, перемещали грунт. Программы свернули, объекты остались. Разбираем, зачем это делали, что осталось на площадках и почему такие точки до сих пор обследуют и держат под контролем.
Геологическая партия получает карту участка, и рядом с одной из точек стоит пометка: работы согласовывать отдельно. Точка ничем не выделяется на местности. Под ней — камера, оставшаяся после подземного ядерного взрыва, проведённого в мирных целях несколько десятилетий назад. Программы, в рамках которых такие взрывы выполняли, давно закрыты. Объекты никуда не делись, и с ними до сих пор работают: обследуют, измеряют, консервируют, ведут учёт.
Откуда вообще взялась идея
В пятидесятые годы ядерный взрыв воспринимался как дешёвый источник энергии огромной плотности. Логика была прямой: если один заряд выделяет столько энергии, сколько не даст никакая взрывчатка, значит им можно решать задачи, где нужно быстро переместить миллионы кубометров породы или создать под землёй полость. И в СССР, и в США эту идею довели до государственных программ, которые работали примерно с шестидесятых по восьмидесятые годы.
Важная деталь: речь шла о взрывах преимущественно подземных, в глубоких скважинах. Заряд опускали на нужную глубину, скважину герметизировали, подрывали и затем работали с тем, что получилось.
Какие задачи решали
Круг задач был довольно узким, но для своего времени осмысленным.
- Сейсмическое зондирование недр. Мощный подземный взрыв создаёт сигнал, который проходит через земную кору на тысячи километров. Сеть станций записывает отражения, и по ним строят глубинный разрез. Для геофизики это был способ увидеть строение платформы там, где обычные источники сигнала не добивают.
- Создание подземных ёмкостей. Взрыв в толще каменной соли оставляет полость с оплавленными стенками. Такие полости рассматривали как хранилища для углеводородов и промышленных стоков.
- Тушение аварийных газовых фонтанов. Если горящую скважину не удавалось заглушить обычными способами, рядом бурили наклонную скважину и подрывом пережимали канал в породе.
- Интенсификация добычи. Взрыв создавал сеть трещин в плотном коллекторе, чтобы повысить отдачу пласта.
- Перемещение грунта. Выброс породы направленным взрывом рассматривали для создания каналов и плотин.
Что реально происходит под землёй
Физика здесь важнее романтики. В момент взрыва порода вокруг заряда испаряется и плавится, образуется полость. Затем она частично обрушивается, и над ней вырастает столб раздробленной породы. Продукты деления частично остаются связанными в застывшем расплаве на стенках полости, частично распределяются по зоне дробления. Долгоживущие радионуклиды никуда не исчезают — они остаются в массиве.
Отсюда и все дальнейшие вопросы. Насколько надёжно порода удерживает активность. Есть ли связь камеры с водоносными горизонтами. Что происходит с обсадными колоннами и устьем скважины через десятилетия. Не изменит ли новая хозяйственная деятельность рядом — бурение, добыча, строительство — условия, при которых объект считался безопасным.
Задачи и следы: сводка
| Задача | Что делали | Что осталось на месте |
|---|---|---|
| Сейсмозондирование | Взрыв в глубокой скважине как источник сигнала | Заглушенная скважина, камера в массиве, точка на карте |
| Подземные ёмкости | Взрыв в соляной толще, затем обустройство полости | Полость с остаточной активностью, устьевое оборудование |
| Тушение газовых фонтанов | Наклонная скважина рядом с аварийной, пережатие канала | Зона дробления, законсервированные скважины |
| Интенсификация добычи | Взрыв в плотном коллекторе | Трещиноватая зона в продуктивном пласте |
| Перемещение грунта | Взрыв на выброс, формирование выемки | Изменённый рельеф, загрязнение поверхности |
Почему программы свернули
Экономика оказалась хуже ожиданий. Заряд дешёвым не был, подготовка площадки требовала месяцев работ, а результат далеко не всегда превосходил обычные технологии. Взрывы на выброс давали загрязнение поверхности, а значит и ограничения по территории. Параллельно росли требования к радиационной безопасности и менялось общественное отношение: объяснять населению, что рядом планово подрывают ядерный заряд, становилось всё труднее. Международные договорённости об ограничении ядерных испытаний окончательно закрыли тему. К концу восьмидесятых программы прекратили и в СССР, и в США.
Мирные ядерные взрывы закончились там же, где заканчивается любая красивая инженерная идея: на подсчёте полной стоимости, включая обязательства на сто лет вперёд.
Что делают с этими объектами сейчас
Площадки не брошены. Основная работа с ними сводится к нескольким направлениям.
- Инвентаризация и учёт. Объект должен быть описан: где, когда, на какой глубине, в какой породе, в каком состоянии скважина.
- Обследование. Радиационное и гидрогеологическое: мощность дозы на поверхности, пробы грунта, донных отложений, подземных вод, анализ на техногенные радионуклиды.
- Мониторинг. Периодические измерения по программе, чтобы поймать изменение обстановки, а не констатировать его задним числом.
- Консервация и ликвидация устьев. Приведение скважин в состояние, исключающее несанкционированный доступ и переток по стволу.
- Ограничения хозяйственной деятельности. Режим в радиусе площадки, согласование бурения и земляных работ.
Материалы об обращении с наследием атомной отрасли регулярно публикует пресс-центр «Росатома», а методические подходы к обследованию и реабилитации загрязнённых территорий обобщает МАГАТЭ.
Как это ложится в сегодняшнее регулирование
Современная рамка для подобных объектов складывается из нескольких блоков. Материалы с повышенным содержанием техногенных радионуклидов, если они изымаются, попадают под требования 190-ФЗ об обращении с радиоактивными отходами: их нужно классифицировать, учесть и передать по установленной схеме. Защита населения и работников опирается на 3-ФЗ о радиационной безопасности населения с обязательным производственным контролем и дозиметрией. Любые работы, связанные с радиоактивными веществами, выполняются организациями, у которых есть соответствующая лицензия.
Практический вывод
Для предприятия, которое ведёт изыскания, бурение или строительство в регионе с таким наследием, история сводится к простому алгоритму. Проверить участок по доступным данным на наличие объектов прошлых программ. Если объект рядом — заложить в проект радиационное обследование территории до начала работ, а не после. Предусмотреть порядок действий на случай обнаружения материалов с повышенной активностью: остановка работ, измерения, привлечение организации с лицензией. И заранее понимать, кто будет принимать изъятые материалы, если они окажутся отходами.
Атом-Плюс сопровождает предприятия по этой части: помогает организовать радиационное обследование площадки, выстроить программу производственного контроля, подготовить документы для получения лицензии на обращение с радиоактивными веществами и отходами, оформить порядок действий при обнаружении неучтённых источников и загрязнений. Если ваши работы попадают в район с радиационным наследием, оставьте заявку в форме ниже.
Фото: Vyacheslav Argenberg, Wikimedia Commons, CC BY 4.0
.jpg){kind=link}