Экспериментальный взрыв атомного оружия 2018: Город стоит, а в нем — никого. Почему СССР отказался от нейтронной бомбы

Город стоит, а в нем — никого. Почему СССР отказался от нейтронной бомбы

https://ria.ru/20181117/1532961683.html

Город стоит, а в нем — никого. Почему СССР отказался от нейтронной бомбы

Город стоит, а в нем — никого. Почему СССР отказался от нейтронной бомбы — РИА Новости, 17.11.2018

Город стоит, а в нем — никого. Почему СССР отказался от нейтронной бомбы

К концу 1970-х СССР и США разработали целый комплекс мер для прикрытия солдат и боевой техники от ядерного взрыва. Обе стороны искали оружие, способное… РИА Новости, 17.11.2018

2018-11-17T08:00

2018-11-17T08:00

2018-11-17T08:03

безопасность

сша

ссср

министерство обороны ссср

министерство обороны сша

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/152659/23/1526592310_0:246:4725:2903_1920x0_80_0_0_c4dfd75104b436329e2ad8c7dadf156c.jpg

МОСКВА, 17 ноя — РИА Новости, Андрей Коц. К концу 1970-х СССР и США разработали целый комплекс мер для прикрытия солдат и боевой техники от ядерного взрыва. Обе стороны искали оружие, способное гарантированно уничтожать личный состав, невзирая на средства защиты. Ровно сорок лет назад, 17 ноября 1978-го, Советский Союз объявил об успешном испытании нейтронной бомбы — тактического ядерного боеприпаса нового типа. Об особенностях этого оружия — в материале РИА Новости.Сохранить инфраструктуруРазработкой советской нейтронной бомбы по заданию Минобороны занимались ученые-атомщики Всесоюзного института экспериментальной физики в Арзамасе-16. На создание экспериментального боеприпаса ушло меньше года. Конструктивно он представлял собой обычный ядерный заряд малой мощности, к которому добавили блок, содержащий изотоп бериллия — источник быстрых нейтронов. При подрыве такого устройства сначала детонирует основной ядерный заряд, энергия которого уходит на запуск термоядерной реакции. Конструкция заряда такова, что до 80 процентов энергии взрыва приходится на поток быстрых нейтронов, и только 20 процентов забирают остальные поражающие факторы.Предполагалось, что эта особенность превратит нейтронную бомбу в эффективное оружие для уничтожения живой силы противника в бронетехнике и укрытиях. Мощный поток быстрых нейтронов слабее задерживается обычной металлической броней и свободнее проникает сквозь преграды, чем рентгеновское или гамма-излучение. Это свойство оружия привлекало военных тем, что позволяло сохранить инфраструктуру крупных городов, которая неминуемо бы пострадала при взрыве «классического» ядерного боеприпаса. Считалось, что уцелеют и вооружения противника, значит, их можно будет изучить или использовать.Испытания показали, что нейтронный боеприпас не так эффективен, как ожидали. Килотонная бомба полностью разрушала строения в радиусе километра от точки взрыва, а из-за облучения быстрыми нейтронами металлические конструкции зданий и броня боевой техники превращались в источники наведенной радиоактивности, причем достаточно долгосрочной. Это ставило крест на планах использовать имущество противника. Кроме того, из-за сильного рассеивания нейтронов в атмосфере дальность поражения излучением была невелика в сравнении с дальностью поражения незащищенных целей ударной волной от взрыва обычного ядерного заряда той же мощности.Космический перехватВторая основная цель разработки нейтронного оружия — его применение в качестве одного из элементов противоракетной обороны. Ядерные боеприпасы ракет-перехватчиков в верхних слоях атмосферы и космосе для перехвата МБР противника не очень приспособлены. На больших высотах ударная волна из-за разреженности воздуха слабая, в космическом пространстве ее просто нет, а радиоактивное излучение не оказывает особого воздействия из-за быстрого поглощения корпусом ракеты. Единственное, что способно поразить МБР, — электромагнитный импульс. В безатмосферном пространстве ничто не препятствует потоку нейтронов распространяться так далеко, насколько это физически возможно. Использование новых зарядов увеличивало радиус поражения боевой части противоракеты. При ее детонации поток нейтронов пронизывал неприятельскую боеголовку, вызывая в делящемся веществе цепную реакцию, уничтожающую боеприпас.Самый мощный из когда-либо испытанных нейтронный заряд — пятимегатонная боевая часть W-71 американской ракеты-перехватчика LIM-49A «Спартан». В процессе ее испытаний выявилось еще одно достоинство боеприпасов нового типа: мощная вспышка мягкого рентгеновского излучения также была эффективна против ядерного оружия противника. Попадая на неприятельскую боеголовку, рентгеновские лучи мгновенно разогревали материал корпуса до испарения, что приводило к взрыву и полному разрушению боеголовки. Для увеличения выхода рентгеновского излучения внутреннюю оболочку боеголовки изготавливали из золота. Ограниченный тиражВпрочем, чудо-оружием нейтронная бомба так и не стала. И СССР, и США довольно быстро разработали средства противодействия ее поражающим факторам. Были созданы новые типы брони, способные защитить технику и экипаж от потока нейтронов. Для этого в броню добавляли листы с высоким содержанием бора, хорошо поглощающего нейтроны. Позже броню стали делать многослойной, с элементами из обедненного урана. Кроме того, ее состав и сегодня подбирается так, чтобы она не содержала химических элементов, дающих под действием нейтронного облучения сильную наведенную радиоактивность.В итоге нейтронных боеприпасов создали сравнительно немного. Массовый выпуск продолжался примерно до середины 1980-х. Известно, что небольшим арсеналом этого оружия сегодня располагают США. Технологиями и техническими возможностями для производства нейтронных боеприпасов владеют также Россия, Франция и, возможно, Китай. Однако информация о наличии готовых боеголовок в армиях этих стран в открытых источниках отсутствует.

https://ria.ru/20180812/1526388925.html

https://ria.ru/20170829/1501252256.html

https://ria.ru/20170330/1491051091.html

сша

ссср

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2018

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Семипалатинский испытательный полигон – 468 ядерных взрывов. Архив

Семипалатинский полигон был закрыт 25 лет назад, 29 августа 1991 года. Смотрите архивные кадры из истории одного из крупнейших в мире мест, где испытывалось ядерное оружие.

2018-11-17T08:00

true

PT2M52S

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/152659/23/1526592310_262:0:4461:3149_1920x0_80_0_0_eeecda7fb8ef059d800845174b7114e7.jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

безопасность, сша, ссср, министерство обороны ссср, министерство обороны сша

Безопасность, США, СССР, Министерство обороны СССР, Министерство обороны США

МОСКВА, 17 ноя — РИА Новости, Андрей Коц. К концу 1970-х СССР и США разработали целый комплекс мер для прикрытия солдат и боевой техники от ядерного взрыва. Обе стороны искали оружие, способное гарантированно уничтожать личный состав, невзирая на средства защиты. Ровно сорок лет назад, 17 ноября 1978-го, Советский Союз объявил об успешном испытании нейтронной бомбы — тактического ядерного боеприпаса нового типа. Об особенностях этого оружия — в материале РИА Новости.

Сохранить инфраструктуру

12 августа 2018, 03:57Ядерные технологии

Термоядерная «слойка»: как Академия наук помогла создать в СССР супербомбу

Разработкой советской нейтронной бомбы по заданию Минобороны занимались ученые-атомщики Всесоюзного института экспериментальной физики в Арзамасе-16. На создание экспериментального боеприпаса ушло меньше года. Конструктивно он представлял собой обычный ядерный заряд малой мощности, к которому добавили блок, содержащий изотоп бериллия — источник быстрых нейтронов.

При подрыве такого устройства сначала детонирует основной ядерный заряд, энергия которого уходит на запуск термоядерной реакции. Конструкция заряда такова, что до 80 процентов энергии взрыва приходится на поток быстрых нейтронов, и только 20 процентов забирают остальные поражающие факторы.

Предполагалось, что эта особенность превратит нейтронную бомбу в эффективное оружие для уничтожения живой силы противника в бронетехнике и укрытиях. Мощный поток быстрых нейтронов слабее задерживается обычной металлической броней и свободнее проникает сквозь преграды, чем рентгеновское или гамма-излучение. Это свойство оружия привлекало военных тем, что позволяло сохранить инфраструктуру крупных городов, которая неминуемо бы пострадала при взрыве «классического» ядерного боеприпаса. Считалось, что уцелеют и вооружения противника, значит, их можно будет изучить или использовать.

Ваш браузер не поддерживает данный формат видео.

Испытания показали, что нейтронный боеприпас не так эффективен, как ожидали. Килотонная бомба полностью разрушала строения в радиусе километра от точки взрыва, а из-за облучения быстрыми нейтронами металлические конструкции зданий и броня боевой техники превращались в источники наведенной радиоактивности, причем достаточно долгосрочной. Это ставило крест на планах использовать имущество противника. Кроме того, из-за сильного рассеивания нейтронов в атмосфере дальность поражения излучением была невелика в сравнении с дальностью поражения незащищенных целей ударной волной от взрыва обычного ядерного заряда той же мощности.

Космический перехват

29 августа 2017, 08:00

Первая атомная: как новое оружие изменило судьбу СССР и всего мира

Вторая основная цель разработки нейтронного оружия — его применение в качестве одного из элементов противоракетной обороны. Ядерные боеприпасы ракет-перехватчиков в верхних слоях атмосферы и космосе для перехвата МБР противника не очень приспособлены. На больших высотах ударная волна из-за разреженности воздуха слабая, в космическом пространстве ее просто нет, а радиоактивное излучение не оказывает особого воздействия из-за быстрого поглощения корпусом ракеты.

Единственное, что способно поразить МБР, — электромагнитный импульс.

В безатмосферном пространстве ничто не препятствует потоку нейтронов распространяться так далеко, насколько это физически возможно. Использование новых зарядов увеличивало радиус поражения боевой части противоракеты. При ее детонации поток нейтронов пронизывал неприятельскую боеголовку, вызывая в делящемся веществе цепную реакцию, уничтожающую боеприпас.

30 марта 2017, 09:00

Последний рубеж обороны: на что способна стратегическая ПРО России

Самый мощный из когда-либо испытанных нейтронный заряд — пятимегатонная боевая часть W-71 американской ракеты-перехватчика LIM-49A «Спартан». В процессе ее испытаний выявилось еще одно достоинство боеприпасов нового типа: мощная вспышка мягкого рентгеновского излучения также была эффективна против ядерного оружия противника. Попадая на неприятельскую боеголовку, рентгеновские лучи мгновенно разогревали материал корпуса до испарения, что приводило к взрыву и полному разрушению боеголовки. Для увеличения выхода рентгеновского излучения внутреннюю оболочку боеголовки изготавливали из золота.

Ограниченный тираж

Впрочем, чудо-оружием нейтронная бомба так и не стала. И СССР, и США довольно быстро разработали средства противодействия ее поражающим факторам. Были созданы новые типы брони, способные защитить технику и экипаж от потока нейтронов. Для этого в броню добавляли листы с высоким содержанием бора, хорошо поглощающего нейтроны. Позже броню стали делать многослойной, с элементами из обедненного урана. Кроме того, ее состав и сегодня подбирается так, чтобы она не содержала химических элементов, дающих под действием нейтронного облучения сильную наведенную радиоактивность.

В итоге нейтронных боеприпасов создали сравнительно немного. Массовый выпуск продолжался примерно до середины 1980-х. Известно, что небольшим арсеналом этого оружия сегодня располагают США. Технологиями и техническими возможностями для производства нейтронных боеприпасов владеют также Россия, Франция и, возможно, Китай. Однако информация о наличии готовых боеголовок в армиях этих стран в открытых источниках отсутствует.

Взорванная планета. Почему ядерное оружие больше не испытывают

https://ria.ru/20181010/1530219083.html

Взорванная планета. Почему ядерное оружие больше не испытывают

Взорванная планета. Почему ядерное оружие больше не испытывают — РИА Новости, 10.10.2018

Взорванная планета. Почему ядерное оружие больше не испытывают

Радиоактивное заражение, землетрясения, нарушение природных атмосферных процессов и неуправляемая мощь самого страшного оружия в истории — человечество,… РИА Новости, 10.10.2018

2018-10-10T08:00

2018-10-10T08:00

2018-10-10T15:29

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/152659/23/1526592310_0:246:4725:2903_1920x0_80_0_0_c4dfd75104b436329e2ad8c7dadf156c.jpg

сша

ссср

РИА Новости

1

5

4. 7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2018

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/152659/23/1526592310_262:0:4461:3149_1920x0_80_0_0_eeecda7fb8ef059d800845174b7114e7.jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4.7

96

internet-group@rian. ru

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

безопасность, сша, ссср, министерство обороны ссср

Безопасность, США, СССР, Министерство обороны СССР

МОСКВА, 10 ноя — РИА Новости, Андрей Коц. Радиоактивное заражение, землетрясения, нарушение природных атмосферных процессов и неуправляемая мощь самого страшного оружия в истории — человечество, увлекшись в середине прошлого века испытаниями ядерных боезарядов, быстро поняло, что планета Земля — это не армейский полигон. Ровно 55 лет назад, 10 октября 1963 года, вступил в силу Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой. Документ подписали ведущие военные державы того времени — СССР, США и Великобритания. Но не все члены ядерного клуба к нему присоединились.

Испытание огнем

8 декабря 2017, 14:42

Ядерный тупик: почему Россия и США не могут найти ракетный компромисс

Сегодня ядерный взрыв — физическое явление, изученное практически со всех сторон. К 1963 году противники по холодной войне успели подорвать в воде, воздухе и над землей тысячи боеприпасов на сотни килотонн и десятки мегатонн. Ученые и военные получили массу информации о поведении такого оружия, опытным методом выявили его сильные и слабые стороны, создали средства защиты от поражающих факторов. Показав, на что способна ядерная бомба, эти испытания фактически предотвратили третью мировую войну. И нанесли хоть серьезный, но восполнимый ущерб.

Многие бывшие атомные полигоны до сих пор малопригодны для проживания человека. К примеру, райский атолл Бикини, входящий в состав Республики Маршалловы Острова, долгое время использовался Пентагоном для тестовых подрывов ядерных и термоядерных зарядов. Так, 1 марта 1954-го американцы взорвали здесь водородную бомбу Castle Bravo. В качестве горючего в боеприпасе впервые использовался дейтерид лития, находившийся в оболочке из обедненного урана. Расчетная мощность составляла от четырех до восьми мегатонн. Однако взрыв превзошел все ожидания: Castle Bravo рванул как 15 миллионов тонн тротила. Находившиеся в бункере наблюдатели описывали эффект от взрыва как сильное землетрясение, из-за которого убежище «заходило ходуном». Гриб получился заметно больше, чем при первом термоядерном испытании (1 ноября 1952-го): высота 60 километров, диаметр «шляпки» — 100 километров, «ствола» — семь километров. Взрыв вызвал колоссальные разрушения, навсегда изменив очертания атолла Бикини.

© Фото : public domainОблако, образовавшееся после взрыва «Кастл Браво» на атолле Бикини. 1 марта 1954

© Фото : public domain

Крайне серьезным было и радиоактивное заражение. Как подчеркивали источники в США, Castle Bravo стал самым «грязным» взрывом за всю историю американских ядерных испытаний. Заражению подверглась зона длиной больше 550 и шириной около 100 километров. Ветер быстро разнес радиоактивные осадки: через семь с половиной часов после взрыва на атолле Ронгерик повышение радиационного фона зафиксировали на удалении в 240 километров от эпицентра. Двадцать восемь американских военных, находившихся там, сильно облучились и были экстренно эвакуированы. Облако радиоактивных осадков накрыло и японское рыболовное судно «Фукурю-Мару» в 170 километрах от Бикини. В результате члены команды получили почти по 300 рентген каждый и стали инвалидами. Радист шхуны скончался через полгода. Этот инцидент вызвал волну массовых антивоенных демонстраций в Японии и мире.

4 октября 2018, 08:00

Непробиваемое небо. Российские города прикроют новой системой ПРОКак сообщают «Известия», речь идет о создании полноценной системы нестратегической ПРО. Ее элементы можно будет перебрасывать из региона в регион и оперативно развертывать на ракетоопасных направлениях.

Внесла свою лепту в раскачивание «ядерной лодки» и советская сторона. Самым мощным боеприпасом всех времен по праву считается 58-мегатонная водородная «Царь-бомба» АН602, разработанная в СССР в 1954-1961 годах. Это восьмиметровое чудище весом 26,5 тонны испытали 30 октября 1961 года на ядерном полигоне Сухой Нос на Новой Земле. В качестве носителя использовался специально модифицированный стратегический бомбардировщик Ту-95В. АН602 сбросили на цель с высоты десять с половиной километров и подорвали на 4200 метрах. Самолет-носитель успел удалиться на 40 километров, но его все равно ощутимо тряхнуло ударной волной.

То, что довелось воочию наблюдать его пилотам, больше не видел никто и никогда. Огненный шар достиг радиуса около четырех с половиной километров. Ядерный гриб вырос почти до 70 километров, выйдя за пределы стратосферы. Сейсмическая волна трижды обогнула земной шар. Ионизация атмосферы около 40 минут создавала помехи радиосвязи в сотнях километров от полигона. Световое излучение способно было вызвать ожоги третьей степени на расстоянии до 100 километров. Этот эксперимент доказал: мощность термоядерного взрыва можно наращивать до бесконечности. Точнее, до того момента, пока не разрушится сам «полигон».

Подземная «замена»

Советская сторона выступила инициатором переговоров в Женеве об ограничении опасных для всей планеты испытаний. Первый международный договор, регламентирующий процесс создания ядерных вооружений, вступил в силу 10 октября 1963 года. Тем не менее Китай и Франция продолжали наземные испытания до 1980 и 1974 годов соответственно. Страны же, подписавшие соглашение, ушли «вниз». Началась эпоха подземных взрывов.

© РИА Новости / Александр Лыскин / Перейти в медиабанкВизит советских и иностранных журналистов на место проведения первого подземного ядерного испытания. Эпицентр взрыва. Семипалатинский ядерный полигон.

Считалось, что такие испытания безопаснее для окружающей среды. Подземный взрыв по ряду аспектов схож с воздушным, но поражающие факторы детонации несравнимо слабее. Испытание под землей отличается от воздушного и подводного очень маленьким районом действия ударной волны, целиком ограниченным котловой полостью, воронкой. Далее ударная волна переходит в волну сжатия или сейсмовзрывную волну, которая и служит основным поражающим фактором. Ядерные державы получили возможность тестировать оружие в относительно безопасных для атмосферы условиях. А эффект сейсмовзрывной волны признали исключительно действенным при уничтожении углубленных защитных сооружений.

12 августа 2018, 08:00

Инструмент апокалипсиса: как испытывали первую водородную бомбу

Только СССР с 1964 по 1990 год провел почти 500 подземных взрывов в штольнях и скважинах. Испытания проходили в основном на Семипалатинском полигоне и на Новой Земле. Тестовые подрывы осуществлялись не только в военных целях. Разрушительную силу оружия массового поражения пытались направить и в мирное русло — для интенсификации добычи нефти, газа, металлов, изменения границ водоемов и многого другого. В надземных и подводных испытаниях необходимости уже не было: с точной симуляцией тестовых подрывов сегодня прекрасно справляются компьютерные программы. А боеголовки, стоящие сейчас на вооружении, ресурс выработают еще очень нескоро.

Юридически полный запрет на ядерные испытания вступил в силу 10 сентября 1996 года. К настоящему времени договор не подписали только Индия, Пакистан и КНДР. Северная Корея — последнее государство, решившееся на тестовый подрыв. Третьего сентября 2017-го Пхеньян испытал термоядерный заряд на полигоне Пунгери. По оценкам западных специалистов, мощность взрыва составила от 60 до 300 килотонн. Напомним, шестые по счету испытания северокорейского оружия массового уничтожения вызвали крайне негативную реакцию международного сообщества. Но, как неоднократно бывало в годы холодной войны, именно ядерный взрыв оказался фактором, усадившим стороны за стол переговоров. По их результатам 20 апреля 2018 года лидер КНДР Ким Чен Ын объявил о заморозке программы ядерных и ракетных тестов.

21 августа 2017, 10:52Инфографика

Ракетный паритетКакие баллистические ракеты существуют сегодня и насколько велик их радиус поражения — в инфографике Ria.ru

Собираем воедино ядерный огненный шар

В результате ядерных процессов на Солнце плазма, выбрасываемая солнечными вспышками, быстро расширяется и охлаждается подобно тому, что происходит в ядерном огненном шаре. (Изображение предоставлено NASA/SDO.)

Материалы, испарившиеся в результате ядерного взрыва, не просто бесследно исчезают в образующемся огненном шаре. Оставшиеся материалы бомбы и продукты деления остаются, но они сложным образом взаимодействуют с окружающей средой, что затрудняет для ученых разгадку того, что произошло во время взрыва. Однако, лучше понимая химические соединения, которые образуются в остывающем огненном шаре, исследователи могут более эффективно обнаруживать доказательства, которые могут помочь определить природу бомбы, вызвавшей взрыв. В случае кошмарного сценария, такого как взрыв ядерного оружия в американском городе мошенником, такие криминалистические возможности были бы неоценимы.

Огромная энергия, генерируемая ядерным взрывом, мгновенно испаряет любые близлежащие материалы. На атомном уровне электроны отрываются от атомов газа, образуя плазму — смесь ионов разных элементов и свободных электронов. При быстром расширении плазма снова быстро остывает, превращаясь в газы, жидкости и, наконец, в твердые тела. Во время этой последовательности фазовых превращений различные элементы разделяются в соответствии со своими химическими свойствами и фракционируются (то есть отделяются) по мере того, как они конденсируются в твердые вещества, образуя частицы, известные как осадки. Все это начинает происходить через несколько мгновений после взрыва, когда температура падает ниже примерно 5000 кельвинов, а давление падает примерно до атмосферного уровня.

Способность распутывать эффекты этого процесса фракционирования необходима для точного составления ядерного огненного шара. Чтобы изучить этот сложный процесс фракционирования, исследователи из Лоуренса Ливермора и сотрудники из Стэнфордского университета и Университета Иллинойса в Урбана-Шампейне (UIUC) разработали два разных метода физического моделирования условий плазмы в ядерных огненных шарах: импульсная лазерная абляция и поток плазмы. реакторный метод. Исследования последнего метода возглавляет ливерморский радиохимик Тим Роуз. «Преимущество параллельной работы обоих методов заключается в том, что мы охватываем два временных масштаба, которые различаются на три порядка», — говорит Роуз. «Импульсная лазерная абляция нагревает и охлаждает очень быстро, за микросекунды. Однако события в реакторе с потоком плазмы происходят в течение десятков миллисекунд, даже за десятые доли секунды».

Эксперименты с проточным плазменным реактором

Начавшись как проект, финансируемый Лабораторной программой исследований и разработок, работа с методом проточного плазменного реактора первоначально была сосредоточена на одном элементе за раз, наблюдая за тем, как каждый из них реагирует с кислородом. Железо было исследовано на раннем этапе как элемент, обычно встречающийся в мусоре, и тот, который следует прямому пути при образовании химических соединений.

Плазменный проточный реактор представляет собой открытую кварцевую трубку длиной 1 метр и диаметром 4 сантиметра с радиочастотной индукционной катушкой на одном конце. Катушка образует плазменную горелку, которая нагревает постоянный входящий поток инертного аргона в плазму. Растворенное в нитратном растворе железо распыляется и впрыскивается в плазмотрон, самую горячую часть реактора. Постдокторский исследователь из Ливермора Батикан Короглу объясняет: «Температурный профиль от начала до конца вдоль трубы хорошо ограничен, резко снижаясь от 5000 до 1000 кельвинов. Реактор работает в стационарном режиме, так что установка подобна ядерному огненному шару, застывшему в определенный момент времени». После физического смешения с потоком плазмы железо ионизируется, затем охлаждается при стекании по трубе реактора и начинает реагировать с кислородом с образованием отдельных молекул оксида железа (FeO). Эти молекулы конденсируются в жидкость, которая в конечном итоге затвердевает в частицы FeO.

В экспериментах, моделирующих условия ядерного огненного шара, в проточный плазменный реактор вводили равные количества железа и алюминия. Образцы спектров излучения, как отдельные наборы отпечатков пальцев, показывают присутствие как оксида алюминия (красный), так и оксида железа (синий) в газе при температуре 1740 кельвинов, охлажденном из плазмы.

Оптическая эмиссионная спектроскопия позволяет исследовать различные участки трубки на месте, где химически образуется FeO. Эта информация, в свою очередь, указывает, при какой температуре происходит реакция. Вставленный в более холодный конец трубки пробоотборник улавливает частицы в разных положениях, тем самым отбирая образцы с разной температурой. Захваченные частицы анализируются с помощью электронной микроскопии для выявления их морфологии и микроструктуры. После железа исследователи отдельно изучили алюминий и уран, которые также являются обычными составляющими ядерного мусора. После того, как эти отдельные металлы были рассмотрены, затем были оценены комбинации металлов.

Роуз добавляет: «Частицы оксида урана выглядят иначе, чем частицы алюминия, которые выглядят иначе, чем частицы железа. Экспериментирование с несколькими металлами вместе приводит к еще большей сложности. Например, частица оксида алюминия, образовавшаяся в начале процесса, может иметь прилипшие к ней частицы оксида железа, что указывает на то, что оксид алюминия конденсировался первым». Изучение взаимосвязи между металлами дает больше подсказок, которые, как надеются исследователи, приведут к лучшему пониманию химического фракционирования внутри огненного шара.

Плазменная импульсная лазерная абляция

Ливерморский физик Гарри Радуски, руководитель работ по импульсной лазерной абляции в Ливерморе, утверждает: «Лазерная абляция сильно отличается от метода плазменного проточного реактора тем, что он не является стационарным. Вместо этого метод включает создание шлейфа плазмы, температура и плотность которой очень быстро меняются. Кроме того, мы можем тщательно контролировать окружающую атмосферу, которая взаимодействует с плазмой». Радуски, химик Дэвид Вайс и физик Джонатан Кроухерст занимаются экспериментальными аспектами этого исследования в Лоуренсе Ливерморе, в то время как сотрудники UIUC занимаются моделированием кинетики.

Команда недавно исследовала стронций и цирконий, оба из которых являются продуктами деления, образовавшимися после ядерного взрыва. Как и металлы, изучаемые в плазменном реакторе, стронций и цирконий претерпевают одинаковые изменения состояния — из плазмы в газ, из газа в жидкость и, наконец, из жидкости в твердое состояние. Чтобы сравнить динамическое поведение этих элементов по мере их конденсации, исследователи используют цирконат стронция (SrZrO ₃ ), оксид с однородным распределением стронция и циркония по всей решетке. Кристалл SrZrO ₃ устанавливается внутри герметичной камеры для проб реактора. Луч выпускается из лазера на иттрий-алюминиевом гранате, легированном неодимом, который входит в камеру и разрушает поверхностные слои кристалла на ионы, которые первоначально извергаются в виде шлейфа плазмы при температуре примерно 10 000 кельвинов.

(слева) Частица оксида алюминия (Al ₂ O ₃ ), собранная в 16 сантиметрах ниже по потоку от радиочастотной катушки плазменного реактора, показанная на этом изображении с помощью просвечивающего электронного микроскопа, представляет собой идеально сферическую форму. , монокристаллический конденсат. (справа) Аналогичное изображение показывает результаты эксперимента, проведенного одновременно с железом и алюминием. Большой Ал ₂ O ₃ частица, которая конденсировалась в начале процесса охлаждения, окружена небольшими следами более летучих частиц оксида железа (FeO), которые конденсировались позже.

Оптическая эмиссионная спектроскопия снова используется для анализа химических веществ, образующихся при охлаждении плазмы. Фильтры показывают пространственное распределение оксида стронция (SrO) и оксида циркония (ZrO) по мере изменения плазмы с течением времени. Исследователи обнаружили, что ZrO — предшественник ZRO ₂ — образуется в парах раньше, чем SrO, что согласуется с их термодинамическими свойствами. Одним словом, стабильный и тугоплавкий оксид ZRO ₂ может существовать в твердом состоянии при более высоких температурах и может конденсироваться раньше, чем SrO. Вайс добавляет: «Затем мы сделали еще один шаг в экспериментах и ​​продемонстрировали, что самый ранний ZrO образовался в результате реакции с кислородом, выделяемым кристаллом SrZrO ₃ , тогда как более поздний ZrO образовался в результате реакции с газом в окружающей среде». Эти реакции были проверены путем проведения абляции с камерой для образца, заполненной кислородом-18, редким, но стабильным изотопом кислорода. Потому что SrZrO ₃ естественным образом богат более распространенным изотопом кислорода (кислород-16), изотопный сдвиг, проявляемый кислородом-18 в ZrO, был легко обнаружен в его эмиссионном спектре.

Это поведение, связанное с поглощением кислорода, дает представление о том, как ранние оксиды могут уменьшить количество кислорода, доступного для других типов соединений, образующихся при охлаждении плазмы. Эксперименты по лазерной абляции проводились с ураном, одним из ключевых элементов, используемых в ядерном оружии деления. Опять же, в экспериментах использовались два изотопа кислорода, чтобы подтвердить стехиометрию полученного оксида урана (численное соотношение элементов и соединений как реагентов и продуктов в химической реакции). Как и в случае с реактором с плазменным потоком, дальнейшее понимание также приводит к экспериментам большей сложности.

Куда ведут криминалисты

В идеализированном ядерном воздушном взрыве, происходящем высоко над землей, образовавшийся огненный шар взаимодействует только с воздухом и материалами бомбы, в результате чего образуются обломки, состоящие из относительно известных и однородных материалов. Однако огненный шар от взрыва вблизи, на поверхности или под ней поглотит материалы из земли. Некоторые из этих материалов испарятся, в то время как другие — особенно на поздних стадиях огненного шара — останутся твердыми. Роуз говорит: «Образец обломков, поднятый с земли после детонации, будет представлять не первоначальный состав огненного шара, а скорее то, что конденсировалось из него в определенные моменты его эволюции».

Шлейф, созданный импульсной лазерной абляцией, вырывается из кристалла цирконата стронция в течение 10 микросекунд. Образование оксида циркония (синий цвет) преобладает в спектрах излучения на ранней стадии, за которым следует образование оксида стронция (красный цвет).

По мере того, как они лучше понимают, как фракционируются отдельные компоненты мусора, исследователи добавили больше компонентов в свои экспериментальные смеси. Эта растущая сложность лучше отражает сценарии реального мира и делает их эксперименты и результаты более точными. В будущем исследователи стремятся изучить больше компонентов, смешанных вместе в плазме, включая кремнезем и другие материалы-носители, которые могут попасть в огненный шар с земли и остаться твердыми. В конце концов, эта работа приведет к всестороннему пониманию фундаментальной науки, лежащей в основе химического фракционирования, что необходимо для создания прогностических моделей. Подтвержденные как современными экспериментальными данными, так и историческими эмпирическими данными, такие модели окажутся бесценными не только для ядерных криминалистов, но и для тех, кто следит за последствиями ядерного взрыва.

«Эти модели позволят нам исследовать матрицы, которые не обязательно представлены в нашей истории испытаний, — объясняет Роуз. «Мы могли бы смоделировать матрицу, похожую на город, и посмотреть, как это влияет на модели конденсации, в том числе, соответствуют ли результаты нашим прогнозам. Это понимание фракционирования и образования обломков было бы чрезвычайно полезным, если бы нам когда-нибудь пришлось собирать обломки после немыслимого события».

— Дэн Линехан

Ключевые слова: химическое фракционирование, электронная спектроскопия, огненный шар, деление, судебная экспертиза, синтез, ядерный взрыв, лабораторная программа исследований и разработок, оптическая эмиссионная спектроскопия, оксид, плазма, плазменный проточный реактор, импульсная лазерная абляция, уран.

За дополнительной информацией обращайтесь к Тиму Роузу (925) 422-6611 ([email protected]).

Первая попытка Колорадо провести гидроразрыв пласта с помощью ядерной бомбы

10 сентября 1969 года, в шести с половиной милях к югу от Рулисона, штат Колорадо, в подземных глубинах бассейна Писанс взорвалась ядерная бомба мощностью 40 килотонн.

Устройство, более чем вдвое более мощное, чем оружие в Хиросиме, и с силой, эквивалентной 40 000 тонн тротила, было нестандартным инструментом в грандиозном эксперименте по высвобождению природного газа и запуску стрелы. Ядерный век хотел помочь веку нефти и газа.

«Это было похоже на очень медленную дрожь», — сказала жительница Parachute Джуди Бизли. «Это было похоже на поток энергии [под землей]».

На милях ближе к зоне взрыва это «было похоже на поезд, несущийся вверх по каньону», — сказал Ли Хейворд журналу Look в 1970 году. Земля, на которой проводился эксперимент, принадлежала семье Хейворда.

«Скалы начали сыпать камни. На самом деле это было настоящее шоу», — сказал Хейворд.

Вернитесь на 50 лет назад, и сцена в «Парашюте» (в 1969 году он назывался «Гранд-Вэлли») казалась почти праздничной. Предприимчивые типы торговали сувенирами. В то время как несколько десятков активистов протестовали, большинство местных жителей, таких как Бизли, во второй половине дня не работали. Всем сказали выйти на улицу в 15:00. время детонации из-за опасений, что выстрел повредит здания и вызовет травмы. Были установлены дорожные заграждения, и толпа репортеров, G-men, ученых, конгрессменов и иностранных наблюдателей спустилась на этот сонный участок того, что сейчас является коридором I-70, чтобы свидетельствовать.

Джим Хилл/CPR NewsДжуди Бизли, которая давно живет в Парашюте, штат Колорадо, делится некоторыми своими историями у себя дома, 27 августа 2019 года.

«Нам очень повезло, что у нас не было такого большого ущерба».

В конце концов, взрыв причинил мало беспокойства местным жителям. Некоторые дымоходы потеряли кирпичи, в том числе у Бизли. Несколько банок с маринованными огурцами упали на землю в ее кладовой.

Несколько пар, которые жили в пределах пяти миль от земли Хейуорда, проигнорировали эвакуацию и пережили взрыв. Жена Уильяма Рэнкина сообщила Associated Press, что они планировали посадить своих собак в фургон, а затем «устроить пикник на кукурузном поле».

Несмотря на то, что времена меняются, обещание, которое звучит во многих сельских городах, остается прежним. Есть столь необходимые рабочие места и экономическое развитие, нам нужно только извлечь богатства из плотного сланца и других неподатливых пород. Рулисон был, возможно, самым грандиозным видением, которое когда-либо выдвигалось на Западном склоне.

Оглядываясь назад, это не была работа для атомной бомбы

Буровые установки и буровые площадки сегодня усеивают ландшафт. Округи Гарфилд и Меса, наряду с ведущим штатом Уэлд на переднем хребте, превратились в энергетические центры благодаря достижениям в области горизонтального бурения и гидравлического разрыва пласта — процесса, при котором смесь воды, песка и химикатов загоняют под землю, чтобы высвободить ископаемое топливо внутри. .

Но в 1950-х считалось, что бомба может быть лучше.

• Ядерное устройство мощностью 40 килотонн проекта «Рулисон» спускается в шахту глубиной 8 442 фута 14 августа 1969 года. .
• Часть контингента Лос-Аламосской научной лаборатории на Зоне Граунд-Зиро проекта Рулисон, видна здесь закрытой до тех пор, пока не будет вставлена ​​взрывчатка. Доктор Роберт Х. Кэмпбелл (слева) был операционным директором проекта.

Проект Рулисон был частью гораздо более крупной правительственной инициативы под названием «Программа Plowshare». Это были усилия, направленные на мирное и коммерческое применение ядерных взрывчатых веществ после Второй мировой войны.

«Уму непостижимо, что люди верят в эту ерунду, но если представить себя людьми из Ploughshares, то это прогресс, это современность, это можно сделать», — сказал Скотт Кауфман, автор « Project Plowshare: Мирное использование ядерных взрывчатых веществ в Америке времен холодной войны», книга по истории 2013 года.

«Они рассматривали [Rulison] как альтернативу гидроразрыву пласта, которая, по их мнению, будет дешевле, будет работать лучше, и, следовательно, компании, участвующие в этих усилиях, заработают намного больше денег».

Хьюстон, штат Техас Компания Austral Oil и CER Geonuclear Corporation оплатили 90 процентов стоимости перевозки, а оставшуюся часть стоимости испытательного аэростата взяла на себя Федеральная комиссия по атомной энергии, ныне Министерство энергетики США. В благодарственном объявлении сообщества, найденном в архиве стрелкового отделения библиотеки округа Гарфилд, председатель и президент Austral буквально расхваливал возможности.

«Мы гордимся тем, что являемся постоянной частью этого сообщества, и в предстоящие месяцы и годы мы сделаем все возможное, чтобы быть добрыми соседями и заслужить вашу щедрую поддержку. Мы уверены, что по мере развития нашей программы мы сможем безопасно и экономично добывать природный газ на месторождении Рулисон с помощью ядерной стимуляции на благо ваших сообществ, вашего штата и нашей страны».

Рулисон не был первой попыткой создать атомный лифт для разработки нефти и газа. Ploughshares впервые опробовали эту концепцию в Нью-Мексико. В проекте Gasbuggy использовалась термоядерная бомба мощностью 26 килотонн всего на глубине 4200 футов под землей, но в результате было слишком много загрязнения. Ученые, стоявшие за Рулисоном, надеялись, что устройство, основанное на ядерном делении, а не на синтезе, будет производить гораздо меньше радиоактивного элемента трития. После выстрела 10 сентября в воздух не было выпущено радиации, и первоначальные результаты указывали на успех — и Ploughshares дали зеленый свет другому испытанию.

Следующий эксперимент был проведен 17 мая 1973 года в округе Рио-Бланко, в 35 милях к северо-западу от Райла, с тремя бомбами побольше, но это уже другая история.

Современная сельская жизнь на поверхности Ground Zero

Сегодня город Рулисон практически забыт. Небольшой памятник, похожий на надгробие, стоит на страже в открытом поле за забором с надписью «Вход воспрещен». Как и в 1969 году, Surface Ground Zero остается в частных руках. Тест никогда не был на государственной земле.

Корин Гамильтон владеет участком земли площадью 26 акров, под которым скрывается полость от взрыва. Предыдущий землевладелец построил бревенчатый домик, в котором живет Гамильтон, который она купила прошлым летом.

— Каждый день мы находим сюрпризы, — сказал Гамильтон. «Это кабель», — сказала она, указывая на черный шнур, торчащий из грязи, который раньше подводил электричество к участку. Она указала на вторую бетонную плиту. «Есть подушка». Вот где стоял генератор.

Гамильтон был привлечен к этой земле, потому что вид захватывает дух: осиновые рощицы и кустарники дуба, приютившиеся между крутыми скалистыми утесами песчаника. Дикие индейки и лоси бродят по территории, часто направляясь за водой из близлежащего ручья Баттлмент.

Гамильтон купила место взрыва в Рулисоне с широко открытыми глазами. Ее входная дверь находится менее чем в 90 ярдах от маркера.

«Риэлтор рассказал нам о том, что произошло. Они сказали: «Я знаю, что ты любишь этот дом и вид. Но вам нужно провести исследование», — сказал Гамильтон.

Последние образцы воды, проанализированные Министерством энергетики, не показали радиоактивности. Правительство заявляет, что радиоактивность никогда не обнаруживалась в образцах почвы вблизи Проекта Рулисон ни до, ни после детонации.

Национальная лаборатория Лос-Аламоса400Клод Хейворд, первоначальный частный владелец земли, использованной для выстрела Рулисона. Право собственности перешло к сыну Хейворда, затем другу семьи, а теперь земля принадлежит семье Гамильтонов, которые живут на ней сегодня.

«Приходя из района Денвера Арсенала Скалистых гор, они построили дома на этом», — размышлял Гамильтон. «Спустя годы они обнаруживают радиоактивность в определенных местах. Жить там внизу не может быть хуже, чем здесь».

Но зачем расщеплять атом под этой любимой землей?

«Это был 1969 год, в этом районе была депрессия», — сказала Джудит Хейворд. Ее муж Ли, ныне покойный, сказал ей, что его отцу, Клоду Хейворду, Austral Oil пообещала ежемесячный чек, как только начнет поступать газ после взрыва.

Деньги так и не пришли.

«В течение многих лет они говорили нам, что горючие сланцы вернут людей… но этого не произошло», — сказал Клод Houston Chronicle 19 сентября.69. «У нас были трудные времена. Молодежь уезжает в города, а старики ждут, надеясь, что что-то случится и спасет наш город».

Бомба не вызвала бум

Экономическое развитие остается проблемой в Парашюте. Население колеблется выше 1000 человек уже более десяти лет. Нефтяная и газовая промышленность здесь не так заметна, как пять городских аптек по продаже марихуаны.

«Люди очень нервничают и расстраиваются из-за фрекинга. [Проект Рулисон] был большим гидроразрывом», — сказала Джуди Бизли, которая вместе со своим мужем проработала 32 года в различных городских офисах города Парашют, включая мэра.

С 1969 года в городе были свои взлеты и падения. Самый заметный из них произошел в 1982 году, когда ExxonMobil увеличила долю в регионе в проекте по добыче сланцевой нефти стоимостью 5 миллиардов долларов. Более 2000 рабочих мест испарились из-за краха «Черного воскресенья», а люди и предприятия покинули долину.

В период с 1970 по 1971 год компания Austral Oil использовала входную скважину для испытания и сжигания некоторого количества природного газа. Было обнаружено, что образцы загрязнены небольшим количеством радиоактивности. Как только это было обнаружено, сжигание газа было остановлено. Компания выбыла из игры, когда рынок отвернулся от скважины Рулисон, но более крупное месторождение природного газа остается под землей, и для его добычи используются традиционные методы разработки.

Поперечное сечение воронки от взрыва Рулисона, опубликованное в ноябре 2018 года Министерством энергетики США, Управлением по управлению наследием.

Данные Комиссии по охране нефти и газа штата Колорадо показывают, что поблизости находится несколько добывающих скважин. Корин Гамильтон наблюдает за движением грузовиков по высокогорным дорогам, когда они посещают участки к югу от ее дома.

В дополнение к ежегодным отборам проб воды в течение 47 лет, менеджер объекта Project Rulison Джалена Дэйволт из Управления по управлению наследием Министерства энергетики США сообщила, что некоторые скважины с природным газом также берутся в радиусе 1 мили от эпицентра.

— Частота отбора проб зависит от производительности самой скважины, — сказал Дайволт. «Таким образом, мы могли бы начать с ежемесячной выборки, а затем сокращать ее ежеквартально. Все зависит от того, сколько газа добывает эта скважина».

Государственные чиновники имеют свой собственный режим тестирования для близлежащих нефтегазовых компаний. У скважин, предложенных в пределах полумили от эпицентра, должна быть специальная встреча с COGCC для взвешивания проекта. За пределами полумильной зоны существуют требования к отбору проб почвы. Некоторые правила были смягчены в 2017 году после того, как десятилетия испытаний показали отрицательные результаты.

Тем не менее, жизнь рядом с местом проведения подземных ядерных испытаний вызывает некоторые опасения.

«У них там должна быть установлена ​​постоянная станция мониторинга», — сказал Бен Типтон, который вместе со своей женой Шэрон боролся с современными исследованиями энергии недалеко от своего поселения для престарелых Battlement Mesa.

Компания Ursa Resources завершила первую фазу своего проекта в Battlement Mesa. Он предложил дополнительные этапы гораздо более продолжительного регионального проекта, но еще не начал их.

— Это запустило федеральное правительство, — сказал Типтон. «Они не должны сдерживаться ни на йоту».

На самом деле Министерство энергетики планирует сделать обратное и перейдет к «значительному сокращению» частоты отбора проб воды возле Рулисона в 2020 году. собирать, — сказал Дайволт.

Джим Хилл/CPR NewsКорин Гамильтон (слева) живет на территории проекта Рулисон и Джудит Хейворд, которая раньше жила здесь со своим мужем Ли Хейвордом, 28 августа 2019 г..

Джудит Хейворд разделяет опасения по поводу нефти и газа, высказанные некоторыми из ее соседей. Она озвучила их еще в начале 2000-х, когда Альянс граждан Гранд-Вэлли бросил вызов регулирующим органам штата вплоть до Верховного суда Колорадо по поводу предполагаемой разработки нефти и газа рядом с проектом Рулисон. И до сих пор она делится ими сегодня.

«Я не верю, что есть какая-либо радиация», — сказала Хейворд, которая провела большую часть двух десятилетий на территории проекта со своим мужем Ли. Но даже при этом она не собирается сдавать в аренду принадлежащие ей вместе с другими членами семьи права на добычу полезных ископаемых в рамках Surface Ground Zero для разработки.

«Это нужно просто отложить из-за того, что они здесь сделали», — сказала она.

Со своей стороны, федеральное правительство имеет свои ограничения. На 40 акрах вокруг места взрыва компаниям запрещено бурить глубже 6000 футов. Полость бомбы находится на дне шахты длиной 8 425 футов. Эта информация даже выгравирована на памятном знаке, установленном в 1976 году.

«Пивные бутылки, пивные банки, обертки от закусок… люди, им все равно», — сказала она о посетителях, которые пробираются на ее землю, чтобы сфотографировать небольшой маркер проекта «Рулисон». Читать без зависти невозможно.

Она поговорила с Министерством энергетики о пояснительной табличке, рассказывающей историю проекта Рулисон, которую можно прочитать с дороги.

Джим Хилл/CPR NewsПамятник Министерства энергетики проекту Рулисон находится за забором на частной земле. Почти невозможно читать без вторжения.

До тех пор она может ожидать новых посетителей. Некоторые даже приходят к ней домой, чтобы поговорить о памятнике. Однажды привел правнук рулисонского ученого, который хотел посмотреть, где его родственник работал 50 лет назад.

— Когда они начинают говорить, я стараюсь не перебивать, — сказал Гамильтон. «Я просто стараюсь сидеть сложа руки и слушать».

Остается только история. Программа Ploughshares исчезла, ее судьба была решена из-за отсутствия коммерческого успеха, общественного сознания о радиоактивности и воли государственных избирателей. После того, как последующий эксперимент Project Rio Blanco подвергся аналогичной проверке, жители Колорадо одобрили поправку к конституции в 1974 году, которая требует одобрения избирателей, прежде чем в штате будет взорвано любое ядерное устройство. Таким образом, Centennial State остается уникальным местом, где люди имеют право давать разрешение как на новые налоги, так и на ядерные бомбы.