Мощнейшие ядерные испытания

Как создавалось атомное озеро Чаган

Искусственное озеро создали с помощью ядерного взрыва

Программа началась с проекта по созданию искусственного озера Чаган в Семипалатинской области, что в Казахстане. Впоследствии оно получило название Атомное озеро. По задумке ученых, созданную в результате ядерного взрыва воронку можно было использовать для создания искусственного водохранилища. При высокой температуре от взрыва края воронки и дно должны были бы оплавится. Таким образом вода, попавшая в озеро, например, в результате весенних паводков, могла бы там и остаться. Таких водохранилищ планировалось разместить в засушливых казахских степях не менее сорока. Ученые предполагали использовать их для решения проблем летней засухи, а также в качестве мест для водопоя сельскохозяйственных животных. Но самонадеянность ученых в итоге их подвела.

Первый производственный взрыв в СССР состоялся 15 января 1965 года в пойме небольшой речушки Чаган, являющейся притоком Иртыша. Для это ученые создали скважину глубиной около 178 метров и заложили в нее ядерный заряд мощностью 140 килотонн. Мощность взрыва оказалась настолько большой, что в воздух на высоту более 950 метров было поднято 10,3 миллиона тон грунта.

На месте подрыва образовалась воронка глубиной 100 и диаметром 430 метров. Тонны скальных пород были разбросаны в радиусе нескольких десятков километров.

Спутниковый снимок озера Чаган (круглый кратер)

Весной того же года начались работы по прорытию каналов для спуска в воронку паводковых вод из реки Чаган. Работа велась очень быстро. Ученые хотели успеть до начала весеннего половодья. Но в итоге, когда все инженерные работы были завершены, на территории Казахстана появился искусственный водоем общим объемом около 20 млн кубических метров.

Советские специалисты понимали, что талая вода может унести в Иртыш осевшую радиоактивную пыль со всего региона, поэтому для предотвращения таких последствий на озере также возвели защитную платину. Как указывают различные источники, в зоне взрыва работало от 180 до 300 человек. У всех впоследствии из-за высоких доз излучения развились хронические заболевания.

«Операция Канопус», 24 августа 1968 год

В ходе испытаний «Канопус» в августе 1968 года Франция взорвала (это был мощнейший взрыв) термоядерное устройство типа «Теллер-Улам» мощностью около 2,6 мегатонны. Однако подробностей об этом испытании и развитии в целом французской ядерной программы известно мало.

Франция стала четвёртой страной, испытавшей ядерную бомбу — в 1960 году. В настоящее время страна обладает порядка 300 стратегических боезарядов, размещенных на четырех атомных подводных лодках, а также 60 тактическими боезарядами авиационного базирования, что ставит ее на 3-е место в мире по количеству ядерного оружия.

Устранение ураганов

Когда программу «Лемех» только обсуждали в конце 1950-х годов, метеоролог Джек Рид предложил еще одно применение атомному оружию — борьбу с ураганами. Его план состоял в том, чтобы подводная лодка подплыла к центру воздушной воронки и запустила одну или несколько ракет с термоядерными зарядами. Взрывы должны были поднять относительно теплый воздух в стратосферу, а на его место хлынули бы холодные, более плотные воздушные массы. Из-за этого упала бы скорость ветра, и ненастье стихло бы, пусть и не до конца.

К сожалению, план этот никуда не годится. Дело даже не в том, что сильный ветер разнесет радиоактивные частицы на тысячи километров, — просто даже самое мощное оружие бессильно против стихии. Чтобы уравновесить энергию урагана, нужно взрывать 10-мегатонные бомбы каждые 20 минут. Тропические циклоны можно бомбить еще до того, как они превратятся в ураганы, но, во-первых, их сила велика даже на ранней стадии, во-вторых, ураганами становятся только 6% циклонов. Словом, даже если бы ядерные взрывы не запретили, от ненастья они бы не спасли.

«Кастл Браво». 28 февраля 1954 год

«Кастл Браво» — американское испытание термоядерного взрывного устройства на атолле Бикини. Первое из серии семи испытаний «Операции Кастл». Энерговыделение при взрыве достигло 15 мегатонн, что сделало «Кастл Браво» самым мощным из всех ядерных испытаний США.

Взрыв привел к сильному радиационному заражению окружающей среды, что вызвало озабоченность во всем мире и привело к серьезному пересмотру существовавших взглядов на ядерное оружие. Согласно некоторым американским источникам, это стало самым тяжелым случаем радиоактивного заражения во всей истории американской ядерной деятельности.

Фонящие атоллы

«До сих пор не было никаких независимых расследований радиоактивного загрязнения и его последствий», — прокомментировала для издания El País Моника Руко, которая была заместителем директора «Проекта K-1», центра ядерных исследований Колумбийского университета (США), когда его ученые провели серию научных миссий на Маршалловы острова в период с 2015 по 2018 год.

По ее словам, «все предшествовавшие «К-1» годы на Маршаллах если и проводилось какое-то изучение вод и почвы на предмет радиационного фона, то делалось это исключительно военными. Главным образом Ливерморской национальной лабораторией имени Лоуренса».

«Правительство островов не доверяло большей части представленных ими данных», — добавляет Руко.

Ученые — участники «Проекта K-1» смогли проанализировать уровни гамма-излучения в окружающей среде, а также измерить концентрацию нескольких радиоактивных элементов, таких как плутоний-238, америций-241 или цезий-137, в образцах почв, пластах морского дна и плодах растений, собранных на всех атоллах и островах, где производились взрывы или выпадали радиоактивные осадки.

«Купол Рунит», известный также как «Купол Кактус» или «Гроб», — закрытая куполом яма для захоронения 84 000 куб. м радиоактивной почвы с различных загрязненных островов атолла Эниветок, которая возникла в результате серии ядерных испытаний операции «Хардтак I» на Тихоокеанском полигоне

Авторы нового исследования, результаты которого опубликованы 15 июля 2019 года в научном журнале PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), измерили гамма-излучение на десятке мелких островков, входящих в состав атоллов Бикини, Эниветок, Ронгелап и Утирик. На двух последних не проводились испытания, но на них выпадали радиоактивные осадки — облака переносили радионуклиды на расстояние до 600 км от места взрывов. Ученые взяли сотни образцов почвы, чтобы измерить концентрацию пяти радиоактивных элементов. Со дна лагуны Бикини, где американские военные взорвали Castle Bravo, свою самую большую термоядерную бомбу, они взяли 129 проб из слоя отложений.

Справка «Известий»

«Наше исследование кратера, образовавшегося в результате испытания Castle Bravo, является первым систематическим исследованием с достаточно большим количеством образцов, чтобы получить карту степени загрязнения территории различными радиоизотопами, — комментирует нынешний директор «Проекта K-1» Ивана Николич-Хьюз, соавтор исследования. — В эпицентре взрыва почти нет следов плутония-238 и цезия-137, но наблюдается высокая активность трех других элементов: плутония-239, плутония-240, америция-241 и висмута-207, которые также являются радиоактивными. Концентрация названных элементов здесь превышает в 10–100 раз ту, что обнаружена в других районах Маршалловых островов».

Что касается гамма-излучения окружающей среды, наиболее опасными пунктами являются остров Бикини одноименного атолла и остров Наен атолла Ронгелап. В обоих случаях десятки проб показали достижение и превышение уровня 5 мЗв (миллизиверт, единица измерения дозы радиации, поглощаемой биологической тканью). Для сравнения: естественная радиация, которую человек получает каждый год, составляет около 2,4 мЗв (данные руководства Совета по ядерной безопасности).

Холодная война

См. также: Ядерная гонка

В первые годы после окончания второй мировой войны США были единственным «ядерным государством» в мире. Руководство США предполагало, что Советский Союз очень далёк от создания собственной бомбы. Тем временем США пытались извлечь как можно больше пользы из своего временного превосходства. В частности, имели место попытки оказания давления на Сталина по таким вопросам, как Берлин и Чехословакия. В этой ситуации советский лидер сделал вывод о том, что только из-за этого США не рискнут развернуть новую войну против советского государства.

Тем временем в СССР активнейшим образом велись разработки по созданию собственной атомной бомбы. Во время войны исследования ограничивались из-за нехватки урана, но поставки из Восточной Европы теперь решали эту проблему. Для физиков создали все условия, чтобы максимально ускорить темп работ. 3 декабря 1944 года «наблюдение за развитием работ по урану» постановлением ГКО СССР было возложено на заместителя председателя ГКО Л. П. Берия.

В США полагали, что у СССР не будет атомного оружия как минимум до середины 50-х. Однако 29 августа работа советских физиков-ядерщиков закончилась успехом. Бомбу РДС-1, взорванную в этот день, на Западе называли в честь Сталина: «Джо-1». Началась ядерная гонка.

Кроме атомной бомбы для испытания 29 августа 1949 г., в СССР к концу 1949 г. были изготовлены ещё две бомбы РДС-1, а в 1950 г. — ещё девять. Однако все эти бомбы представляли собой экспериментальные устройства, а у СССР на тот момент не было средств доставки. В январе-феврале 1951 г. было изготовлено ещё четыре атомные бомбы. Таким образом, у СССР к 1 марта 1951 г. имелось 15 атомных бомб типа РДС-1. К концу 1951 г. было изготовлено в общей сложности 29 атомных бомб РДС-1, в том числе первые три серийно изготовленные атомные бомбы.

29 августа 1951 г. было принято решение Совета Министров СССР о начале строительства первых войсковых складов — ядерных баз, предназначенных для хранения и подготовки к применению атомных бомб. Их было всего четыре: на севере Крыма, на западе Украины, в Белоруссии и на северо-западе России. Строительство двух первых баз хранения ядерного оружия было завершено в 1955 г. В 1956 г. была введена в строй центральная база хранения ядерного оружия.

18 октября 1951 года первая советская авиационная атомная бомба (РДС-3 с ядерным зарядом «501-М») была впервые испытана путём сброса её с самолёта (Ту-4) Эту бомбу стали готовить к принятию на вооружение (была принята в 1954 году) В 1952-м и 1953 годах проведены успешные лётные контрольные испытания (ЛКИ) авиабомбы РДС-3.

Вкладывались колоссальные средства в совершенствование качества оружия и увеличение его количества. Обе нации быстро приступили к разработке термоядерного оружия. США взорвали такое устройство 1 ноября . Вновь удивив всех, Советский Союз произвёл термоядерный взрыв всего через 8 месяцев. Советская водородная бомба РДС-6с была полностью продуктом собственной разработки, так как шпионаж в США результатов не принёс. А самое главное — она была именно первой бомбой в габаритах бомбового отсека самолёта, а не стационарным сооружением размером с двухэтажный дом, как в США.

Активно велись разработки и по средствам доставки ядерного оружия, в первую очередь ими были стратегические бомбардировщики. В этой области США начали работать с явной форой, но появление реактивных самолётов-перехватчиков свело американское преимущество на нет. В начале 50-х ВВС США были представлены реактивные бомбардировщики B-47 и B-52, способные проникнуть в воздушное пространство СССР.

Копия ракеты «Восток»(модификация Р-7) в Москве на ВДНХ

Во второй половине 50-х в СССР была разработана первая межконтинентальная баллистическая ракета (МБР) Р-7. 4 октября эта ракета вывела в космос первый искусственный спутник Земли. Первая американская МБР была запущена 31 октября .

Тесты живых боеголовок на ракетах

Ракеты и ядерные боеголовки обычно испытывались отдельно, потому что тестирование их вместе считают очень опасным; они — конечно, самый чрезвычайный тип живого осуществления огня. Единственное американское живое испытание эксплуатационной ракеты было следующим:

Птица фрегата: 6 мая 1962 Polaris UGM-27 A-2 ракета с живой боеголовкой W47 на 600 кт был начат от военного корабля США Этан Аллен; это управляло, повторно вошло в атмосферу и взорвалось в высоте по Южному Тихому океану. Тест был частью Операции Доминик I. Поскольку оружие было существенно изменено перед тестом и потому что это управляло низкой траекторией, профилем низкого диапазона, тест, как считали, не был столь эффективным при рассеивании сомнения относительно готовности и эффективности ядерных ракет с ракетным двигателем, как на это надеялись, чтобы быть.

Другие живые тесты с ядерным взрывчатым веществом, поставленным ракетой США, включают:

• 1 августа 1958 ракета Redstone начала Тик ядерного испытания, который взорвался в высоте. 12 августа 1958 Redstone #CC51 начал ядерное испытание, Оранжевое к высоте взрыва. Оба были частью Операционной Галеты I и имели урожай 3,75 Мт
• Операционный Бдительный страж: три теста выше южноатлантического Океана, 27 августа, 30 августа, и 6 сентября 1958
• 9 июля 1962 ракета Thor начала транспортное средство возвращения Mk4, содержащее термоядерную боеголовку W49 к высоте 248 миль (400 км). Боеголовка взорвалась с урожаем 1,45 Мт. Это было Морской звездой Главное событие операционного Dominic-круглого-аквариума ядерного испытания
• В ряду Dominic-круглого-аквариума в 1962: Поражение, Синежаберный солнечник, Ментициррус и Натянутый канат
• Тест 1957 года Plumbbob/John запустил маленькое ядерное оружие урожая в Джени ракета класса воздух-воздух от реактивного истребителя.

Советский Союз проверил ядерные взрывчатые вещества на ракетах как часть их развития локализованной системы противоракеты в 1960-х. Некоторые советские ядерные испытания с боеголовками, поставленными ракетой, включают:

• Байкал (Тест СССР #25, 2 февраля 1956, в Аральске) — один тест, с ракетой R-5M начинает от Kapustin Yar; шипевший.
• ZUR-215 (#34, 19 января 1957, в Kapustin Yar) — один тест, с ракетой начинают от Kapustin Yar.
• (#82 и 83, в начале ноября 1958), два теста, сделанные, после того, как объявлено, прекращают огонь для испытательных переговоров по мораторию от Kapustin Yar.
• Groza (#88, 6 сентября 1961, в Kapustin Yar) — один тест, с ракетой начинают от Kapustin Yar.
• Grom (#115, 6 октября 1961, в Kapustin Yar) — один тест, с ракетой начинают от Kapustin Yar.
• Волга (#106 и 108, 20-22 сентября 1961, в Новой Земле) — два теста, с ракетами R-11M начинает из Рогачево.
• Роза (#94 и 99, 12-16 сентября 1961, в Новой Земле) — два теста, с ракетами R-12 начинает из Воркуты.
• Raduga (#121, 20 октября 1961, в Новой Земле) — один тест, с запуском ракеты R-13.
• Tyulpan (#164, 8 сентября 1962, в Новой Земле) — один тест, с ракетами R-14, запущенными из Читы.
• Операция K (1961 и 1962, в Сари-Shagan) — пять тестов, на большой высоте, с ракетами, запущенными от Kapustin Yar.

Китайская Народная Республика провела ШИК 4 с запуском ракеты Dongfeng-2 в октябре 27, 1966. Боеголовка взорвалась с урожаем 12 кт.

Почему нельзя отдыхать на озере Чаган

В СССР поначалу гордились этим проектом. Сняли фильм о достижениях советской мирной атомной программе. И да, в озере даже купались. Первый заплыв совершил министр машиностроения СССР.

В конце 60-х годов возле озера построили биологическую станцию, которая провела ряд экспериментов по исследованию влияния остаточной радиации на живые организмы. В озеро Чаган было запущено более трех десятков различных видов рыб, более двух десятков видов моллюсков, а также млекопитающих и почти 150 видов различных растений.

Многие животные мутировали, остальные погибли

Отмечается, что до 90 процентов всех этих организмов впоследствии погибли. Но не из-за радиации, а из-за нехарактерной для них среды обитания. А вот на оставшиеся 10 процентов животных, которые смогли выжить в этих условиях, радиация очень даже подействовала. Многие виды мутировали и передали гены этих мутаций последующим поколениям. В частности, некоторые виды рыб и других водных обитателей увеличились в размерах. В середине 70-х годов научную станцию закрыли.

Типы испытаний

Исторически ядерные испытания делятся на четыре категории по тому, где они проводятся и в какой среде:

• Атмосферные;
• Заатмосферные;
• Подводные;
• Подземные.

Атмосферные и подземные взрывы проводятся на специальных подготовленных полигонах.

Подземные испытания проводятся двумя способами:

• подрыв заряда в вертикальной шахте. Этот способ чаще всего используется для создания новых оружейных систем
• подрыв заряда в горизонтальной шахте-тоннеле. Этот способ используется для исследования поражающих факторов взрыва на окружающую среду и предметы.

Средняя стоимость подземного испытания составляла на март 1988 года: 20-30 миллионов долларов США — для вертикальной шахты, 40-70 миллионов долларов США — для горизонтальной из-за более сложных инженерных задач. Подготовка одного теста занимала около 18 месяцев, и потому во время одного теста как правило проводилось несколько экспериментов, чтобы сэкономить средства.

После вступления в силу договора об ограничении испытаний в трёх средах в 1963 году, большая часть испытаний проводилась странами, подписавшими договор, под землей.

Испытания и суперкомпьютеры

Электронные вычислительные машины стали использоваться в расчётах по ядерному оружию с самого момента их появления. Первыми расчётами, выполненными на первом электронном компьютере общего назначения ЭНИАК в декабре 1945 года, были расчёты по термоядерному взрыву, осуществленные работниками Лос-Аламосской национальной лаборатории из команды Эдварда Теллера.

Огромный объём вычислений и их сложность с самого начала выдвигали требования по созданию все более мощных и совершенных вычислительных машин, что, в конечном счёте, привело к появлению особого типа вычислительной техники под названием «суперкомпьютеры». Использование суперкомпьютеров для симуляции ядерных и термоядерных реакций, происходящих во время взрыва, позволяло экономить колоссальные средства и время. Например, при использовании суперкомпьютера CDC 6600 для разработки новой боеголовки США потребовалось провести только 23 полевых испытания, а при использовании CDC 7600 — уже только 6. Неудивительно, что США накладывало специальные экспортные ограничения на поставку сверхмощных вычислительных машин не только в страны Варшавского блока, но даже в страны-партнёры по НАТО: известен случай, когда в 1966 году США отказало компании CDC в экспортной лицензии суперкомпьютера CDC 6600 для Французского атомного агентства, чтобы помешать Франции в их атомной программе. Наличие суперкомпьютеров в 60-х годах смягчило позицию США по договору о запрете испытаний в трёх средах, так как существовала уверенность, что у СССР нет столь мощных компьютеров, и соблюдение договора даст США стратегическое преимущество перед СССР. Однако этот расчет не оправдался: СССР в кратчайшие сроки разработал собственные суперкомпьютеры БЭСМ-6, а позже — в кооперации со странами Варшавского блока (ГДР, Венгрией и Польшей) ЭВМ семейства ЕС и «Эльбрус».

Роль суперкомпьютеров увеличилась после подписания Договора о всеобъемлющем запрете на проведение ядерных испытаний. В настоящее время в ведущих лабораториях США, занятых обслуживанием и совершенствованием ядерного арсенала страны, установлены мощнейшие компьютерные системы, которые входят в список TOP500, и на которых проводятся как секретные, так и несекретные расчёты, связанные с ядерными взрывами, атомными реакторами и термоядерным синтезом в рамках программы Advanced Simulation and Computing Program. Ранее, несмотря на свою огромную мощность суперкомпьютеры всё же не позволяли очень точно смоделировать весь процесс взрыва во время испытания от начала до конца. Для упрощения задач расчёты осуществлялись в двух или даже в одном измерении, компьютерные испытания проводились поэтапно с моделированием ключевых событий и подачей результатов предыдущего этапа на следующий, что, естественно, приводило к неточностям, которые могли быть сняты только при проведении реального испытания. С выполнением программы Advanced Simulation and Computing Program и вводом в строй суперкомпьютера ASC Purple в 2005 году, Национальные лаборатории США получили возможность моделировать подрыв ядерного и термоядерного оружия в полном объёме с точностью, достаточной, чтобы судить о текущем состоянии и боеготовности зарядов, находящихся на хранении в арсенале.

«Счастливый дракон»

В марте 1947 года в Японии было спущено на воду рыболовецкое судно «Котосиро-мару». Шесть лет спустя оно было переименовано в «Дайго Фукурю-мару» («Пятый счастливый дракон»). 22 января 1954-го судно вышло в свой последний рейс. Рыбаки планировали начать промысел в районе атолла Мидуэй, однако из-за проблем с оборудованием решили ловить тунца неподалёку от Маршалловых островов.

1 марта судно находилось, по разным источникам, в 128—161 км от эпицентра взрыва. Согласно воспоминаниям моряков, в тот день им показалось, что на небе взошло ещё одно солнце. Через некоторое время на борт судна выпали странные осадки: рыбаки говорили, что это было похоже на снег. Позже оказалось, что это радиоактивная пыль, образовавшаяся в результате разрушения атолла.

• Судно «Счастливый дракон»
• Gettyimages.ru

Также по теме

«Зрелище было неземное»: 55 лет назад Советский Союз испытал Царь-бомбу

30 октября 1961 года СССР провёл испытание самой мощной в истории термоядерной авиационной бомбы. RT восстановил события того дня, а…

Моряки заподозрили, что произошедшее с ними как-то связано с американскими военными испытаниями, о которых они слышали по радио. Они почувствовали сильное недомогание, и «Счастливый дракон» взял курс на Японию, достигнув порта приписки 14 марта. Рыбаки сразу обратились в больницу, однако их рассказ медики поначалу не восприняли всерьёз. Тогда двое рыбаков решили отправиться в Токио, но и столичные врачи не уделили им достаточного внимания. Только через несколько дней стало очевидно, что морякам всё-таки необходима медицинская помощь.

Об инциденте случайно узнал студент технического училища Кейдзи Кобаяси, сообщивший о злоключениях экипажа «Счастливого дракона» в прессу. История стала достоянием широкой общественности за считаные дни. Свою помощь морякам предложили лучшие клиники страны. Однако, несмотря на все старания врачей, 23 сентября скончался 40-летний радист судна Айкити Кубояма. Остальные рыбаки вынуждены были пройти длительное и мучительное лечение.