Ядерные испытания – возобновление неизбежно?

Cемипалатинский полигон: сразу после cпуска ядерного заряда в скажину.
Фото предоставлено автором

Шестидесятипятилетняя история ядерного оружия неразрывно сопровождалась ядерными испытаниями, проведение которых было направлено на его создание и непрерывное совершенствование, что способствовало распространению нового оружия и накоплению ядерных арсеналов. В то же время ядерные испытания являлись для мирового сообщества основным источником информации о развернувшейся страшной угрозе, нависшей над человечеством, и мировое сообщество было вынуждено искать выход из набирающей силу угрожающей ситуации, на пути создания системы международной безопасности. Это вскоре проявилось в первых попытках проведения переговоров, в центре внимания которых стало требование о запрете ядерных испытаний. Первое предложение о введении запрета на ядерные испытания, которое было внесено в ООН в 1954 году Индией в ту пору, когда испытания проводили только три страны – США, СССР и Великобритания. В июле 1956 года Советский Союз внес предложение Вашингтону и Лондону начать переговоры о запрещении испытаний, которое было решительно отклонено.

ИСТОРИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ПРОБЛЕМЫ

Стараясь сдвинуть с мертвой точки эту сложную проблему, СССР объявил в марте 1958 года односторонний мораторий на все ядерные испытания. В ответ на эту мирную инициативу США в течение того же года демонстративно и вызывающе провели самую масштабную в истории серию испытаний: 62 воздушных и подводных взрыва и 15 подземных. Получив огромное количество весьма ценной информации, которую надлежало еще обработать, США, а с ними и Великобритания, в ноябре 1958 года присоединились к советскому мораторию, который действовал до сентября 1961 года.

В этот период внимание ученых и специалистов-ядерщиков стала привлекать проблема создания средств контроля за ядерными испытаниями, выдвинутая СССР, которая однако не встретила поддержки со стороны лидеров ядерных держав, объясняющих свою негативную позицию невозможностью создания надежной системы контроля за испытаниями. Как показали дальнейшие события, отказ от принятия соглашений об ограничении, а тем более о полном запрещении испытаний, уже в ту пору лежал не столько в военно-технической области, сколько в сфере большой политики. Для устранения разногласий советская сторона предложила на первых порах заключить договор о запрещении ядерных испытаний в трех средах – в атмосфере, космическом пространстве и под водой. Выдвижение такой инициативы базировалось на том, что скрыть там проведение испытаний практически невозможно. Развернувшиеся переговоры проходили весьма успешно и в рекордные сроки (в течение двух недель), было достигнуто согласие участников, и в августе 1963 года был подписан Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в трех средах. Первоначально договор подписали СССР, США и Великобритания, а вскоре к нему присоединились более 120 государств. До присоединения к договору продолжали проводить испытания в воздухе: Франция – до 1974 года, Китай – до 1980 года.

Общий тон процессу ядерного ограничения и разоружения, контроля за ядерными испытаниями задавали обладатели наибольших арсеналов нового оружия – США и СССР. Это довольно наглядно проявилось в подписании ими двусторонних договоров об ограничении количества и мощности подземных испытаний (до 150 кт) и о подземных испытаниях в мирных целях. Мировое сообщество, встревоженное появлением оружия огромной разрушительной силы, не могло остаться в стороне и стало предпринимать усилия для устранения этой угрозы. В мае 1984 года руководители шести стран (Индии, Аргентины, Греции, Мексики, Швеции, Танзании) выступили с «Мирной инициативой пяти континентов», призвав ядерные государства к немедленному прекращению испытаний ядерного оружия и подготовке международного договора о полном их прекращении. В августе 1986 года руководители этих стран заявили: «Мы по-прежнему убеждены в том, что сегодня нет более неотложной и важной проблемы, чем прекращение всех ядерных испытаний».

Некоторое сближение позиций СССР и США в сфере ядерной безопасности и связанной с ней проблемой ядерных испытаний произошло в ходе встречи лидеров двух стран в 1986 году в Рейкьявике. В ходе обсуждений высказывалось мнение о том, что всеобщее прекращение ядерных испытаний возможно только в условиях полной ликвидации ядерного оружия.

Для проверки некоторых основополагающих положений контроля за ядерными испытаниями и их влияния на процесс распространения ядерного оружия ученые национальных академий наук СССР и США провели тщательно подготовленный совместный эксперимент. С этой целью осенью 1988 года были проведены два подземных ядерных взрыва на Невадском и Семипалатинском полигонах. В ходе совместного эксперимента каждая из сторон производила калибровку своих технических средств контроля.

Окончание холодной войны, снижение идеологического и военного противостояния создали более благоприятную ситуацию для прекращения ядерных испытаний: СССР провел последние испытания в 1990 году, а США – в 1992 году. Этот мораторий соблюдается ядерными государствами и действует вплоть до настоящего времени. На конференциях по Договору о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО), которые проводятся мировым сообществом каждые пять лет, неядерные страны выдвигают весьма жесткие требования в отношении прекращения всех испытаний, и это оказывает определенное воздействие на политику ядерных держав, в том числе и в отношении прекращения ядерных испытаний. Ядерные страны выражают намерения обеспечить выполнение этих требований, однако без указания конкретных сроков.

В середине 1990-х годов мировое сообщество оказалось перед необходимостью кардинального решения проблемы прекращения ядерных испытаний. В 1995 году завершался 25-летний период действия ДНЯО, в соответствии с которым он должен был быть продлен бессрочно или на новый срок. Это стало предметом весьма напряженных переговоров, целью которых была разработка и подписание Договора о запрещении ядерных испытаний, которые проходили на Конференции по разоружению. В результате острых дискуссий в сентябре 1996 года был открыт для подписания бессрочный Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ). Этот договор должен был стать сигналом для неядерных государств о готовности ядерных держав выполнять свои разоруженческие обязательства.

СПОРЫ ВОКРУГ ДОГОВОРА

По состоянию на сентябрь 2010 года его подписали 182 государства и 153 – ратифицировали. По условиям договора для вступления его в силу необходима ратификация этого документа 44 странами, оговоренными в Приложении к договору, которые обладают ядерным потенциалом (имеют энергетические или исследовательские реакторы). К настоящему времени его ратифицировали 35 государств этой категории, включая три ядерных – Россию, Великобританию, Францию. Девять ключевых государств еще не провели ратификацию, в том числе США и Китай, а также Индия, Пакистан, КНДР. Россия в числе первых государств подписала (в сентябре 1996 года) и ратифицировала (в июне 2000 года) договор.

Весьма показательной явилась позиция США. При рассмотрении вопроса о ратификации в верхней палате парламента большинство сенаторов проголосовали «против». В качестве основного довода в пользу такой позиции был выдвинут уже ставший традиционным тезис о том, что подземные взрывы малой мощности могут быть необнаруженными. В частности, указывалось на невозможность обнаружения взрыва, произведенного в заранее подготовленной глубоко расположенной большой пустотелой полости без выброса грунта на поверхность (камуфлет). Однако все эти доводы в пользу нератификации договора нейтрализовались создаваемым разнообразным режимом контроля, в основе которого находится Международная система мониторинга (МСМ). В ее состав входят 50 основных и 120 вспомогательных сейсмических станций, 60 инфразвуковых, 80 радионуклидных и 11 гидроакустических лабораторий (всего 337 объектов, расположенных по всему миру).

Значительная часть американских ученых, занимающихся проблемами национальной безопасности, полагали необходимым провести широкомасштабные исследования в области мониторинга. Группа ученых из Национальной академии наук провела исследования в области прогресса мониторинга ДВЗЯИ за время с момента отклонения его ратификации в 1999 году. Одна из капитальных работ в была выполнена группой ученых Стенфордского университета и других научных центров во главе с Дэвидом Хефмейстером, результаты которой были опубликованы в журнале Science and Global Securiti, 2007, vol 15. На основании выполненных исследований ученые пришли к выводу о том, что полностью сформированная международная система мониторинга надежно обеспечит обнаружение и идентификацию ядерных взрывов с порогом 0,1 кт при проведении испытаний в любом месте Европы, Северной Америки, Северной Африки. Для некоторых мест этот порог еще ниже и составляет 0,01 кт.

В подтверждение этого вывода приводят результаты ядерного испытания, проведенного Северной Кореей 9 октября 2006 года мощностью 0,6 кт. Этот взрыв был сразу же зафиксирован сейсмометрами в Австралии, Европе, Азии, Северной Америке. Индийские и пакистанские ядерные испытания 11, 28 и 30 мая 1998 года были автоматически зафиксированы в течение часа 62 станциями с определением места проведения взрывов. При этом была вновь подтверждена главная роль сейсмического мониторинга в контроле над ядерными испытаниями, однако и другие компоненты доставляют порой весьма уникальную информацию, в частности о некоторых особенностях испытываемого ядерного заряда. Так, инфразвук (0,01–1 Гц), обладая весьма низкой способностью обнаружения небольших подземных ядерных взрывов, в то же время способен дискриминировать атмосферные ядерные взрывы от взрывов химических ВВ и землетрясений.

Гидроакустические станции с помощью датчиков фиксируют распространение акустических волн в океане на большие расстояния. Радионуклидный мониторинг основан на обнаружении радиоактивных ядер, образовавшихся в результате ядерного взрыва. При проведении испытания Северной Кореей через два дня после испытания было обнаружено около 300 ядер радиоактивного ксенона, что подтвердило ядерный характер испытаний. В результате своих исследований американские ученые отмечают, что установленный в начале 1990-х годов порог в 1 кт, в результате прогресса последних лет в области мониторинга снизился до уровня 0,1 кт, а во многих районах и того меньше. Подводные ядерные взрывы в океанах возможно фиксировать до порога 0,001 кт или даже ниже. Ядерные взрывы в верхней атмосфере или в ближнем космосе могут быть обнаружены на расстоянии до 100 млн. километров от Земли. Указанные работы американских ученых, а также ряд исследований, выполненных российскими специалистами по указанной проблеме, не вызывают сомнений в том, что обнаружение ядерных испытаний в настоящее время обладает высокой эффективностью и не является препятствием на пути внедрения в жизнь ДВЗЯИ.

АЛЬТЕРНАТИВЫ ИСПЫТАНИЯМ

В то же время негативная позиция США, КНР, Израиля, Ирана, Индонезии, Египта и Колумбии, которые подписали, но не ратифицировали, а КНДР, Индия и Пакистан не подписали договор, создает сложную ситуацию, которая не дает оснований предполагать, что ДВЗЯИ вступит в законную силу в обозримом будущем. На пути вступления его в действие необходимо решать иранскую и северокорейскую ядерную проблему, а также создать приемлемый баланс сил в тревожном треугольнике: Китай–Индия–Пакистан. Мировое сообщество обеспокоено состоянием надежности и безопасности ядерных арсеналов, общее количество боезарядов в которых исчисляется многими тысячами экземпляров, что создает виртуальные условия для случайного возникновения ядерной катастрофы. Это определяет высокие требования к системе контроля за состоянием хранящихся боезарядов без проведения ядерных испытаний. С этой целью разработаны и активно используются альтернативные методы контроля:

– физическое моделирование (лабораторные эксперименты);

– неядерно-взрывные эксперименты (гидроядерные и

подкритические);

– компьютерное моделирование (виртуальные ядерные испытания).

Каждый такой метод исследований позволяет получить информацию в определенной области, совокупность которой дает возможность использовать системный подход для ответа на основные вопросы, определяющие общее состояние и потенциальные возможности рассматриваемого типа боезарядов. Лабораторные эксперименты, проводимые на специально созданных лабораторных установках, начали проводиться еще в ту пору, когда шли работы над первыми образцами атомной бомбы. Они должны были дать ответ о состоянии ядерного зарядного устройства и его элементов на разных стадиях. В частности, в ходе экспериментов проводятся исследования влияния старения на физические свойства материалов заряда, особенно урана и плутония. В ядерных лабораториях США и СССР непрерывно совершенствовались и создавались уникальные установки, позволяющие получать информацию о физических процессах ядерного взрыва. После прекращения натурных ядерных испытаний роль лабораторных экспериментов значительно возросла.

Неядерно-взрывные эксперименты также имеют давнюю историю, в ходе которых СССР провел 89 гидроядерных испытаний. Не отставали от него и США. В ходе таких испытаний с помощью подрыва химического взрывчатого вещества (ВВ) создается взрывное сжатие делящегося ядерного вещества до такой степени, что плутоний теряет свою механическую прочность и начинает вести себя как жидкость. При этом происходит деление небольшого количества ядер плутония, что приводит к выделению ядерной энергии, эквивалентной примерно 2 кг тротила. Еще до подписания ДВЗЯИ в 1994–1995 годах на полигоне Новая Земля была проведена серия гидроядерных испытаний с суммарной мощностью 10 кг тротила. В настоящее время гидроядерные испытания признаны противоречащими требованиям ДВЗЯИ, поскольку при проведении эксперимента происходит хотя и небольшой по мощности, но тем не менее ядерный взрыв.

На смену гидроядерным пришли подкритические испытания. При проведении такого эксперимента подкритическая плутониевая оболочка окружается несколькими килограммами химического ВВ, которые при взрыве обеспечивают весьма малую величину энерговыделения. При этом отсутствуют условия для экспоненциально нарастающей цепной ядерной реакции. В 1998 году на полигоне Новая Земля было произведено пять подкритических экспериментов, которые проводились в полном соответствии с ДВЗЯИ. Эти эксперименты были предназначены для проверки состояния боеприпасов с длительным сроком службы. Малые мощности взрывов при проведении гидроядерных и подкритических экспериментов не регистрируются с помощью средств дистанционного сейсмического контроля. Подтвердить их проведение (или опровергнуть) возможно только контролем на месте с помощью гамма-нейтронной измерительной аппаратуры.

В последнее время особую значимость приобрело компьютерное моделирование ядерно-взрывных процессов. Для создания успешно действующей компьютерной модели необходимо прежде всего глубокое знание физических процессов ядерного взрыва; наличие значительной по масштабам аналитической статистики о многочисленных параметрах ранее проведенных испытательных ядерных взрывов. Этот метод исследований предусматривает использование суперкомпьютеров нового типа. До подписания ДВЗЯИ у России не было компьютеров с такими характеристиками, и в ту пору США обещали поставить их России для проверки безопасности боеприпасов. Однако после подписания ДВЗЯИ они отказались от прежних обещаний. Однако России удалось получить 17 суперкомпьютеров, закупив их у фирмы IBM через одну из ее дочерних кампаний. Следует заметить, что неоднократное объявление Россией моратория на ядерные испытания сужали ее возможности по совершенствованию компьютерного моделирования.

Завершая рассмотрение содержания статьи следует заметить, что в ядерных странах существует определенная оппозиция ДВЗЯИ, особенно заметная среди специалистов, непосредственно связанных с производством и эксплуатацией ядерных боезарядов. В этом отношении весьма характерной была позиция одного из создателей ядерного оружия – академика Сахарова: «Для чего на самом деле нужны ядерные испытания? Для разработки фундаментально новых технических решений, таких, которые нужны для программы СОИ или для любых других новых методов применения ядерного оружия. Фактически это означает, что страна, возобновившая ядерные испытания, ставит своей целью создание новых типов ядерного оружия, изменение в свою пользу соотношение сил на мировой арене».

Подводя итоги рассмотрения проблемы запрещения ядерных испытаний, можно сделать следующий вывод: без натурных испытаний с помощью альтернативных методов возможно обеспечивать надежность и безопасность ядерного оружия, однако создать новый тип оружия без натурных испытаний практически невозможно.