работа содержит 18 страниц, 12 рисунков, 1 таблицу, 12 источников (стр. 3 из 5)
Кроме того, как и в делении, около 50% нейтронов от термоядерной реакции уходит на активацию окружающей породы с наработкой трития в реакции 6Li(n,T). Количество трития наработанного на термоядерных нейтронах можно оценить по аналогии с нейтронами делении, что дает ~2*1012 Бк по Т на 1кт взрыва.
С точки зрения наработки Т, особый интерес представляют подземные испытания нейтронных бомб. В этих устройствах многократное увеличение выхода нейтронов достигается за счет добавления к ядерному заряду избыточного количества смеси (Т+D) и это может дать до 1014 Бк остаточного Т на 1кт взрыва, т.е. примерно такую же величину как и при двухфазном термоядерном взрыве.
Напрашивается вывод – для образования большого количества трития в процессе взрыва необходимо, либо что бы тритий был внесен заранее в ядерное устройство для усиления эффективности взрыва (псевдо термоядерный взрыв), либо тритий использовался в заряде как основной компонент горючего. В таком случае речь уже идет не о взрыве деления, а о термоядерном взрыве.
Исходя из того, что концентрация трития в штольневых ручьях остается практически постоянной во времени величиной, можно предположить, что внутри котловой полости штольни происходит процесс постепенного вымывания трития (Т), наработанного во время проведения взрывов, из кристаллической структуры оплавленной поверхности внутренних стенок. Но оценить данный процесс достаточно сложно.
В данной работе представлены данные по исследованию содержания трития в воздушной среде в местах проведения подземных ядерных взрывов, с целью проведения оценки принципиальной возможности использования трития в качестве индикатора мест проведения ядерных испытаний.
Учитывая особенности проведения взрывов на территории Семипалатинского полигона, в качестве объектов исследования были выбраны площадки, где проводились подземные ядерные взрывы. Это испытательная площадка «Балапан» и площадка Дегелен.
Исследования уровня и характера распределения трития на территории выбранных площадок осуществлялись путем проведения полевых и лабораторных работ, заключавшихся в отборе проб водяных паров воздуха и исследовании отобранных проб методом жидкосцинтилляционной спектрометрии. Используемые методы отбора проб и проведения измерений неоднократно использовались ранее и детально описаны [3].
2. ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ УРОВНЯ И ХАРАКТЕРА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТРИТИЯ В ВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ В МЕСТАХ ПРОВЕДЕНИЯ ПЯВ НА ТЕРРИТОРИИ ПЛОЩАДКИ «ДЕГЕЛЕН».
Краткая характеристика объектов исследования
На площадке «Дегелен» подземные испытания проводились в горизонтальных горных выработках – штольнях. В общей сложности была сооружена 181 штольня с поперечным сечением от 9 кв. м. до 25 кв. м. и глубиной более километра. Ядерный заряд размещался в конце штольни в специально оборудованном боксе. Для предотвращения выхода продуктов деления на дневную поверхность в штольне сооружался специальный забивочный комплекс, представляющий собой сочетание цементных пробок и щебеночной засыпки.
После проведения взрывов все штольни были закрыты путем искусственного обрушения горной поверхности на портал штольни, сравнивания с поверхностью горной породы и уплотнения (Рисунок 1).
Рисунок 1 Общий вид портала штольни и эпицентральной зоны ПЯВ
Штольни в горном массиве Дегелен были заложены в зоне транзита атмосферных осадков – выше уровня трещинных вод. В ряде штолен образовались постоянные водопроявления в виде высачивания различной интенсивности, что указывает на вскрытие обводненных участков разрывных нарушений.
В процессе проведения взрывов в горных выработках образовались различные разуплотнения горной породы – зона дробления, а с течением времени происходит постепенное разуплотнение забивочного комплекса.
В процессе проведения работы содержание трития в воздушной среде было исследовано на территории 30 штолен.
Методология проведения исследования
Для проведения исследования уровня и характера распределения трития в местах проведения ПЯВ на территории площадки Дегелен, учитывая специфику проведения взрывов, были определены следующие этапы:
1 Исследование уровня и характера распределения трития в воздушной среде внутри полости штольни;
2 Исследование уровня содержания трития в месте расположения вертикальных геологических скважин;
3 Исследование уровня содержания трития в эпицентральной зоне ПЯВ (эпицентр);
4 Исследование уровня содержания трития в воздушной среде на приустьевых участках штолен.
На рисунке (Рисунок 2) схематически изображена штольня в горизонтальном разрезе, с указанием схемы мест проведения отбора проб (стрелки).
Рисунок 2 Схема проведения отбора проб
Исследование уровня и характера распределения трития в воздушной среде внутри полости штольни. В ходе проведения данного этапа исследовано 8 штолен. Для исследования уровня содержания трития внутри полости каждой штольни был произведен отбор проб водяных паров воздуха, начиная от портала и далее вглубь, до достижения концевого бокса штольни (бокса 1, бокс 2) с шагом от 10 до 100 м в разных штольнях, в зависимости от условий проведения работ. Минимальное пройденное расстояние вглубь штольни составляло 170 м, максимальное 700 м. Пробоотборник устанавливался внутри полости соответствии с центральной горизонтальной осью штольни.
Исследование уровня содержания трития в месте расположения вертикальных геологических скважин. На ряде штолен в ходе проведения геологических исследований мест проведения ПЯВ были пробурены вертикальные геологические скважины, ориентировочно расположенные на одной вертикальной оси с концевым боксом штольни (Рисунок 2). Глубина скважин зависела от величины уклона скальных пород и составляла в разных скважинах от 20 до 60 м. Пробы водяных паров воздуха отбирались в месте расположения каждой скважины дважды – первоначально до бурения скважины, а затем сразу после ее бурения. На данном этапе было обследовано 9 штолен.
Исследование уровня содержания трития в эпицентральной зоне ПЯВ (эпицентр). За эпицентральную зону ПЯВ на территории площадки Дегелен в месте расположения штолен принималась наиболее разрушенная часть скального образования над каждой штольней (макушка горы). Зачастую зона эпицентра располагалась на расстоянии порядка 300-400 метров (по горизонтальной оси поверхности) от концевого бокса штольни. Таким образом, обор проб водяных паров воздуха проводился на достаточно большой высоте над уровнем поверхности земли 500-800 м (Рисунок 1, 2).
Исследование уровня содержания трития в воздушной среде на приустьевых участках штолен. Под приустьевым участком штольни принимался участок перед порталом штольни размером приблизительно 50×30 м. Отбор проб водяных паров атмосферного воздуха производился в центре приустьевого участка штольни.
2.1 Исследование уровня и характера распределения трития в воздушной среде внутри полости штолен
Основная цель – проведение исследований уровня содержания и характера распределения трития внутри полости штольни.
Результаты исследования
Результаты исследования концентрации трития в воздушной среде внутри полости штолен представлены на рисунке (Рисунок 3). Общий характер распределения трития внутри штолен представлен на графике линией тренда, построенной по средним значениям концентрации трития в воздухе штолен. По горизонтальной оси графика показано расстояние от портала каждой штольни до концевого бокса, а долях от максимального, принятого за единицу. Точка «0» на графике соответствует порталу штольни. По вертикальной оси показана объемная активность трития внутри полости штольни в логарифмическом масштабе.
Рисунок 3 Характер распределения трития с воздушными потоками внутри полости штольни
Анализ полученных данных показал, что значения концентрации трития в воздушной среде полостей исследуемых штолен изменяются в пределах от 1 до 200000 Бк/м3 на портале и в глубине штольни, соответственно. Максимальная концентрация трития в полости штольни соответствует отметке, наиболее близко расположенной к концевому боксу. По мере приближения к выходу из штольни концентрация трития значительно падает, как вследствие удаления от эпицентра взрыва, так и вследствие диффузионного перемешивания слоев штольневого воздуха с атмосферным.
Концентрация трития внутри полости штольни изменяется по логарифмической зависимости. Расположение линии тренда относительно оси X в параллельной плоскости показывает нам уровень содержания трития по прямо пропорционально зависимости – чем выше месторасположение линии тренда, тем выше уровень концентрации трития.
Необходимо обратить особое внимание что, содержание трития на выходе из штольни составляет в ряде случаев десятки Бк/м3.
2.2 Исследование уровня содержания трития в месте расположения вертикальных геологических скважин
Результаты исследования содержания трития в местах расположения геологических вертикальных скважин представлены на следующем рисунке (Рисунок 4).