5.1. ПРОБЛЕМА СНИЖЕНИЯ РИСКА И УМЕНЬШЕНИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ ЯДЕРНЫХ И РАДИАЦИОННЫХ АВАРИЙ С ЯО
В данной главе рассматриваются основные технические и организационные подходы, снижающие риск ядерного энерговыделения и последствий ядерных и радиационных аварий с ЯЗ. При этом часть рассматриваемых подходов не зависит от конкретного этапа жизненного цикла ЯЗ, некоторая же часть подходов применяется только на определенных этапах жизненного цикла.
Весь комплекс задач по снижению риска последствий аварий с ЯЗ, ЯБП может быть разделен на четыре группы:
- предотвращение значительного ядерного энерговыделения при всех видах аварий, приводящих к подрыву взрывчатого вещества (ВВ) ЯЗ;
- предотвращение возникновения самоподдерживающейся цепной реакции (СЦР) при различных видах аварий;
- снижение риска аварийного выхода радиоактивных веществ в окружающую среду и радиоактивного загрязнения местности на значительной площади;
- снижение уровней аварийных воздействий на ЯЗ до значений, при которых риск негативных последствий минимален.
Отдельная группа вопросов связана с предотвращением возможностей несанкционированного использования ЯО.
В соответствии со своим предназначением, ЯО должно обеспечивать ядерный (термоядерный) взрыв с заданной, достаточно высокой надежностью. Эта функция должна быть выполнена только установленным государством порядком и только при получении разрешения на применение ЯО от высшего руководства страны.
Предотвращение несанкционированного ядерного или термоядерного взрыва является важнейшей задачей на протяжении всех лет существования ЯО.
В самом общем случае под несанкционированным ядерным взрывом понимается взрыв ЯЗ вне условий санкционированного боевого применения ЯО, происходящий в результате нерегламентированных воздействий на ЯО. Под нерегламентированными понимаются воздействия, не предусмотренные документацией на ЯО.
Поскольку работа первичного модуля в условиях, резко отличных от проектных, может приводить к радикальному снижению энерговыделения термоядерного заряда, то в ядерном и в термоядерном оружии необходимо исключить несанкционированный полномасштабный взрыв первичного модуля или вообще несанкционированный ядерный взрыв. В дальнейшем мы будем рассматривать проблему исключения полномасштабного ядерного взрыва первичного модуля в нерегламентированных ситуациях, подразумевая при этом, что в термоядерном оружии одновременно будет исключен и несанкционированный термоядерный взрыв.
К основным мерам, решающим эту задачу, можно отнести:
- обеспечение максимально возможной степени безопасности ЯО. При проектировании ЯО должно создаваться как система, по возможности, обладающая свойством "внутренней безопасности". Для этого непосредственно в самом ЯО применяются физические принципы и схемно-конструкторские решения, исключающие или максимально уменьшающие уровень его опасности как в регламентированных условиях, так и при возможных нерегламентированных воздействиях;
- создание и применение средств физической защиты ЯО, обеспечение групповой взрывобезопасности и групповой ядерной взрывобезопасности ЯЗ, снижение нерегламентированных воздействий, по возможности, до допустимого для ЯО уровня, создание и применение технических средств, повышающих защищенность ЯО от обычных средств поражения и затрудняющих несанкционированный доступ к ЯО;
- организацию системы безопасной эксплуатации ЯО, обеспечивающей безаварийные условия для ЯО, исключающей или затрудняющей возможность осуществления несанкционированных действий (НСД), надежную охрану и, при необходимости, оборону ЯО;
- организацию оперативного реагирования на чрезвычайные ситуации и ликвидации их последствий, создание и применение, в случае необходимости, соответствующих технических средств, обеспечивающих оперативную информацию о чрезвычайных ситуациях, локализацию и ликвидацию их последствий безопасными методами с минимальным ущербом для персонала, населения и окружающей среды.
5.2. ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ЗНАЧИМОГО ЯДЕРНОГО ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ ПРИ АВАРИЯХ СО ВЗРЫВОМ ВВ ЯЗ
5.2.1
Одной из важнейших задач, решаемых разработчиками каждого вида ЯЗ, является предотвращение ядерного взрыва или ядерного энерговыделения значительной мощности в случае аварийного подрыва взрывчатых веществ, содержащихся в ядерном заряде. Для решения этой задачи в первом серийном ядерном заряде СССР был применен принцип раздельного хранения заряда ВВ и узла с ДМ.
Окончательную сборку бомбы и заряда для него предполагалось производить перед вылетом самолета для выполнения боевой задачи. Бомбы с такими зарядами хранились в разобранном состоянии, причем элементы авиабомбы помещались в хранилищах, территориально находящихся в различных местах. При хранении составные элементы авиабомбы группировались так, что механические и электрические узлы хранились в одном месте, заряд ВВ - в другом, узлы с делящимися материалами - в третьем.
Перевод авиабомб в состояние боевой готовности осуществлялся лишь на период боевого дежурства, который составлял относительно небольшую долю по длительности в жизненном цикле авиабомбы. В соответствии с представлениями того времени, описанный подход обеспечивал максимально возможную безопасность. В то же время, этот способ обеспечения безопасности имел ряд недостатков. К ним следует отнести необходимость частой сборки - разборки ЯЗ вне заводских условий, а также то, что необходимость сборки перед боевым применением понижала боеготовность ядерного оружия. Оставался открытым и вопрос о безопасности полностью собранной авиабомбы. Для устранения перечисленных недостатков в 1957-1960 годах были разработаны заряды, удовлетворяющие условию ядерной безопасности при подрыве ВВ в одной точке. Соблюдение принципа "одноточечной" безопасности (ОБ) для каждого ЯЗ предоставляло возможность обеспечить ядерную взрывобезопасность (ЯВБ) полностью собранного ЯЗ при аварийных воздействиях. Указанный принцип обеспечивается до настоящего времени во всех ядерных зарядах России.
В ЯЗ реализуется комплекс технических способов повышения безопасности, а в процессе жизненного цикла ЯЗ осуществляются также организационные мероприятия, направленные на повышение его безопасности.
5.2.2
К подходам технического плана относятся:
- Применение специального способа нейтронного инициирования (например, использование внешнего импульсного нейтронного источника).
- Применение конструкций ЯЗ с бустерным режимом.
- Применение конструкций ЯЗ со специальным режимом инициирования взрывчатого вещества ЯЗ, требующим высокой степени точности (последовательности) подрыва. Такая система инициирования является уникальной, то есть невоспроизводимой при любых видах аварий.
- Применение специальных принципов конструирования ЯЗ, исключающих высокие энергетические воздействия на заряд химического ВВ, входящий в ЯЗ.
- Применение конструкций ЯЗ с блокировкой критических (с точки зрения ядерного взрыва) цепей заряда специальными устройствами. При этом разблокирование таких устройств осуществляется лишь при боевом применении. На всех остальных стадиях жизненного цикла (производство, транспортирование, хранение, демонтаж) критические цепи заблокированы. В этом случае исключается подача на ЯЗ от системы автоматики ЯБП ложного подрывного импульса в случае аварии.
- Создание необслуживаемых зон на ядерном заряде. Необслуживаемые зоны закрываются крышками со специальными замками, доступ туда в процессе технического обслуживания (после сборки заряда) не требуется, а в случае каких - либо ошибочных действий проникнуть туда невозможно, не разрушив часть конструкции заряда. Это исключает ошибочные и затрудняет злоумышленные действия, направленные на подрыв ЯЗ с подстыковкой к его критическим цепям.
- Применение в критической цепях автоматики ЯБП устройств защиты.
5.2.3
Кроме технических способов исключения ядерного энерговыделения заряда осуществляются и организационные меры. К ним относятся:
- Проведение специальной комиссией на стадии проектирования ЯЗ экспертизы соответствия конструкции ЯЗ требованиям безопасности как для одиночного ЯЗ, так и для ЯЗ в составе группы зарядов.
- Исключение из конструкторской, производственной и эксплуатационной документации контрольных проверок ЯЗ с подачей электрического напряжения в критические цепи заряда либо системы автоматики ЯБП.
Описанные выше подходы иллюстрируются диаграммой 5.1.
![[Диаграмма 5.1]](diagram51.gif)
|
|
|
