Мирные взрывы

ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА 

РФЯЦ – ВНИИТФ принимал активное, а по некоторым направлениям и определяющее, участие в разработке и реализации советской государственной программы №7 «Ядерные взрывы для народного хозяйства». Из проведенных в СССР 124-х мирных взрывов в 75 случаях было использовано 80 ядерных зарядов, разработанных во ВНИИТФ.

Пионерскими в 1965-67гг. были промышленные взрывы ядерных зарядов ВНИИЭФ. Мирные взрывы своих зарядов ВНИИТФ начал проводить с мая 1968г. Но к разработке мирных ядерно-взрывных устройств (ЯВУ), обладающих специфическими характеристиками, соответствующими условиям применений, принципиально отличающимся от условий эксплуатации изделий оборонного назначения, ВНИИТФ приступил в 1966 г. В процессе разработки таких ЯВУ приходилось проводить предварительные проверки их на испытательном полигоне. Таких экспериментов с новыми ЯВУ у ВНИИТФ было двадцать. Иногда удавалось совместить отработку новой конструкции с промышленным применением соответствующего устройства.

Ядерные взрывы для сейсмозондирования территории СССР.
     Прямоугольником обозначены названия проектов, выполненных с использованием ЯВУ ВНИИТФ.



Все разработки ЯВУ мирного назначения возглавлялись, осуществлялись, поддерживались и курировались во ВНИИТФ академиками Е.И. Забабахиным, Е.Н. Аврориным и Б.В. Литвиновым. Производство и обеспечение применений ядерно-взрывных устройств непосредственно курировал Г.П .Ломинский, работавший директором ВНИИТФ с 1964 по 1988г., т.е. в период реализации программы мирных взрывов. Всего для промышленных применений в институте было разработано 14 типов ЯВУ, девять из которых обладали оптимальными эксплуатационными характеристиками и фактически применялись при проведении ядерных взрывов в народно-хозяйственных целях.

Государственная программа № 7 «Ядерные взрывы для народного хозяйства» была, естественно, сложной и комплексной работой многочисленных заказывающих ведомств, проектных организаций и предприятий, обеспечивающих разработку и применение ЯВУ. Наш институт тесно и эффективно взаимодействовал с ВНИИ промтехнологии и КБ автотранспортного оборудования Министерства среднего машиностроения, а также с рядом других Министерств бывшего СССР.

Ядерно-взрывные устройства ВНИИТФ использовались в следующих направлениях:
•    глубинное сейсмозондирование земной коры в целях поиска структур, перспективных для разведки полезных ископаемых (22 взрыва). Заказчик - Министерство геологии СССР;
•    создание подземных емкостей (22 взрыва). Заказчик - Министерство газовой промышленности СССР;
•    интенсификация добычи нефти и газа (16 взрывов). Заказчики - Министерство нефтяной промышленности СССР, Министерство геологии СССР, Министерство газовой промышленности СССР;
•    отработка ядерно-взрывных технологий (6 взрывов). Заказчик - Министерство среднего машиностроения СССР;
•    перекрытие скважин газовых фонтанов (4 взрыва). Заказчик - Министерство геологии СССР;
•    дробление руды (2 взрыва). Заказчик - Министерство по производству минеральных удобрений СССР;
•    захоронение биологически-опасных промышленных стоков нефтехимических производств (2 взрыва). Заказчик - Министерство нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР;
•    создание траншеи-выемки в аллювиальных грунтах (1 взрыв). Заказчик - Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР.


Чаще всего мирные ЯВУ размещались в глубоких скважинах достаточно малого диаметра. Отсюда возникали требования – минимизировать диаметр конструкции, обеспечить её герметичность и термостойкость, а также управлять автоматикой подрыва и получать информацию о параметрах срабатывания ЯВУ.

Максимальные требования предъявлялись к конструкции устройств в случаях гашения газовых фонтанов пережатием стволов аварийных скважин на больших глубинах. Ярким примером такой аварии было газовое месторождение Памук в Кашкадарьинской области Узбекистана. Здесь требовалось заложить ЯВУ на глубине (по вертикали) 2440 м, доставить его на проектную отметку по стволу скважины, обсаженной трубой с внутренним диаметром 274 мм; давление газа в пласте составляло 585 кг/см2 и температура породы в зоне заложения ЯВУ была +105ºС. Разработка ядерного заряда для такого ЯВУ была начата во ВНИИТФ в мае 1966г. и велась с огромным энтузиазмом всех её участников.

Промышленные ядерные взрывы на территории СССР.
Прямоугольником обозначены названия проектов, выполненных с использованием ЯВУ ВНИИТФ.



Если для камуфлетных мирных взрывов не предъявлялись особые требования к «чистоте» зарядов, то для взрывов на выброс (образование плотин, траншей) были необходимы ЯВУ с минимальным количеством радиоактивных осколков деления. В этих случаях более подходящими являются термоядерные устройства, в которых основное энерговыделение обязано реакциям синтеза. Такие заряды так же вошли в серию мирных ЯВУ, разработанных во ВНИИТФ, и были применены для создания траншеи на участке Печоро-Колвинского канала (Пермская область) – составной части разрабатывавшегося в 1970-е годы проекта переброски вод северных рек в Волгу. Эксперимент по созданию этой траншеи назывался «Тайга». Его проведению предшествовали модельные взрывы маломощных (0,2 кт) ядерных зарядов в скважинах на Семипалатинском полигоне (1968г.) «Телькем-1» и «Телькем-2», где проверялось образование воронки выброса (одиночный взрыв, Т-1) и короткой траншеи (групповой взрыв трех зарядов, Т-2). Анализ результатов этих взрывов был использован при проектировании основного эксперимента «Тайга». Через год после этого эксперимента на Семипалатинском полигоне был испытан усовершенствованный «чистый» заряд с уменьшенной в 5 раз величиной осколочной активности по сравнению с применённым в операции «Тайга». Однако в дальнейшем в целях безусловного соблюдения положений Московского договора (1963г.) было принято решение взрывов на выброс не проводить.

В октябре 1971 года с использованием ЯВУ ВНИИТФ был проведен эксперимент по созданию подземной емкости для хранения газоконденсата на Дедуровском газоконденсатном месторождении. Специально сконструированное устройство малого калибра было взорвано в солевом пласте на глубине 1140 м. В результате образовалась необходимая емкость, что и решило проблему сбора и хранения ценного химического сырья с последующей его переработкой.
Опыт предыдущих работ позволил осуществить в 1973 и 1974 годах создание на глубине 2000 м подземных емкостей-хранилищ биологически вредных отходов Стерлитамакского содово-цементного и Салаватского нефтехимического комбинатов.

Среди всех мирных применений ядерно-взрывных технологий, пожалуй, самыми яркими по рисунку проекта были два опытно-промышленных подземных взрыва полного камуфлета, проведенные в 1972 и 1984 гг. в горном массиве Куэльпорр близ Кировска (Кольский п-ов) с целью дробления апатитовой руды (проект «Днепр»).
Для того чтобы существенно снизить радиоактивное загрязнение дробимой породы в экспериментах «Днепр» использовался, так называемый, «чистый» ядерный заряд и применялась система направленного вывода и захоронения активных продуктов взрыва в «пустой» породе, окружающей рудное тело.  Первый опыт был проведен 4-го сентября 1972 г. Успех первого эксперимента позволил предложить и через 12 лет после него осуществить второй, отличающийся применением двух ядерных зарядов меньшей мощности (1,7 кт) для дробления блока руды, намного большего размера. Эксперимент был проведен 27-го августа 1984 года в том же горном массиве Куэльпорр. Исход опыта удачный, радиационная обстановка в районе испытаний была нормальной. Данные всех методик измерений получены полностью, обработка их результатов подтвердила достижение целей опытно-промышленного взрыва.

В заключении отметим, что ВНИИТФ, по существу, является единственной в мире организацией по разработке специализированных ядерно-взрывных устройств для промышленных применений. Опытно-промышленные взрывы таких устройств составили более 60% всех мирных ядерных взрывов, проведенных в СССР в 1965-1988 годах; при этом доля использования зарядов ВНИИТФ при взрывах для интенсификации нефте- и газодобычи превысила 75%, а для образования подземных емкостей достигла почти 90%. География проведенных мирных взрывов приведена на рисунках.