Войти
Мирные ядерные взрывы (PNEs ) - ядерные взрывы, проводимые для невоенные цели. Предлагаемые варианты использования включают раскопки для строительства каналов и гаваней, выработку электроэнергии, использование ядерных взрывов для управления космическими кораблями, а также как форму обширного гидроразрыва пласта. PNE были областью некоторых исследований с конца 1950-х по 1980-е годы, в основном в Соединенных Штатах и Советском Союзе.
. В США была проведена серия испытаний в рамках Проект Орала. Некоторые из рассмотренных идей включали взрыв нового Панамского канала, использование подземных взрывов для выработки электричества и различные геологические исследования. Крупнейшие из земляных испытаний были проведены во время ядерных испытаний седана в 1962 году, когда в воздух было выброшено большое количество радиоактивного газа. К концу 1960-х общественное неприятие Plowshare нарастало, и исследование экономики этих концепций 1970-х годов показало, что они не имеют практического применения. Интерес к Ploughshare снизился с 1960-х годов, и он был официально отменен в 1977 году.
Советская программа началась через несколько лет после усилий США и исследовала многие из тех же концепций в рамках их Ядерных взрывов для национальной экономики. программа. Программа была более обширной, в итоге было проведено 239 ядерных взрывов. Некоторые из этих испытаний также выявили радиоактивность, в том числе значительный выброс плутония в грунтовые воды и загрязнение территории около реки Волги. Основная часть программы в 1970-х и 80-х годах заключалась в использовании очень маленьких бомб для создания ударных волн в качестве инструмента для измерения сейсмических данных, и в рамках этих экспериментов две бомбы были успешно использованы для закрытия взорванных нефтяных скважин. Программа официально завершилась в 1988 году.
В рамках продолжающихся усилий по контролю над вооружениями обе программы стали контролироваться множеством соглашений. Наиболее примечательным из них является Договор 1976 года о подземных ядерных взрывах в мирных целях (Договор о подземных ядерных взрывах). Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний 1996 года запрещает все ядерные взрывы, независимо от того, проводятся они в мирных целях или нет. С тех пор эта тема поднималась несколько раз, часто как метод предотвращения столкновений с астероидами.
В Договоре о ядерных взрывах стороны договорились: не проводить никаких отдельных ядерных взрывов, имеющих мощность более 150 килотонн тротиловый эквивалент ; не производить групповых взрывов (состоящих из нескольких отдельных взрывов) суммарной мощностью более 1500 килотонн; и не проводить никаких групповых взрывов, совокупная мощность которых превышает 150 килотонн, если отдельные взрывы в группе не могут быть идентифицированы и измерены с помощью согласованных процедур проверки. Стороны также подтвердили свои обязательства полностью соблюдать Договор об ограниченном запрещении ядерных испытаний 1963 года.
Стороны оставляют за собой право проводить ядерные взрывы в мирных целях на территории другой страны, если попросили сделать это, но только в полном соответствии с ограничениями по урожайности и другими положениями Договора о нераспространении ядерного оружия и в соответствии с Договором о нераспространении ядерного оружия.
Статьи IV и V Договора о НПВ излагают согласованные механизмы проверки. В дополнение к использованию национальных технических средств в договоре говорится, что информация и доступ к местам взрывов будут предоставляться каждой стороной, и включает обязательство не вмешиваться в средства и процедуры проверки.
Протокол к Договору PNE устанавливает конкретные согласованные меры для обеспечения того, чтобы никакие связанные с оружием выгоды, исключенные Договором о пороговом запрещении испытаний, не были получены в результате проведения ядерного взрыва, используемого в мирных целях. целей, включая положения по использованию гидродинамического метода измерения урожайности, сейсмического мониторинга и инспекции на месте.
В согласованном заявлении, прилагаемом к договору, уточняется, что «мирное применение» подземного ядерного взрыва не будет включать опытно-конструкторские испытания любого ядерного взрывного устройства.
Одна из схем «Колесницы» заключалась в соединении пяти термоядерных устройств для создания искусственной гавани. Операция «Плаушер» была названием американской программы по разработке методов использования ядерных взрывчатых веществ в мирных целях. Название было придумано в 1961 году, взято из Михея 4: 3 («И он будет судить между народами, и запретит многие народы, и они перековывают свои мечи на орала, и копья их в садовые крюки: народ не поднимет меча против народа и не научится более войне »). В период с 1961 по 1973 год было произведено 28 ядерных взрывов.
Одним из первых предложений США о мирных ядерных взрывах, которые были близки к реализации, был Проект Колесница, в котором использовалось несколько водородные бомбы для создания искусственной гавани на мысе Томпсон, Аляска. Это никогда не проводилось из-за опасений за коренное население и того факта, что гавань не использовалась для оправдания рисков и затрат. Также были разговоры об использовании ядерных взрывов для раскопок второго Панамского канала.
. Самый крупный эксперимент по раскопкам был проведен в 1962 году на испытательном полигоне в Неваде Министерства энергетики . Ядерное испытание седана, проведенное в рамках операции «Сторакс», вытеснило 12 миллионов тонн земли, образовав самый большой искусственный кратер в мире, вызвав большие ядерные осадки над Невада и Юта. Было проведено три испытания, чтобы стимулировать добычу природного газа, но усилия были прекращены как непрактичные из-за стоимости и радиоактивного загрязнения газа.
Их было много. негативные последствия от 27 ядерных взрывов проекта Plowshare. Например, объект Project Gasbuggy, расположенный в 55 милях к востоку от Фармингтон, штат Нью-Мексико, все еще содержит ядерное загрязнение от единственного подземного взрыва в 1967 году. Другие последствия включали заражение земель, переселение населенных пунктов, загрязненная тритием вода, радиоактивность и осадки от мусора, выброшенного высоко в атмосферу. Они игнорировались и преуменьшались до тех пор, пока программа не была закрыта в 1977 году, в значительной степени из-за общественного сопротивления, после того, как на проект было потрачено 770 миллионов долларов.
Советский Союз провел гораздо более активную программу из 239 ядерных испытаний, в том числе с несколькими устройствами, в период с 1965 по 1988 год под эгидой Программы № 6 - Использование ядерных взрывных технологий в интересах государства. Экономика и программа № 7— Ядерные взрывы для национальной экономики.
Первоначальная программа была построена по образцу американской версии с теми же изучаемыми основными концепциями. Один тест, тест Чагана, проведенный в январе 1965 года, был описан как "почти клон" американского седана. Как и Седан, Чаган также привел к выбросу в атмосферу огромного шлейфа радиоактивного материала, с которым, по оценкам, было 20% продуктов деления. Обнаружение шлейфа над Японией привело к обвинениям со стороны США в том, что Советы провели наземное испытание в нарушение Договора о частичном запрещении испытаний, но позже эти обвинения были сняты.
Более поздняя и более обширная программа «Глубинное сейсмическое зондирование» была сосредоточена на использовании гораздо меньших взрывов для различных геологических целей. Некоторые из этих тестов считаются рабочими, а не чисто экспериментальными. Сюда входило использование ядерных взрывов в мирных целях для создания глубоких сейсмических профилей. По сравнению с использованием обычных взрывчатых веществ или механических методов, ядерные взрывы позволяют собирать более длинные сейсмические профили (до нескольких тысяч километров).
Есть сторонники продолжения программ PNE в современной России. Они заявляют, что программа уже окупилась, сэкономила СССР миллиарды рублей и может сэкономить больше, если будет продолжена. Они также говорят, что это единственный реальный способ тушить крупные фонтаны и пожары на месторождениях природного газа и самый безопасный и экономически выгодный способ уничтожить химическое оружие.
Их противники, в том числе дискредитированный Алексей Яблоков, заявляют, что все технологии PNE имеют неядерные альтернативы и что многие PNE фактически вызвали ядерные катастрофы.
Отчеты об успешном использовании Советским Союзом ядерных взрывов для тушения неконтролируемых пожаров в газовых скважинах широко цитировались в обсуждениях политики Соединенных Штатов вариантов остановки Мексиканского залива в 2010 году Разлив нефти Deepwater Horizon.
Германия одно время рассматривала возможность производства ядерных взрывных устройств для целей гражданского строительства. В начале 1970-х годов было проведено технико-экономическое обоснование проекта строительства канала от впадины Каттара в Западной пустыне Египта с использованием ядерного разрушения. В этом проекте предлагалось использовать 213 устройств мощностью 1–1,5 мегатонн, взорванных на глубине 100–500 м, для строительства канала с целью производства гидроэлектроэнергии.
Улыбающийся Будда, первое ядерное взрывное устройство Индии, было описано правительством Индии как мирный ядерный взрыв.
В Австралии ядерный взрыв был предложен в качестве способа добычи железной руды в Пилбара.
В 1962 году ядерное испытание седана сформировало кратер глубиной 100 м (330 футов) с диаметром около 390 м (1300 футов) как средство исследования возможностей использования мирных ядерных взрывов для крупномасштабных перемещений земли. Если это испытание было проведено в 1965 году, когда были реализованы улучшения в конструкции устройства, 100-кратное сокращение выбросов излучения считалось возможным. Советский Чаган (ядерное испытание) мощностью 140 килотонн, сопоставимый по мощности с испытанием седана в 104 килотонны, образовал озеро Чаган, которое, как сообщается, использовалось как водопой для крупного рогатого скота и плавание людей. Помимо использования в качестве оружия, ядерные взрывчатые вещества были испытаны и использовались аналогично химическим взрывчатым веществам для различных невоенных целей.. К ним относятся крупномасштабные землеройные работы, производство изотопов, а также стимулирование и перекрытие потока природного газа.
на пике атомной эры, Соединенные Штаты инициировали операцию «Плашер», связанную с «мирными ядерными взрывами». Председатель Комиссии по атомной энергии США объявил, что проект «Плаушер» был направлен на «освещение мирных применений ядерных взрывных устройств и тем самым создание атмосферы мирового общественного мнения, более благоприятной для разработки и испытаний оружия». Программа Operation Ploughshare включала 27 ядерных испытаний, разработанных для изучения этих невооруженных применений с 1961 по 1973 год. Из-за неспособности американских физиков снизить долю деления ядерных устройств малой мощности (примерно 1 килотонна), которые потребовались бы для многих проектов гражданского строительства, когда в стоимость были включены долгосрочные затраты на охрану здоровья и очистку от продуктов деления, практически не было экономических преимуществ по сравнению с обычными взрывчатыми веществами, за исключением потенциально очень крупные проекты.
Карта всех предложенных маршрутов для туннеля и / или маршрута канала от впадины Каттара.. Ни один маршрут не был короче 55 километров в длину. Исследования по прорезанию каналов начались с залпового выстрела багги в ходе операции Crosstie в 1967 году. Проект депрессии Каттара был разработан профессором Фридрихом Басслером во время его назначения в министерство экономики Западной Германии в 1968 году. Он выдвинул план создания озера Сахара и гидроэлектростанции путем взрыва туннеля между впадиной Каттара в Египте, область, лежащая ниже уровня моря. Основной проблемой всего проекта была подача воды в котловину. Расчеты Басслера показали, что рытье канала или туннеля было бы слишком дорого, поэтому Басслер решил, что использование ядерных взрывных устройств для рытья канала или туннеля будет наиболее экономичным. Правительство Египта отказалось реализовать эту идею.
Советский Союз провел гораздо более исчерпывающую программу, чем Плаушер, с 239 ядерными испытаниями в период с 1965 по 1988 год. Кроме того, многие из «испытаний» считались экономическими приложениями, а не испытаниями в программе Ядерные взрывы для национальной экономики.
Они включали взрыв мощностью 30 килотонн, использованный для закрытия узбекского газа Уртабулак. скважина в 1966 году, которая дует с 1963 года, а несколько месяцев спустя взрывчатое вещество мощностью 47 килотонн было использовано для перекрытия прорыва с более высоким давлением на близлежащем газовом месторождении Памук. (Для получения дополнительной информации см. Прорыв (бурение скважин) # Использование ядерных взрывов.)
Устройства, которые производили наибольшую часть своей мощности за счет реакций только термоядерного синтеза, вероятно, являются Тайга Советские мирные ядерные взрывы 1970-х годов. Их публичные записи показывают, что 98% их 15-килотоннной мощности взрывчатого вещества было получено в результате реакций синтеза, поэтому только 0,3 килотонны было получено за счет деления.
Повторный взрыв ядерных устройств под землей в соляных куполах, в некоторой степени аналогичным взрывам, приводящим в действие автомобильный двигатель внутреннего сгорания (в том смысле, что это будет тепловой двигатель ), также был предложен в качестве средства термоядерного синтеза power в том, что называется PACER. Другим исследованным применением маломощных ядерных взрывов в мирных целях были подземные взрывы для стимулирования с помощью процесса, аналогичного гидроразрыву, потока нефти и природного газа в плотные образования ; это было наиболее развито в Советском Союзе, при этом сообщается об увеличении добычи на многих устьях скважин.
В 2015 году предприниматель-миллиардер Илон Маск популяризировал подход, при котором холодная планета Марс могла быть терраформирована за счет взрыва термоядерных устройств с высоким выходом термоядерного синтеза над сухим льдом Ледяные шапки на планете. Конкретный план Маска был бы неосуществим в рамках энергетических ограничений исторически производимых ядерных устройств (в метрических тоннах), поэтому для его рассмотрения потребовалось бы существенное продвижение. Отчасти из-за этих проблем физик Мичио Каку (который первоначально выдвинул эту концепцию) вместо этого предлагает использовать ядерные реакторы в типичных наземных системах централизованного теплоснабжения способ создать изолированные тропические биомы на поверхности Марса.
Комета «Сайдинг-Спринг» в октябре 2014 года вплотную подошла к планете Марс. В качестве альтернативы, поскольку ядерные детонации в настоящее время несколько ограничены с точки зрения продемонстрированной достижимой мощности, использование готового ядерного взрывного устройства может быть использовано для «подталкивания» марсианской скользящей кометы в сторону полюса планеты. Воздействие было бы гораздо более эффективной схемой для доставки необходимой энергии, водяного пара, парниковых газов и других биологически значимых летучих, которые могут начать быстро терраформировать Марс. Одна такая возможность для этого появилась в октябре 2014 года, когда комета «раз в миллион лет» (обозначенная как C / 2013 A1, также известная как комета «Сайдинг-Спринг») прошла в пределах 140000 км. (87000 миль) марсианской атмосферы.
Элемент эйнштейний был впервые обнаружен в незначительных количествах после анализа выпадений в результате первого испытания термоядерной атмосферы. Открытие и синтез новых химических элементов путем ядерной трансмутации и их производство в количествах, необходимых для изучения их свойств, осуществлялись при испытаниях ядерных взрывных устройств. Например, открытие короткоживущих эйнштейний и фермий, оба из которых созданы в условиях интенсивного потока нейтронов в термоядерных взрывах, последовало за первым Теллер-Улам испытание термоядерного устройства - Айви Майк. Быстрый захват такого количества нейтронов, необходимый для синтеза эйнштейния, обеспечил бы необходимое прямое экспериментальное подтверждение так называемого r-процесса, множественного поглощения нейтронов, необходимого для объяснения космического нуклеосинтез (производство) всех химических элементов тяжелее никеля в периодической таблице при взрывах сверхновых, до бета-распада, с r -процесс, объясняющий существование многих стабильных элементов во Вселенной.
Мировое присутствие новых изотопов в результате атмосферных испытаний, начавшихся в 1950-х годах, привело к разработке в 2008 году надежного способа обнаружения подделок произведений искусства. Картины, созданные после этого периода, могут содержать следы цезия-137 и стронция-90, изотопов, не существовавших в природе до 1945 года. (Были произведены продукты деления в естественном ядерном реакторе деления в Окло около 1,7 миллиарда лет назад, но они распались до того, как были обнаружены самые ранние изображения человека.)
Оба климатология и, в частности, наука об аэрозолях, подраздел науки об атмосфере, были в основном созданы для того, чтобы ответить на вопрос о том, как далеко и широко будут распространяться радиоактивные осадки. Подобно радиоактивным индикаторам, используемым в гидрологии и испытаниям материалов, выпадение осадков и активация нейтронами газообразного азота служили радиоактивным индикатором, который использовался для измерения, а затем помощи моделировать глобальную циркуляцию в атмосфере, отслеживая движение выпадающих осадков аэрозолей.
После того, как в 1958 году были обнаружены пояса Ван Аллена, окружающие Землю, Джеймс Ван Аллен предположил, что ядерный взрыв был бы одним из способов исследования магнитного явления, данные, полученные в ходе испытательных выстрелов проекта Аргус в августе 1958 года, исследования ядерного взрыва на большой высоте, были жизненно важны для раннего понимания Магнитосфера Земли .
Художественная концепция НАСА эталонного дизайна для космического корабля проекта Орион с двигателем ядерным импульсом.Советский физик-ядерщик и Лауреат Нобелевской премии мира лауреат Андрей Сахаров также предложил идею, что землетрясения могут быть смягчены и ускорители частиц могут быть созданы с использованием ядерных взрывов, причем последние могут быть созданы путем соединения ядерного взрывного устройства с другим его изобретением, генератором сжатия потока с взрывной накачкой, для ускорения протонов сталкиваться друг с другом, чтобы исследовать их внутреннюю работу, попытка, которая сейчас осуществляется на гораздо более низких уровнях энергии с помощью невзрывоопасных сверхпроводящих магнитов в ЦЕРН. Сахаров предложил заменить медную катушку в его генераторах МК на большой сверхпроводник соленоид для магнитного сжатия и фокусировки подземных ядерных взрывов в кумулятивный заряд эффект. Он предположил, что это может сфокусировать 10 положительно заряженных протонов в секунду на поверхности толщиной 1 мм, а затем предусмотрел столкновение двух таких лучей в форме суперколлайдера.
Подземные ядерные взрывные данные от мирного ядерного взрыва. пробные выстрелы использовались для исследования состава мантии Земли, аналогично разведочной геофизике практике разведки полезных ископаемых с химическими взрывчатыми веществами в "глубинных сейсмических исследованиях. зондирование "сейсмология отражений.
Проект A119, предложенный в 1960-х годах, который, как объяснил ученый Apollo Гэри Лэтхэм, должен был быть детонацией" небольшого "ядерного устройства на Луне с целью облегчить исследование его геологического строения. Аналогичен по концепции взрыву со сравнительно малой мощностью, созданным миссией разведки (LCROSS) спутника наблюдения и зондирования лунного кратера, которая была запущена в 2009 году и выпустила «Кентавр» кинетическая энергия ударного элемента, ударный элемент с массой 2305 кг (5081 фунт) и скоростью удара около 9000 км / ч (5600 миль / ч), высвобождая кинетический энергетический эквивалент детонации примерно 2 тонн тротила (8,86 ГДж ).
Ядерный кумулятивный заряд, который должен был обеспечить ядерную импульсную тягу для корабля проекта Орион. Первое предварительное исследование воздействия ядерных взрывов на различные металлические и неметаллические материалы, проведенное в 1955 году в рамках Operation Teapot, представляло собой цепочку сфер материала размером примерно с баскетбольный мяч, размещенных на фиксированных расстояниях по воздуху. спускается с расстрелянной башни. В ходе того удивительного экспериментального наблюдения, все, кроме сфер непосредственно внутри башни выстрела, выжили, причем наибольшая абляция отмечена на алюминиевой сфере, расположенной в 60 футах от точки взрыва, с поверхностью чуть более 1 дюйма. при извлечении материал отсутствует. Эти сферы часто называют «шарами Лью Аллена » в честь руководителя проекта во время экспериментов.
Данные об абляции, собранные для различных материалов, и расстояния, на которые сферы были перемещены, служить основой для исследования ядерной импульсной двигательной установки, Проект Орион. Прямое использование ядерных взрывчатых веществ с использованием удара унесенного метательного взрывчатого вещества плазмы от ядерного кумулятивного заряда, действующего на заднюю толкающую пластину корабля, было и продолжает серьезно изучаться. потенциальный движитель.
Хотя, вероятно, никогда не выйдет на орбиту из-за аэродинамического сопротивления, первым макроскопическим объектом, получившим орбитальную скорость Земли, была «крышка люка весом 900 кг» приводимый в движение несколько сфокусированной детонацией испытательного выстрела Паскаль-Б в августе 1957 года. Использование подземной шахты и ядерного устройства для приведения объекта в движение с максимальной скоростью с тех пор было названо «громовым колодцем».
Яркие шипы, простирающиеся под первоначальным огненным шаром одного из тестовых выстрелов Operation Tumbler – Snapper 1952 года, известны как «эффект трюка с веревкой ». Они вызваны интенсивной вспышкой рентгеновских лучей, испускаемых взрывом, нагревающим башню с растяжками раскаленными добела. Проект Экскалибур направлен на то, чтобы сфокусировать эти рентгеновские лучи, чтобы обеспечить возможность атак на большие расстояния. В 1970-х годах Эдвард Теллер в Соединенных Штатах популяризировал концепцию использования ядерного взрыва. для питания мягкого рентгеновского лазера со взрывной накачкой в качестве компонента системы защиты от баллистических ракет, известной как Project Excalibur. Это привело к появлению десятков сильно сфокусированных рентгеновских лучей, которые могли бы вызвать разрушение ракеты из-за лазерной абляции.
Лазерная абляция - один из механизмов повреждения лазерного оружия, но это также один из исследованных методов импульсной лазерной двигательной установки, предназначенной для космических кораблей, хотя обычно приводимой в действие с помощью традиционных лазерных решеток. Например, в ходе наземных летных испытаний профессора Лейка Мирабо с использованием неядерного импульсного лазера с обычным питанием испытательный стенд был успешно поднят легкий корабль на высоту 72 метра методом, аналогичным абляционный лазерный двигатель в 2000 году.
Мощная лазерная система, основанная на мягком рентгеновском излучении и ультрафиолете, была рассчитана на то, чтобы быть способной приводить в движение межзвездный космический корабль, по принципу светового паруса, до 11% от скорости света. В 1972 году также было подсчитано, что рентгеновский лазер диаметром 1 тера ватт и диаметром 1 км с длиной волны 1 ангстрема падает на парус диаметром 1 км., может переместить космический корабль к Альфе Центавра за 10 лет.
Художественное впечатление о столкновении, которое привело к вымиранию мелового – палеогенового, которое убили динозавров около 65 миллионов лет назад. Естественный удар с взрывной мощностью 100 тератонн в тротиловом эквиваленте (4,2 × 10 Дж ). Самый мощный техногенный взрыв, Царь-Бомба, для сравнения имел мощность почти в 2 миллиона раз меньше - 57 мегатонн в тротиловом эквиваленте (2,4 × 10 Дж ). Столкновения кометы Шумейкера – Леви 9 1994 с планетой Юпитер, столкновения Тунгуска и Челябинск с Землей соответственно в 1908 и 2013 годах. послужили толчком для анализа технологий, которые могли бы предотвратить разрушение человеческой жизни в результате столкновений. Предлагаемое средство предотвращения столкновения астероида с Землей, предполагая короткое время между обнаружением и столкновением с Землей, состоит в детонации одного или нескольких ядерных взрывных устройств, on, in, или в дистанционной ориентации с астероид, причем последний метод происходит достаточно далеко от надвигающейся угрозы, чтобы предотвратить потенциальное разрушение сближающегося с Землей объекта, но все же достаточно близко, чтобы вызвать сильную тягу лазерной абляции
В 2007 НАСА анализе стратегий предотвращения столкновений с использованием различных технологий говорится:
Ядерные противостоящие взрывы оцениваются как 10–100 в разы более эффективны, чем неядерные альтернативы, проанализированные в этом исследовании. Другие методы, включающие поверхностное или подземное использование ядерных взрывчатых веществ, могут быть более эффективными, но они создают повышенный риск разрушения целевого околоземного объекта. Они также несут более высокие риски разработки и эксплуатации.
