Промышленные ядерные взрывы в СССР

В Советском Союзе была осуществлена масштабная программа проведения ядерных взрывов в мирных целях.108 В рамках этой программы были проведены 124 испытания (135 отдельных взрывов).109 Кроме этого, в целях отработки ядерных зарядов для промышленных взрывов, были проведены еще 32 испытания (38 отдельных взрывов). Таким образом, около пятой части всех советских ядерных испытаний были связаны с проведением промышленных взрывов.

Работы по изучению возможности использования ядерных взрывов в промышленных целях были начаты в конце 50-х-начале 60-х годов. Примерно в это время в СССР была начата разработка программы "Ядерные взрывы для народного хозяйства" (Программа № 7). Задачей программы являлась разработка основ ядерно-взрывных технологий и изучение вопросов обеспечения- безопасности при проведении промышленных ядерных взрывов. Руководителем программы был назначен А. А. Захаренков, научным руководителем —О. Л. Кедровский.110 В работе комиссии участвовали специалисты около 10 различных министерств. Головным институтом по всей видимости являлся ВНИПИ промтехнологии Министерства среднего машиностроения.

Первые испытания с целью отработки промышленных ядерных зарядов состоялись 25 октября и 16 ноября 1964 г. После проведения этих испытаний, в ноябре 1964 г. было созвано совещание, в котором участвовали разработчики ядерных зарядов. В ходе совещания были еще раз уточнены требования к промышленным зарядам, прежде всего с точки зрения радиационных последствий их использования.111 Впоследствии при проведении промышленных взрывов использовались специально разработанные взрывные устройства. В термоядерных зарядах, созданных для промышленных взрывов, доля энергии получающейся в ходе реакций синтеза достигала 95-99%. Для уменьшения наведенной радиоактивности в термоядерных зарядах применялись специальные оболочки, поглощающие нейтроны.1

Первый советский промышленный взрыв был произведен 15 января 1965 г. в скважине 1004 на Семипалатинском полигоне. Программа использования ядерных взрывов в мирных целях была продолжена в 1965 г. (в этом году было произведено еще 3 взрыва) и продолжалась до 1988 г., т.е. практически до момента прекращения советской программы ядерных испытаний. Последний промышленный взрыв был произведен 6 сентября 1988 г. в рамках программы глубинного сейсмозондирования.

Основными направлениями программы проведения промышленных ядерных взрывов были глубинное сейсмозондирование земной коры (39 взрывов), создание подземных емкостей (35 взрывов, в числе которых 10 экспериментальных), интенсификация притока нефти и газа (21 взрыв). Кроме этого, ядерные взрывы использовались для экскавационных работ, перемещения грунта, измельчения РУДЫ, гашения газовых фонтанов, образования полостей для захоронения отходов. Программа "Ядерные взрывы для народного хозяйства" также предусматривала проведение работ по использованию ядерно-взрывных технологий для подземного выщелачивания металлов, подземного крекинга, захоронения радиоактивных и высокотоксичных химических отходов. Эти работы не были проведены из-за прекращения ядерных испытаний.

Как правило, промышленные ядерные взрывы производились в рамках программы, разработанной по заказу одного из союзных министерств. Проект проведения работ разрабатывался ВНИПИ промтехнологии Министерства среднего машиностроения. Оценку радиационных последствий промышленных ядерных взрывов осуществлял Радиевый институт им. В. Г. Хлопина.114 В числе заказчиков работ с применением ядерно-взрывных технологий были Министерство геологии (52 взрыва), Министерство газовой промышленности (2,6), Министерство нефтяной промышленности (12), Министерство нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности (2), Министерство по производству минеральных удобрений (2), Министерство угольной промышленности, Министерство мелиорации и водного хозяйства, Министерство цветной металлургии (по 1 взрыву). Оставшиеся 27 взрывов были осуществлены в рамках программ Министерства среднего машиностроения и как правило представляли собой экспериментальные работы по отработке различных технологий.

В начале программы проведения промышленных ядерных взрывов, разработка взрывных устройств была поручена ВНИИЭф (Арзамас-16). Вскоре к осуществлению программы был привлечен и ВНИИ технической физики (Челябинск-70), который впоследствии стал основным разработчиком зарядов для промышленных взрывов."5

Сейсмозондирование

Программа глубинного сейсмозондирования земной коры с помощью ядерных взрывов была начата в 1971 г. и продолжалась практически без перерывов до

1988 г. Ежегодно в рамках программы производилось от 1 до 5 взрывов. Исключением стали 1976, 1983 и 1986 годы, во время которых взрывы в целях сейсмозондирования не проводились (в 1986 г. действовал односторонний советский мораторий на проведение ядерных испытаний). Всего было произведено 39 взрывов, мощность которых составляла от 2.3 кт до 22 кт. Все взрывы были одиночными. Глубина заложения взрывных устройств составляла от 400 до 1000 м.

Места проведения взрывов располагались вдоль 14 сейсмических профилей, расположение которых показано на рис. 8-4. Заказчиком работ являлось Министерство геологии СССР.

В ходе проведения серии взрывов в двух случаях возникли нештатные радиационные ситуации. При проведении взрыва Глобус-1 (19 сентября 1971 г.) наблюдалось раннее истечение из скважины газообразных продуктов взрыва. Вторая нештатная радиационная ситуация возникла при проведении взрыва Кра-тон-3 (24 августа 1978 г.). В этом случае выход продуктов взрыва на поверхность стал следствием нарушения технологии забивки скважины. На прилегающих к скважинам территориях была проведена рекультивация земель.

Интенсификация добычи нефти и газа

Работы по использованию ядерных взрывов для интенсификации притока нефти и газа проводились по заказу трех министерств —Министерства нефтяной промышленности (12 взрывов), Министерства геологии (8) и Министерства газовой промышленности (1).

Целью работ, выполнявшихся по заказу Миннефтепрома, было увеличение притока нефти из действующих скважин. Первый взрыв в рамках этой программы был произведен 30 марта 1965 г. (групповой взрыв двух устройств мощностью 2.3 кт каждое) на Грачевском месторождении в Башкирии (объект "Бутан"). В дальнейшем на этом месторождении было произведено еще 3 взрыва —один в

1965 г. (мощность 7.6 кт) и два—в 1980 г. (мощность по 3.2 кт). Глубина заложения взрывных устройств составляла от 1340 до 1400 м.

Взрывы в рамках программы интенсификации притока нефти также проводились на Осинском и Гежском месторождениях в Пермской области (объекты 'Трифон" и "Гелий"). На Осинском месторождении было проведено два взрыва — 2 и 8 сентября 1969 г. Мощность каждого взрывного устройства составляла 7.6 кт, глубина заложения—1200 м. На Гежском месторождении был проведен один взрыв 2 сентября 1981 г. и две серии из двух взрывов каждая —28 августа 1984 г. и 19 апреля 1987 г. Интервал между двумя взрывами серии в каждом случае составлял 5 минут. Мощность каждого заряда составляла 3.2 кт, глубина заложения — около 2000 м.

18 июня 1985 г. одиночный взрыв мощностью 2.5 кт был произведен на Средне-Балыкском месторождении (объект "Бензол") в Ханты-Мансийском АО (Тюменская область). Заряд был заложен на глубине около 2800 м.

Единственный взрыв, произведенный для интенсификации притока газа (заказчик — Министерство газовой промышленности), был произведен 25 сентября 1969 г. на Тахта-Кугультинском месторождении в Ставропольском крае. Взрывное устройство было заложено на глубине 725 м. Мощность взрыва составила 10 кт.

Взрывы в целях интенсификации нефтедобычи, выполнявшиеся по заказу Министерства геологии, проводились на объектах, расположенных на Средне-Ботубинском месторождении в Якутии (объекты "Ока", "Вятка", "Шексна", "Нева"). Исключением был единственный взрыв, произведенный на Еси-Еговском месторождении в Ханты-Мансийском АО (объект "Ангара"). Целью программы была отработка технологии увеличения притока нефти на этапе разведки месторождений.

Первый взрыв в рамках работ по заказу Мингеологии был произведен 5 ноября 1976 г. на объекте "Ока". Там же в 1978 и 1979 гг. были произведены еще два аналогичных взрыва (объекты "Вятка" и "Шексна"). В 1982 и 1987 гг. были произведены четыре взрыва на объекте "Нева". Все эти взрывы, за исключением последнего, были аналогичны произведенным ранее на объектах "Ока", "Вятка" и "Шексна" — мощность взрывных устройств составляла 15 кт, глубина заложения — около 1500 м. Мощность последнего взрыва (12 августа 1987 г.), произведенного на глубине 834 м, составила 3.2 кт. Возможно, что последний взрыв в серии "Нева" был произведен для создания полости, в которой проводилось захоронение радиоактивных и токсичных отходов, образовавшихся в ходе выполнения программы.116 Взрыв, произведенный на объекте "Ангара" в Ханты-Мансийском АО 10 декабря 1980 г., отличался от взрывов на объектах в Якутии глубиной заложения заряда—2485 м. Мощность взрывного устройства была равна 15 кт.

Опытные работы на площадке Большой Азгир

В ряду программ промышленных ядерных взрывов особый интерес представляют опытно-промышленные работы, проводившиеся Министерством среднего машиностроения на объекте "Галит", в окрестностях поселка Большой Азгир в Казахстане. Основной задачей этих работ являлась отработка технологии создания подземных емкостей в массиве каменной соли. С этой целью в период с 1966 по 1979 г. на площадке Большой Азгир было произведено 10 ядерных взрывов. Мощности зарядов, использовавшихся для создания полостей, составляли от 10 До 103 кт (в скважинах A-V1I, А-VIII, A-XI и А-Х были проведены групповые

взрывы), глубина заложения зарядов составляла 600-1500 м. Исключением был первый взрыв (скважина А-I), мощность которого была равна 1.1 кт. Глубина заложения заряда в скважине А-1 составляла 165 м.

В результате взрывов было образовано 9 подземных полостей, из которых в настоящее время пять заполнены радиоактивным рассолом (полости А-I, A-II A-III, A-1V и А-V). В полости А-Х производится захоронение радиоактивного грунта, образующегося при проведении работ по очистке промышленных площадок. В результате взрыва, осуществленного в скважине A-IX, образовалась провальная воронка, не связанная с полостью взрыва.118 Следует отметить, что этот взрыв был самым мощным из произведенных на месторождении Большой Азгир (мощность 103 кт) и, в отличие от остальных взрывов, был произведен не в массиве каменной соли, а в глине.119

Полости, образовавшиеся в результате взрывов, произведенных 1 июля 1968 г. (полость А-И) и 22 декабря 1971 г. (полость A-III) были использованы для проведения экспериментальных работ. В заполненной водой полости А-И в период с 25 апреля 1975 по 10 января 1979 г. было проведено шесть взрывов очень малой мощности (от 0.01 до 0.5 кт). Целью этих взрывов было проведение экспериментов по получению трансплутониевых элементов.120 Для проведения этой серии взрывов были созданы специальные устройства с повышенным выходом нейтронного излучения. Работы по получению трансплутониевых элементов про- 1 водились ВНИИЭФ (Арзамас-16).121

Полость А-111 была использована для проведения эксперимента по изучению эффекта сейсмического гашения, который заключается в значительном снижении интенсивности порождаемых подземным ядерным взрывом сейсмических волн при проведении взрыва в достаточно большой полости. В результате первого взрыва в скважине A-III была образована почти сферическая полость с радиусом около 36 м. 29 марта 1976 г. в этой полости был произведен взрыв мощностью 10 кт. За счет взрыва в полости сейсмический сигнал был ослаблен примерно в 15 раз.122

Взрывы на выброс, перемещение и разрыхление грунта

В Советском Союзе было произведено пять некамуфлетных взрывов, целью которых было изучение возможности образования воронок в результате выброса грунта. Кроме этого, в рамках программы мирных ядерных взрывов было проведено еще семь взрывов, целью которых было образование провальных воронок, разрыхление или перемещение грунта.

Первые работы по проведению взрывов на выброс грунта проводились в пределах Семипалатинского полигона. В результате первого взрыва, произведенного 15 января 1965 г. (первый советский мирный ядерный взрыв), было образовано водохранилище, состоящее из двух водоемов. Один из водоемов был образован воронкой взрыва, а второй был получен в результате перекрытия русла реки Шаган насыпной плотиной. Второй взрыв на выброс грунта на Семипалатинском полигоне был произведен 14 октября 1965 г. В результате взрыва, мощность которого составила 1.1 кт, была образована воронка выброса.

В октябре-ноябре 1968 г. на Семипалатинском полигоне был проведен эксперимент по отработке технологии создания траншеи канального профиля. Этот эксперимент, получивший название "Телькем", был частью программы по изучению возможности использования ядерных взрывов для сооружения канала Пе-чора-Кама.123 21 октября 1968 г. был произведен калибровочный взрыв (мощность 0.2 кт, глубина заложения 31.4 м). 12 ноября 1968 г. был произведен групповой взрыв трех аналогичных устройств, в результате которого была образована траншея выброса.

Продолжением работ, начатых в 1968 г., стал взрыв на объекте "Тайга" в Пермской области, произведенный 23 марта 1973 г. Основной целью испытания было выяснение возможности использования ядерных взрывов для сооружения южного участка канала Печора-Кама. Взрыв "Тайга" представлял собой групповой подрыв трех устройств мощностью 15 кт каждое, в результате которого образовалась траншея выброса длиной около 700 м и шириной около 340 м. Глубина траншеи составила около 10-15 м.124 Такой результат фактически означал, что ядерные взрывы малопригодны для сооружения канала в южной его части. Планы сооружения канала были впоследствии пересмотрены и взрыв "Тайга" стал последним произведенным в СССР взрывом на выброс грунта.

После отказа от проведения некамуфлетных взрывов на выброс грунта, в Советском Союзе изучалась возможность использования взрывов внутреннего действия. К таким испытаниям относится взрыв "Кристалл", произведенный 2 октября 1974 г. в окрестности г. Удачный в Якутии. Целью взрыва, произведенного по заказу Министерства цветной металлургии, было создание хвостохрани-лища для Удачнинского горно-обогатительного комбината. В результате взрыва мощностью 1.7 кт, произведенного на глубине 100 м, была создана плотина в виде участка вспученных разрыхленных пород. Плотина должна была перегородить русло реки, создав озеро-хвостохранилище, однако эта цель судя по всему не была достигнута.

К опытным работам по перемещению грунта относится взрыв "Лазурит", произведенный 7 декабря 1974 г. на Семипалатинском полигоне. Целью этого взрыва была отработка технологии перемещения грунта вниз по горному склону. Зарядное устройство мощностью 1.7 кт было заложено на глубине около 70 м. После взрыва в результате схождения грунта по горному склону образовалась плотина. "Лазурит” стал последним взрывом, предназначенным для проведения земляных работ. В дальнейшем все произведенные в СССР взрывы были взрывами внутреннего действия.

К экспериментальным работам, проводившимся Министерством среднего машиностроения, относится серия "Сай-Утес", проведенная в 1969-1970 гг. в Ман-гышлакской области Казахстана. Целью серии, состоявшей из трех взрывов, была отработка технологии создания провальных воронок. После двух взрывов серии—6 декабря 1969 г. и 23 декабря 1970 г.—на поверхности образовались провальные воронки не связанные с полостью взрыва. После взрыва 12 декабря 1970 г., произведенного на большей глубине, провальная воронка не образовалась.

В 1972 и 1984 гг. по заказу Министерства по производству минеральных удобрений были произведены взрывы на руднике Новый в Апатитах (Мурманская область), получившие обозначение "Днепр". Целью взрывов было дробление Рудного массива. Мощность первого взрыва, произведенного 4 сентября 1972 г., была равна 2.1 кт. Для увеличения объема раздробленной породы была разработана технология, предусматривавшая создание в толще массива широкой вертикальной выработки, на которой происходило отражение ударной волны ядерного взрыва.125 Еще одной характерной особенностью взрыва "Днепр-1" стало использование специальной технологии удаления радиоактивных продуктов из зоны взрыва. За счет специальной рассчитанной схемы проведения взрыва радиоактивные продукты взрыва перемещались вдоль штрека за пределы рудного массива. До проведения взрыва "Днепр-1" эта технология была испытана на Семипалатинском полигоне в ходе испытания 9 апреля 1971 г. Второе испытание техноло-гии удаления продуктов взрыва было произведено на Семипалатинском полигоне 16 декабря 1974 г.126 Второй взрыв серии "Днепр", схема которого была аналогична схеме первого, был произведен 27 августа 1984 г. В ходе этого взрыва был произведен подрыв двух устройств мощностью 1.7 кт каждое.

Создание подземных емкостей

Наряду с экспериментальными работами, проводившимися на площадке Большой Азгир Министерством среднего машиностроения, начиная с 1967 г. проводились опытно-промышленные работы по созданию подземных емкостей, заказчиком которых выступало Министерство газовой промышленности. В рамках этой программы было произведено 25 ядерных взрывов. Большинство созданных полостей находятся в эксплуатации.

Первый взрыв в этой серии был произведен 6 октября 1967 г. на объекте "Тавда" в Тюменской области. Образовавшаяся полость по-видимому не использовалась. Первым объектом, принятым в эксплуатацию, стала созданная 25 июня 1970 г. подземная полость на месторождении "Совхозное" в Оренбургской области (объект "Магистраль"). Этот объект после 18 лет эксплуатации находится в стадии консервации. В 1971 и 1973 гг. в Оренбургской области в районе Деду-ровки было произведено еще два взрыва (объект "Сапфир"). Полости на объекте "Сапфир" находятся в опытно-промышленной эксплуатации.

Широкомасштабные работы по созданию подземных емкостей с помощью ядерных взрывов были начаты в 1980 г. на Астраханском газоконденсатном месторождении (объект "Вега"). В период с 1980 по 1984 г. здесь было произведено 15 ядерных взрывов. В 1981-1984 гг. взрывы производились сериями от 2 до 6 взрывов в каждой. Интервалы между взрывами серии составляли около 5 минут. Мощность взрывов составляла от 3.2 до 13.5 кт, глубина — около 1000 м.

К 1986 г. семь подземных емкостей были заполнены газовым конденсатом. Оставшиеся емкости оставались незаполненными и с течением времени потеряли значительную часть объема вследствие обрушения сводов (до 40%). Из-за потери объема шесть емкостей были закрыты.

В 1983-1984 гг. серия ядерных взрывов для создания подземных емкостей была проведена на Карачаганакском месторождении в Казахстане (объект "Лира"). Шесть взрывов мощностью 15 кт каждый были проведены в ходе двух серий — 10 августа 1983 г. и 21 июля 1984 г. Интервал между взрывами в пределах каждой серии составлял 5 минут. Мощность взрывов была равна 15 кт, глубина заложения взрывных устройств составляла от 840 до 960 м. Одна из образовавшихся емкостей впоследствии заполнилась водой (скважина 5Т). Остальные емкости находятся в процессе обустройства.

Другие взрывы

В пяти случаях ядерные взрывы использовались для перекрытия скважин газовых фонтанов. Это взрывы 30 сентября 1966 г. ("Урта-Булак", Узбекистан), 21 мая 1968 г. ("Памук", Узбекистан), 11 апреля 1972 г. ("Кратер", Туркменистан), 9 июля

1972 г. ("факел'', Украина), 25 мая 1981 г. ("Пирит", Архангельская обл.). Мощность взрывных устройств, использовавшихся в этих взрывах, составляла от 3.8 до 47 кт. Для перекрытия скважины заряд помещался в наклонной скважине на расстоянии 30-50 м от основной скважины. Взрывные устройства, использовавшиеся для перекрытия скважин разрабатывались специально, с учетом высоких температур и давлений в точке заложения устройства, а также габаритных ограничений. Из всех произведенных взрывов только последний—"Пирит" —не привел к перекрытию скважины.

Два взрыва —"Кама-1" и "Кама-2", произведенные 8 июля 1974 г. и 26 октября

1973 г. соответственно —были использованы для создания полостей для захоронения отходов нефтехимических производств в Башкирии. Заказчиком работ являлось Министерство нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Мощность взрывов составляла 10 кт, глубина заложения взрывных устройств—около 2000 м. Впоследствии полости были использованы по назначению.

Необычный взрыв был произведен 16 сентября 1979 г. в шахте "Юнком" недалеко от Енакиево на Украине (объект "Кливаж"). Целью взрыва, мощность которого была равна 0.3 кт, было снижение вероятности внезапных выбросов угольной пыли и метана. Работа выполнялась по заказу Министерства угольной промышленности.