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

США, полигон в Неваде. В рамках операции Whetstone проведены подземные ядерные испытания "Alpaca". В результате испытаний радиоактивное загрязнение было обнаружено за пределами полигона. Катастрофа бомбардировщика В-52 с атомными бомбами на борту около Toronto (Канада). США, Миссури. АЭС "Каллавей". В результате колебания напряжения в энергетической системе произошел отказ системы охлаждения реактора АЭС. Реактор остановлен в автоматическом режиме.

Ядерные испытания в СССР Оглавление


ГЛАВА 4

ЯДЕРНЫЕ ПОЛИГОНЫ СССР.
ПЛОЩАДКИ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ В МИРНЫХ ЦЕЛЯХ


4.5   ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЛОЩАДКИ ДЛЯ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ В МИРНЫХ ЦЕЛЯХ


Первые мирные эксперименты

Результаты испытаний первых советских ядерных зарядов привели советских ученых к выводам о возможности эффективного использования энергии ядерного взрыва в народно-хозяйственных целях. По воспоминаниям Виктора Ивановича Жучихина, в сентябре 1951 г. при обсуждении результатов успешного испытания модернизированного варианта первой атомной бомбы Игорь Васильевич Курчатов сказал:

"Ребята, видите, какая силища, создаваемая атомом, расходуется зря? Ведь в военных целях вряд ли она когда-нибудь будет применена. Следует задуматься всерьез о применении ее в мирных целях. Сколько проблем существует в народном хозяйстве, которые с большим эффектом можно решить с помощью атомных взрывов! Взять хотя бы создание водоемов, рытье каналов для переброски водных ресурсов, вскрытие рудных пластов".

Первым советским экспериментом по мирному использованию энергии термоядерного взрыва был подземный взрыв на выброс на берегу реки Чаган в 80 км к северо-западу от г. Семипалатинска с целью создания водоема большой вместимости. Этот опыт, проведенный 15 января 1965 г., показал возможность использования ядерных взрывов в целях создания водоемов и микроклимата для уверенного сельскохозяйственного производства в жарких степных районах. Взрыв на реке Чаган был проведен в скважине 1004 специалистами ВНИИЭФ с использованием базы Семипалатинского полигона. Проектные работы были проведены в ПромНИИПроекте, город Москва (ныне ВНИПИПромтехнологии). Это был первый советский подземный ядерный взрыв, осуществленный в вертикальной выработке (скважине). Подготовкой, спуском заряда в скважину и его подрывом руководил Иван Федорович Турчин, один из опытнейших испытателей ВНИИЭФ. Технологические принципы подготовки ядерного заряда, спуска его в скважину, управления подрывом были положены в основу проектирования последующих испытаний ядерных зарядов в скважинах. На площадке около скважины был создан временный поселок из юрт и землянок для проживания испытателей. Электроснабжение оборудования, использованного при подготовке и проведении взрыва, обеспечивалось с помощью передвижных электрических станций (ПЭС). Пункт управления подрывом ядерного заряда и регистрирующая аппаратура были расположены на расстоянии 10 км от скважины.

Вспоминает И.Ф.Турчин: "Была снежная зима, стояли сильные морозы, мы находились в степи в юртах. В одной из юрт собирали заряд. Опыта у нас в проведении таких работ в скважине, да еще в соленой воде не было. Боялись коррозии корпуса заряда. Скважина была пробурена в скальной породе.

Такого красивого зрелища от ядерного взрыва, как при взрыве на выброс на р. Чаган, я ранее не видел, хотя и повидал немало ядерных взрывов в воздухе. Вырвался огненный столб, покрытый паром, сияющий всеми цветами радуги. Вверх на большую высоту взлетели куски гранита весом в десятки тонн. Затем образовался традиционный гриб, поднимающийся вверх и сносимый ветром. Обломки скальных пород и земля перекрыли русло р. Чаган и образовались воронка диаметром 400 м, глубиной 100 м, которая заполнилась паводковыми водами, и внешний водоем длиной 8-10 км и шириной 200-300 м. Вода в водоеме была чистая: мы неоднократно купались в нем, ловили и ели карасей (я здоров, чувствую себя хорошо, хотя мне уже 75 лет, а тогда не было и 50). Дозиметрическая служба полигона вела систематический контроль радиационной обстановки в воронке и водоеме".

Вторым мирным советским ядерным экспериментом был взрыв с целью интенсификации нефтедобычи на Грачевском месторождении близ города Ишимбай в Башкирии в марте 1965 г. Это был первый ядерный эксперимент с подрывом двух ядерных зарядов с разновременностью ~ 2 миллисекунды. Схема и технология группового ядерного взрыва были разработаны специалистами ВНИИЭФ и ПромНИИПроекта. При этом потребовалось решить специфические задачи обеспечения точности выдачи сигналов, создания необходимой аппаратуры управления и конструкции ядерного заряда, исключения взаимного влияния ядерных зарядов с точки зрения радиационного и сейсмического воздействия, безопасности сейсмического воздействия на населенные пункты. Заряды были опущены на металлических трубах в скважины на глубину около 1300 м с помощью буровой установки. Для герметизации скважин и предотвращения выхода продуктов взрыва на поверхность земли производилась закачка цементного раствора в скважины через отверстия в стенках труб, на которых висели заряды. Технологическая площадка была оборудована буровой установкой, специальными машинами-фургонами для сборки ядерных зарядов, бетономешалками для приготовления цементного раствора и временным жильем для отдыха испытателей. Аппаратура управления и регистрирующая аппаратура размещалась на площадке, удаленной от скважин на 1500 м. Для обеспечения безопасности населения от сейсмического воздействия жители деревни Липовка, находящейся на расстоянии 1500 м от эпицентра, были временно эвакуированы. В селеньях, расположенных на расстоянии 3-4 км от эпицентра, люди были выведены из помещений. В результате взрыва в деревне Липовка произошло растрескивание штукатурки на стенах домов и отопительных печей. Разрушения домов и строений не было. На больших расстояниях растрескивание штукатурки отсутствовало. В первые три часа после взрыва наблюдался выход радиоактивных благородных газов из скважин, максимальная мощность дозы излучения не превышала 20 мР/ч. Через 3 часа она начала уменьшаться и упала до нескольких мкР/ч.



Переход к программе применения мирных взрывов

Первые ядерные эксперименты в мирных целях показали их экономическую и техническую эффективность, а также достаточную радиационную безопасность. К 1969 г. образовался большой портфель заказов на производство таких взрывов. В программу задач, решаемых с помощью ядерных взрывов помимо создания искусственных водоемов и интенсификации нефтедобычи входили:

До 1969 г. мирные ядерные взрывы проводились силами ВНИИЭФ и ВНИИТФ с участием специалистов Семипалатинского полигона. Проект на эти работы выпускал ПромНИИПроект. В связи с ростом количества народнохозяйственных ядерных взрывов и их сложности потребовалось создание специализированной организации, способной оперативно и квалифицированно выполнять заказы различных ведомств СССР по их проведению. Приказом МИнистра среднего машиностроения от 14 августа 1969 г. такая организация была создана на баз Конструкторского бюро автотракторного оборудования (КБ АТО), разрабатывавшего подвижные средства специального назначения. Возглавил эту работу в КБ АТО упоминавшийся уже В. И. Жучихин, один из опытнейших разработчиков и испытателей ядерных зарядов.

Как правило, в целях обеспечения безопасности населения объект проведения народ- нохозяйственного ядерного взрыва выбирался на максимально возможном удалении от населенных пунктов, в условиях, где практически отсутствовали коммуникации, необходимые для работы технологического оборудования и жизнеобеспечения личного состава, где не было стационарных сооружений для размещения технологического оборудования и укрытие личного состава. Поэтому для обеспечения программы народнохозяйственных ядерных взрывов, которая требовала их проведения в различных местах обширной территории Советского Союза, необходимо было иметь комплекс мобильного технологического оборудования, компонуемого в специальных кузовах на шасси автомобилей высокой проходимости или в специальных контейнерах, транспортируемых вертолетами.

Такой комплекс технологического оборудования для обеспечения полного цикла подготовительных и заключительных операций должен был содержать:

Комплекс технологического оборудования, размещаемого на шасси автомобилей высокой проходимости, должен был также содержать крановое оборудование, необходимое для перегрузочных и сборочных работ с ядерным зарядом, и устройство для опускания в скважину заряда и кабельных коммуникаций. Автомобильные шасси должны были оснащаться специальными кузовами, обеспечивающими нормальные микроклиматические условия для людей и оборудования в любое время года и во всех районах территории Советского Союза. Для этих целей автомобиль оборудовался нагревательным устройством, кондиционером и электрогенератором с приводом от собственного двигателя.

Такое оборудование было создано в конструкторском бюро АТО. Для хранения, транспортировки и окончательной сборки ядерных зарядов, а также для размещения аппаратурных комплексов, обеспечивающих дистанционное управление подрывом ядерных зарядов, были разработаны унифицированные кузова, устанавливавшиеся на шасси автомобилей высокой проходимости УРАЛ-375 и МАЗ-543. Унифицированные кузова позволяли обеспечивать нормальный микроклимат и автономно производить с помощью размещаемых в них устройств погрузку и выгрузку ядерных зарядов и технологического оборудования. Кроме этого, было разработано и изготовлено в необходимом количестве технологическое оборудование и оснастка (подъемные устройства, сборочные стенды, контрольно-стендовые приборы, слесарный инструмент, средства крепления, транспортировочная тара, кабельные барабаны и др.). Все это оборудование было рассчитано на его доставку к месту работ авиационным транспортом (самолеты, вертолеты), что обеспечивало высокую оперативность исполнения работ и экономический эффект.

За все время (по 1988 год) в СССР было произведено 124 подземных ядерных взрыва в народнохозяйственных целях. В ходе их проведения с учетом характера и возможностей описанных выше технологических средств выработалась типичная территориально-технологическая структура технологических площадок и всего комплекса обеспечения работ. На технологической площадке устанавливалась буровая установка для бурения скважины, в которой производился ядерный взрыв (эта же установка нередко использовалась и для спуска ядерного заряда в скважину). Вокруг скважины размещались эстакады для спусковых труб (в случае, когда спуск производился на трубах), временные хранилища для забивочных материалов. На расстоянии 100-200 м от скважины находился приборный комплекс (кузова с измерительной аппаратурой). Командный пункт с системой управления обеспечения автоматикой подрыва и измерительной аппаратурой размещался, исходя из безопасности операторов, в 2-3-х км от скважины (в зависимости от мощности взрыва и глубины заложения заряда). Подача сигналов управления от командного пункта на подрыв заряда и включение измерительной аппаратуры производились как по кабелю, так и с помощью радиоаппаратуры. Применение радиоаппаратуры было предпочтительным при условии отсутствия сильных радиопомех, способных вызвать сбой в работе или несанкционированное срабатывание автоматики подрыва.

Климатические и гидрогеологические условия определялись выбором местности, на которой проводился мирный ядерный взрыв. Они отличались большим разнообразием.

При подготовке и проведении каждого мирного эксперимента принимались обязательные меры по предупреждению возможности случайного нахождения людей и сельскохозяйственных животных в опасной зоне. В процессе работы проводился регулярный дозиметрический контроль. Поскольку в результате сейсмического воздействия взрывов иногда наблюдались повреждения жилищ и сельскохозяйственных построек, после взрыва принимались меры по их ремонту.

Вот как об этом рассказывает И.Ф.Турчин: "В сентябре 1969 г. в районе г. Оса Пермской области было проведено два ядерных взрыва с целью интенсификации добычи нефти. Специальная комиссия до и после взрыва провела обследование населенных пунктов, расположенных в зоне возможного сейсмического воздействия взрыва. До взрыва было установлено, что большинство жилых зданий находилось в плохом состоянии; они были старые, ветхие, а некоторые почти вросли в землю. Особенно в плохом состоянии находились отопительные печи - они были сделаны не из кирпича, а просто слеплены из глины. Для ремонта до опыта к каждому такому помещению подвезли необходимое количество кирпича, цемента, оконного стекла и другого строительного материала. Перед опытом все люди бы эвакуированы в безопасные места. После опытов оказалось, что полностью разрушено 6 жилых домов, 300 печей и выбито 900 м2 оконного стекла. По указанию министра Е. П. Славского были приняты срочные меры - строительная воинская часть построила 6 новых домов и выделила необходимое число солдат для других ремонтных работ. Входивший в государе венную комиссию по проведению опыта председатель Пермского облисполкома Воробьев оказал большую помощь в поставке строительных материалов и в обеспечении специалист; ми по ремонту, под руководством которых солдаты быстро застеклили здания. Сложнее обстояло дело с ремонтом и восстановлением печей - по всей Пермской области нашли только 6 специалистов-печников. А требовалось восстановить 300 печей! Скоро зима! За каждым печником закрепили автомашину и группу солдат. Печники инструктировали солдат, и переезжая от дома к дому, наблюдали за их работой и оказывали помощь. В течение 2-х недель печи были сложены и сданы хозяевам по акту".



Площадка "Галит"


Географические сведения

Площадка "Галит" расположена в прикаспийской низменности, в полупустынной северо-западной части Республики Казахстан, на территории совхоза "Балкудукский" Денгизского района Атырауской (бывшей Гурьевской) области, вблизи поселка Азгир и границы Астраханской области Российской Федерации. На территории Российской Федерации, примерно в 100 км от нее протекают реки Ахтуба и Волга, и проходит железнодорожный путь Москва-Астрахань. Ближайшая железнодорожная станция "Харабалинская" с районным центром г. Харабали находится в 80 км от поселка Азгир. Южнее площадки "Галит", в 120 км, расположен город Астрахань; на северо-западе на расстоянии 360 км - город Волгоград.

Ближайшими наиболее крупными ближайшими населенными пунктами являются поселки совхозов "Балкудук" и "Суюндук", центральные поселки совхозов, а также поселки "Азгир" и "Батырбек" при фермах совхозов. Кроме того, в районе технологических площадок был расположен ряд животноводческих пунктов Балкудукского и Суюндукского совхозов, в которых размещались кошары, коровники, загоны, 4 дома чабанов. Некоторые из них использовались совхозами для зимовки, а некоторые - для летних работ.

Путями сообщения в основном являлись грунтовые дороги.



Климатические условия

Климат района резко континентальный, с жарким засушливым летом. Средняя дата наступления морозов - 7 октября (крайние сроки - 14.09.-30.10). Средняя дата окончания морозов - 22 апреля (крайние сроки - 21.03.-03.05).

В летний период осадки выпадают преимущественно в виде ливней с грозами. Суточный максимум осадков - 116 мм - отмечен в июне 1953 г. В осенне-зимний и весенний периоды в районе часты туманы. Среднемесячные температуры приведены в таблице 4.17.

В районе высокое атмосферное давление. В холодный период года (ноябрь-март) у поверхности земли и в приземном слое атмосферы до высоты 1,5-2,0 км преобладает ветер восточного направления: от северо-восточного до юго-восточного.

С наступлением весны (апрель) увеличивается повторяемость ветра западной четверти горизонта. В летний период преобладает ветер западного направления: от юго-западного до северо-западного, но большую повторяемость имеет и ветер восточного направления. Ветер летом имеет неустойчивое направление.

В приземном слое до высоты 2 км преобладают восточный и юго-восточный ветры, а выше 3 км - западный и северо-западный.

Среднемесячная скорость ветра изменяется в течение года от 3,7 до 5,0 м/с у поверхности земли, а на высотах 3-5 км она составляет до 7,6-9,5 м/с. Максимальная скорость ветра у поверхности земли составляет 20 м/с, при этом образуются пыльные бури.


Геологические и гидрогеологические условия

Подземные полости площадки "Галит" образованы в центральной части солянокупольного поднятия Большой Азгир. В геологическом строении этого поднятия содержатся отложения кунгурского яруса нижней Перми, нерасчлененные осадки пермотриаса и породы кайнозойской группы.

Нижнепермские породы кунгурского яруса представлены каменной солью (галитом) и перекрывающей ее толщей кепроно-гипсо-ангидритовых пород. Глубина залегания кровли солей в районе площадки колеблется в пределах от нескольких десятков метров до 330 метров.

Отложения каменной соли представлены, в основном, крупнокристаллическим галитом (NaCl), однородным, крепким, с редкими включениями и прослоями гипсо-ангидритов и глин. По химическому составу каменная соль на 92-98% состоит из хлористого натрия, а от 2-х до 8% приходится на нерастворимый остаток (в основном гипсоангидрит).

Гидрогеологические условия района определяются его геологическим строением, геоморфологией и климатическими факторами. Замкнутый характер Прикаспийской впадины, длительные процессы прогибания и мощного соленакопления, отсутствие дренажа и подпор со стороны Каспийского моря определили застойный характер подземных вод бассейна и их высокую минерализацию. Пресные воды в районе имеют ограниченное распространение. Геологические условия площадки характеризуются наличием нескольких водоносных горизонтов в отложениях, перекрывающих толщу солей. Обводненность горизонтов незначительная, характеризуется величиной коэффициента фильтрации, равной 0,02 м/сутки.


Таблица 4.17
Ежемесячные температуры в районе площадки "Галит"
 Температура по месяцам (°С)
IIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXII
Средняя-9,2-811,19,217,222,525,323,616,58,30,3-5,5
Максимум111623333942444439302012
Минимум-37-41-31-14-5-164-5-12-30-37

Выделяются 9 водоносных горизонтов и комплексов в следующих отложениях:

Минерализация вод достигает 305 г/л, химический состав, в основном, хлористо-натриевый. В составе отложений преобладают глины, с подчиненными прослоями и линзами песков.


Назначение площадки "Галит"

Солянокупольное поднятие Большой Азгир, как место для проведения промышленны> ядерных взрывов (ПЯВ) в уникальной геологической среде - каменной соли, - было предложено Радиевым институтом им. В.Г.Хлопина и ПромНИИПроектом в 1961 г. Первоначальные идеи ориентировались на синтез трансплутониевых элементов (ТПЭ) и получение энергетического пара (к тому времени уже были известны основные задачи и результаты американского ПЯВ "Гном"), но уже после проведения здесь первого ПЯВ (22.04.66) возник комплекс задач, связанных с возможностями создания подземных емкостей различного назначения, получения других изотопов, помимо ТПЭ, захоронением радиоактивных отходов и т.д. Такая комплексность задач и объектов постепенно привела к одновременному или поочередному изучению следующих вопросов:

Условия Б.Азгира предоставляли широкие возможности для решения этих и других задач. Слабая заселенность района, равнинный характер местности, отсутствие мигрирующих подземных вод, транспортная доступность технических площадок, высокая чистота и достаточная однородность каменной соли обоих куполов Б. Азгира, возможность варьировать глубины заложения взрывных устройств, хороший климат - все это создало благоприятные условия для эффективного и безопасного проведения серии ПЯВ в течение 1966-1979 гг. Естественно, что основным благоприятным фактором была сама геологическая среда - пластичная, растворимая в воде каменная соль с высокой теплопроводностью и облегченными условиями проходки скважин.

Основной целью являлось проведение научно-исследовательских работ по получению трансурановых элементов и созданию с помощью ядерных взрывов больших полостей (емкостей) в массиве каменной соли, а также экспериментальная проверка степени увеличения полости при проведении в ней повторного взрыва и проверка возможности снижения сейсмического эффекта.

Площадка "Галит" была образована в 1966 году. До 1974 года она входила в состав предприятия п/я Р-6458 МСМ (г. Лермонтов Ставропольского края), а затем была передана ВНИИЭФ. Первоначально площадь территории объекта (производственные и жилые помещения) была определена в 3 км2, однако она не была полностью использована, и к 1991 году объект фактически занимал только 1,4 км2. Площадка "Галит" включала также жилой поселок, называемый "Южносейсмическая экспедиция" (ЮСЭ) - предыдущее название площадки и объекта. На ней было создано 11 технологических площадок: A-I, А-II, А-III А-IV, A-V, А-VII, А-VIII, A-IX, А-Х, А-XI, А-ХII, удаленных от поселка ЮСЭ на расстояние от 1,5 до 20 км и связанных грунтовыми дорогами. В результате работ было создано 9 устойчивых полостей общим объемом порядка 1,2 млн. м3, в основном без каких-либо изменений поверхности грунта. Полости различной формы имеют свободный объем от 10 тыс. м3 до 200 тыс. м3. Хронология ПЯВ на площадке "Галит" приводится в 1-ом томе настоящего издания.

В качестве исключения отметим, что после взрыва в скважине A-IX образовалась провальная воронка диаметром примерно 500 метров и 18 метров глубины. Одна скважина (А-ХII) не была использована, так как в 1980 году ядерные взрывы на площадке "Галит" были прекращены.

На площадке "Галит" впервые в одной скважине были подорваны с заданной разновре- менностью три ядерных заряда. Это дало большую экономию, избавив от дополнительного бурения скважин. При этом было получено две практически чистых полости, а их радиоактивные расплавы были захоронены в третьей (нижней) полости, образованной взрывом заряда меньшей мощности. Кроме этого, с целью экономии здесь, на площадке "Галит", было впервые подорвано шесть ядерных зарядов в одной скважине (А-II) в различное время. При этом использовалась гидрозабойка скважины, а вверху устанавливалась 20-40 м бетон пробка, которая быстро разбуривалась для проведения последующих взрывов.

Обычно для измерительной методики МГШ применялся ЖРК (железно-рудный концентрат), материал дорогостоящий и неудобный в работе. На площадке "Галит" оказалось возможным заменить ЖРК на обычный барханный песок без ущерба для параметров измерительной методики.


Рекультивационныеработы на площадке "Галит"

Радиационная обстановка на площадке "Галит"

Радиационная обстановка на всех технологических площадках постоянно контролировалась специалистами Радиевого института им. В. Г. Хлопина (Ленинград - С. Петербург) и ВНИИЭФ. Перед началом работ в 1965 году были измерены естественные уровни радиации территории окружающего района в радиусе до 70-100 км от поселка Азгир и по берегу Волги

Средние уровни мощности экспозиционной дозы на местности были фоновыми, составляли 8-20 мкР/час.

При проведении взрывов радиационная обстановка на технологических площадках была различной - в зависимости от редакции опыта, качества выполнения забивочных работ метеоусловий.

На некоторых площадках (A-I, A-II, A-V, А-VIII) сразу после взрыва наблюдалось слабонапорное самопроизвольное истечение газов. В основном это были радиоактивные благородные газы. При проведении остальных взрывов газопроявлений не наблюдалось.

В процессе проведения вскрытия скважин, обмера полостей, замера температур и ничтожно малая часть радионуклидов, находящихся в полостях, оседала на поверхности бурового и диагностического оборудования и после их извлечении оказалась на дневной поверхности.

Данные дозиметрического контроля двух институтов, отвечавших за радиационную безопасность на площадке "Галит", подтверждаются данными контроля, проведенного в году СЭС Гурьевской области и лабораторией радиоэкологии №9 ВНИИ Геоинформсистем (г. Москва). В 1991 году представители Гурьевского областного комитета по экологии природопользованию провели замеры уровней радиации на площадках А-П и А-Х, отобрали пробы растительности и грунта для независимого радиохимического анализа. Кроме того, аналогичные измерения проводили представители ПГО Запказгеологии и сотрудники Ленинградского Университета (ЛГУ) по договору с Гурьевской СЭС. Результаты всех этих измерений практически совпадают с данными измерений Радиевого института и ВНИИЭФ

Сотрудники ЛГУ пришли к выводу, что радиационная обстановка на территории coвхоза "Балкудукский" и в районе площадки "Галит" находится в пределах нормы. Каких-либо в них признаков нарушений в растительном покрове в целом и дефектов у отдельных растений, связанных с возможным радиоактивным загрязнением территории, замечено не было. На основной территории совхоза уровень радиоактивных загрязнений по 137Cs лишь незначительно превосходит уровень глобальных загрязнений. Отмеченное превышение этого уровня в почвах нигде даже не приближается к предельно допустимым концентрациям. В растениях, собранных вне территории технологических площадок, содержание цезия-137 и стронция-90 находится ниже предела обнаружения. В связи с низким содержанием радионуклидов в окружающей среде, отсутствием корреляции между уровнем загрязненности цезием-137, стронцием-90 и местом расположения технологических площадок был сделан вывод, что из подземных полостей ядерных взрывов радиоактивного загрязнения территории не происходит.

Можно констатировать, что в процессе эксплуатации площадки "Галит" не произошло распространения радионуклидов за пределы технологических площадок, и радиационная обстановка за пределами площадок является фоновой, то есть мощность дозы не превышает Р = 16 мкР/час. Таким образом, радиационная безопасность населения, проживающего вблизи испытательных площадок, была обеспечена и контролировалась.


Рекультивация технологических площадок и захоронение радиоактивных отходов

После завершения на площадке "Галит" серии технологических операций, включающих ядерные взрывы, а затем разбуривание скважин и обследование полостей, в 1985 г. приступили к рекультивации площадок и захоронению радиоактивных отходов (РАО) в одну из полостей на глубину 1000 м. Необходимость проведения рекультивационных работ, помимо всего прочего, диктовалась еще и тем обстоятельством, что площадка "Галит" в 1991 г. оказалась на территории другого суверенного государства - Республики Казахстан, и земли, занимаемые площадкой, должны были быть возвращены в сельхозоборот совхозу "Балкудукский".

Проектно-техническая документация на рекультивацию была разработана ПромНИИ-Проектом. При выполнении этих работ, в основном, использовалось буровое оборудование, на котором были проведены работы по спуску зарядов в скважины БУ-75 и А-50, а также транспортер с электровибратором и автотранспорт: автомашины, бульдозеры, экскаваторы.

При благоприятных технических и метеорологических условиях в час захоранивалось 2-2,5 м3 грунта. При этом принимались все необходимые меры по обеспечению безопасности работающего персонала. Работа велась при постоянном дозиметрическом контроле в 2-х-3-х точках на площадке, с которой вывозились РАО, и на скважине, в которую захоранивался "грязный" грунт и элементы металлоконструкций.

На 1-ое сентября 1993 года было рекультивировано девять из двенадцати площадок, при этом было захоронено примерно 32 тыс. м3 грунта и 90 тонн металлоконструкций, загрязненных радионуклидами.

Основными задачами контроля состояния окружающей среды являлись:

К 1989 году наиболее значимыми в радиобиологическом отношении радионуклидами в полостях взрывов остались цезий-137, стронций-90, тритий, изотопы урана и плутония.

Применяемые для анализа объектов окружающей среды методики имели чувствительность определения радионуклидов с концентрацией порядка 0,1 значения допустимой концентрации для населения (ДКБ) по нормативам, предусмотренным НРБ-76/87. В настоящее время в России вышли Нормы радиационной безопасности (НРБ-96), которые вводят новые более низкие значения допустимой объемной и удельной активности. Так как для почвы и растительности нет допустимых уровней, аналогичных ДКБ, кроме значений установленных на случай радиационной аварии, то в качестве критерия для почвы и растительности t выбраны уровни фоновой радиоактивности этих сред. Под фоновой радиоактивностью данном случае понимали активность, обусловленную присутствием в пробах естественных (природных) радионуклидов и содержанием в этих пробах искусственных радионуклиде счет глобальных выпадений.

Для определения фоновой активности объектов окружающей среды данного paйона были отобраны пробы почвы, воды, и растительности на расстоянии до 70 км от полигигона что позволило исключить возможное влияние рекультивационных работ и считать эти пробы фоновыми.

В качестве основного метода анализа отбираемых проб было выбрано определение суммарной бета-активности. Помимо достаточной чувствительности к достоинствам этого метода можно отнести относительно низкие трудозатраты и сравнительно невысокую стоимость анализа. В случаях, когда суммарная бета-активность проб почвы и растительности превышала бета-активность фоновых проб, отобранных в одно время с исследуемыми, пользовали методы индивидуального определения радионуклидов в этих пробах. Масса собираемых проб почвы и растительности составляла 1 кг, объем проб воды - 1 л.

Для оценки накопления радионуклидов в растительности за вегетационный период пробоотбор проводили дважды в год: в мае-июне и сентябре-октябре.

В 1989 году основные рекультивационные работы проводили на скважинах А-II и АV районе скважин снимали слой загрязненного грунта. Фрагменты технологических конструкций вывозились для захоронения в полость скважины А-Х. С учетом этого отбор проб проводили по восьми направлениям - С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, 3, СЗ - на расстояниях 1, 3, 7, 13, 23. км от скважин А-II и A-V, а также по обочинам дорог, по которым перевозили захораниваемый грунт. В местах отбора проб, а также на расстояниях 2, 5, 10, 18 км от скважин А-П и / измерялась мощность дозы гамма-излучения непосредственно на поверхности грунта и высоте 1 м от нее, а также загрязнение бета-излучающими нуклидами поверхностного слоя

Толщина отбираемого слоя почвы составляла 1 см. Пробы воздуха отбирали аспирационным методом непосредственно у скважин А-II, A-V, А-Х во время проведения там работ. Объем прокаченного воздуха составлял 2000 л.

Пробы воды отбирали в озере у скважины М9 и в кошарах с местными источниками воды. Одновременно отбирали фоновые пробы почвы, воды, растительности и воздуха.

С 1990 года схема отбора была упрощена, поскольку результаты анализа проб, отобранных по описанной выше схеме в 1989 году, показали, что радиоактивность проб находится уровне фоновых значений. В соответствии с новой схемой пробы отбирали по четырем направлениям - С, В, Ю, 3 - на расстояниях 1, 7, 23 км от скважин А-П и A-V, а также по обочин; дорог, по которым перевозили захораниваемый грунт. С окончанием рекультивационных раб на скважине A-V отбор проб проводили вокруг скважин А-II и А-Х по принятой схеме.

Суммарная бета-активность проб почвы в основном находится на уровне фоновой в величины (не более 1330 Бк/кг) для данного района. Так, например, в пробах, отобранных на различных расстояниях от скважины А-II с октября 1990 г. по июнь 1992 г., (то есть практически за 2 года наблюдений) не было зарегистрировано превышения фоновых значений.

Превышение фоновых значений (в 2,5 раза) было отмечено лишь в июне 1990 года на расстоянии 7 км к западу от скважины A-V. Менее значительные превышения - от 1,1 до 1,6 раза были зарегистрированы, в основном, не далее 7 км от скважины.

Содержание цезия-137 в этих пробах, определенное методом неразрушающей гамма-спектрометрии, находится в диапазоне от 24 до 181 Бк/кг и превышает средние величины глобальных выпадений этого радионуклида в 3-5 раз, что свидетельствует об относительно невысоком радиоактивном загрязнении данных проб.

В исследованных пробах почвы отсутствует тенденция к накоплению радиоактивных веществ, исходя из чего можно предположить, что загрязнение не является систематическим.

Результаты анализа проб растительности показывают, что суммарная бета-активность этих проб практически не превосходит фонового уровня (не более 640 Бк/кг) для растений данного района. В пробах, где фоновые значения были превышены, определялась концентрация цезия-137. Было показано, что она находится ниже предела обнаружения метода и составляет менее 4,8 Бк/кг растительности натуральной влажности. Некоторые колебания суммарной бета-активности растений, по-видимому, объясняются различным содержанием в них природного изотопа калий-40. Существенно, что в пробе растительности, отобранной в июне 1990 года в 7 км к западу от скважины А-5, то есть там, где суммарная бета-активность пробы почвы превосходила фоновую в 2,5 раза, превышение над фоновой активностью растений не было обнаружено. Та же картина наблюдалась и для остальных точек.

Суммарная бета-активность проб воздуха и воды находилась ниже пределов обнаружения метода и составляла менее 3,0-10~4 Бк/л для воздуха и 2,3 Бк/л для проб воды. Содержание окиси трития в пробах воды также было ниже предела обнаружения метода и составляло менее 74 Бк/л.

В соответствии с этим можно утверждать, что радиоактивность данных сред удовлетворяла требованиям радиационной безопасности и при проведении рекультивационных работ на площадке "Галит" распространения радионуклидов за пределы технологических площадок не произошло.



Площадка "Вега"

Площадка "Вега", где на двух солянокупольных поднятиях с помощью подземных ЯВ в 1980-1984 гг. было создано 15 полостей различного назначения для Астраханского газоперерабатывающего комплекса (АГПК), расположена в 50 км к северу от города Астрахани в пустынном районе. Хронология ПЯВ на площадке "Вега" приводится в 1-ом томе настоящего издания. Технология и оборудование при проведении взрывов на площадке "Вега" были такими же как на площадке "Галит". Все работы, связанные с подготовкой, спуском и подрывом зарядов, осуществляли специалисты КБ АТО при консультации специалистов ВНИИТФ - основных разработчиков использованных зарядов.

Ландшафтно-климатические условия на площадке "Вега" практически те же, что и на площадке "Галит", находящейся в 100 км к северу. Газоконденсатное месторождение приурочено к бортовой части Прикаспийской синеклизы. Галогенная толща кунгурского яруса имеет прослои песчаников, глин, ангидрита, гипса, доломита и представлена над Астраханским сводом четырьмя грядами соляных куполов Северо-Восточного простирания длиной 50 км и шириной 5 км. Все 15 ядерных взрывов осуществлены в отдельных скважинах 1Т-15Т. 13 ПЯВ произведено в изгибе Аксарайско-Утигенской гряды на глубине 1000 м с относительно глубоким залеганием кровли соленосных отложений около 520-720 м с крутыми бортами. Два ПЯВ проведены на той же глубине в пределах Сары-Сорского и Айдикского куполов. Начиная с 1977 г., здесь отмечено возрастание тектонических движений, связанное с наметившимся в этот период аномальным подъемом уровня Каспийского моря. В районе проведения ПЯВ определены 2 уровня подземных вод: подсолевые и надсолевые, а также отмечены запечатанные линзы погребенных в солевой толще рассолов. Начиная с 1962 г., наблюдается устойчивый подъем уровня грунтовых вод. В районе месторождения отмечен аномальный тепловой режим, связанный с интенсивным оттоком тепла по соляным куполам.

По своему географическому положению район типичен для Нижнего Поволжья: полупустынная равнина с абсолютными отметками ниже уровня моря, которая относится к юго-западной окраине песков Батдайсагыр. Микрорельеф представлен совокупностью мелких холмов и понижений, местами переходящих в полуфиксированные и подвижные барханы. Почвенный слой скудный, развивающийся на желто-бурых песках и суглинках. Летние температуры района достигают +42°С, зимние температуры -40°С. Для района характерны сильные ветры, летом с пыльными бурями, зимой с буранами и метелями. Среднее годовое количество осадков не превышает 150-200 мм. Растительный покров района скудный, полупустынного типа. Преобладают черно- и бело-полынные злаковые комплексы с солянковыми сообществами по слабозакрепленным и сыпучим пескам, встречаются кустарники, рогоз, тростник, камыш и пырей.

Первый промышленный приток газа на АГПК получен в 1973 г. Газ и газоконденсат месторождения имеют высокие концентрации сероводорода, что существенно осложняет эксплуатацию месторождения.

Подземные резервуары (ПР) для АГПК создавались 5-ю очередями, в том числе сериями почти одновременных подрывов двух, четырех и шести взрывных устройств.

В связи с задержками по вскрытию и обустройству подземных резервуаров они обследовались и сдавались в опытную эксплуатацию нерегулярно. В 1986 г. было зафиксировано резкое уменьшение объема всех 13 ПР на Аксарайско-Утигенской гряде, причем доказательного объяснения причин этого явления до сих пор не найдено. В 1987 г. семь ПР уменьшенных объемов были заполнены газоконденсатом, а 2 ПР на Сары-Сайской - Айдикской гряде используются как продувочные резервуары для освоения эксплуатационных скважин АГПК. 5 ПР настолько потеряли объем, что непригодны для эксплуатации и подлежат ликвидации.

Начиная с 1980 г., в районе проводились систематические работы по контролю возможного радиоактивного загрязнения объектов окружающей среды: почвы, растительности и воды.

Пробы почвенно-растительного покрова отбирались ежегодно на каждой из технологических площадок IT-15T и в прилегающих районах наблюдения, в районе поселков Аксарайский и Селитренное, а также на берегу рек Бузан и Ахтуба, в районах отбора проб воды. В пробах определялась суммарная бета-активность и оценивалась объемная активность, которая находилась на среднефоновых уровнях. Одновременно во всех точках пробоотбора проводились измерения гамма-фона на местности. После проведения ПЯВ серии "Вега" на технологических площадках 1Т-15Т радиоактивного загрязнения объектов окружающей среды не произошло. В результате работ по вскрытию полостей и стравливанию из них парогазовой смеси также не произошло радиоактивного загрязнения. Обобщенные данные по наблюдению за радиоактивным загрязнением объектов окружающей среды приведены в табл. 4.18.


Таблица 4.18
Радиоактивность проб почвенно-растительного покрова в районе площадки "Вега" до 1986 г.
Место отбора проб,
технологическая площадка
Количество проб
(точек отбора)
Мощность дозы,
мкР/час
Средняя активность
проб, Бк/кг
ПочвыРастительности
(сырого веса)
Bera-I(1T)4012-15600180
Вега-II (2Т, 4Т)7612-15850265
Вега-III (3Т, 6Т, 7Т)15212-15480120
Bera-IV(8T-13T)230-580180
Bera-V(14T,15T)48-710215

Таблица 4.19
Радиоактивность проб почвенно-растительного покрова в районе площадки "Вега" во II-ом квартале 1986 г.
Место отбора проб,
технологическая площадка
Количество проб
(точек отбора) 
Мощность дозы,
мкР/ч 
Удельная активность
проб, Бк/кг
ПочвыРастительности
(сырого веса)
14Т
15Т
20
20
15
15
550
550
2415
1766

Радиоактивность окружающей среды на площадке "Вега" с 1980 г. соответствовала средним фоновым значениям, характерным уровням для глобальных радиоактивных выпадений на территории данного региона до 1986 г.

Во втором квартале 1986 г. проводились контрольные отборы проб и анализы проб почвенно-растительного покрова перед пуском 1 -ой очереди газоперерабатывающего завода. Эти данные приведены в табл. 4.19.

Было отмечено резкое увеличение радиоактивности растительного покрова в районе площадки "Вега" с превышением удельной активности на порядок от обычных фоновых значений. Пробы были подвергнуты радиометрическим анализам и исследованы на содержание в них отдельных радионуклидов. В результате проведенных анализов в пробах золы растений были идентифицированы: Се-141; Ru-103; Zr-95; Nb-95; Ce-144; Ru-106; Cs-134, ранее в районе не наблюдавшиеся.

Проведенный анализ показал, что растительный покров в районе площадки "Вега" был загрязнен свежими радиоактивными выпадениями продуктов деления в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

Были проведены также исследования воды из источников водоснабжения населения в поселках Селитренное и Аксарайский. Данные о радиоактивности питьевой воды из источников рек Ахтуба и рек Бузан приведены в таблице 4.20.


Таблица 4.20
Радиоактивность проб воды из рек Ахтуба и Бузан в районе поселков Аксарайский и Селитренное во 2 квартале 1986 г.
Место отбора проб: река, посёлокАктивность воды, Бк/лАктивность окисленной формы трития, Бк/мл
Р. Ахтуба п. Селитренное0,180,28
р. Бузан п. Аксарайский0,10,28

В воде источников водоснабжения населения района объекта "Вега" (в реках Ахтуба и Бузан) не было отмечено радиоактивных загрязнений. Объемная активность воды и содержание окисленной формы трития находилась в 1986 году на фоновых уровнях.

26.06.91 создалась нештатная ситуация, связанная с истечением радиоактивного рассола скважины 5Т через задвижку фонтанной арматуры. Среднее содержание радионуклидов в рассоле составило по цезию-137 1·104 Бк/л. Были приняты меры по ликвидации истечения, при этом произошло загрязнение фунта приустьевой площадки размером 3x4 м2. Кроме того, на площадке 5Т производилось временное складирование загрязненного грунта с других технологических площадок (например, с площадки 8Т вывезено 200 кг грунта с содержанием цезия-137 3,2·104 Бк/кг). Всего на площадке 5Т находилось 3000 т слабо и среднезагрязненного грунта.

Был проведен комплекс работ по предотвращению дальнейшего распространения радиоактивного загрязнения. Территории приустьевых площадок были ограждены. На площадках 1T, ЗТ, 4Т, 6Т, 7Т, 10Т-15Т радиоактивных загрязнений почвенно-растительного покрова выше фоновых уровней не обнаружено. В настоящее время ведутся проектные работы по ликвидации загрязнений и закрытию емкостей. Контроль и анализ радиоэкологической обстановки на площадке "Вега" в течение всего периода существования площадки осуществляется сотрудниками НПО "Радиевый институт" им. В.Г.Хлопина.



Площадка "Лира"

Эксплуатируемые технологические площадки объекта "Лира" расположены на территории Карачаганакского газоконденсатного месторождения в 30 км к северо-востоку от районного центра Аксай и административно входят в состав Бурлинского района Уральской области Республики Казахстан. Район работ находится на севере области в бассейне реки Урал. Территория представляет собой волнистую равнину, изрезанную долинами рек - притоков реки Урал и разветвленной сетью оврагов и балок. Территория является районом развитого сельского хозяйства, имеющего зерновое и животноводческое направление.

В период с 1983 по 1984 гг. на площадке "Лира" были осуществлены 6 подземных ядерных взрывов в скважинах в соляной толще с целью создания парка резервуаров (ПР) для хранения нефнегазопродуктов. Хронология ПЯВ на площадке "Лира" приводится в 1-ом томе настоящего издания. Технология и оборудование при проведении взрывов были такими же как на площадке "Галит". Все работы, связанные с подготовкой, спуском и подрывом зарядов, осуществляли специалисты КБ АТО при консультации специалистов ВНИИТФ - основных разработчиков использованных зарядов.

Соблюдение проектной технологии создания ПР, их вскрытия, испытаний и промышленной эксплуатации обеспечивало сохранение радиационной обстановки в районе площадки "Лира" на уровне естественного фона.

Систематические исследования почвенно-растительного покрова велись непосредственно на технологических площадках IT-6T.

Выборочные данные о суммарной бета-активности проб почвенно-растительного покрова в районах технологических площадок объекта "Лира" 1Т-6Т, полученные в 1984-1991 гг., приведены в таблице 4.21. Каждое значение представляет собой среднее результатов определений суммарной бета-активности проб, отобранных в районе данной технологической площадки, в пределах радиуса 250-500 м, из 5-15 точек пробоотбора.


Таблица 4.21
Среднее значение удельной бета-активности проб почвенно-растительного покрова в районах технологических площадок парка резервуаров площадки "Лира", Бк/кг
ПлощадкаВид пробыФон 1984 г.После ПЯВ 1984 г.После ПЯВ 1984 г.1988 г.1989 г.1991 г.
1Tпочва
растит.
  890
190
260
670
250680
220
почва
растит.
   470
800
 960
320
почва
растит.
   360
380

1000
1000
330
почва
растит.
590
150
700
210
 400
610
460
410
900
390
почва
растит.
740
230
640
250
 400
510
340
740
700
300
почва
растит.
660
240
660
230
 330
1050
360
550
790
410

Сравнительные данные об объемной бета-активности водных проб приведены в таблице 4.22.


Таблица 4.22
Объемная бета-активность*) водных проб в районе площадки "Лира", Бк/л
ВодоемФон 1984 г.1988 г1990 г1991 г
р. Илек0,1 0,20,2
р. Березовка0,31,50,30,4
Водоём поселка Карачаганак0,7   
р. Урал 1,8  
Северо-запад, 2 Т 1,5  
Восток, 3 Т 1,9  

*) - Объемная бета-активность воды определяется путем измерения бета-активности сухого остатка выпаренной воды определенного объема без учета активности окисленного трития.

Проведение плановых работ по созданию и обслуживанию промышленных резервуаров на площадке "Лира" практически не повлияло на радиационную обстановку в прилегающих районах. Уровни значений удельных активностей почвенно-растительных проб по радионуклидам цезию-137 и стронцию-90, суммарной бета-активности и мощности экспозиционной дозы на местности находятся в пределах изменений фоновых значений радиоактивности, характерных для данного региона. Зафиксировано некоторое повышение средних уровней радиоактивности при измерениях в 1988 г., что было связано с аварией на Чернобыльской АЭС.

Значения объемной активности исследованных водных проб не превышают порога допустимых концентраций ДКБ по долгоживущим радионуклидам для питьевой воды. Объемная активность проб воды по тритию составила менее 0,28 кБк/л (предел обнаружения применявшейся методики).

Контроль и анализ радиоэкологической обстановки на площадке "Лира" с момента ее создания и до конца 1992 г. осуществлялись сотрудниками Радиевого института им. В.Г.Хлопина. После распада СССР дальнейшие работы на площадке "Лира" не проводятся.



Площадка "Сапфир"

Площадка "Сапфир" расположена в 30 км от поселка Дедуровка Оренбургской области в 40 км юго-западнее Оренбурга. На данной площадке с помощью ПЯВ были созданы первые опытно-промышленные емкости Е-2, Е-3 для хранения углеводородного сырья. Взрывы прс водились в соляном массиве в скважинах на глубине 560 м. Хронология ПЯВ на площадь "Сапфир" приводится в 1-ом томе настоящего издания. Технология и оборудование при проведении взрывов были такими же, как на площадке "Галит". Емкости, созданные на данной площадке, эксплуатировались более 20 лет.

При проведении технологических операций, связанных с вводом в промышленную эксплуатацию ПР, был отмечен ряд отклонений и нарушений технологии работ, особенно на этапе пуско-наладочных испытаний. Иногда выход газоконденсата сопровождался попутным выносом рассола на поверхность. Эти продукты затем сжигались на поверхности в амбарах t технологических площадках Е-3 и Е-2.

При контроле за радиоактивностью окружающей среды в наблюдаемой зоне техноло- гических площадок Е-2 и Е-3 и в их окрестностях изучались пробы почвы, растений и воды проводилась съемка мощности дозы гамма-излучения. Полученные данные приведены в таблицах 4.23, 4.24.

Радиоактивность почвенно-растительного покрова в районе объекта "Сапфир" (за пределами ограждения промплощадок) в рассматриваемый период находилась в пределах колебаний фона, обусловленного глобальными радиоактивными выпадениями, характерным для данного региона, за исключением остаточных локальных пятен техногенного происхождения, которые должны были дезактивироваться.

Контроль и анализ радиоэкологической обстановки на площадке "Сапфир" в течение всего периода существования площадки осуществляется сотрудниками Радиевого института им. В.Г.Хлопина. В настоящее время на площадке "Сапфир" закончены работы по рекультивации обеих площадок и оформлены санитарные паспорта. Емкость Е-3 выведена из эксплуатации и законсервирована в конце 1995 года. По состоянию на 1997 г. емкость Е-2 частично заполнена рассолом, газоконденсатом и готова к эксплуатации. По данным наблюдений за 1996-1997 гг., радиационная обстановка на площадке "Сапфир", на которой, помимо указанных емкостей, создан могильник-хранилище малоактивных грунтов, была нормальной, средняя мощность дозы составляла 15-20 мкР/час, максимальная - не превышает 30 мкР/час.

Ядерные взрывы могут осуществляться на различной высоте. В зависимости от положения центра ядерного взрыва относительно поверхности земли (воды) различают воздушный, наземный, подземный, надводный, подводный и высотный ядерный взрыв. Воздушным ядерным взрывом называется взрыв в атмосфере на высоте, при которой светящаяся область не касается поверхности земли (воды),но не выше 10км. Воздушные ядерные взрывы подразделяются на низкие и высокие.
Измерения при подземных ядерных испытаниях