Предвестники трагедии на Перевале Дятлова

Ядерная тайна за семью замками

«Само понятие секретности противоречит свободному и открытому обществу. Мы по своей природе боролись против секретных обществ, тайных орденов и закрытых собраний. Но нам противостоит монолитный безжалостный заговор…»
Джон Кеннеди 35-й президент США

Особенности производства ядерного оружия

12 августа 1945 года в США, в самом начале освоения атомной энергии, была издана бесценная для того времени, да и для сегодняшнего книга американского физика-ядерщика Генри Девольфа Смита «Атомная энергия для военных целей. Официальный доклад о создании атомной бомбы под руководством правительства Соединённых Штатов«.

Генри Смит до войны работал в Кавендишской лаборатории и в Принстонском университете, а в 1943 году его пригласили в Лос-Аламос для участия в «Манхэттенском проекте», где по итогам работы он и написал эту книгу.

Атомная энергия для военных целей
книга Атомная энергия для военных целей

Американское военное Министерство дало американским ученым согласие на публикацию увлекательного, но сугубо научного отчета о том, как в Америке объединенными усилиями многих организаций под наблюдением правительства США была создана атомная бомба и что она собой представляет. Этот отчет имел свою цель — популяризовать новую, неизвестную общественности информацию о производстве ядерного оружия. Конечно, по соображениям военной безопасности, отчет не мог содержать все подробности такого производства, но включал многие административно- организационные мероприятия, необходимые для изготовления атомной бомбы.

Почему военные ведомства США вдруг посчитали нужным открыть широкой публике основные научные представления об атомной энергии? Считалось, что Америка не могла создать собственное ядерное оружие, поэтому использовала наработки нацистов, книга опровергает это мнение. В ней дано описание научных и технических достижений США с 1940 г., способствовавших военному применению атомной энергии. Благодаря этой книге, с очень секретной и бесценной на то время информацией смогли ознакомиться все желающие.

Однако, в предисловии к этой книге есть интересное замечание:

«В этой книге содержатся все научные данные, опубликование которых не может нарушить интересы национальной безопасности. К частным лицам или организациям, участвовавшим прямо или косвенно в осуществлении проекта, обращаться с просьбами о сообщении дополнительных сведений не следует.

Лица, разглашающие или собирающие любым способом дополнительные данные, подлежат суровым наказаниям, предусмотренным законом о шпионаже. Работа увенчалась успехом благодаря усилиям многих тысяч ученых, инженеров, рабочих и руководящего персонала, чей упорный труд, молчаливая настойчивость и товарищеское сотрудничество сделали возможными описанные ниже беспримерные технические достижения.

Военное Министерство Генерал-майор Л. Р. Гроувз, США Вашингтон, Август 1945 г.»

Эта познавательная книга рассчитана на научных работников и инженеров, а также на других лиц с высшим образованием, имеющих хорошую подготовку по физике и химии, в то же время она уникальна простотой своего изложения. Действительно, подробностей, касающихся технологии основного производства ядерного оружия и нюансов, содержащих секретные данные, в этой книге нет и быть не могло, но она содержит достаточно много информации, помогающей понять некоторые особенности производства ядерного оружия.

Атомная энергия для военных целей
перевод книги Атомная энергия для военных целей

В СССР в 1946 году в Москве под редакцией Г. Н. Иванова Государственное транспортное железнодорожное издательство опубликовало перевод этой книги с английского языка. Хотя, автор утверждает, что «…требования сохранения военной тайны отразились как на отдельных местах, так и на общих установках книги, так что множество интересных данных было опущено…», все же из опубликованной в этой книге информации можно сделать очень важные для гипотезы логические выводы. Например, в разделе «Удаление отходов» читаем:

«Исходный материал (уран) не обладает опасной радиоактивностью. Конечный продукт (плутоний) не испускает проникающего излучения; однако комбинация активности α-лучей и химических свойств Pu делают его одним из опаснейших веществ при попадании на тела. Особенно неприятными веществами являются продукты деления урана.

Продукты деления чрезвычайно активны и содержат тридцать элементов. Среди них имеются радиоактивные ксенон и йод. Они выделяются в значительных количествах, когда блоки урана растворяются, и должны быть удалены с особой тщательностью.

Необходимы высокие трубы, которые бы вытягивали эти газы вместе с кислотным дымом из первой растворяющей камеры, причем нужно установить, что смесь радиоактивных газов и воздуха не заражает окружающей территории.»

Эта информация весьма интересна тем, что из нее можно сделать вывод о том, что ядерное производство в обязательном порядке должно предусматривать наличие на производственном предприятии высоких труб! Для чего? Для того, чтобы через них образующиеся в больших количествах газообразные радиоактивные и очень опасные для жизни людей вещества, выбрасывались в атмосферу…

Газовые тиски

Хэнфордский секретный завод по разделению плутония в США
Хэнфордский (США) секретный радиохимический завод по разделению плутония

С самого начала создания атомного оружия немецкие, американские и советские ученые стремились обезопасить окружающую среду от всех видов радиоактивных отходов (РАО), образующихся на всех этапах уранового или плутониевого производства. Твердые и жидкие РАО обезвредить оказалось намного проще, чем бороться с радиоактивными выбросами.

Так как предприятия ядерно-топливного цикла во время работы выделяют в огромных количествах газы, содержащие радиоактивные вещества — ксенон и йод, необходимо обеспечить экологическую и радиационную безопасность людей, находящихся в районе предприятий. Это можно сделать, снизив количество выбросов в окружающую воздушную среду. Но как это сделать?

Например, можно построить очень высокие трубы. Тут же возникает вопрос — насколько должна быть высокой труба? И как повлияют разные атмосферные условия на показатели загрязнения окружающей среды?

В книге «Атомная энергия для военных целей. Официальный доклад о создании атомной бомбы под руководством правительства Соединённых Штатов», написано, что строительство реактора должно предусматривать не только наличие очень высоких труб, но и проведение метеорологических исследований с целью изучения процесса распространения радиоактивных продуктов на прилегающих территориях и зависимость их концентрации от атмосферных условий.

«… Одно из производившихся исследований относилось к метеорологии. Было важно узнать, распространяются ли в Клинтоне и в Хэнфорде вместе с отходящими газами радиоактивные продукты деления в опасных концентрациях. Так как поведение этих газов сильно зависит от атмосферных условий, то в течение многих месяцев производились соответствующие исследования в местах расположения обоих заводов, после чего были установлены определенные требования к обработке отходящих газов…»

Газовые выбросы, попадая в атмосферу, подчиняются атмосферным условиям. Например, во время антициклона, выбросы в атмосферу не разносятся ветром, а оседают там, где они были выброшены, ухудшая экологическое состояние местности и делая условия нахождения людей в районе промышленной зоны очень опасными.

Здесь стоит отметить, что наиболее экологически неблагоприятными и опасными являются атмосферные условия, при которых температура воздуха с высотой не изменяется или температура воздуха с высотой растет. В этом случае вертикальное движение воздуха в атмосфере подавляется, возникает вертикальная устойчивость, при которой выбросы, поднявшиеся немного в атмосферу, при штиле находятся вблизи места выброса или со слабыми потоками воздуха стелются по земле. Такие атмосферные условия являются самыми экологически опасными, особенно при мощных зимних инверсиях температуры, сохраняемых даже в дневное время. (Инверсия в метеорологии означает аномальный характер изменения какого-либо параметра в атмосфере с увеличением высоты. Наиболее часто это относится к температурной инверсии, то есть к увеличению температуры с высотой в некотором слое атмосферы вместо обычного понижения).

Самая 

высокая в мире труба Экибастузской ГРЭС высотой 420 метров
Самая высокая в мире труба Экибастузской ГРЭС высотой 420 метров.

С началом производства атомного оружия возникла огромная проблема — как очистить воздух от опасных газообразных радиоактивных выбросов, образующихся на всех этапах ядерного производства (и особенно во время аварийных ситуаций), как обезопасить людей от переоблучения и предотвратить радиоактивное заражение местности.

Загрязняющие вещества, которые выбрасываются в атмосферу из ядерного реактора, состоят из радиоактивных частиц и газов. Время пребывания некоторых из них в атмосфере может быть очень коротким — часы или даже минуты (короткоживущие радиоактивные изотопы). Для других веществ оно может измеряться годами. Независимо от времени пребывания, перемещение частиц и газов в атмосфере определяется движениями воздуха.

Даже при выбросе малого количества радиоактивных веществ, с ними нужно обращаться осторожно из-за их чрезвычайной токсичности. Некоторые радиоактивные вещества, образующиеся в реакторе, в 3· 106— 2· 109 раз более токсичнее, чем хлор — наиболее распространенное токсичное вещество. Выброс радиоактивных веществ из реактора большой мощности может уничтожить тысячи людей, причинить материальный ущерб в миллиарды долларов…

При определенных атмосферных условиях самая высокая труба во время выброса не сможет предотвратить радиоактивное загрязнение прилегающей территории, поэтому, чтобы обеспечить полную безопасность работы ядерного предприятия, нужно в трубу перед выходом радиоактивных газов ставить очистительные устройства, способные улавливать опасные радиоактивные газы.

В годы покорения ядерной энергии и разгара холодной войны не существовало эффективных способов очистки воздуха от радиоактивных газов. Не было тогда еще и высоких труб, частично предохраняющих окружающую территорию от радиоактивных выбросов, поэтому для государств, владеющих ядерными технологиями, решить задачу по обеспечению безопасности людей и окружающей территории необходимо было  любым способом.

Простое решение сложной проблемы

Одна из задач ядерного производства состоит в том, как обезопасить окружающую среду от образующихся в больших количествах радиоактивных газов. Решается она просто: радиоактивные газы необходимо удержать некоторое время в «изоляторе» до тех пор, пока короткоживущие радиоактивные изотопы (продолжительность жизни которых от нескольких минут до нескольких дней) не распадутся.

В качестве так называемого «изолятора» можно использовать некую защитную оболочку, удерживающую внутри себя мельчайшие радиоактивные частицы. Для такого «изолятора» потребуются еще и отстойники, где радиоактивные газы должны постоянно охлаждаться, чтобы избежать перегрева и взрыва. Содержание отстойников потребует дополнительных затрат. Проще всего — отправить наполненную радиоактивными газами оболочку как можно выше в стратосферу. Такое простое решение гарантированно дает несколько преимуществ:

  1. С помощью защитной оболочки можно удалить опасные радиоактивные газы на высоту не сотен метров, а десятков километров.
  2. В замкнутом объеме опасные радиоактивные газы могут находиться изолированно при низкой температуре воздуха достаточно долго — несколько часов, дней или даже месяцев. За это время короткоживущие изотопы станут безопасными.
  3. Воздушная оболочка за длительное время с потоком воздуха может улететь за тысячи километров от населенной местности.
  4. Если же в стратосфере или в тропосфере воздушная оболочка лопнет, то оставшиеся радиоактивные элементы распылятся потоком ветра и осядут через несколько дней уже в неопасной концентрации.
Строение атмосферы
Строение атмосферы

Тропосфера – самый близкий к Земле слой. «Толщина» этого слоя изменяется по мере удаления от экватора. Над экватором слой простирается ввысь на 16-18 км, в умеренных зонах – на 10-12 км, на полюсах – на 8-10 км. Именно здесь содержится 80% всей массы воздуха и 90% водяного пара. Здесь образуются облака, возникают циклоны и антициклоны.

Стратосфера – граница 20-55 км. Турбулентность здесь низкая, содержание водяного пара в воздухе – ничтожное. Зато очень много озона. Максимальная его концентрация – на высоте 20-25 км. В стратосфере температура воздуха начинает повышаться и достигает отметки +0,8° C. Это обусловлено тем, что озоновый слой взаимодействует с ультрафиолетом. Тропопауза – переходный слой атмосферы. Его высота – от нескольких сотен метров до 1-2 км. Температура воздуха летом выше, чем зимой. Так, например, над полюсами зимой –65° C. А над экватором в любое время года держится –70° C.

Прежде чем запустить в стратосферу оболочку, наполненную опасными радиоактивными газами, нужно точно знать траекторию ее полета, а для этого необходимо исследовать свойства атмосферы — измерить температуру, давление, влажность и самое главное — определить направление потоков воздуха в тропосфере и стратосфере. С этой целью в ночное время запускают «огненные шары» — пилоты, наполненные водородом и светящимся химическим веществом. Когда такие шары лопаются, химическое вещество распыляется, потоки ветра и турбулентность создают красочный визуальный эффект.

Норвежская спиральная аномалия

Слои атмосферыДвижения атмосферы, определяющие направление и скорость основного перемещения загрязняющих веществ, турбулентные флуктуации, которые являются причиной рассеяния загрязняющих веществ изучает наука — метрология атмосферных загрязнений, которая начала стремительно развиваться в период становления атомной промышленности. Самыми главными аспектами для этой науки стали контроль и прогнозирование радиоактивных загрязнений.

Метеоролог по загрязнению воздуха изучает все масштабы движения атмосферы — от долей секунды до нескольких лет, от долей метра до окружности Земли.

Источники атмосферных загрязнений могут быть очень больших масштабов. Например, дым от лесных пожаров в Британской Колумбии вызвал затемнение неба в Западной Европе. Пыль от извержения вулкана Кракатау в 1883г. наблюдалась в атмосфере в течение многих месяцев над большей частью северного полушария. Были случаи, когда загрязняющие вещества, накапливаясь над городами, затемняли небо, вызывали болезни и смерть людей, а токсичные вещества, выделяемые небольшими промышленными комплексами или даже одной трубой, приводили к недомоганиям людей и огромным экономическим потерям.

Метеорология атмосферных загрязнений имеет дело с самыми различными типами выбросов веществ в атмосферу. Метеоролог по загрязняющим веществам, связанным с атомной промышленностью, помимо общих вопросов загрязнения атмосферы, должен также концентрировать свое внимание на решении специфических задач. Эти задачи определяются особенностями радиоактивных выбросов, предусмотренных или непредусмотренных, из существующих или предполагаемых источников.

Читайте далее Атомный проект СССР

Один комментарий к теме “Предвестники трагедии на Перевале Дятлова

  1. Очень интересно, в особенности про японские шары. К счастью, они не догадались снабдить их бактериологическим оружием. (глиняный снаряд, начинённый заражёнными насекомыми)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *