3.2. Семипалатинский испытательный полигон

На этом полигоне был произведен первый ядерный эксперимент. Подготовка к испытанию изделия РДС-1 началась задолго до завершения ее разработки и велась с особой тщательностью, что объяснялось стремлением получить в ходе данного эксперимента как можно больший объем информации о работоспособности ядерного заряда и его поражающих факторах, а также обеспечить максимум гарантий для исключения любых недоразумений, ошибок или срывов.

Процесс подготовки к испытанию первой советской ядерной бомбы включал выполнение большого объема работ, одна часть которых была связана непосредственно со всеми многочисленными аспектами разработки РДС-1 и отработки конструкции в целом, а другая – с созданием специального полигона, его обустройством, научно-методическим и приборным обеспечением необходимых физических измерений, запланированных в программе испытаний.

Начальный этап работ по подготовке полигона и осуществлению намеченных физических измерений был поручен Институту химической физики (ИХФ). Уже в апреле 1946 г. правительственным постановлением ИХФ было дано задание на проведение комплекса научно-исследовательских и экспериментальных работ по созданию методик и аппаратуры для изучения быстропротекающих процессов, происходящих при ядерном взрыве, и действия его поражающих факторов. В целях выполнения поставленных задач в ИХФ был организован специальный сектор, который возглавил кандидат физико-математических наук М.А. Садовский, ставший в 1968 г. академиком.

Вся работа начиналась практически с нуля. Не было ни осциллографов, ни луп времени, ни разработанных измерителей, пригодных для работы в полевых условиях. Требовалась разработка методики изучения взрыва, которую пришлось начинать с создания представления о свойствах и развитии процесса атомного взрыва. К решению этих задач привлекались ученые ИХФ, крупные специалисты из многих НИИ, военных академий и др.

В мае 1946 г. на заседании Научно-технического совета (НТС) Первого главного управления при Совете министров СССР обсуждался вопросы о мероприятиях по подготовке к наблюдению взрывов и оценке их характеристик. В его обсуждении участвовали Б.Л. Ванников, И.В. Курчатов, М.Г. Первухин, А.Ф. Иоффе, А.И. Алиханов, Н.Н. Семенов, Ю.Б. Харитон, В.А. Малышев, А.И. Лейпунский, И.К. Кикоин, Б.С. Поздняков. В сообщении, сделанном Н.Н. Семеновым, предлагались возможные способы оценки температуры излучаемой поверхности, давления во фронте ударной волны, длительности фазы свечения и некоторых других параметров, характеризующих развитие взрыва.

В июле 1946 г. на заседании НТС ПГУ был заслушан отчет Н.Н. Семенова о полученных результатах и одобрен представленный план НИОКР, а также отмечено, что ИХФ осуществлен большой объем необходимых теоретических расчетов и определен перечень приборов и сооружений, требуемых для проведения полигонного испытания РДС-1.

В последующем правительственная комиссия из представителей 12-го ГУ МО, Минсредмаша, Министерства геологии и АН СССР продолжила на УП № 2 работу по выбору территории для проведения подземных ядерных испытаний: объекты Д-1, Д-2 и Д-3 занимали участки в горном массиве Дегелен – для испытаний в штольнях; затем были освоены площадки в урочищах Телькем, Балапан и Сары-Узень – для испытаний в скважинах.

Таким образом, помимо опытного поля на полигоне были обустроены следующие специальные площадки (см. рис. 1.2):

• «Д» (Дегелен) – опытные площадки на юге полигона общей площадью около 330 км². Они использовались для проведения в штольнях подземных испытаний небольшой мощности (не более десятков килотонн) в интересах СЯО, ИАР, ПВ, а также с целью решения вопросов материаловедения, радиационной стойкости материалов, взаимодействия излучения с веществом, отработки методик регистрации параметров ЯВ и т. д.;

• «Б» (Балапан) – опытная площадка на юго-востоке полигона на левобережье р. Чаган общей площадью около 100 км² для проведения подземных испытаний в скважинах мощностью до 120 кт и отдельных единичных испытаний до 150 кт, в основном в интересах СЯО;

• «С» (Сары-Узень) – площадка на юго-западе полигона общей площадью примерно 500 км² для проведения подземных испытаний в скважинах;

• «Т» (Телькем) – площадка на юге полигона для проведения подземных взрывов в скважинах общей площадью примерно 70 км² только для отработки ядерной взрывной технологии для мирных ЯВ.

В период с 29 августа 1949 г. по 24 декабря 1962 г. на СИП проводились наземные и воздушные ЯВ – всего 116 плюс два подземных ЯВ (26% всех ядерных испытаний на этом полигоне), а с 15 марта 1964 г. по 19 октября 1989 г. только подземные – всего 338 ядерных испытаний (74%). В целом на полигоне произведено 456 испытаний (64% от всех ЯИ в СССР) (табл. 3.3).

В период работы над первой отечественной атомной бомбой, в основу которой была положена схема американской атомной бомбы, нашим ученым-специалистам стали видны недостатки принципиальной схемы ее конструкции. Поэтому усилия разработчиков были сосредоточены на совершенствовании конструкции заряда и его технических характеристик. При этом одним из принципиальных вопросов была возможность проводить испытания путем сбрасывания бомбы с самолета.

Таблица 3.3

Распределение числа испытаний по годам

На уровне Первого главного управления было принято компромиссное решение: «РДС-2 испытать подрывом на башне, а РДС-3 – в режиме бомбометания с самолета Ту-4». Эти заряды были успешно испытаны в 1951 г.: РДС-2 – 24 сентября (на башне высотой 30 м, ?=38 кт) и РДС-3 – 18 октября (сброс с высоты 10 км и подрыв на высоте 400 м, Е=42 кт). И они были переданы в производство как атомные авиабомбы для тяжелых бомбардировщиков.

Вместе с тем в 1950—1953 гг. в КБ-11 уже разрабатывался термоядерный заряд РДС-6с, явившийся первым таким зарядом СССР. Важным обстоятельством было то, что изделие РДС-6с было выполнено в виде транспортабельной бомбы, совместимой со средствами доставки; т. е. явилось первым в мире образцом термоядерного оружия.

Испытание РДС-6с (Е=400 кт) состоялось на СИП 12 августа 1953 г. в 7 ч 30 мин по местному времени. Это было четвертое испытание в СССР, и оно явилось знаковым по своему значению событием в истории создания ядерной военной техники Советского Союза: удалось создать научно-технический задел, который затем был использован в разработке несравненно более совершенной водородной бомбы принципиально нового типа – двухстадийной конструкции.

Руководителем полигонного испытания РДС-6с был К.И. Щелкин, научным руководителем – И.В. Курчатов. Именно он подписал 15 августа список лиц, представляющих личные впечатления о наблюдении взрыва первой водородной бомбы, придавая этому весьма важное значение. В этом списке 23 лица, в том числе М.А. Лаврентьев, М.В. Келдыш, А.Д. Сахаров, М.А. Садовский, Б.М. Малютов, Д.И. Блохинцев, Е.И. Забабахин, О.И. Лейпунский, Б.С. Джелепов.

6 сентября руководство полигона представило полный отчет об испытании РДС-6с, выводы которого сформулированы по-военному конкретно. Основной из них заключался в том, что одним взрывом изделия типа РДС-6с может быть сорвано наступление стрелкового корпуса или нарушена система обороны стрелковой дивизии.

Всего же до подписания в 1963 г. Договора о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой на СИП было произведено в атмосфере 116 ядерных взрывов: 86 воздушных и 30 наземных. Последний такой НЯВ, визуально наблюдаемый по огненному шару и пылевому облаку, но весьма малой мощности – 0,028 кт, – прогремел 24 сентября 1962 г.

После этой даты ядерные взрывы на СИП ушли под землю, а количество подземных ядерных испытаний составило: в военных целях – 302, в интересах отработки специальных зарядов для народно-хозяйственных целей взорвано 36 ядерных устройств и по отработке ядерно-взрывных технологий проведено 7 мирных ЯВ (5 – в скважинах и 2 – в штольнях).

То есть в военных целях на бывшем СИП было произведено 418 ядерных испытаний (последнее из них – 19 октября 1989 г.).

При этом по радиационным эффектам подземные ЯИ могут быть отнесены: ~ 50% – к взрывам полного камуфлета; ~46% – неполного камуфлета с выходом в атмосферу инертных радиоактивных газов в вентиляционном режиме их истечения и только 4%, т. е. 13 взрывов, – с нештатной радиационной ситуацией в связи с напорным истечением продуктов взрыва на поверхность земли.

Из личных ярких воспоминаний A.M. Матущенко о первом на СИП подземном ЯВ в штольне В-1:

«...Этот взрыв был осуществлен 11 октября 1961 г., и несмотря на то что он был в практике полигона первым, все прошло штатно. А для меня в истории таких испытаний памятным остается то, что в его котловую полость была организована специальная проходка с целью изучения радиационных и механических эффектов взрыва, что позволило существенно повысить их прогнозные оценки. Мне поручили выполнить прогноз радиационной обстановки в зоне взрыва по трассе проходки, что и было выполнено. В 1964 году в результате успешной проходки в зону взрыва мне довелось стать и первым сталкером в подземных ЯИ СССР. А рядом были горняки-проходчики, специалисты из ПромНИИпроекта и Радиевого института им. В.Г. Хлопина...

Повышение уровня радиации до 0,2 мР/ч началось в 70 м от центра взрыва. В дальнейшем при проходке выработки он изменялся от 1 до 25 мР/ч. Максимальные значения в 25 мР/ч отмечались на удалении 34 м от центра взрыва и на границе полости. В зоне разрушений его величина составила 10 мР/ч. Высокий уровень радиации в районе отметки 34 м был обусловлен наличием жилы застывшего расплава шириной до 40 см и протяженностью 6 м вдоль стенки. В этой жиле была обнаружена деформированная по краям, оплавленная металлическая труба длиной 30 см, весом 1 кг. На участке от 12 до 6 м резко возросло количество обнаженных мелких (1 см) и средних (до 10 см) жил стекловидной массы».

Следующим был взрыв в штольне 504П, проведенный в массиве Дегелен на СИП 29 октября 1968 г. В полости этого взрыва также была организована горная проходка. Обходная выработка соединилась с полостью через 457 дней после взрыва (зимой 1970 г.). Первое обследование механических и радиационных параметров было выполнено специалистами полигона (А.М. Матущенко) и ПромНИИПроекта. Здесь исследователи увидели полностью сохранившуюся полость, доступную для всестороннего обследования.

В последующем на СИП представилось возможным проникнуть в котловые полости еще трех взрывов – в штольнях 103, 130 и 190, но не по специальной горной выработке, а непосредственно по системе трещин, образованных взрывом (Р.В. Блинов – ведущий, И.В. Бригадин, В. Грошевой, И.А. Московских, Ф.Ф. Сафонов, Л.П. Соловьев, А.А. Соломонов, С.Г. Смагулов, Ю.Б. Федотов и др., а в котловой полости в штольне 190 побывал даже Александр Невзоров со своей телекомандой «600 секунд», самыми последними ее посетили 9 октября 1998 г. В.А. Логачев, А.М. Матущенко, С.Г. Смагулов и Щ.Т. Тухватулин, и через неделю эта штольня навсегда была локализована подрывом ее портальной части, причем за американские деньги).

В результате таких экспедиций «в зону» была получена уникальная информация о воздействии мощной энергии взрыва на горный массив, что было крайне необходимо для успешной реализации в СССР обширной программы мирных ЯВ, осуществлявшихся как на СИП (семь МЯВ), так и в различных регионах страны (117 МЯВ).

Из указанных семи МЯВ на СИП четыре взрыва в скважинах были произведены с выбросом грунта («Чаган», «1003», «Телькем-1», «Телькем-2», 1965—1968) и три – в штольнях («148/1», «Лазурит» и «148/5», 1971—1974)

В 1998 г. Минатом впервые опубликовал данные по инвентаризации оружейного плутония для проведения испытания ядерного оружия. Эти данные могут быть также полезны для оценки радиоэкологической обстановки после проведения ядерных взрывов, в которых не нарабатывалось дополнительное количество плутония.

В частности, при испытании ядерных зарядов в период с 1949 по 1962 г. было израсходовано ~ 520 кг плутония, из них в наземных взрывах ~ 102 кг. При этом в наземных ядерных испытаниях было израсходовано: на СИП ~ 97 кг, на СИПН3 ~4 кг, вне полигонов ~1 кг плутония, т. е. общий расход плутония за этот период составил ~ 531 кг: на Семипалатинском испытательном полигоне ~ 290 кг, на Северном испытательном полигоне Новая Земля ~ 206 кг, вне полигонов ~ 35 кг.

В деятельности СИП была еще одна важная веха. 14 сентября 1988 г., т. е. за три года до его закрытия, на полигоне в урочище Балапан в скважине 1350 был проведен подземный ядерный взрыв по программе совместного советско-американского эксперимента (СЭК) по контролю за соблюдением Договора об ограничении подземных ядерных взрывов. Именно тогда на СИП впервые побывали американские испытатели ядерного оружия. И это явилось предвестником будущих шагов в мирном марафоне СССР, стартовавшем с Семипалатинского полигона в 1989 г., когда на нем 19 октября в скважине 1365 было осуществлено последнее ядерное испытание. Аналогичный СЭК состоялся также и на Невадском полигоне 18 августа 1988 г. с участием советских испытателей. Это были сигналы надежды на всеобъемлющее запрещение ядерных испытаний.

3а период действия Семипалатинского полигона его начальниками являлись: Рожанович Петр Михайлович, Колесников Сергей Георгиевич, Енько Анатолий Валерьевич, Гурсев Иван Николаевич, Виноградов Николай Николаевич, Смирнов Алексей Иванович, Кантиев Мурат Константинович, Ступин Владимир Иванович, Ильенко Аркадий Данилович и Коноваленко Юрий Владимирович.

В судьбе одного из ядерных полигонов СССР – ГосЦНИП-2 (Семипалатинского) – решающую роль сыграли два указа Президента Казахской ССР от 29 августа 1991 г. № 409 «О закрытии Семипалатинского испытательного ядерного полигона» и от 15 мая 1992 г. № 779 «О Национальном ядерном центре и Агентстве по атомной энергии Республики Казахстан», а также соглашение от 23 января 1993 г., по которому 2-й Государственный полигон (Семипалатинский) определен как Национальный ядерный центр Республики Казахстан.

Огромная нагрузка по урегулированию различных вопросов между полигоном и новой властью, буквально подстрекаемой «антиполигонщиками» из народившегося антиядерного движения «Невада – Семипалатинск» (председатель О.О. Сулейменов), легла на Ю.В. Коноваленко, Ф.Ф. Сафонова, С.Г. Смагулова, В.М. Куценко. Они были ближе всех к «эпицентру» этих событий.

Так второй полигон в мире получил статус бывшего на пути к безъядерному миру. Но только 31 мая 1995 г. в 13 ч 16 мин местного времени на нем накладным зарядом химического ВВ было уничтожено последнее ядерное устройство, находившееся в штольне 108-К в безъядерном государстве.