Подземные ядерные взрывы в мирных целях

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. Эта система представляет собой комбинацию из воздушного канала вывода активности (труба КВА) и камеры захоронения. Труба КВА соединяет концевой бокс с камерой захоронения. Длина КВА выбрана с учетом мощности ядерного заряда такой, чтобы камера захоронения находилась вне образующейся при взрыве зоны трещиноватости породы. Диаметр трубы КВА выбирался тоже с учетом мощности взрыва, чтобы, с одной стороны, обеспечить максимально возможный вывод осколков деления в камеру захоронения, а с другой, позволить деформируемой взрывом окружающей породе надежно пережать трубу на участке, прилегающем к камере захоронения, и не допустить обратного выхода активности из камеры захоронения в котловую полость взрыва.

Наличие полого КВА в непосредственной близости к концевому боксу с ядерным зарядом вызывало опасение следующего характера: а не сработает ли так называемый пушечный эффект, при котором наряду с полезным делом — выводом активности — «вылетит в трубу» и большая часть механической энергии взрыва, что отрицательно скажется на конечном результате — дроблении руды?

Расчеты показали, что такого эффекта не стоит опасаться, однако наряду с измерениями доли активности, выведенной по КВА, в эксперименте были поставлены и измерения доли механической энергии взрыва, отвлеченной на стенки КВА и в камеру захоронения.

Этот уникальный опыт был проведен 4 сентября 1972 г. Полный камуфлет взрыва был обеспечен, его мощность составила 2,1 кт. Экспериментальные данные были получены по всем методикам измерений. В последующем был осуществлен отбор радиохимических проб и проконтролирован уровень активности раздробленной руды и воды из ручья, стекающего с горы.

Анализ совокупности всех данных показал, что около 85 % активных продуктов взрыва было выведено и надежно захоронено в камере захоронения вне раздробленного блока породы; отток энергии по КВА не превысил единиц процентов от всей механической энергии взрыва; раздробленную руду можно извлекать по штольне нижнего горизонта и направлять на обогатительную фабрику.

Последующий систематический контроль радиационной обстановки в районе эксперимента, осуществлявшийся специалистами Радиевого института имени В. Г. Хлопина и ВНИПИпромтехноло-гии, подтвердил сохранение безопасных уровней радиации на дневной поверхности, внутри горных выработок и в воде ручьев, стекающих с горного массива.

Успех первого эксперимента позволил предложить и через 12 лет после него осуществить второй взрыв, отличающийся применением двух ядерных зарядов меньшей мощности (1,7 кт) для дробления блока руды значительно большего размера. Такая редакция эксперимента с заданной разновременностью подрыва и пространственной разделенностью мест установки зарядов обеспечивает более сильный эффект дробления из-за усложненной динамичной картины распространения прямых и отраженных ударных волн.

Геометрия горных выработок на этот раз, конечно, была более сложной. В частности, применялись две трубы КВА с выходом в одну общую камеру захоронения, были предприняты особые меры по обеспечению целостности сигнальных кабелей в течение всего промежутка времени измерений и т. п.

Эксперимент провели 27 августа 1984 г. в том же горном массиве Куэльпорр. Исход опыта также удачный, радиационная обстановка в районе испытаний была нормальной. Данные всех методик измерений получены полностью, обработка их результатов подтвердила достижение целей, поставленных перед этим опытно-промышленным взрывом.

Думается, следует назвать хотя бы основных участников этих экспериментов. Руководителем эксперимента «Днепр-1* был работавший в то время главным инженером ВНИИТФ Владислав Антонович Берниковский. Позже он был главным конструктором института. А научным руководителем являлся автор разработки использовавшегося ядерного заряда физик-теоретик Леонид Иванович Шибаршов, продолжающий трудиться в теоретическом отделении ВНИИТФ.

В подготовке и проведении эксперимента участвовали еще три теоретика института — Евгений Николаевич Аврорин, бывший тогда начальником отдела, Евгений Гамалий, перешедший вскоре после этого на работу в Москву, и молодой специалист Борис Водолага.