Что сделали с ядерным устройством, которое нельзя обезвредить

В 1947 году в семипалатинской степи появились военные, а 29 августа 1949 года была взорвана первая ядерная бомба РДС-1 мощностью 22,4 килотонны. Всего за 40 лет на Семипалатинском испытательном ядерном полигоне (СИЯП) провели 468 наземных, воздушных и подземных ядерных испытаний.

Военная “начинка”

Полигон общей площадью 18,5 тысячи квадратных километров включал ряд площадок – "Опытное поле", "Дегелен", "Балапан", "Сары-Узень", "Телькем"… Только на горном массиве Дегелен действовала 181 штольня для подземных взрывов. С 1991 года в соответствии с указом от 29 августа о закрытии СИЯП взрывы прекратились. Однако на площадках осталась опасная “начинка” в виде военно-инженерной инфраструктуры. И охранять ее было некому – в 1994 году воинские части были расформированы и выведены. Как сообщила в 2004 году заместитель гендиректора Национального ядерного центра РК Ирина ТАЖИБАЕВА, стране досталось наследство в виде 1 216 боеголовок для межконтинентальных баллистических ракет, комплекс ядерных стратегических сил в виде ракет СС-18 и тяжелых бомбардировщиков ТУ-95, шахтные пусковые установки, научно-исследовательская, добывающая и производственная структуры для создания оружия массового уничтожения.

– По инициативе Нурсултана Назарбаева Казахстан объявил о своем безъядерном статусе, – отметила руководитель в ходе международной конференции “Ядерный век: наука и общество” в 2004 году. – Была принята программа поддержки режима нераспространения с названием “Совместное уменьшение угрозы”. Она включала ликвидацию инфраструктуры ядерных испытаний и реабилитацию радиоактивно загрязненных территорий.

В штольне 108-К оставалось взрывное ядерное устройство в 0,4 килотонны, которое, как выяснили специалисты, невозможно было разобрать. Только на месте уничтожить. Площадка "Дегелен". 1995 год

Одним из первых опытов новой программы стали работы на площадке "Дегелен" в 1995 году. Здесь в штольне 108-К осталось взрывное ядерное устройство в 0,4 килотонны, которое, как выяснили специалисты, невозможно было разобрать. Только на месте уничтожить.

– Работы проводились вместе с российскими коллегами, – раскрыл подробности операции журнал “Вестник университета “Семей”. – Устройство пролежало 4 года в заброшенной штольне в массиве горной породы. В каком оно состоянии? Опыта уничтожения ядерного устройства накладным зарядом не было ни у кого в мире. Решили сделать обходной штрек и использовать специальный накладной заряд химического взрывчатого вещества без ядерного энерговыделения.

31 мая 1995 года “изделие” ликвидировали, данный факт зарегистрирован методами дистанционного контроля.

В том же “Вестнике” в публикации “Экологическое состояние площадки проведения совместного эксперимента по контролю” ученые раскрыли технические детали работ на площадке "Балапан". В некоторых скважинах, где больше 10 лет назад прошли ядерные испытания, началось горение природного газа и даже взрывы. Это объяснили близостью угольного месторождения. Например, на скважине “Глубокая”, где в 1977 году испытали два заряда общей мощностью около 70 килотонн, через 15 лет в результате газового взрыва образовалась воронка диаметром более 30 метров.

Ясно, что с такими “сюрпризами” казахстанские ученые не смогли бы справиться в одиночку. На помощь пришли США и Россия – они профинансировали и поддержали масштабные работы.

Бункер

– Технология уничтожения шахтных пусковых установок предусматривает удаление оголовка взрывом, засыпку грунтом и выравнивание поверхности, – привел подробности научный журнал. – Скважина 1419, где было выявлено опасное загрязнение грунтовой воды радионуклидами, засыпана отдельными порциями, чтобы исключить ее выход на поверхность. На заключительном этапе верхняя часть обсадных труб была смята взрывным способом.

Бетонные барьеры, цементные пробки

К середине 2000 года программу, казалось, завершили.

29 июля в присутствии отечественных и зарубежных СМИ, политиков, ученых была устроена демонстрация взрыва в 100 тонн гранулотола, которым завалили последнюю штольню полигона. Всего, как отчитались представители казахстанско-американской программы, были уничтожены 181 штольня и 13 скважин. Считалось, что в ликвидации военной инфраструктуры СИЯП поставлена точка.

Однако вызовом для ученых стали “черные” диггеры. Как рассказывал в свое время первый заместитель гендиректора НЯЦ, доктор физико-математических наук Женис ЖОТАБАЕВ, только, казалось бы, всё осадками упаковалось, растительным покровом стало затягиваться, как полезли охотники за металлом. Дошло до того, что штольни и штреки начали вскрывать тяжелой техникой. Степной ветер снова стал разносить радиоактивную пыль.

– Мы знаем основные места загрязнений, но не в наших силах их реабилитировать, – сетовал ученый. – Такой объем вообще одно государство не потянет. Например, чтобы уверенно сказать, что на данном квадрате всё чисто, нужно взять пробу с каждых 10 квадратных сантиметров. Если все они будут отрицательными, здесь нет радиации. А если взять 1 пробу с площади в 100 квадратных километров, о какой вероятности можно говорить? Отошел на шаг, а там – загрязненная земля.

Два месяца назад на сентябрьской международной конференции по наследию и перспективам СИЯП гендиректор НЯЦ Эрлан БАТЫРБЕКОВ привел такой факт: в 1953–1957 годах на площадках 4 и 4 “А” "Опытного поля" проводили испытания жидких и порошкообразных боевых радиоактивных веществ. Их изготавливали из отходов радиохимического производства либо путем облучения. В “нулевых” в ходе альфа-, бета-, гамма-съемки на площадке 4 выявили 5 загрязненных участков, на площадке 4 “А” – 25.

Вход в штольню

Программу пришлось возобновить. Удалось укрыть бетоном зараженный радиацией участок размером с футбольное поле, законопатить цементом “колбы” на "Дегелене", замуровать пусковые скважины и туннели с излучающими кабелями, фрагментами оборудования и аппаратуры… На многих участках появились охранные системы, включая детекторы движения и видеокамеры. Курчатовцы получили беспилотник для дистанционного мониторинга. В 2020-м на Опытном поле возвели защитные барьеры, исключающие несанкционированный доступ охотников за металлом.

– Агентство по уменьшению угрозы министерства обороны США (DTRA) вновь стало партнером НЯЦ, чтобы устранить остающиеся риски, – значится на сайте посольства и консульства США в РК. – Предстоит много и усердно работать. Первоначально материал, оставшийся после некоторых атмосферных или наземных испытаний, оставался равномерно распределенным на поверхности. В некоторых случаях было возможно выкопать эти скопления и вывезти их на безопасное хранение за пределами площадки. В других случаях, когда материал был менее концентрированным, приходилось вспахивать участки и дополнительно разбавлять материал, чтобы его было труднее обнаружить.

Мирный атом

В 2012 году в ходе саммита по вопросам ядерной безопасности в Сеуле Нурсултан Назарбаев высоко оценил помощь стран-партнеров в обеспечении нераспространения ядерных материалов. “Наша работа является хорошим примером по обеспечению безопасности, – отметил Первый Президент. – Мы ликвидировали шахтно-пусковые установки баллистических ракет с 1 100 боеголовками. Также мы совместно работали, чтобы уничтожить инфраструктуру и не допустить распространения этих материалов”.

Сегодня, если на бывшем полигоне и срабатывает аппаратура, то только при фиксации сейсмических явлений сетью геофизических станций НЯЦ. Они в непрерывном режиме передают в международную сеть данные всех сейсмособытий на планете, контролируя возможные несанкционированные ядерные взрывы. То есть помогают мониторить соблюдение Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний.

Среди проектов, над которыми сейчас работают в НЯЦ, – сфера физики реакторов, радиационной стойкости конструкционных материалов, технологии ядерного топлива и реакторных материалов. В частности, встала такая проблема: так как исследовательские реакторы перевели на низкообогащенное топливо, они могли снизить свою эффективность. Выход увидели в математической компьютерной модели управления. Такая программа уже в работе. Как рассказали в Центре, она позволяет рассчитывать кампанию реактора и оценивает влияние отдельных конструкций активной зоны.

Кроме того, курчатовским ученым удалось смоделировать расплав активной зоны аварийного реактора АЭС “Фукусима-1”. И не просто смоделировать – исследовать физические и химические свойства. В результате японским энергетикам передали важнейшие рекомендации по эксплуатации оборудования АЭС.

Вход в шахту

Одним из интересных проектов в области радиационной безопасности является проект “Cormit”. От науки ждут нового состава, которым можно покрывать ловушку – устройство, улавливающее расплав активной зоны в случае нештатной ситуации. Такие сверхпрочные, сверхнадежные конструкции должны исключить аварийные ситуации, а значит, загрязнение радиацией почвы или воды.

Отдельное направление – исследования с использованием реакторов.

– ТОКАМАК расшифровывается как тороидальная камера с магнитными катушками, – рассказал в свое время главный инженер Национального ядерного центра Олег ПИВОВАРОВ. – Он создает высокотемпературную плазму, чисто материаловедческая машина. Плазма – это состояние, когда атомы освобождены от электронных оболочек, ободраны, ядра и электроны вперемешку. Частицы образуют плазменный шнур с энергией порядка 10 килоэлектронвольт. На исследуемые образцы идет тепловое излучение до 20 мегаватт на квадратный метр. Для сравнения: в соплах ракетных двигателей максимальные тепловые потоки – до 100 мегаватт на квадратный метр, причем они работают всего несколько секунд, прогорают и испаряются. Наша цель – получить более прочные материалы.

Словом, современный Курчатов – это наукоград, где занимаются исключительно мирным атомом. Во имя мира. Такова политика страны, 30 лет назад добровольно отказавшейся от статуса ядерной державы.

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКАЯ ОБЛАСТЬ