Анализ возможностей оценки размеров охранных зон мирных ядерных взрывов на основе количественных закономерностей деформации земных недр

Отнесение территорий в местах проведения мирных ядерных взрывов к местам размещения особых радиоактивных отходов накладывает серьезные требования к прилегающей территории, ее границам, информированию населения, органов государственной власти и юридических лиц о запрете на ведение хозяйственной деятельности в пределах этих границ. В действующих Санитарных нормах и правилах СанПиН 2.6.1.2819-10 «Обеспечение радиационной безопасности населения, проживающего в районах проведения (1965–1988 гг.) ядерных взрывов в мирных целях» размеры границ охранных зон не определены. Целью данной работы является анализ литературных данных по структуре деформационных изменений недр при проведении мирных ядерных взрывов и обоснование количественных соотношений, на основе которых могут оцениваться размеры охранных зон. На основе сравнительного анализа литературных данных были выбраны количественные соотношения, позволившие рассчитать радиусы деформационных изменений (полость, зона дробления, зона трещиноватости и зона остаточных деформаций) в различных горных породах. Оценено, что максимальные значения радиусов зоны трещиноватости для мирных ядерных взрывов, проведенных на территории Российской Федерации в твердых породах, не превышают 200 м, а в пластичных породах – 250 м. Для определения границ охранных зон предложены упрощенные формулы, позволяющие дать консервативную оценку радиуса охранной зоны с учетом мощности и глубины взрыва.

1. Библин А.М., Храмцов Е.В., Репин В.С. и др. Радиационная обстановка в районе проведения мирного ядерного взрыва «Пирит» // Радиационная гигиена. 2022. Т. 15, № 4. С. 149–161. DOI: 10.21514/1998-426X-2022-15-4-149-161.

2. Рамзаев В.П., Библин А.М., Репин В.С. и др. Загрязнение тритием поверхностных и подземных вод в месте проведения мирных подземных ядерных взрывов серии «Днепр» // Радиационная гигиена. 2022 Т. 15, № 1. С. 6–26. DOI: 10.21514/1998-426X-2022-15-1-6-26.

3. Рамзаев В.П., Репин В.С., Храмцов Е.В. Мирные ядерные взрывы: проблемы и пути обеспечения радиационной безопасности населения // Радиационная гигиена. 2009. Т. 2, № 2. С. 27–33.

4. Рамзаев В.П., Травникова И.Г., Басалаева Л.Н. и др. О влиянии подземных ядерных взрывов «Кратон–3» и «Кристалл» на радиационно–гигиеническую обстановку в близлежащих населенных пунктах // Радиационная гигиена. 2008.Т. 1, № 2. С. 14–19.

5. Ramzaev V., Repin V., Medvedev A. et al. Radiological investigations at the “Taiga” nuclear explosion site, part II: man–made X–ray emitting radionuclides in the ground and the resultant kerma rate in air // Journal of Environmental Radioactivity. 2011. Vol. 102, № 7. P. 672–80. DOI:10.1016/j.jenvrad.2011.04.003.

6. Храмцов Е.В., Репин В.С., Библин А.М. и др. Радиационно–гигиеническая характеристика охранных зон мирных ядерных взрывов в Архангельской области // Радиационная гигиена. 2021 Т.14, № 1. С. 111–123. DOI: 10.21514/1998-426X-2021-14-1-111-123.

7. Архипов В.Н., Борисов В.А., Будков А.М. и др. Механическое действие ядерного взрыва. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 382 с.

8. Васильев А.П., Ильичев В.А., Касаткин В.В. и др. Ядерные взрывные технологии: эксперименты и промышленные применения. Снежинск.: РФЯЦ–ВНИТФ, 2017. 508 с.

9. Адушкин В.В., Спивак А.А. Подземные взрывы. М.: Наука, 2007. 585 с.

10. Адушкин В.В. Спивак А.А., Чернышев А.К. Физическая картина подземного ядерного взрыва // На благо России, к 75–летию академика РАН Ю.А. Трутнева. Саров, 2002. С. 170–194.

11. Садовский М.А. Избранные труды: Геофизика и физика взрыва. М: Наука, 2004. 439 c.

12. Boardmen Ch. R. Engineering effects of underground nuclear explosions. Symposium on engineering with nuclear explosives. Las Vegas. Las Vegas. Nevada; 1970. Vol. 1. Springfield; P. 43–67.

13. Артамонова С.Ю., Кожевников Н.О., Антонов Е.Ю. Мерзлотно–гидрогеологическое строение района мирного подземного ядерного взрыва «Кратон» (Якутия) // Геология и геофизика. 2013. Т. 54, № 5. С. 722–736.

14. Clossman P.J. On the prediction of cavity radius produced by an underground nuclear explosion // Journal of Geographical research. 1969. Vol. 74, No. 15. P. 3935–3939 DOI: 10.1029/JB074i015p03935.

15. Ядерные испытания СССР. Том 4. Использование ядерных взрывов для решения народнохозяйственных задач и научных исследований. Саров: РФЯЦ–ВНИИЭФ, 2000. 200 с.

16. Васильев А.П. Ядерные взрывные технологии в мирных ядерных взрывах / Сборник материалов XIII Международной конференции. Снежинск, 20–24 марта 2017 года. Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно–исследовательский институт технической физики имени Е.И. Забабахина, 2017. С.10.

17. Касаткин В.В., Касаткин А.В., Ильичев В.А. и др. Этапы перевода объекта использования ядерного заряда в мирных целях «Глобус–1» в пункт консервации особых радиоактивных отходов // Атомная энергия. 2014. Т. 116, № 3. С. 157–161.

18. Касаткин В.В., Ильичев В.А., Клишин В.И. Создание санитарно–защитной зоны объекта «Тайга» // Безопасность окружающей среды. 2009. № 4, С. 88–91.

19. Клишин В.И., Приходько Н.К., Камнев Е.Н. и др. Основные положения концепции специального горного отвода вокруг центральных зон подземных ядерных взрывов. Труды Международной конференции Радиоактивность после ядерных взрывов и аварий. Москва 5–6 декабря 2005 г. Том 3. Воздействие радиоактивного загрязнения на антропогенные и сельскохозяйственные экосистемы. Дозы облучения населения в результате радиоактивного загрязнения окружающей среды при ядерных взрывах и авариях. Стратегии и контрмеры. СПб., 2006, С. 444–448.

20. Особые радиоактивные отходы. ИБРАЭ РАН. М.: ООО «САМ полиграфист», 2015. 240 с.

21. Касаткин В.В., Касаткин А.В., Василенко Е.М. и др. Концепция обращения с особыми радиоактивными отходами–мирными ядерными взрывами // Вестник РАЕН. 2017. Т. 17, № 2. С. 39–42.

22. Касаткин В.В., Камнев Е.Н., Ильичев В.А., Касаткин А.В. Экспертная оценка радиационного риска объектов мирных ядерных взрывов (МЯВ) на основе выбранных эмпирических критериев // Горный информационно–аналитический бюллетень. 2013. № 8. С. 196–201.

23. Касаткин В.В., Ильичев В.А., Камнев Е.Н. и др. Георадиоэкологические проблемы объектов мирных ядерных взрывов – пунктов размещения особых радиоактивных отходов // Атомная энергия. 2012. Т. 113, № 5, С. 289-293.

24. Дубасов Ю.В. Выход и истечение радиоактивных благородных газов при подземных ядерных взрывах различного назначения // Радиохимия. 2021. Т. 63, № 6. С. 591–600.

25. Абрамсон М.Г., Байдюк Б.В., Зарецкий В.С. и др. Справочник по механическим и абразивным свойствам горных пород нефтяных и газовых месторождений. М.: Недра, 1984. 207 с.

26. Капитонов А.М., Васильев В.Г. Физические свойства горных пород западной части Сибирской платформы. Красноярск: Сиб. федер. ун–т, 2011. 424 с.

27. Справочник по буровзрывным работам. Под редакцией Друкованого М.Ф. М.: Недра, 1976. 631 с.

28. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород. Под редакцией Мельникова Н.В., Ржевского В.В., Протодьякова М.М. М.: Недра, 1975. 279 с.

29. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород: Учебник для вузов – 4–е изд. М: Недра, 1984. 379 с.

30. Тимошенко С.П., Гере Дж. Механика материалов: учебник для вузов. 2-е изд. СПб.: Издательство «Лань», 2002. 672 с.