Казахстан изучает опыт применения данных мониторинга ядерных взрывов в сейсмологии
Системы и данные ядерного мониторинга успешно находят применение в гражданской и научной практике, в частности, в области сейсмических наблюдений. Опытом использования в мирных целях данных, получаемых системой мониторинга ядерных взрывов, делились участники прошедшей в Алматы конференции, проведение которой пришлось на юбилейные даты – 20-летие подписания Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ) и на 25-летие закрытия Семипалатинского испытательного полигона.
Энергия атома – в мирных целях
По словам вице-министра энергетики РК Бактыжана Джаксалиева, хотя ДВЗЯИ еще не вступил в силу, а строительство системы мониторинга еще близится к завершению, проверка механизмов и технологий показала, что они в состоянии эффективно контролировать ядерные испытания. Так, система контроля помогла зафиксировать ядерное испытание, которое Северная Корея провела в январе нынешнего года, и это уже четвертая проверка создаваемой глобальной системы мониторинга.
Строительство системы контроля близится к завершению. По данным Ядерного общества Казахстана, одновременно ведется модернизация и рекапитализация компонентов станций, которые выработали свой ресурс. Для Казахстана, в свое время в полной мере ощутившего масштаб разрушительного воздействия ядерных испытаний и их последствий, вопрос перевода ядерной индустрии исключительно на мирные рельсы носит далеко не теоретический характер, и страна выступает на локальном и международном уровне с начинаниями в данной сфере. В частности, Казахстан в 2012 году озвучил инициативу АТОМ – международной кампании, в рамках которой любой человек может подписаться под онлайн-петицией правительствам мира с призывом навсегда отказаться от ядерных испытаний и добиться вступления в силу ДВЗЯИ.
Предложения не ограничиваются антиядерными инициативами, но включают и начинания практического характера. Так, в нынешнем году завершилось строительство новой 9-элементной инфразвуковой станции в поселке Маканчи Восточно-Казахстанской области, которое велось при поддержке Центра прикладных технологий воздушных сил США. Станция оснащена современным высокоточным оборудованием — микробарометрами, дигитайзерами, системами радиомодемной передачи данных. «В будущем мы планируем сертифицировать новую инфразвуковую группу в Маканчи либо в качестве полноценной станции международной системы мониторинга ОДВЗЯИ, либо как национальный сотрудничающий объект. В любом случае, возможности новой станции позволят нашим ученым расширить масштабы территории, изучаемой сетью, повысить точность локализации эпицентров источников, получить новые данные о генерации инфразвука при землетрясениях и о горных подветренных волнах», — отметил сотрудник Института геофизических исследований Министерства энергетики РК Андрей Беляшов.
Новая станция дополнит геофизическую сеть ИГИ, которая включает 8-элементную станцию в Актюбинске, входящую в международную систему мониторинга ОДВЗЯИ и 4-элементную группу KURIS в Курчатове. Эксперты отмечают, что запуск еще одной станции позволит не только более эффективно отслеживать возможные ядерные испытания, но и выполнять задачи прикладного характера, связанные с уточнением строения геологической среды, контролем за траекториями стартующих с Байконыра ракет-носителей, изучение эффекта от падения космических объектов естественного и искусственного происхождения и, конечно, контролировать сейсмическую обстановку и изучать природу сейсмических изменений.
Сейсмология и атом: от предупреждения до реагирования
Последний аспект имеет для Казахстана очень важное практическое значение, ведь значительная часть территории республики находится в зоне повышенной сейсмической активности. Как отмечает директор российской научно-производственной компании «Вулкан» Олег Разинков, одним из основных методов мониторинга является регистрация сейсмических сигналов от ядерных взрывов, поэтому не удивительно, что именно сейсмологи заинтересованы в практическом применении мирных разработок в области ядерного мониторинга, в том числе в создании сейсмических систем раннего предупреждения о землетрясениях и быстрого реагирования на их последствия.
«Современная сейсмология, несмотря на высокий уровень развития, не может с точностью спрогнозировать разрушительное землетрясение в том или ином регионе; ученые могут лишь с определенной долей вероятности прогнозировать событие, которое произойдет в пределах той или иной сейсмоактивной зоны в течение нескольких лет, а чаще – десятилетий», — отмечает Олег Разинков. Тем не менее система раннего предупреждения важна не только как механизм прогнозирования сейсмических событий; не менее важна, считают ученые, возможность получить как можно более полную информацию о землетрясении, которое только что произошло, чтобы снизить риск разрушительных последствий. И в этой области специалисты-ядерщики уже предлагают аппаратные и программные решения. «Принцип прост: сейсмические станции, установленные поблизости от потенциальных очагов землетрясений, автоматически детектируют сейсмические события и определяют степень их опасности. Если система квалифицирует землетрясение как разрушительное, немедленно поступит сигнал тревоги городским службам, а также таким имеющим особое значение объектам, как атомные электростанции, нефтеперерабатывающие заводы или химические производства», — говорит Олег Разинков. Такие системы автоматически останавливают скоростные поезда, отключают электричество во избежание коротких замыканий и пожаров, подают сигнал экстренной эвакуации из общественных зданий.
По словам экспертов, отдельного внимания заслуживают системы быстрого реагирования и системы оценки состояния объектов. Если первые позволяют оперативно проанализировать степень разрушения и количество пострадавших и передать полученную информацию в распоряжение служб спасения, то задача вторых сводится к тому, чтобы оценить, насколько надежными окажутся здания, не рискуют ли люди, возвращаясь после стихийного бедствия в свои дома? «Персонал больницы, например, обязан провести эвакуацию пациентов при первых сильных толчках. Такой шаг спасет не одну жизнь в случае последующего обрушения здания. Но отсутствие видимых повреждений не означает, что возвращение в здание безопасно. Можно ли запускать реактор АЭС, остановленный при землетрясении? Эти вопросы должны решаться оперативно и компетентно, промедление или ошибочный шаг чреваты финансовыми и людскими потерями. Сегодня в разработке таких систем применяются технологии мониторинга ядерных испытаний, которые по заранее определенным критериям позволяют в течение нескольких минут автоматически оценить фатальность воздействия сейсмической волны на объект мониторинга и возможность его дальнейшего использования», — утверждают российские эксперты.
Согласно данным, представленным Институтом геофизических исследований, в активе казахстанских специалистов, как и их российских коллег, есть опыт использования данных ядерного мониторинга для решения задач в области сейсмики. Результаты мониторинга, в частности, нашли применение при пересмотре карт сейсмического районирования. В новый каталог землетрясений, включающий стихийные ЧП с исторических времен до 2014 года, включены территории, ранее считавшиеся несейсмичными. На основании этих данных разработаны новые карты сейсмического районирования территории РК.
Данные мониторинга также находят применение при оценке сейсмичности на добывающих месторождениях, в том числе в Прикаспийском регионе, а также при оценке сейсмичности площадок действующих, строящихся и проектируемых сооружений атомной отрасли. В частности, такие работы проводятся в местах размещения атомных реакторов на низкообогащенном уране в Институте ядерной физики в поселке Алатау близ Алматы, в Национальном ядерном центре РК в Курчатове, а также в районе Ульбинского металлургического завода, где, как ожидается, будет создан банк низкообогащенного урана МАГАТЭ.
По мнению заместителя генерального директора Института геофизических исследований Калдыбека Донбаева, использование технологий ядерного мониторинга в качестве инструмента обеспечения сейсмической безопасности интересно тем более, что в Казахстане фактически перестали готовить сейсмологов. «Еще в 1990-х специальность сейсмолога исчезла из классификатора специальностей, и только в нынешнем году руководству нашего института удалось добиться, чтобы сейсмологов готовили по программам магистратуры и докторантуры. Получается, что на протяжении двадцати с лишним лет казахстанские вузы не готовили молодых специалистов в области сейсмологии, и лишь сейчас университеты, в частности, Казахский национальный исследовательский технический университет имени Сатпаева оформляют лицензии на право обучения по данной специальности», — отмечает Калдыбек Донабаев. Эксперты надеются, что знакомство с работами зарубежных ученых позволит их казахстанским коллегам более активно развивать такое направление геофизических исследований, как мониторинг ядерных испытаний, а также находить практическое применение технологиям и данным мониторинга как инструменту снижения риска природных и техногенных катастроф.
Справка:
Первые ядерные испытания провели США в июле 1945 года в штате Нью-Мексико. СССР взорвал первую ядерную бомбу в августе 1949 года. Сначала ядерные державы тестировали оружие в разных сферах: в воздухе, в космическом пространстве, под водой и под землей. После того, как в 1963 году вступил в силу договор об ограничении испытаний в трех средах, СССР и США ограничились подземными взрывами. Советский Союз первым объявил односторонний мораторий на проведение ядерных испытаний, последний подземный ядерный взрыв страна произвела в 1990 году. Двумя годами позже США прекратили производить тестирование атомного оружия.
