Линки доступности

Инструмент познания Вселенной может быть использован против людей

Космические технологии являются технологиями двойного использования. Этот хрестоматийный факт известен даже школьникам. Когда-то германско-американский конструктор Вернер фон Браун, создавший ракету-носитель «Сатурн-5», которая доставила людей на Луну, выразил данную особенность космической техники с помощью такой аллегории: скальпель хирурга, проникший в тело пациента на несколько миллиметров больше допустимого, вместо выздоровления может принести смерть…

Относится это наблюдение и к теме данной статьи, обеспечивая ей вполне детективное начало. 23 августа газета «Известия» опубликовала материал под названием: «Две энергоустановки для питания автономных маяков на Севморпути бесследно исчезли».

Заголовок этот вряд ли мог вызвать повышенный читательский интерес.

Исчезли, ну и исчезли – в современной России каждый день что-нибудь исчезает, причем по масштабам и стоимости куда больше, чем пара энергоустановок для маяков. «Зацепить» читателя могла дальнейшая информация, содержавшаяся в статье: данные энергоустановки, которые вполне могли быть похищены, являются своего рода «ядерными батарейками», обладающими смертельным для человека излучением.

А вот эти строки в голове у человека осведомленного могли вызвать воспоминания в виде отрывков из сообщений СМИ: «террористы могут получить доступ к ядерным хранилищам бывшего СССР», «грязная бомба», «в России не досчитались «ядерных чемоданчиков»» и т. д… И почва для подобных ассоциаций, увы, есть.

Имя его РИТЭГ

Это непонятное для обывателя слово является аббревиатурой еще более туманного для широкой читательской аудитории словосочетания «Радиоизотопный термоэлектрический генератор». А между тем устройство, скрывающееся за этими названиями, даёт в буквальном смысле слова жизнь приборам и механизмам, которые нередко занимают центральные места в сообщениях СМИ.

Вспомним: «Вояджеры», «Кьюриосити», «Галилей», «Кассини», «Новые горизонты»… Имена этих космических аппаратов (КА) давно стали синонимом высших достижений человеческого разума, его непрекращающегося стремления познавать новое и одновременно расширять деятельности людей за пределы Земли.

Работая на большом удалении от Солнца, данные КА получают энергию не от традиционных солнечных батарей, а от РИТЭГов, которые питают их «мозги» (компьютеры), «органы чувств» (датчики и антенны), а в случае с «Кьюриоисити» – еще «ноги» и «руку» (двигатель и выносную управляемую штангу с лазером).

А топливом для РИТЭГов является плутоний-238. Блок этого радиоактивного элемента размером с кулак, раскаляется докрасна в результате процессов распада, которые в нем идут, и вполне может в течение многих лет удовлетворять голод КА, работающего где-нибудь на границе Солнечной системы, или за ее пределами.

«Аппетиты» у КА разные. «Галилей», вращавшийся вокруг Юпитера, потребовал 15,6 кг плутония-238. По прожорливости его явно превзошел направленный к Сатурну и его спутникам КА «Кассини», в РИТЭГ которого было загружено 32,7 кг этого радиоактивного топлива. КА «Новые горизонты», следующий в настоящее время к Плутону, ограничился лишь 10,9 кг плутония-238.

По сравнению с ними «Кьюриосити» – «малоежка». На два гарантированных земных года работы на поверхности Марса ему понадобилось всего 4,77 кг радиоактивной «еды». Однако, энергии в его РИТЭГе может хватить на 10-15 лет путешествия по Красной планете и ее исследования.

Без хлеба не бывает зрелищ

Этот принцип действует в отношении КА, особенно тех, которым приходится работать в «дальнем» космосе на большом удалении от Солнца. Без радиоактивного «хлеба» в их РИТЭГах человечеству не увидеть «глазами» этих роботов то, что не разглядеть с Земли даже в самый мощный телескоп.

Но так раз с этим «хлебом» у США и возникли проблемы. Дело в том, что в конце 1980-х годов Соединенные Штаты закрыли в местечке под названием Саванна Ривер в Южной Каролине производство плутония-238. Сделано это было по соображениям безопасности. Больше нигде данный радиоактивный элемент в США не производился.

После этого Америка закупала плутоний-238 у России. Но, то ли из-за истощения запасов этого материала в самой России, то ли по каким-то другим причинам, но РФ ввела двухгодичный мораторий в 2010-2011 годах на поставку плутония-238 в США.

Стало очевидно, что Соединенным Штатам придется возобновить собственное производство плутония-238, или зависеть по критически важным компонентам будущих миссий своих КА в «дальний» космос от России. Подобная перспектива отнюдь не радовала Вашингтон, особенно с учетом усложнившихся отношений с Москвой, несмотря на политику «перезагрузки» двусторонних отношений, начатой администрацией Барака Обамы.

В итоге США совместными усилиями НАСА и Министерства энергетики возобновили в 2013 году производство плутония-238. Сделано это было в Национальной лаборатории, расположенной в Оак-Ридж, штат Теннеси. В результате облучения нептуния-237 нейтронами в течение месяца удалось получить небольшое количество плутония-238. После того, как производство выйдет на проектную мощность, США надеются получать от 1,5 до 2 килограммов данного элемента в год.

Американские эксперты рады «своему» плутонию-238 не только потому, что перестали зависеть от российских поставок этого топлива для КА. Произведенный в США плутоний заметно свежее, чем тот, который Америка получала из России (период полураспада плутония-238 составляет 87,8 лет, а потому данный элемент 20-ти, или 30-ти летней давности уже не несет в себе такой запас энергии, как «новорожденный»).

Чем меньше ешь, тем меньше стоишь и меньше соришь

Данное наблюдение также полностью применимо к КА. Производство плутония-238 является весьма дорогостоящим, а потому конструкторы работают над снижением «аппетита» будущих КА, но так, чтобы это, разумеется, не сказалось на их производительности.

В настоящее время специалисты НАСА разрабатывают так называемый «Усовершенствованный РИТЭГ Стирлинга» (ASRG - Advanced Stirling Radioisotope Generator). Он сможет производить в четыре раза больше электроэнергии на один килограмм плутония-238, чем традиционный РИТЭГ. Два генератора данного типа должны поступить на испытания уже в 2016 году.

Есть поговорка: «Наши недостатки являются продолжением наших достоинств». Не избежал действия этого принципа и РИТЭГ Стирлинга. У «классических» РИТЭГов, конструкция которых основана на термопарах, лишь 5-7% энергии идет на производство электричества. Остальная часть – на разогрев плутониевого топлива.

РИТЭГ Стирлинга в роли производителя электричества, как уже отмечалось, намного эффективнее. Но… оснащенный им КА может в буквальном смысле слова замерзнуть при абсолютном нуле «дальнего» космоса. Ведь традиционный РИТЭГ производил довольно много тепла, которое шло на обогрев систем аппарата.

У РИТЭГа Стирлинга этого нет. Значит, придется подумать о каких-то дополнительных обогревателях для КА, оснащенных РИТЭГом данного типа. А это увеличит вес и стоимость аппарата. Поэтому, говорить о том, что все будущие космические роботы будут оснащены ASRG, пока преждевременно.

Но есть у РИТЭГа Стирлинга одно бесспорное преимущество перед его традиционными «собратьями», которое значительно повышает шансы на его использование в будущих космических миссиях. Чем меньше радиоактивного материала отправляется за пределы атмосферы, тем меньше радиоактивное загрязнение Земли в том случае, если ракета-носитель, выводящая на орбиту КА с плутонием, потерпит аварию.

Зачем РИТЭГи террористам и их пособникам

Но радиоактивное заражение топливом РИТЭГа может произойти не только в результате аварии ракеты-носителя, выводящего на орбиту КА с ядерной установкой на борту. Увы, это может стать следствием чьих-либо злонамеренных действий.

Возьмем уже упомянутую «грязную бомбу». Не обладая зарядом достаточной мощности, чтобы нанести поражение взрывной волной и огнем, она может просто разбросать вокруг себя радиоактивное вещество, вызвав лучевую болезнь у населения и сделав городской район, или участок сельской местности непригодными для проживания. Заманчивая перспектива для террористов, которые могли изготовить эту бомбу с использованием топлива РИТЭГа.

Но если до космических РИТЭГов, находящихся на режимных, строго охраняемых предприятиях космической отрасли злоумышленникам добраться практически невозможно, то до аналогичных устройств, используемых в других сферах человеческой деятельности, вполне вероятно.

Светят стронцием огни маяков Севморпути

Вернемся к тому, о чем упомянули в начале статьи – к пропаже на Севере двух РИТЭГов, питавших автономные маяки. Согласно «Известиям, в СССР было произведено 1007 энергоустановок данного типа для нужд морской навигации и космической отрасли. В качестве источника энергии там использовались два радиоактивных элемента: стронций-90 и итрий-90.

В ведении Минобороны находились 414 РИТЭГов. Как правило, они использовались в качестве источников питания маяков и навигационных знаков трассы Северного морского пути на побережье и островах Северного Ледовитого океана в зоне Арктики.

Энергоустановки были спроектированы с учетом воздействия чрезвычайно суровых природных факторов и предусматривали защиту окружающей среды от излучения. Расчетный максимально возможный ресурс эксплуатации – 25 лет. К настоящему моменту он полностью исчерпан — оставшиеся в море и на побережье установки были введены в действие в период с 1974 по 1985 год.

Кроме того (а это особенно важно с учетом реалий сегодняшнего дня), конструкция навигационных знаков не предусматривала защиты от вандализма.

По данным «Известий», сейчас на Севморпути продолжает работать 56 РИТЭГов. Еще 12 используются Минобороны на Камчатке, а четыре находятся в ведении Росгидромета в Антарктиде. 191 генератор хранится на различных площадках («ДальРАО», «РосРАО», ПО «Маяк», В/О «Изотоп»).

Куда ушли РИТЭГи

В 1990-е годы маяковые генераторы выработали ресурс. Но когда началась их утилизация, выяснилось, что некоторые установки исчезли. Как рассказал «Известиям» начальник отдела по работе с изотопными источниками управления нераспространения и физической защиты Курчатовского института Александр Григорьев, часть РИТЭГов смыло в океан, несколько было потеряно при транспортировке, а судьба двух до сих пор не известна.

На месте одного из пропавших маяков – 700-килограмового устройства под названием «Гонг», установленного около полуострова Таймыр, исследовательское судно обнаружило в 2012 году лишь металлические обломки. По словам Григорьева, в зоне нахождения маяка на Таймыре «за несколько лет изменилась береговая полоса, и генератор просто замыло песком.
Однако мы обследовали это место год назад, и сам генератор обнаружить не смогли, только обломки. Вероятно, его затянуло в океан».

Еще один генератор – 680-килограммовый «Бета-М» – пропал с мыса Кувэквын на Чукотке. Поскольку он был установлен на берегу, то замыть его, как полагает Григорьев, не могло, а потому «остается версия, что кто-то утащил».

В Институте динамики геосфер РАН считают, что в исчезновении РИТЭГов могут быть повинны охотники за металлоломом. «На Кольском полуострове были случаи, когда местные жители вскрывали установки, чтобы продать их на металлолом, и, естественно, получали смертельную дозу облучения», – рассказал «Известиям» сотрудник института Алексей Пустовалов.

По данным НКО «Беллона», приведенным в издании, с 1987 по 2004 год было зафиксировано девять случаев разграбления РИТЭГов, три аварийных сброса генераторов с транспортного вертолета, три раза были выявлены утечки радиации по причине недостатков конструкции. Кроме того, два РИТЭГа были потеряны под слоем грунта, и в одном случае не удалось установить причины механических повреждений корпуса.

Охотников за металлоломом явно подводят пробелы в знаниях физики на уровне средней школы. По словам Пустовалова, период полураспада стронция-90, которым заряжены РИТЭГи, составляет около 300 лет. Все это время он продолжает фонить. Поэтому металлы, из которого сделаны установки, – нержавеющая сталь, свинец, алюминий, обедненный уран – непригодны для дальнейшей переработки.

Тем не менее, части РИТЭГов, как отмечается в «Известиях», обнаруживались в самых неожиданных местах. Три вскрытых и фонящих генератора были обнаружены в 1997 году на угольном складе в Душанбе, в 1998 году фрагменты РИТЭГа нашли в пункте приема металла в Сахалинской области, а в 1999 году топливную капсулу со стронцием нашли даже на автобусной остановке в Ленинградской области.

Остается лишь надеяться, что похитители этих генераторов охотились только за металлом, из которого они были сделаны, а не за топливом, которое в них использовалось.

Элетролит, ветра и солнце идут на смену стронцию

По данным газеты, сейчас на Севморпути продолжает работать 56 РИТЭГов. Еще 12 используются Минобороны на Камчатке, а четыре находятся в ведении Росгидромета в Антарктиде. 191 генератор хранится на различных площадках («ДальРАО», «РосРАО», ПО «Маяк», В/О «Изотоп»).

До 2014 года в рамках Федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года» Россия должна утилизировать 269 радиоизотопных генераторов. Восемь из них находятся на материковом побережье и островах моря Лаптевых.

Означает ли это, что вместе с РИТЭГами канут в прошлое и автономные маяки, которые их использовали? Отнюдь. Маяки эти теперь оборудуют химическими, солнечными и ветровыми источниками питания. А финансовую помощь в утилизации радиоактивных генераторов России оказывают Норвегия, США и Франция.

Вместо послесловия

Этот раздел статьи можно было также назвать «Эхо ‘холодной войны‘». В середине августа газета The Washington Post опубликовала материал под названием: «Спасая мир у Плутониевой горы». В нем говорилось об усилиях российских, казахских и американских специалистов, направленных на обеспечение безопасности бывшего ядерного полигона в Семипалатинске. В свое время Советский Союз произвел там 450 ядерных взрывов.

Финансирование работ осуществлялось за счет американской программы, созданной еще в 1991 году. Она получила название Нанн-Лугар в честь ее авторов: сенаторов Сэма Нанна и Ричарда Лугара. Цель данной программы было максимально снизить риск, который мог исходить с территории бывшего СССР от оружия массового поражения, или тех материалов, которые могли быть использованы для его изготовления.

В материале The Washington Post довольно подробно рассказывается о том, как были запечатаны бетонными колпаками шахты Семипалатинска, которые могли быть использованы для ядерных испытаний. По завершению этих работ выяснилось, что под расположенной там же горной грядой Дегелен есть сеть туннелей, в которых могло находиться до 100 килограммов оружейного плутония-239.

Этого количества вполне хватило бы для производства, как минимум шести атомных бомб. В срочном порядке входы в эти тоннели были также запечатаны. Мера отнюдь не лишняя с учетом того, что жители близлежащих населенных пунктов уже задолго до этого начали активную охоту за металлами, оставшимися в подземной инфраструктуре Семипалатинска.

Но помимо «безобидного» металла, в данных шахтах и туннелях (и не только под горами Дегелен), отмечают авторы статьи Дэвид Хоффман и Эбен Харрел, остался оружейный плутоний. По некоторым данным его общая масса может достигать 200 килограммов. Период полураспада этого материала достигает почти 24 500 лет. И как знать, не попытается ли кто-нибудь за этот срок добраться до него с целью получения средства ядерного шантажа?

Человечество пока не проявило тенденции ни к более разумному, ни более безопасному поведению, а потому единственный способ предотвратить использование топлива РИТЭГов, или оружейного плутония с преступным умыслом, это максимально оградить их от попадания в руки злоумышленников. Поэтому охране и демонтажу отработавших свое ядерных генераторов должно придаваться такое же значение, как запечатыванию подземелий Семипалатинска.

Показать комментарии

XS
SM
MD
LG