Текст книги "Ядерный щит"

Что касается проблемы уничтожения химического оружия, то можно рассчитывать, что для ликвидации всего объема химического оружия СССР без его разборки (около 300—400 тыс. т брутто-массы, включая примерно 40 тыс. т отравляющих веществ) потребуется до 30 технологических взрывов мощностью до 150 кт, которые могут быть проведены в течение 10 лет. В случае предварительного выделения ОВ из боеприпасов затраты на уничтожение уменьшатся в 5 раз, а срок работ составит 2—3 года.

Стоимость полной программы может быть оценена в 400—600 млн долларов, что в 10—15 раз меньше стоимости альтернативных заводских программ. В процессе технологического взрыва производятся нагрев ОВ ударной волной, поддерживаемый энергией, содержащейся в образующейся полости взрыва, разложение ОВ на безвредные компоненты с последующим остеклованием их твердой фазы в расплаве горных пород и захоронением на больших глубинах.

Обеспечение экологической радиационной безопасности таких взрывов аналогично обеспечению технологии проведения безопасных подземных ядерных испытаний. Дополнительные возможности могут быть связаны с использованием взрывных технологических устройств повышенной чистоты. Химическая экологическая безопасность достигается проведением предварительных исследований поведения химических материалов в лабораторных установках, подтверждающих необходимую степень разложения, внесением специальных технологических добавок, сдвигающих химическое равновесие, а также правильным выбором геологических условий.

Ядерная взрывная технология может использоваться для ликвидации делящихся материалов, представляющих опасность для создания ядерного оружия, в том числе энергетического плутония. Эта технология рассматривалась (в том числе) для решения задачи ликвидации ядерного оружия третьих стран в сжатые сроки. Достаточно одного технологического взрыва мощностью 100 кт для ликвидации до 50 т плутония в специальных контейнерах.

3.7. Ядерные испытания СССР и США: все познается в сравнении

Данные, указанные ниже, уже приводились, здесь повторим их для наглядности и удобства.

В 1949—1990 гг. СССР провел 715 ядерных испытаний и ядерных взрывов в мирных целях. В этом периоде можно выделить ряд этапов:

I этап – с 29 августа 1949 г. по 3 ноября 1958 г., который был начат испытанием первой атомной бомбы СССР и закончился в связи с объявлением СССР (совместно с США) первого моратория на ядерные испытания.

II этап – с 1 сентября 1961 г. по 25 декабря 1962 г., который начался с выхода СССР из первого моратория (из-за обострения военно-политической ситуации, толчком к которой послужил инцидент с полетом самолета У-2 над территорией СССР в мае 1961 г.) и закончился в связи с прекращением проведения СССР атмосферных ядерных взрывов.

III этап – с 15 марта 1964 г. по 25 декабря 1975 г., который был начат реализацией программы ядерных испытаний СССР в условиях действия Договора о запрещении ядерных испытаний в трех средах (СССР, США, Великобритания) и закончился в связи с прекращением проведения СССР ядерных взрывов с энерговыделением выше порогового значения Е=150 кт в соответствии с вступлением в действие Договора о пороговом ограничении мощности ядерных испытаний в 1974 г.

IV этап – с 15 января 1976 г. по 25 июля 1985 г., который был начат реализацией программы ядерных испытаний СССР в условиях действия Договора о пороговом ограничении мощности ядерных испытаний и закончился в связи с односторонним объявлением СССР моратория на ядерные испытания.

V этап – с 26 февраля 1987 г. по 24 октября 1990 г. (с перерывом между 19 октября 1989 г. и 24 октября 1990 г.), когда работы проводились в условиях курса М.С. Горбачева на прекращение ядерных испытаний СССР.

Этапы I и II могут быть объединены в один, условно называемый периодом атмосферных ядерных испытаний, а этапы III, IV и V – во второй – период подземных ядерных испытаний СССР.

Общее энерговыделение в ходе ядерных испытаний в СССР составило Е0=285,4 Мт, в том числе в период атмосферных ядерных испытаний Е0=247,2 Мт и в период подземных ядерных испытаний Е0=38 Мт.

Интересно сравнить эти характеристики с аналогичными характеристиками программы ядерных испытаний США. В период 1945– 1992 гг. США провели 1056 ядерных испытаний и ядерных взрывов в мирных целях (в том числе 24 испытания в Неваде совместно с Великобританией), которые также прошли ряд этапов:

I этап – с 16 июля 1945 г. по 14 мая 1948 г., который был начат испытанием первой атомной бомбы США («Trinity») и закончился по внутренним обстоятельствам.

II этап – с 27 января 1951 г. по 30 октября 1958 г., который начался первым испытанием на Невадском полигоне и закончился вступлением США в совместный мораторий с СССР 1958 г.

III этап – с 15 сентября 1961 г. по 25 июня 1963 г., который начался выходом США из моратория вследствие обострения военно-политической ситуации и закончился вступлением в период, определяемый действием Договора о запрещении ядерных испытаний в трех средах.

IV этап – с 12 августа 1963 г. по 26 августа 1976 г., который начался в условиях действия Договора о запрещении ядерных испытаний в трех средах, а закончился в связи с началом действия Договора о пороговом ограничении ядерных испытаний.

V этап – с 6 октября 1976 г. по настоящее время, который начался в условиях действия Договора о пороговом ограничении ядерных испытаний и рассматривался в данных материалах до сентября 1992 г.

Общее энерговыделение в ходе ядерных испытаний США оценивается в .£0=193 Мт, в том числе в период атмосферных ядерных испытаний Е0= 154,65 Мт и в период подземных ядерных испытаний Е0=38,35 Мт.

Из сравнения общих характеристик ядерных испытаний в СССР и в США видно следующее:

• СССР провел примерно в 1,47 раза меньше ядерных испытаний, чем США, а полное энерговыделение при ядерных испытаниях в СССР в 1,47 раза больше, чем полное энерговыделение при ядерных испытаних США;

• в период атмосферных ядерных испытаний СССР провел в 1,5 раза меньше ядерных испытаний, чем США, а полная мощность ядерных взрывов в СССР в 1,6 раза больше полной мощности ядерных взрывов США за этот период;

• в период подземных ядерных испытаний СССР провел в 1,46 раза меньше ядерных испытаний, чем США, при примерно одинаковом полном энерговыделении в ходе ядерных испытаний.

Максимальная интенсивность ядерных испытаний СССР в период атмосферный ядерных испытаний приходится на 1962 г. (79 испытаний); максимальная интенсивность ядерных испытаний в этот период США также приходится на 1962 г. (98 испытаний). Максимальное годовое энерговыделение при ядерных испытаниях в СССР приходится на 1962 г. (133,8 Мт), а в США – на 1954 г. (48,2 Мт).

В 1963—1976 гг. максимальная интенсивность ядерных испытаний СССР составила 24 испытания (1972), США – 56 испытаний (1968). Максимальное годовое энерговыделение при ядерных испытаниях в СССР составило в этот период 8,17 Мт (1973), США – 4,85 Мт (1968, 1971 гг.).

В 1977—1992 гг. максимальная интенсивность ядерных испытаний СССР составила 31 испытание (1978, 1979 гг.), США – 21 (1978). Максимальное годовое энерговыделение при ядерных испытаниях СССР составило в этот период 1,41 Мт (1979), США – 0,57 Мт (1978, 1982 гг.).

Из приведенных характеристик динамики проведения ядерных испытаний можно сделать ряд выводов:

• в каждый новый этап проведения ядерных испытаний (1949, 1963 гг.) СССР вступал с запаздыванием развития технологии проведения испытаний по сравнению с США;

• в 1962 г. отставание СССР от США в возможностях проведения атмосферных взрывов было ликвидировано; при количестве испытаний 79 (СССР) и 98 (США) полное энерговыделение ядерных взрывов СССР превышало полное энерговыделение ядерных взрывов США за этот год примерно в 3,6 раза; в 1964—1965 гг. количество ядерных испытаний СССР было в 3,7 раза меньше количества ядерных испытаний, проведенных в эти годы США, а полное энерговыделение при ядерных взрывах СССР уступало полному энерговыделению при ядерных взрывах США в 4,7 раза. В 1971—1975 гг. среднее годовое количество ядерных испытаний, проводившихся СССР и США, было уже почти одинаковым (20,8 и 23,8 испытания), а полное энерговыделение при ядерных испытаниях в СССР превышало почти в1,85 раза эту величину при ядерных испытаниях в США;

• в 1977—1984 гг. (до мораториев М.С. Горбачева) среднее годовое количество ядерных испытаний СССР составляло 25,4 в год по сравнению с 18,6 испытания в год в США (т. е. превышало примерно в 1,35 раза); среднее годовое энерговыделение при ядерных испытаниях СССР составляло в этот период 0,92 Мт/год, а в США – 0,46 Мт/год (т. е. превышало почти в 2 раза).

Таким образом, мы можем говорить о ликвидации отставания и реализации определенных преимуществ в проведении ядерных испытаний СССР по сравнению с США в 1962 г., 1971—1975 гг., 1977—1984 гг. Развить этот успех помешал в 1963 г. Договор о запрещении ядерных испытаний в трех средах, после 1975 г. – Договор о пороговом ограничении мощности ядерных испытаний, после 1984 г. – политика М.С. Горбачева.

При сравнении программ ядерных испытаний СССР и США представляет интерес выделение ядерных испытаний, проводимых в мирных целях.

За период 1961—1973 гг. США провели в мирных целях ^Plowshare*) 27 ядерных взрывов. В СССР было проведено в течение 1964– 1988 гг. в общей сложности 124 промышленных взрыва и 32 ядерных испытания в интересах отработки промышленных зарядов.

Ядерные испытания и разработка ядерных зарядов

На первых этапах ядерных программ США и СССР работы в практическом плане были направлены на улучшение массогабаритных характеристик этих зарядов, более эффективное использование делящихся материалов, повышение стабильности параметров ЯЗ в различных ситуациях. Эти работы были связаны с проведением значительного количества ядерных испытаний, в которых апробировались конкретные технические решения перечисленных вопросов. Известно, что в этих целях, например:

• совершенствовалась система передачи энергии взрыва химических ВВ массе делящихся материалов;

• исследовались способы повышения КПД сгорания плутония;

• повышались энергетические характеристики используемых взрывчатых составов;

• развивалась система подрыва взрывчатки;

• совершенствовались источники нейтронного инициирования цепной реакции ЯЗ;

• улучшалось качество делящихся материалов и материалов нейтронных отражателей.

Конечно, для того времени проведение данных экспериментов было целесообразно и оправданно. Вместе с тем не вызывает сомнений и то, что в данное время системы проектирования многих подобных ЯЗ достаточны для разработки аналогов таких зарядов без ядерных испытаний.

Ядерные испытания, проводившиеся в рассматриваемых целях, предоставляли конкретную информацию в отношении энерговыделения ядерного взрыва, параметров нейтронного и гамма-излучения, сопровождающего деление ядер, и тем самым позволяли тестировать и развивать, наряду с лабораторными экспериментами, систему проектирования ядерных взрывов.

Ядерное оружие, плутоний и ядерные испытания

Одной из общих черт развития ядерного оружия СССР и США является то, что оба государства создали свои системы ядерных вооружений на основе плутония (Ри) как главного делящегося материала первичных модулей и автономных ЯЗ. Использование Ри позволило благодаря его высоким нейтронно-размножающим свойствам достигнуть существенного продвижения в габаритно-массовых параметрах ЯЗ, а также в отношении «энерговыделение—масса» и адаптировать ядерное оружие для различных целей разных видов вооруженных сил. Вместе с тем этот подход обусловил проблему аварийной радиационной взрывобезопасности ЯЗ, связанную с опасностью загрязнения окружающей среды Ри при авариях, и привел к значительному развитию радиационно безопасных технологий, связанных с производством, выделением и обработкой Ри. При этом необходимо иметь в виду, что в том случае, если бы не удалось получить такой материал, как Ри, системы ядерного оружия США и СССР, конечно, были бы созданы, хотя история их развития и характеристики стали бы, естественно, другими.

В подавляющем большинстве ядерных испытаний определялись параметры, характеризующие эффективность сжатия Ри, входящего в состав ЯЗ, а также влияние на нее различных изменений, вносимых в схему отдельных конкретных зарядов. Эти исследования, а также гидродинамические лабораторные эксперименты, гидроядерные и нейтронно-физические эксперименты с критическими сборками позволили создать достаточно информативную картину поведения блоков с Ри в различных условиях его взрывного нагружения, характерных для ядерных зарядов.

Фундаментальный шаг в развитии ядерных вооружений – это переход к созданию двухстадийных ЯЗ, в которых второй модуль работает в условиях имплозии, определяемой взрывом первичного модуля. Прорыв в этом направлении был реализован в США в эксперименте «Mike» (31 октября 1952 г.) и серии испытаний операции «Castle» (1954), а в СССР в эксперименте 22 ноября 1955 г. с ЯЗ РДС-37. Этот шаг привел к существенному повышению абсолютного и удельного энерговыделения ядерного оружия и резкому увеличению мегатоннажа ядерных арсеналов. Так, например, мегатоннаж ядерного арсенала США возрос в 1957 г. по сравнению с 1953 г. в 240 раз (с 73 до 17 500 Мт). Именно на этой стадии развития ядерных арсеналов возникла проблема глобальной экологической катастрофы в случае широкомасштабного ядерного конфликта.

Следует отметить существенные различия в характеристиках первых двухстадийных ядерных устройств, созданных в СССР и США, и достаточно приближенный уровень предсказания энерговыделения первых термоядерных взрывов.

Практическое развитие разработка РДС-37 получила в экспериментах 30 августа 1956 г. и 17 ноября 1956 г., когда было реализовано энерговыделение в диапазоне Е=0,15—1,5 Мт, и далее в эксперименте 6 октября 1957 г., когда было реализовано энерговыделение в диапазоне 1,5—10 Мт.

Проведенные испытания хорошо иллюстрируют также достаточную приближенность развитой к тому времени системы проектирования ЯЗ в отношении процессов, характеризующих работу двухстадийных термоядерных зарядов. Роль ядерных испытаний (помимо собственно аттестации параметров новых разработок) состояла в накоплении информации, необходимой для совершенствования физико-математических моделей, определении ключевых элементов и создании адекватной системы проектирования подобных ядерных взрывов.

Типичным видом работ по совершенствованию ядерных зарядов были разработки, связанные с повышением параметров удельного энерговыделения ЯЗ. В ядерных испытаниях 27 февраля и 12 октября 1958 г. был проверен ядерный заряд, являвшийся непосредственным развитием схемы ЯЗ РДС-37. Этот заряд характеризовался отношением L/8 = 1,5 при абсолютном уровне энерговыделения, близком к РДС-37.

Следующий шаг в разработке ЯЗ этого класса был сделан в ядерных испытаниях 23 февраля и 12 сентября 1958 г. В этом случае отношение L/8 = 2,22.

По сравнению с рассмотренной выше разработкой при близком (и несколько большем) значении E/G была существенно повышена удельная характеристика E/V0 (в 2,1—2,4 раза). Эта разработка явилась стартом для разворачивания широкого фронта работ по созданию и испытанию различных конкретных ЯЗ аналогичного типа.

Следует отметить, что аналогичная работа проводилась примерно в это же время в США. В серии испытаний 1956 г. («Eri-Dacota») в США был разработан термоядерный заряд мегатонного класса (E=1,1 Мт) с отношением L/8=2,9 и параметрами E/G=(1,15—3) Мт/т, E/V0=3,7 Мт/м³. По сравнению с удельными характеристиками зарядов предыдущего поколения («Cherokee») при существенно меньшей абсолютной мощности (почти в 3,5 раза) была сохранена удельная мощность E/G, почти в 2 раза увеличена удельная мощность E/V0 и существенно уменьшено отношение L/8 (с 3,9 до 2,9).

Очевидно, что радикальные изменения конструкции ЯЗ, проявлением которых является изменение рассматриваемых общих характеристик, потребовали развития системы проектирования ЯЗ и ее калибровки в проводившихся ядерных испытаниях.

Одним из характерных направлений развития термоядерного оружия в рассматриваемое время были создание мощных термоядерных зарядов и совершенствование их удельных показателей. Наиболее мощным ядерным испытанием США было испытание «Bravo» 28 февраля 1954 г. с энерговыделением E=15 Мт. Через 4 года был испытан мощный термоядерный заряд с абсолютным энерговыделением, в 2,3 раза превышающим характеристики устройства «Bravo».

Характерным примером параметров сверхмощных ядерных зарядов СССР является результат, полученный в опыте 27 сентября 1962 г. с абсолютным энерговыделением более 10 Мт. По сравнению с параметрами устройств, использованных в экспериментах 23 февраля и 12 сентября 1958 г., параметр £/(? возрос в 3,5—4 раза, а параметр Е/У0 – в 3—3,3 раза.

Рекордные характеристики по абсолютному энерговыделению были достигнуты СССР при неполномасштабном испытании ЯЗ с номинальным энерговыделением Е=100 Мт, проведенном 30 октября 1961 г. с мощностью взрыва Е=50 Мт. Эксперимент подтвердил номинальные характеристики заряда.

Реализация подобных высоких характеристик стала возможна в результате накопленного опыта и совершенствования системы проектирования ЯЗ.

При разработке данного ЯЗ отмечалось, что его успешное испытание откроет путь к созданию ядерного оружия практически неограниченной мощности. По-видимому, в 1961 г. эта возможность представлялась актуальной для системы ядерных вооружений СССР. В то же время следует отметить, что рассматриваемый сверхмощный заряд ни в номинальном варианте (Е=100 Мт), ни в испытательном (Е=50 Мт) никогда не входил в ядерный боезапас СССР. Соответственно, и это направление работ не получило дальнейшего развития. Ядерная программа СССР пошла по другому пути.

Отметим также, что проведение ядерного испытания 30 октября 1961 г. с энерговыделением Е=50 Мт, в котором было радикально сокращено значимое экологическое воздействие взрыва, явилось крупным достижением технологии ядерных испытаний, созданной к тому времени СССР.

Разработка сверхмощных термоядерных зарядов расценивалась как важная задача для обоих ядерных институтов СССР. Рассмотренные выше разработки, испытанные 30 октября 1961 г. и 27 сентября 1962 г., проводились во ВНИИЭФ («Арзамас-16»).

В качестве примеров разработок сверхмощных зарядов, проводившихся ВНИИТФ («Челябинск-70»), можно привести устройства, испытанные 25 сентября и 24 декабря 1962 г. В первом случае испытывался заряд, близкий по характеристикам к заряду ВНИИЭФ, испытанному 27сентября 1962 г. Сравнение показывает, что это были, по существу, дублирующие разработки.

В эксперименте 24 декабря 1962 г. проводилось испытание сверхмощного заряда с номинальным энерговыделением около 50 Мт в условиях неполномасштабного взрыва, примерно в два раза сниженной мощности. Испытание подтвердило ожидаемые характеристики заряда. Отметим, что в испытательном варианте, представляющем собой заряд повышенной чистоты, собственно ядерное энерговыделение было невелико.

Характерным видом работ при разработке термоядерных зарядов большой мощности для США было создание ЯЗ повышенной чистоты, в которых вклад ядерного энерговыделения в полную мощность взрыва существенно снижался.

Первое испытание в рассматриваемых целях было проведено в СССР 20 октября 1958 г. на полигоне Новая Земля в модификации ранее испытанного «грязного» двухстадийного заряда. Уровень ядерного энерговыделения, достигнутый в разработке, составил незначительную часть полной энергии, однако при этом полное энерговыделение существенно уменьшилось по сравнению с базовым зарядом.

К данным разработкам относится и рассмотренный выше заряд, испытанный 30 октября 1961 г., с энерговыделением Е=50 Мт, в котором доля собственного ядерного энерговыделения была невелика.

При рассмотрении вопросов, связанных с практическим использованием зарядов повышенной чистоты для военных целей, важное значение имели результаты атмосферных испытаний, которые характеризовали радиационную обстановку в районе эпицентра взрыва и на следе радиоактивного облака в зависимости от высоты (приведенной высоты) взрыва.

Для определения возможного уменьшения активности взрывов исследовалось влияние наведенной активности, связанной с нейтронной активацией элементов конструкции термоядерного боеприпаса.

Определенное различие в подходах разработчиков двух стран было обусловлено тем, что полный мегатоннаж ядерного арсенала СССР в то время был далек от того уровня, когда он мог представлять собой глобальную угрозу для среды обитания в случае широкомасштабного ядерного конфликта. Работы США в этом направлении, по-видимому, были связаны с поисками удовлетворительного решения данной проблемы, которая была актуальна в связи с большой величиной мегатоннажа ядерного арсенала США.

Интегральный мегатоннаж боеприпасов и проблема глобального радиоактивного загрязнения окружающей среды

Ядерные испытания позволили существенно развить представления о составе и количестве радионуклидов, нарабатываемых в ядерных и термоядерных взрывах, характере переноса и выпадения радиоактивных продуктов в различных зонах, прилегающих к району взрыва, и глобальном радиоактивном загрязнении среды обитания. Приведем ряд оценок параметров глобального радиоактивного загрязнения, к которому могло бы привести полное использование ядерного арсенала США того времени в масштабной ядерной войне.

Удельная наработка активности продуктов деления урана-238 к характерному моменту ?=30 сут, который может быть началом глобального выпадения радиоактивных продуктов, составляет С0 = 2,3 • 10⁵ Ки/кт, а совокупная наработка активности продуктов деления к этому времени (с учетом ее естественного распада) может быть оценена С = 2,3 • 10¹² Ки. При равномерном распределении этой активности по поверхности земного шара ее плотность q = 4,5 • 10¹² Ки/км². Интенсивность гамма-дозы, создаваемой этой активностью, может быть оценена на уровне ГУу = 0,85 Р/сут ^ =30 сут), а интегральная поглощенная доза за все время после выпадения радиоактивных продуктов может составить 1)у = (15—40) Р (в зависимости от времени их выпадения на данной территории, но не ранее 30 сут после производства взрывов и от скорости заглубления активности в грунт).

Глобальное радиоактивное загрязнение среды обитания связано также с наработкой активности плутония, трития (Т) и радиоуглерода С-14.

Исходя из удельной наработки активности плутония в термоядерных зарядах (в основном плутония-239 и плутония-240) С0 = 10³ Ки/Мт получим оценку возможной интегральной наработки активности плутония при подрыве ЯЗ ядерного арсенала США С = 2 • 10⁷ Ки. При равномерном распределении этой активности по поверхности земного шара ее плотность может быть оценена величиной #(Ри) = 4 • 10^-2 Ки/км².

При уровне удельной наработки остаточного трития в термоядерных зарядах 0,5—1 кг/Мт его интегральная наработка в рассматриваемом случае может быть оценена на уровне тъ = (9—17,5) т с совокупной активностью С (Т) = (9—17,5) • 10¹¹ Ки. Эта величина превышает в 50—100 раз равновесное естественное содержание трития в гидросфере.

Исходя из величины удельной наработки нейтронов при взрыве термоядерных зарядов п = 2 • 10²⁶ н/Мт и условии их полного захвата азотом атмосферы можно оценить возможную наработку радиоуглерода С-14 в рассматриваемом случае на уровне т0 = 83 т с совокупной активностью С (С-14) = 3,7 • 10⁸ Ки. Для сравнения отметим, что эта величина почти в 102 раз превышает естественное содержание радиоуглерода в атмосфере и находится на уровне естественного содержания С-14 в гидросфере.

Снижение остроты проблемы глобального радиоактивного загрязнения было связано в дальнейшем не с увеличением роли в ядерном арсенале зарядов повышенной чистоты, а с уменьшением совокупного мегатоннажа ядерного арсенала при увеличении общего количества ЯЗ, т. е. с существенным уменьшением типичной мощности ЯЗ, стоящих на вооружении.

Для СССР также характерен этот путь, хотя он и был сдвинут во времени по сравнению с развитием ядерного арсенала США.

Некоторые особенности натурной отработки ядерных зарядов в период проведения атмосферных испытаний

В 1949—1962 гг. был заложен фундамент системы проектирования ядерного оружия, определены основные принципы его создания и развития. Это было сделано в СССР в условиях эффективного развития физических моделей процессов, происходящих в ядерных и термоядерных зарядах, при ограниченных возможностях вычислительной техники и при широком экспериментальном исследовании работы различных образцов ЯЗ в натурных испытаниях.

При разработке ядерных зарядов, первичных модулей двухстадийных термоядерных зарядов можно выделить основные направления развития, которые сохранились на долгие годы:

• миниатюризация ядерных зарядов;

• повышение их живучести в условиях, создаваемых потенциальными средствами противодействия;

• эффективность использования делящихся материалов;

• обеспечение необходимой надежности номинальных характеристик.

Большое значение имеет обеспечение необходимых конструкционных характеристик, связанных с работоспособностью ЯЗ в различных эксплуатационных условиях. На этой стадии работ были осознаны проблемы, связанные с обеспечением ядерной взрывобезопасности ядерных зарядов в условиях случайных аварийных ситуаций, приводящих к детонации ВВ из одной точки подрыва. Первый специальный эксперимент в СССР в этих целях был проведен 26 августа 1957 г.

Уже в 1954 г. было осознано, что неядерный взрыв ядерного заряда сопровождается диспергированием плутония, входящего в его состав, с последующим выпадением радиоактивных продуктов. Первый эксперимент, в котором были получены практические результаты в этом плане, состоялся 19 октября 1954 г., когда произошел непредвиденный отказ ядерного заряда.

В это время проектировались двухстадийные заряды, когда один и тот же первичный модуль использовался в различных термоядерных зарядах, что позволило существенно повысить эффективность и надежность испытанных разработок ядерных зарядов. Эти подходы получили свое развитие в последующие годы.

Разработка двухстадийных термоядерных зарядов предполагала следующие направления совершенствования:

• повышение удельного энерговыделения (Е/й, Е/У0);

• уменьшение определяющего диаметра ядерного заряда;

• обеспечение устойчивого режима работы вторичного модуля;

• адаптацию к концептным средствам доставки;

• обеспечение требуемых характеристик в различных эксплуатационных условиях.

Важную роль играли вопросы, связанные с поражающими факторами взрыва термоядерных зарядов.

Сравнение программ полигонных испытаний СССР и США по изучению ядерной взрывобезопасности

Первый эксперимент по исследованию безопасности ЯЗ был проведен в СССР 26 августа 1957 г., а по существу программа ядерных испытаний СССР в интересах безопасности начала реализовываться с 1961 г. Всего в период атмосферных испытаний в СССР было проведено 11 экспериментов подобного типа. После перехода на подземные ядерные испытания было проведено еще 14 специальных ядерных испытаний в этих целях, а также дополнительно 17 экспериментов групповых ядерных взрывов. Таким образом, полное количество ядерных испытаний (индивидуальных и групповых взрывов) в интересах исследования безопасности ЯЗ составляет 42. В табл. 3.9 приведено количество ядерных взрывов, проведенных в СССР в период с 1955 по 1963 г. Для сравнения здесь же приведено количество ядерных взрывов, проведенных в США с подобной целью. Как видим, их число в 2 раза превышает количество ядерных взрывов, проведенных в СССР в интересах безопасности, и составляет 88. Программа ядерных испытаний США в интересах безопасности была начата на 2 года раньше (1 ноября 1955 г.).

Отметим, что если до августа 1963 г. количество ядерных взрывов в США в интересах безопасности превышало аналогичное количество взрывов в СССР в 3,36 раза, то после августа 1963 г. эта разница составляла уже 1,65 раза. Максимальное количество ядерных взрывов в интересах безопасности СССР провел в 1962 г. (6 взрывов), в то время как США провели в этих целях 21 испытание в 1958 г. В период проведения подземных испытаний максимальное количество ядерных взрывов СССР в этих целях было проведено в 1978 и 1988 гг. (4 взрыва), в то время как США провели 7 подземных взрывов в 1969 г. Можно отметить также значительную неравномерность в реализации программ ядерных испытаний в интересах безопасности. У СССР был перерыв в этих работах в 1963—1967 гг., у США – в 1976—1986 гг. (за исключением двух опытов в 1978 и 1983 гг.). Можно отметить определенный рост испытательных работ в этих целях у обеих стран начиная с 1987 г.

Таблица 3.9

Распределение ядерных взрывов, проведенных в СССР и США в интересах безопасности, по годам

Примечания. 1. В таблице год 1963 разбит на две части – до вступления в силу Договора о запрещении ядерных испытаний в трех средах и после вступления.

2. £ – полное число ядерных взрывов в интересах безопасности; Е1 – полное число ядерных взрывов в интересах безопасности до августа 1963 г.; £2 – полное число ядерных взрывов в интересах безопасности с августа 1963 г.

Интерес представляет сравнение условий проведения ядерных испытаний в целях безопасности. В табл. 3.10 приведено распределение ядерных взрывов, проведенных в интересах безопасности (полное их число и число испытаний до августа 1963 г.).

Следует отметить, что если все ядерные взрывы СССР в интересах безопасности до августа 1963 г. проводились в атмосфере, то ~ 50% ядерных взрывов США в этих целях в данный период проводились под землей. Типичным видом атмосферных испытаний в обеих странах был наземный взрыв. После августа 1963 г. все подземные испытания СССР проводились в интересах безопасности в штольнях, а США – в скважинах.

Таблица 3.10

Распределение ядерных взрывов

* Включая один надводный взрыв.

Из 42 ядерных взрывов СССР в интересах безопасности 37 взрывов (в том числе все 11 взрывов в период атмосферных испытаний) были проведены на Семипалатинском испытательном полигоне, а 5 взрывов – на Северном испытательном полигоне Новая Земля.

В США из 88 ядерных взрывов в интересах безопасности 86 взрывов были проведены на территории Невадского испытательного полигона, один – на территории полигона атолла Эниветак, один – на территории полигона авиабазы Неллис.

В ходе ядерных испытаний по безопасности ЯЗ реализовались различные уровни энерговыделения. Максимальное ядерное энерговыделение в опытах по безопасности ЯЗ было достигнуто в эксперименте 9 сентября 1961 г. Это значение близко к максимальному уровню энерговыделения, реализованному в ядерных испытаниях по безопасности ЯЗ США в период атмосферных испытаний и составляющему 500 т тротилового эквивалента.