Подземные ядерные взрывы в мирных целях

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 также 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 70-е годы прошлого века проекта переброски вод северных рек в Волгу.

Эксперимент по созданию такой траншеи назвали «Тайга». Его проведению предшествовали модельные взрывы маломощных (0,2 кт) ядерных зарядов в скважинах на Семипалатинском полигоне (1968) «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».

При проведении этого испытания три ядерных заряда энерговыделением 15 кт каждый были размещены в трех линейно расположенных скважинах на глубине 127 м. Расстояние между скважинами составило 163–167 м. 23 марта 1971 г. все три заряда были подорваны одновременно. В результате взрыва образовалась траншейная выемка длиной 700 м, шириной 340 м и глубиной от 10 до 15 м. Оконтуривавший траншею навал пород был образован в основном, за счет вспучивания поверхности земли. Мощность дозы гамма-излучения на гребне навала спустя 15 лет после взрыва составляла 60—600 мкР/ч, над поверхностью заполнившей траншею воды — до 50 мкР/ч.

Через год после этого эксперимента на Семипалатинском полигоне был испытан усовершенствованный «чистый* заряд с уменьшенной в 5 раз величиной осколочной активности по сравнению с примененным в операции «Тайга». Однако в дальнейшем в целях соблюдения положений московского договора 1963 г. было принято решение взрывов на выброс не проводить.

Среди основных участников эксперимента «Тайга» от ВНИИТФ следует отметить Е. Н. Аврорина, Б. В. Литвинова, Ю. Погодина, Е. И. Парфёнова, Л. П. Волкова, Е. И. Виноградова, Ю. Ф. Григоровича, Н. Г. Костецкого, А. А. Соколова, Б. А. Андрусенко, В. Ф. Прохоркина, Г. А. Новикова и А. В. Филатова.

В октябре 1971 г. с использованием ядерно-взрывного устройства 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. Образовавшаяся емкость решила проблему сбора и хранения ценного химического сырья с последующей его переработкой.

Опыт предыдущих работ позволил осуществить в 1973 и 1974 г. создание на глубине 2000 м подземных емкостей-хранилищ биологически вредных отходов Стерлитамакского содово-цементного и Сала-ватского нефтехимического комбинатов. Созданные более 30 лет назад подземные емкости эксплуатируются и в настоящее время. Комплекс этих работ был также отмечен Государственной премией СССР.

Среди мирных применений ядерно-взрывных технологий, пожалуй, самыми яркими по рисунку проекта были два опытно-промышленных взрыва полного камуфлета, проведенные в 1972 и 1984 г. в горном массиве Куэльпорр близ Кировска на Кольском полуострове с целью дробления апатитовой руды (проект «Днепр»).

Как известно, одной из трудных задач подземной добычи ископаемых руд повышенной прочности является дробление рудного тела на фрагменты, размеры которых позволяли бы производить нормальную загрузку кусков породы в транспортные устройства (транспортеры, вагонетки), обеспечивающие традиционную выдачу на «гора» добываемого сырья. Приемлемые габариты кусков породы обусловлены размерами горных выработок и упомянутых устройств, а также ограничены параметрами дробилок, находящихся в начале технологической цепи обогатительной фабрики.

Идею использования ядерного подземного взрыва для дробления крупного массива апатитовой руды в конце 60-х годов XX века выдвинули специалисты ВНИПИпромтехнологии. В основе предложения лежит известное в теории и практике распространения ударных волн явление отражения фронта ударной волны от границы раздела сред с резко отличающимися значениями плотностей. Совместное действие прямой и отраженных волн дает поразительный результат дробления твердого вещества на мелкие фрагменты. Организовать необходимую границу раздела можно, изготовив так называемую «отрезную щель» в породе, которая отделяла бы дробимый блок от остальной части рудного тела и представляла бы собой воздушную прослойку. Оконтурив дробимый блок такими щелями и создав источник сильной ударной волны в нем, можно за миллисекундные промежутки времени раздробить составляющую этот блок горную породу до состояния, пригодного для извлечения на дневную поверхность с минимальными операциями по дополнительному дроблению некоторых крупных кусков.