Ядерные испытания Атмосферные ядерные взрывы ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ЯВ ВЗРЫВ НА НЕВАДСКОМ ПОЛИГОНЕ ВЗРЫВ НА СЕМИПАЛАТИНСКОМ ПОЛИГОНЕ ПОЛИГОН «НОВАЯ ЗЕМЛЯ»

полигон в Аламогордо, штат Нью-Мексико. Это было испытание первой в мире атомной бомбы. На участке диаметром в 1.6 километра в небо взметнулся гигантский фиолетово-зелено-оранжевый огненный шар. Земля содрогнулась от взрыва, к небу поднялся белый столб дыма и стал постепенно расширяться, принимая на высоте около 11 километров устрашающую форму гриба. Первый ядерный взрыв поразил военных и научных.

Ядерные испытания в СССР Оглавление


ГЛАВА 2

ПОДЗЕМНЫЕ ЯДЕРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ:
ТЕХНОЛОГИИ, ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ,
МЕРЫ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ


2.2   СРАВНЕНИЕ ОБЩИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОДЗЕМНЫХ ЯДЕРНЫХ ИСПЫТАНИЙ СССР И США


Сравнительные характеристики общего количества ядерных испытаний СССР и США в рассматриваемый период

Полное количество подземных ядерных испытаний СССР составляет 496, для США - 839 испытаний, из них до августа 1963 года СССР провел только 2 испытания, а США - 116 испытаний.

Проведение ядерных испытаний в условиях действия договора 1963 года (то есть исключительно подземных взрывов) США начали ядерным испытанием 12.08.63 (взрыв малой мощности < 20 кт в скважине на Неваде ком полигоне), то есть спустя всего 7 дней после подписания Договора. СССР в 1963 году не проводил ядерных испытаний и первое ядерное испытание в новых условиях он провел 15.03.64 в штольне на Семипалатинском полигоне взрыв промежуточной мощности класса 20-150 кт).

Программа подземных испытаний США включала с 12.08.63 до конца 1992 г. проведение 723 экспериментов, а программа подземных ядерных испытаний СССР (до их прекращения в 1990 году) включала 494 испытания.

Рассматриваемый период времени разделен на два этапа 1976 годом, когда вступил в действие договор о пороговом ограничении мощности подземных ядерных испытаний уровнем в E0 = 150 кт. В таблице 2.1 приведено распределение количества ядерных испытаний СССР и США на этих двух этапах.


Таблица 2.1
 СССРСША*)
1 этап
II этап
235
259
476
247
*) В число испытаний США включены и их совместные с Великобританией подземные испытания на Невадском полигоне.
**) Окончание I этапа принято 31.12.76. Реально взрывы большой мощности СССР прекратил в 1975 го (21.10.75), а США заявили об этом 31.03.76.

Из этих данных видно, что если на I этапе проведения подземных испытаний СССР провел в ~2 раза меньше испытаний, то на втором этапе он по количеству ядерных испытаний не уступал США. Таким образом, ко второму этапу первоначальное технологическое и материальное отставание СССР, обусловленное различиями в старте, о которых говорилось выше, и экономическими возможностями было ликвидировано.

В таблице 2.2 приведены распределения количества подземных ядерных испытаний США и СССР по времени их проведения.


Таблица 2.2
Год196319641965196619671968 19691970
США
СССР
18
0
47
9
39
14
48
18
42
17
56
17
46
19
39
16
Год19711972197319741975 197619771978
США
СССР
24
23
27
24
24
17
23
21
22
19
21
21
20
24
21
31
Год19791980198119821983198419851986
США
СССР
16
31
17
24
17
21
19
19
19
25
20
27
18
10
15
0
Год198719881989199019911992 :
США
СССР
15
23
15
16
12
7
9
1
8
0
6
0

Из таблицы 2.2 видно, что максимальное количество подземных испытаний США приходится на 1968 год (56 испытаний) и что после 1970 года США сократили среднее ежегодное количество проводимых испытаний с 45 испытаний в 1964-1970 годы до 23 испытаний в -971-1978 гг. и до 17 испытаний в год в 1979-1988 гг.

Максимальное количество подземных ядерных испытаний СССР приходится на 1978-1979 гг. (по 31 испытанию в год). При этом на период 1964-1970 гг. приходится в среднем 15,5 испытаний в год (в 3 раза меньше, чем у США); на период 1971-1978 гг. - 22,5 испытаний в год (столько же, сколько у США), а на период 1979-1984 гг. - 24,5 испытания в год (в 1.45 раза больше, чем у США). После 1984 года проводить сравнение программ некорректно, так как программа ядерных испытаний СССР была сломана политикой М. С. Горбачева (проведение односторонних мораториев).



Групповые подземные ядерные испытания и распределение ядерных взрывов СССР и США по целям испытаний

Часть подземных испытаний и в СССР, и в США имела характер групповых ядерны? испытаний, в которых одновременно подрывались два или более ядерных взрывны> устройств. При этом групповые ядерные испытания могли предусматривать как одновремен^ ный подрыв нескольких выработок заложения (штолен, скважин), так и одновременный подрыв нескольких ядерных взрывных устройств в одной горной выработке.

Первое групповое ядерное испытание СССР было проведено 30.03.65 и представлял собой одновременный взрыв ядерных устройств в двух скважинах (отметим, что этот эксперимент проводился в мирных целях и решал задачу по интенсификации добычи нефти).

Первое групповое ядерное испытание США было проведено 23.08.63 и также представляло собой одновременный взрыв ядерных устройств в двух скважинах.

Естественно, что возможность одновременного взрыва нескольких ядерных устройств в одном испытании определила тот факт, что число взорванных ядерных устройств в ядерных испытаниях превышает собственное число ядерных испытаний. Так, полное число ядерных устройств, взорванных в 494 подземных испытаниях СССР (после августа 1963 года), составляет 748, а полное число ядерных устройств, взорванных в 723 подземных испытаниях США (после августа 1963 года), составляет 818.

Из этих данных видно, что СССР более эффективно использовал возможности групповых ядерных испытаний. Из 494 подземных ядерных испытаний в 146 было взорвано более одного ядерного устройства с общим числом 400 единиц. В США из 748 подземных ядерных испытаний в 63 было взорвано более одного ядерного взрывного устройства с общим числом в 158 единиц.

В таблице 2.3 приведено распределение количества подземных взрывов ядерных устройств (после августа 1963 года) СССР и США по их задачам.

Полное количество подземных ядерных взрывов США, проведенных в рассматриваемый период, в собственных военных целях (исключаются мирные испытания и совместные испытания с Великобританией) составляет 765, в то время как для СССР аналогичная характеристика в 1,3 раза меньше - 575 взрывов. Это же соотношение справедливо и для испытаний в интересах СЯО - 641 взрыв США по сравнению с 456 взрывами СССР.



Характеристики распределения подземных ядерных испытаний СССР и США по видам испытаний

Подземные ядерные испытания СССР и США проводились трех видов:

В таблице 2.4 приведено распределение всех подземных ядерных испытаний США и СССР по этим категориям.


Таблица 2.3
ЦелиСЯОИПФФМИИАРМирныеСовместные
ПВОПЗ
США641667513122
СССР45652363113538-
СЯО - испытания в интересах совершенствования ядерного оружия; ИПФ - исследования поражающих факторов;
ФМИ - фундаментальные и методические исследования;
ИАР - исследования аварийных режимов в интересах безопасности ядерного оружия;
Мирные - ядерные испытания в гражданских целях (для СССР разбиты на две категории;
ПВ - промышленные взрывы; ОПЗ - отработка промышленных зарядов);
Совместные - совместные испытания США и Великобритании.

Таблица 2.4
ВидШтольняСкважинаВзрыв на выброс
США
СССР
67
245
763
246
9
5

Таблица 2.5
 СИПСИПНЗОстальные
штольняскважинаштольняскважинаштольняскважина
Число испытаний2091313363114

Таблица 2.6
РайонСИПСИПНЗОстальные
(в том числе на площадке «Галит»)
Число испытаний34039117 (17)

Таблица 2.7
Период<20кт20-200 кт> 200 ктВсего
август 1963-1976 гг.СССР
США
168
342
51 (49)
108 (24)
16
26
1977-1992 гг.СССР
США
161
132
98 (98)
115 (115)
0
0
ВсегоСССР
США
329
474
149 (147)
223 (139)
16
26

Из этих данных видно существенное различие реализации программ подземных ядерных/, испытаний СССР и США по видам испытаний. В США 92% всех подземных ядерных испытаний было проведено в скважинах и только 8% испытаний было проведено в штольнях. В СССР на долю штолен приходится ~ 50% общего количества ядерных испытаний.

Следует отметить, что распределение видов испытаний СССР сильно варьировало от места их проведения. В таблице 2.5 приведены эти характеристики для Семипалатинского полигона, Новоземельского полигона и остальных районов.

Видно, например, что при производстве промышленных взрывов за пределами полигонов основным видом испытаний СССР были испытания в скважинах, а определяющим видом подземных ядерных испытаний на СИПНЗ были испытания в штольнях.



Характеристики распределения подземных ядерных испытаний СССР и США по районам их проведения

Из 839 подземных ядерных испытаний США 828 испытаний были проведены на Невадском испытательном полигоне (НИП) и только 11 испытаний за его пределами.

География подземных ядерных испытаний СССР имеет более сложную структуру, что обусловлено существенно большим значением промышленных взрывов, и ее характеристики приведены в таблице 2.6.

На долю Семипалатинского испытательного полигона (СИП) приходится основная доля количества подземных ядерных испытаний СССР (~68,5%).

Хотя количество подземных ядерных испытаний, проведенных на Северном испытательном полигоне "Новая Земля", невелико (~7,9% общего числа испытаний), его роль в реализации программы ядерных испытаний СССР существенно выше, так как здесь проводились все мощные подземные ядерные испытания СССР.



Характеристики распределения подземных ядерных испытаний СССР и США по диапазонам энерговыделения

В качестве типичных диапазонов уровней энерговыделения подземных ядерных взрывов СССР и США мы используем следующие диапазоны, определяемые наличием открытых данных:

При этом количество испытаний с Е = 20-150 кт (приведенное в скобках таблицы 2.7) в диапазоне 20-200 кт представляет собой минимальное значение ядерных испытаний этой группы. Это означает, что реально оно может быть больше, но имеющиеся открытые данные не позволяют точнее оценить долю этой группы. Отметим, что обсуждаемая неопределенность относится только к периоду испытаний до 1976 года, когда вступил в действие пороговый договор об ограничении мощности подземных ядерных испытаний с уровнем Е < 150 кт. ж относится к характеристикам подземных ядерных испытаний США.

При общем отличии количества подземных ядерных испытаний СССР в рассматриваемый период по сравнению с США в 1,45 раза количество ядерных испытаний СССР в диапазоне Е > 200 кт в 1,7 раза меньше, чем количество испытаний США этого класса.

Для категории мощных подземных ядерных испытаний СССР и США (Е > 200 кт) можно провести более информативное сравнение.

Из общего числа 26 ядерных испытаний США этого класса 23 взрыва были проведены на Невадском полигоне, 2 испытания - на острове Амчитка (Тихий океан) и 1 испытание - в Центральной Неваде.

Все 16 ядерных испытаний СССР этой категории были проведены на территории Новоземельского полигона, где их доля составляет ~ 41% от общего количества ядерных испытаний на этом полигоне.

В США все испытания этого класса проводились в скважинах. В СССР из 16 мощных испытаний 12 взрывов проводилось в штольнях и 4 взрыва проводились в скважинах.

Из 26 ядерных испытаний США этой категории один взрыв имеет энерговыделение < 5 кт (испытания на острове Амчитка), и он является, по-видимому, самым мощным подземным ядерным испытанием, 6 ядерных испытаний относятся к мегатонному классу мощности (5 испытаний НИП, 1 - Амчитка), а остальные 19 экспериментов относятся к группе испытаний с энерговыделением Е = 200-1000 кт. Полное энерговыделение 26 мощных ядерных испытаний США может быть оценено в пределах Е0 = (19-22) Мт.

Среди 16 мощных подземных ядерных испытаний СССР 5 взрывов относятся категории (1,5-10) Мт, а 11 взрывов - к категории (0,15-1,5) Мт.

Общее энерговыделение 16 мощных подземных ядерных взрывов СССР оценивается на уровне 24 Мт.

Все мощные подземные ядерные испытания СССР и США проводились в интересах СЯО.



Сравнение общих параметров подземных ядерных испытаний, проведенных на Семипалатинском и Невадском испытательных полигонах

Семипалатинский и Невадский испытательный полигоны являлись основными континентальными полигонами СССР и США. Площадь Невадского полигона составляет 3500 км2, (1350 квадратных миль), площадь Семипалатинского полигона - 18500 км2. Представляет и интерес сравнение параметров подземных испытаний, проведенных на этих полигонах.

В таблице 2.8 приведено распределение количества ядерных испытании, проведенных на этих полигонах на разных этапах проведения подземных ядерных взрывов.


Таблица 2.8
 До августа 1963 гАвгуст 1963 г – декабрь 1976 гПосле декабря 1976 гВсего
СИП2169169340
НИП115466247828

Таблица 2.9
Год19511955195719581961196219631963
СИП
НИП
0
1
0
1
0
5
0
15
1
9
1
59
0
25
0
17
Год19641965196619671968196919701971
СИП
НИП
7
46
12
38
14
47
15
41
14
55
14
44
12
39
15
23
Год19721973197419751976197719781979
СИП
НИП
14
27
9
23
15
23
12
22
16
21
15
20
20
21
20
16
Год19801981198219831984198519861987
СИП
НИП
18
17
15
17
10
19
14
19
14
20
8
18
0
15
16
15
Год19881989199019911992 
СИП
НИП
12
15
7
12
0
9
0
8
0
6

Таблица 2.10
ЦельСЯОИПФИАРФМИМирныеСовместные
СИП
НИП
230
691
35
71
14
17
23
2
38
23
-
24

Таблица 2.11
Диапазон<20кт20-200 кт (в том числе 20-150 кг)> 200 кт
СИП
НИП
227
577
113 (112)
228 (139)
0
23

Полное количество подземных ядерных испытаний, проведенных на Невадском поли-оне, в 2,4 раза превышает количество подземных испытаний, проведенных на Семипалатинском полигоне.

Из 340 подземных ядерных подземных испытаний, проведенных на Семипалатинском полигоне, 209 взрывов (61,5%) проводилось в штольнях и 131 взрыв был проведен в скважине. Из 828 ядерных испытаний Невадского полигона на долю штолен приходится всего 67 экспериментов.

В таблице 2.9 приведено распределение ядерных испытаний СИП и НИП по времени л проведения.

Максимальная интенсивность проведения подземных ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне составляет 20 испытаний в год (1978 и 1979 гг.), а на Невадском полигоне - 59 испытаний в год (1962 год).

В таблице 2.10 приведено распределение подземных ядерных испытаний СИП и НИП по их задачам.

В таблице 2.11 приведено распределение подземных ядерных испытаний СИП и НИП о категориям энерговыделения.

Структура уровней энерговыделения показывает:

Заметим, что интегральное энерговыделение подземных ядерных взрывов СИП оценивается в 10,9 Мт, что меньше энерговыделения одних 23 мощных ядерных взрывов НИП. В предположении, что среднее энерговыделение одного испытания, приходящегося на группы с промежуточным энерговыделением, одинаково для НИП и СИП, оценим полное энерговыделение подземных ядерных испытаний НИП в Ео = (35-37) Мт, что в 3,3 раза превышает энерговыделение подземных ядерных испытаний СИП.

Определенный вклад в развитие отечественной гражданской и военной сейсмологии внёс и Институт сейсмологии АН Узбекистана, созданный по инициативе автора этих строк в 1966 году после разрушительного Ташкентского землетрясения. Наши достижения в 80-х годах прошлого столетия в области автоматизации сейсмических наблюдений способствовали возникновению в Ташкенте и другого, сугубо "военизированного", научного учреждения - НИИ "Алгоритм" АН Уз ССР, в котором работали и мои воспитанники и подопечные.
Измерения при подземных ядерных испытаниях