Кіріспе
АҚШ-тың ядролық жарылғыш заттарды бейбіт мақсатта қолдану жөніндегі бағдарламасы (1961–1977) ядролық қаруды бейбіт мақсатта пайдалануды ұсынды. Plowshare жобасы – ядролық жарылғыш заттарды бейбіт құрылыс мақсатында пайдалану техникасын әзірлеу жөніндегі АҚШ-тың жалпы бағдарламасы. Бағдарлама 1957 жылғы маусымда "Атомдар бейбітшілік үшін" деген дүниежүзілік бастаманың бір бөлігі ретінде ұйымдастырылды. Бағдарлама аясында 27 жеке сынақта 35 ядролық оқ-дәрі жарылды. "Ұлттық экономика үшін ядролық жарылыстар" деген атпен Кеңес Одағында да осыған ұқсас бағдарлама жүзеге асырылды. Ядролық жарылғыш заттарды жауынгерлік емес мақсатта пайдаланудың сәтті мысалдарына тау-кенді жару, тығыз газды ынталандыру, химиялық элементтерді өндіру, жұлдыздық нуклеосинтездің R процесінің кейбір сырларын ашу, сондай-ақ Жер қабығының терең қабаттарының құрамын зерттеу, геологтарға көмектесетін және кен іздеу компанияларының жұмысын жеңілдететін сейсмологиялық тербеліс деректерін жасау кіреді. Жобаның ерекше үлкен және атмосфераға шығарылған Sedan ядролық сынағы геологтарды Барингер кратерінің жанартаудың атқылауынан емес, метеориттің құлауынан пайда болғанын анықтауға мүмкіндік берді, бұрын осылай деп есептелген болатын. Бұл соққыдан пайда болғандығы дәлелденген Жердегі алғашқы кратер болды. Plowshare жобасының сынақтарынан туындаған теріс салдарлар қоғамдық наразылықты тудырды, нәтижесінде 1977 жылы бағдарлама тоқтатылды, ал жер асты сынақтарын талап ететін келісімге қол қойылғанға дейін радиоактивті материалдар атмосфераға тарады.
proposed peaceful uses of nuclear weapons
Project Plowshare was the overall United States program for the development of techniques to use nuclear explosives for peaceful construction purposes. The program was organized in June 1957 as part of the worldwide Atoms for Peace efforts. As part of the program, 35 nuclear warheads were detonated in 27 separate tests. A similar program was carried out in the Soviet Union under the name Nuclear Explosions for the National Economy. Successful demonstrations of non combat uses for nuclear explosives include rock blasting, stimulation of tight gas, chemical element manufacture, unlocking some of the mysteries of the R process of stellar nucleosynthesis and probing the composition of the Earth's deep crust, creating reflection seismology vibroseis data which has helped geologists and follow on mining company prospecting. The project's uncharacteristically large and atmospherically vented Sedan nuclear test also led geologists to determine that Barringer crater was formed as a result of a meteor impact and not from a volcanic eruption, as had earlier been assumed. This became the first crater on Earth definitely proven to be from an impact event. Negative impacts from Project Plowshare's tests generated significant public opposition, which eventually led to the program's termination in 1977. and the deposition of fallout from radioactive material being injected into the atmosphere before underground testing was mandated by treaty.
Негізгі себептері
Ядролық өнеркәсіп пен үкімет "достық атомның" медициналық қолданыста, жер жұмыстарында, содан кейін ядролық электр станцияларындағы бейбіт мақсаттағы пайдалану арқылы халықтың ядролық технологияға деген қорқынышын басуға және ядролық қаруды қабылдауға көмектесуге тырысты. Атом дәуірінің қақпасында АҚШ Федералды үкіметі "бейбіт ядролық жарылыстарды" қамтитын "Plowshare" жобасын бастады. Сол кездегі АҚШ Атом энергиясы комиссиясының төрағасы Льюис Штраус, "Plowshare" жобасының мақсаты "ядролық жарылғыш құрылғылардың бейбіт қолданысын көрсету арқылы қару-жарақ дамыту мен сынауға қолайлы жаһандық пікір қалыптастыру" екенін жариялады. Бұл сынақтар атом бомбаларының бейбіт мақсаттарда қолданылуы мүмкін екенін, атомдық қылышты еңбек құралына айналдыруға болатынын көрсетуге арналған болды.
Ұсыныстар
Жоба аясында ядролық жарылғыш заттарды қолдану ұсыныстарының ішінде Панама каналын кеңейту, Никарагуа арқылы жаңа теңіз деңгейіндегі су жолын салу (оны «Панатомдық канал» деп атаған), таулы аймақтардан тас жолдар үшін өткелдер жасау және ішкі су жүйелерін байланыстыру қарастырылды. Басқа ұсыныстар су, табиғи газ және мұнай сақтау үшін үңгірлерді жаруды қамтыды. Сондай-ақ, осы жарылғыш заттарды түрлі кен өндіру операцияларында пайдалану мүмкіндігі де жан-жақты қарастырылды. Бір ұсыныста Аризонадағы жер асты суының қабаттарын байланыстыру үшін ядролық жарылыстар қолдану туралы айтылды. Тағы бір жоспарда Калифорния штатының Сакраменто аңғарының батыс беткейінде су тасымалы жобасы үшін жер бетін жару көзделген. 1963 жылы Атом энергиясы комиссиясы, Калифорнияның автомобиль жолдары басқармасы (қазіргі Caltrans) және Санта-Фе темір жолы бірлесіп «Carryall» жобасын ұсынды. Бұл жоба бойынша Мохаве шөліндегі Бристоль тауларынан Interstate 40 тас жолы мен жаңа темір жол желісі үшін үлкен өткел жасау үшін 22 ядролық жарылыс жасалатын еді. Бағдарламаның соңындағы басты мақсат – «тығыз» жер асты резервуарларындағы табиғи газ ағынын күшейту үшін ядролық жарылғыш заттар мен жарылыс техникасын жетілдіру болды. 1960 жылдары ядролық жарылыс арқылы тас-қиыршық түзілімін (мұнайлы тақтадағы тасты бөлшектерге бөлу арқылы пайда болатын аймақ) жасауға негізделген, шикі мұнайды жерінде өндіру процесін өзгерту туралы ұсыныс енгізілді. Бірақ, бірқатар техникалық себептерге байланысты бұл тәсілден бас тартылды.
Арғақпен сынақ
Бірінші Бейбіт Ядролық Жарылыс (PNE) – 1961 жылдың 10 желтоқсанында Карлсбадтың оңтүстік-шығысында, Жаңа Мексиканың оңтүстік-шығысындағы тұз қабатында жүргізілген «Гном» жобасы. Жарылыс 3,1 килотонна (13 ТДж) энергияны босатты, нәтижесінде 51,82 м диаметрінде, 24,38 м биіктігіндегі қуыс пайда болды. Сынақтың көптеген мақсаттары болды, соның ішінде ең көп талқыланғаны – электр энергиясын өндіру үшін пайдаланылатын буды жасау. Тағы бір мақсат – пайдалы радиоизотоптарды өндіру және оларды алу. Тағы бір тәжірибе нейтронның ұшу уақыты физикасын зерттеуді қамтыды, ал төртінші тәжірибе – уақыт бойынша белгіленген сейсмикалық көз негізіндегі геофизикалық зерттеулерге қатысты. Тек соңғы мақсат толыққанды сәттілікке жетті деп есептелді. Жарылыс кезінде радиоактивті будың кездейсоқ шығуы тіркелді, осы кезде баспасөз өкілдері бақылау жасап тұрды. «Гном» сынағынан кейін жоспарланған, ішінара дамыған «Coach» жарылыс эксперименті тоқтатылды. Бірнеше кратер жасауға бағытталған сынақтар жүргізілді, соның ішінде 30-шы аймақтағы арна/траншея үшін бес 1 килотонналық құрылғыны атқылау және ең ірісі – 1962 жылдың 6 шілдесінде Юкка Флатсының солтүстік жағында, Неваданың оңтүстігіндегі Атом Энергия Комиссиясының Невада сынақ алаңында (NTS) жасалған 104 килотонналық (435 тераджоуль) жарылыс. «Седан» деп аталған жарылыс 400 миллионнан астам текше метр топырақты ығыстырып, 3657,60 метр биіктікке көтерілген радиоактивті бұлтты құрады. Бұлт солтүстік-шығысқа, содан кейін Миссисипи өзеніне қарай бағытталды. «Рио-Бланко» сынағы үшін CER Geonuclear Corporation компаниясы да жұмыс істеді. Соңғы PNE жарылысы 1973 жылдың 17 мамырында Колорадо штатының Гранд-Джанкшен қаласының солтүстігіндегі Фаун-Крик астында жасалды. Егер сәтті аяқталғанда, Батыс Роки тауларының газ кен орындарында жүздеген арнайы ядролық жарылғыш заттарды пайдалану жоспарланған. Алдыңғы екі сынақ өндірілген табиғи газ қауіпсіз пайдалану үшін тым радиоактивті екенін көрсетті; «Рио-Бланко» сынағында үш жарылыс қуысы күтілгендей бірікпеді және нәтижесінде алынған газ әлі де қабылдамас деңгейде радионуклидтерді қамтыды. 1974 жылға қарай ядролық газды ынталандыру технологиясы бағдарламасына шамамен 82 миллион доллар инвестицияланды. Егер барлық қалпына келтірілетін табиғи газ өндірілсе де, инвестицияның тек 15-40% ғана қайтарылатыны болжалды. Сонымен қатар, Калифорниядағы плиталарға жарылыс радионуклидтерінің ізі түсуі мүмкін деген ой көпшілікке ұнамады. Ластанған газ коммерциялық желілерге жіберілген жоқ. Бұл жағдай келесі үш онжылдық бойы өзгермеді, бірақ Колорадоның батыс беткейіндегі табиғи газты бұрғылаудың жаңадан өркендеуі ресурстарды дамытуды жер астындағы бастапқы жарылыстарға жақындатты. 2009 жылдың ортасына дейін 5 шақырым радиуста 84 бұрғылау рұқсаты берілді, ал 11 рұқсат жердің бір шақырым радиусы ішінде берілді.
Тиісті әсерлері, қарсылық және экономика
"Operation Plowshare "үлкен күтулермен және зор үміттермен басталды". Жоспарлаушылар жобаларды қауіпсіз аяқтауға болатынына сенді, бірақ оларды дәстүрлі әдістерге қарағанда экономикалық жағынан тиімді аяқтауға болатынына сенім аз болды. Сонымен қатар, жобаларға халық пен Конгресс тарапынан қолдау жеткіліксіз болды. "Chariot" және "Coach" жобалары техникалық және экологиялық мәселелерге байланысты бірнеше жылдық қосымша зерттеулерге себеп болды, нәтижесінде екі жоба да тоқтатылды. Blockquote. "Project Gnome" қауіпсіздігін растау үшін шақырылған баспасөз галереясының үстінен радиоактивті бу шығарды. Келесі жарылыс, Невада штатындағы Юкка Флэтте 104 килотонналық қуатпен болды, ол 12 миллион тонна топырақты ығыстырып, 12000 фут (3658 м) биіктікке көтерілген радиоактивті шаң бұлтын тудырды, ол Миссисипи өзеніне қарай бағытталды. Жердің бүлінуі, қауымдастықтардың көшірілуі, тритиймен ластанған су, радиоактивтілік және атмосфераға лақтырылған қалдықтар сияқты басқа да салдарлар 1977 жылы бағдарлама тоқтатылғанға дейін елеусіз қалдырылды және азайтылды, себебі халықтың қарсылығы күшті болды. Тарихшы доктор Майкл Пэйн атап өткендей, бұл ең алдымен халық пікірінің өзгеруіне байланысты болды, Куба зымыран дағдарысы сияқты оқиғаларға жауап ретінде наразылықтар, сот процестері және жалпы жауыздық туды, нәтижесінде мұнай және газды ынталандыру жұмыстары тоқтатылды. Сонымен қатар, жылдар өте келе ядролық қаруды одан әрі дамыту және өндіру баяулағандықтан, 1950-60 жылдары бейбіт мақсаттағы қолдануға деген қызығушылық азайды. Келесі жылдары АҚШ-тың көптеген газ кен орындары үшін арзан, ядролық емес ынталандыру әдістері әзірленді. Салыстыру үшін, тұтынушы өнімдерін ластамайтын ең табысты және тиімді ядролық ынталандыру жұмысы - 1976 жылы Кеңес Одағындағы Средне Ботуобинск газ кен орнында жүргізілген "Project Neva" болды, ол бірнеше таза ынталандыру жарылғыш заттарының, қолайлы тау жыныстарының және жер асты ластаушыларды сақтау мүмкіндігінің арқасында мүмкін болды. Кеңес Одағы қазірге дейін ең таза/ең төмен бөліну фракциясы бар ядролық құрылғылар бойынша рекордты сақтап тұр. Фьюзиялық реакция арқылы өнімділігінің ең жоғары үлесін өндірген және сондықтан ұзақ өмір сүретін бөліну өнімдерінің мөлшерін азайтатын құрылғылар туралы ашық деректер - 1970-ші жылдардағы КСРО-ның бейбіт ядролық жарылыстары, оның ішінде Печора-Кама каналының бөлігін қазған үш жарылыс, Тайга сынағының үш 15 килотонналық жарылғыш өнімділік құрылғыларында әрқайсысы 98% синтез ретінде көрсетілген, яғни 15 кт құрылғыда 0,3 килотонналық жалпы бөліну фракциясы. Салыстырмалы түрде, келесі үш жоғары синтездік өнімділік құрылғыларының барлығы мұнай және газды ынталандыру үшін өте жоғары жарылғыш қуаты болды: 50 мегатондық "Царь Бомба" синтезден алынған 97% өнімділікке жетті, ал АҚШ-та 9,3 мегатондық "Hardtack Poplar" сынағы 95,2%, ал 4,5 мегатондық "Redwing Navajo" сынағы 95% синтезден алынған.
Ядролық сынақтар
АҚШ басқа қару-жарақпен байланысты сынақ сериясымен бірге 27 ПНЭ атуын жүргізді. + Plowshare ядролық сынақтар Сынақ атауы Күні Орналасуы Түрі Көмілу тереңдігі Орташа өнімділік (килотон) Сынақ сериясы Нысаналы Gnome 1961 жылғы 10 желтоқсан Carlsbad, New Mexico Шахта 1,185 фут (361 м) Тұз 3 Nougat Көп мақсатты эксперимент, мақсаты: (1) ядролық жарылыстан туындаған жылу туралы деректер алу; (2) изотоптар өндірісі; (3) нейтрон физикасы; (4) тұз ортасында сейсмикалық өлшемдер; және (5) бейбіт мақсаттар үшін ядролық құрылғыларды әзірлеуге қажетті деректер. Sedan 1962 жылғы 6 шілде Nevada Test Site Кратер 635 фут (194 м) Alluvium 104 Storax Порттар мен каналдар сияқты ірі қазба жобалары үшін ядролық жарылыстарды пайдалану мүмкіндігін анықтауға арналған қазба эксперименті; кратердің мөлшері, радиациялық қауіпсіздік, сейсмикалық әсерлер және ауалық жарылыс туралы деректер беру. Anacostia 1962 жылғы 27 қараша Nevada Test Site Шахта 747 фут (227.7 м) Tuff 5.2 Storax Жоспарланған Coach жобасы үшін ауыр элементтерді өндіру және радиохимиялық талдау деректерін беруге арналған құрылғыны әзірлеу эксперименті. Kaweah 1963 жылғы 21 ақпан Nevada Test Site Шахта 745 фут (227.1 м) Alluvium 3 Dominic I and II Жоспарланған Coach жобасы үшін ауыр элементтерді өндіру және техникалық деректер беруге арналған құрылғыны әзірлеу эксперименті. Tornillo 1963 жылғы 11 қазан Nevada Test Site Шахта 489 фут (149 м) Alluvium 0.38 Niblick Қазба жұмыстарына арналған таза ядролық жарылғыш затты өндіруге арналған құрылғыны әзірлеу эксперименті. Klickitat 1964 жылғы 20 ақпан Nevada Test Site Шахта 1,616 фут (492.6 м) Tuff 70 Niblick Қазба жұмыстарына арналған жақсартылған ядролық жарылғыш затты өндіруге арналған құрылғыны әзірлеу эксперименті. Ace 1964 жылғы 11 маусым Nevada Test Site Шахта 862 фут (262.7 м) Alluvium 3 Niblick Қазба жұмыстарына арналған жақсартылған ядролық жарылғыш затты өндіруге арналған құрылғыны әзірлеу эксперименті. Dub 1964 жылғы 30 маусым Nevada Test Site Шахта 848 фут (258.5 м) Alluvium 11.7 Niblick Орналастыру техникаларын зерттеуге арналған құрылғыны әзірлеу эксперименті. Par 1964 жылғы 9 қазан Nevada Test Site Шахта 1,325 фут (403.9 м) Alluvium 38 Whetstone Ауыр элементтерді жасау үшін қажетті нейтрон ағынын арттыруға арналған құрылғыны әзірлеу эксперименті. Handcar 1964 жылғы 5 қараша Nevada Test Site Шахта 1,332 фут (406 м) Dolomite (карбонат тас) 12 Whetstone Карбонат тасындағы ядролық жарылыстардың әсерін зерттеуге арналған орналастыру эксперименті. Sulky 1964 жылғы 5 қараша Nevada Test Site Шахта 90 фут (27.4 м) Basalt 0.9 Whetstone Қатты, құрғақ тастағы кратерлік механиканы зерттеу және осы жағдайларда ауаға тараған радионуклидтердің таралу үлгілерін зерттеуге арналған қазба эксперименті. Palanquin 1965 жылғы 14 сәуір Nevada Test Site Кратер 280 фут (85.3 м) Rhyolite 4.3 Whetstone Осы жағдайларда ауаға тараған радионуклидтердің таралу үлгілерін зерттеу үшін қатты, құрғақ тастағы қазба эксперименті. Templar 1966 жылғы 24 наурыз Nevada Test Site Шахта 495 фут (150.9 м) Tuff 0.37 Flintlock Қазба жұмыстарына арналған жақсартылған ядролық жарылғыш затты әзірлеу үшін. Vulcan 1966 жылғы 25 маусым Nevada Test Site Шахта 1,057 фут (322.2 м) Alluvium 25 Flintlock Нейтрон ағынының өнімділігін бағау үшін ауыр элемент құрылғысын әзірлеу сынағы. Saxon 1966 жылғы 11 шілде Nevada Test Site Шахта 502 фут (153 м) Tuff 1.2 Latchkey Қазба жұмыстарына арналған ядролық жарылғыш заттарды жақсартуға арналған құрылғыны әзірлеу эксперименті. Simms 1966 жылғы 6 қараша Nevada Test Site Шахта 650 фут (198.1 м) Alluvium 2.3 Latchkey Қазба жұмыстарына арналған таза ядролық жарылғыш заттарды бағау үшін құрылғыны әзірлеу эксперименті. Switch 1967 жылғы 22 маусым Nevada Test Site Шахта 990 фут (301.8 м) Tuff 3.1 Latchkey Қазба жұмыстарына арналған таза ядролық жарылғыш заттарды бағау үшін құрылғыны әзірлеу эксперименті. Marvel 1967 жылғы 21 қыркүйек Nevada Test Site Шахта 572 фут (174.3 м) Alluvium 2.2 Crosstie Орналастыру техникаларына байланысты жер асты феноменологиясын зерттеуге арналған орналастыру эксперименті. Gasbuggy 1967 жылғы 10 желтоқсан Farmington, New Mexico Шахта 4,240 фут (1,292 м) Sandstone, газды таситын формация 29 Crosstie Аз өткізгіштікті газ өрісін ынталандыру үшін ядролық жарылғыш заттарды пайдалану мүмкіндігін зерттеуге арналған газды ынталандыру эксперименті; өнеркәсіптік қолдануды бағалау үшін бірінші Plowshare бірлескен үкіметтік-өнеркәсіптік ядролық эксперименті. Cabriolet 1968 жылғы 26 қаңтар Nevada Test Site Кратер 170 фут (51.8 м) Rhyolite 2.3 Crosstie Қатты, құрғақ тастағы кратерлік механиканы зерттеу және осы жағдайларда ауаға тараған радионуклидтердің таралу үлгілерін зерттеуге арналған қазба эксперименті. Buggy 1968 жылғы 12 наурыз Nevada Test Site Кратер 135 фут (41.1 м) Basalt 5 әрқайсысы 1.1 Crosstie Ядролық қатарлық зарядты қазба жарылысының әсерін және феноменологиясын зерттеуге арналған бес жарылыстан тұратын қазба эксперименті. Stoddard 1968 жылғы 17 қыркүйек Nevada Test Site Шахта 1,535 фут (467.9 м) Tuff 31 Bowline Қазба жұмыстарына арналған таза ядролық жарылғыш заттарды әзірлеуге арналған құрылғыны әзірлеу эксперименті. Schooner 1968 жылғы 8 желтоқсан Nevada Test Site Кратер 365 фут (111.3 м) Tuff 30 Bowline Қатты тастағы кратерлік жарылыстардың әсерін және феноменологиясын зерттеуге арналған қазба эксперименті. Rulison 1969 жылғы 10 қыркүйек Grand Valley, Colorado Шахта 8,425 фут (2,567.9 м) Sandstone 43 Mandrel Аз өткізгіштікті газ өрісін ынталандыру үшін ядролық жарылғыш заттарды пайдалану мүмкіндігін зерттеуге арналған газды ынталандыру эксперименті; газды ынталандыру үшін ядролық жарылыстарды пайдалану туралы инженерлік деректерді беру; газ өндірісі мен қалпына келтіру жылдамдығындағы өзгерістер және газды радиоактивті ластануды азайту техникалары. Flask 1970 жылғы 26 мамыр Green, Yellow, Red Nevada Test Site Шахта Green, 1736 фут (529.2 м); Yellow, 1,099 фут (335 м); Red, 499 фут (152.1 м) Green, Tuff; Yellow and Red, Alluvium Green, 105; Yellow, 0.9; Red, 0.4 тонна Mandrel Қазба жұмыстарына арналған жақсартылған ядролық жарылғыш заттарды әзірлеуге арналған үш жарылыстан тұратын құрылғыны әзірлеу эксперименті. Miniata 1971 жылғы 8 шілде Nevada Test Site Шахта 1,735 фут (528.8 м) Tuff 83 Grommet Қазба жұмыстарына арналған таза ядролық жарылғыш затты әзірлеу үшін. Rio Blanco 1973 жылғы 17 мамыр 1, 2, 3 Rifle, Colorado Шахта 5,840 фут (1,780 м); 6,230 фут (1,898.9 м); 6,690 фут (2,039.1 м) Sandstone, газды таситын формация 3 әрқайсысы 33 Toggle Аз өткізгіштікті газ өрісін ынталандыру үшін ядролық жарылғыш заттарды пайдалану мүмкіндігін зерттеуге арналған газды ынталандыру эксперименті; өте төмен өткізгіштікті резервуарлардан табиғи газды алу технологиясын әзірлеу.