А.Б.Колдобский, МИФИ, г. Москва
Аеще лучше – с логики и здравого смысла. Находясь в дружбе с ними, трудно несогласиться с двумя очень важными для нашего обсуждения тезисами. Первый:прежде чем начинать обсуждение любой проблемы (тем более, как в нашем случае,многогранной, сложной и во многом не бесспорной), надо договориться по основнымдефинициям, относящимся к предмету обсуждения. Вспомним Декарта: «Мы избегнемполовины разногласий, если сойдемся в определениях». И второе: рассуждения опредмете, имеющем в первооснове (как опять-таки в данном случае)физико-техническую суть, должны вестись на некотором минимально-допустимомуровне компетентности по существу этого предмета и понимания естественнонаучнойметодологии.
Принесоблюдении любого из этих принципов (а тем более обоих сразу) обсуждениепревращается в говорильню, в спор ни о чем. И это еще полбеды, а настоящая беданачинается, когда этот «спор ни о чем» прорывается на страницы и экраны. Тогда,если речь идет об опасных вещах (а ядерный терроризм, стань он реальностью, –вещь, бесспорно, кошмарная), напуганное и дезориентированное общество частоначинает искать методы противодействия опасности на заведомо тупиковых путях.Лучшего подарка гипотетическим ядерным террористам, чем отвлечениеобщественного внимания, а как следствие – сил и средств от действительноэффективных способов борьбы против этого зла, не придумать.
Итак,начнем с определений. Будем понимать под ядерным терроризмом совокупностьнамерений и действий отдельных лиц либо групп лиц по созданию либо приобретениюиным образом работоспособного ядерного взрывного устройства (ЯВУ) с последующимего применением или угрозой применения для достижения декларируемых имиполитических, социальных и иных целей и намерений.
Изэтого определения следует важнейшие следствие: государство при реализации этихцелей выводится за скобки, оно, в самом благоприятном для террористов случае,их не замечает (или старается не замечать), а в худшем – преследует с большейили меньшей настойчивостью и последовательностью. Это имеет очевидныесоциальные и политические, а также немаловажные технические последствия.
Разумеется,вопрос о ядерном терроризме, когда государство само начинает играть рольтеррориста, также не лишен права на постановку. Однако при этом акценты сильноменяются, выводя на первое место не физико-технические проблемы, аполитические, юридические, экономические и социальные аспекты дела. Спроблемами, обсуждаемыми в настоящей статье, они, конечно, коррелируют, и всеже вопрос о государственном ядерном терроризме является особым предметом, сочевидностью выходящим за пределы данной статьи. При этом, правда, возникаетвопрос: насколько возможны (и вероятны) исключения из сформулированного вышепринципа «недоброжелательной невовлеченности» государства в дела ядерныхтеррористов? С точки зрения автора, да, возможны (хотя и маловероятны) и оченьопасны. А реализоваться они могут в «молодых» (теперешних или ближайшихбудущих) членах «ядерного клуба», руководство которых в большей или меньшеймере поддерживает экстремистские политические либо религиозные течения,организации и движения.
Междупрочим, такая поддержка опасна в первую очередь для этого руководства:«экипированные» с его помощью ядерные террористы вполне могут нанести первыйудар именно по нему, с учетом характерных для таких режимов внутренней слабостии политической нестабильности. Но все это вопрос, скорее, для политолога, чемдля физика.
Главное,без чего ЯВУ не создать, – расщепляющийся материал, вещество, в достаточнокомпактном объеме которого можно при определенных условиях вызвать взрывнуюцепную реакцию деления. Без расщепляющегося материала любые планы создания ЯВУ– лишь досужие разговоры. Периодически мелькающие в СМИ сведения о созданииЯВУ, не использующих реакцию ядерного деления, имеют неясные перспективы даже вотдаленном будущем, а сейчас это очевидные страшилки. Добавим к этому, чтоинициировать и взрывную термоядерную реакцию без делительного запала в наши дниникто еще не научился.
Такихрасщепляющихся материалов в рамках нашего рассмотрения два: уран-235 иплутоний-239, оба – оружейной чистоты (> 90 % и > 94 % соответственно поосновному материалу). Все, ничего больше. А из этого факта следует три важныхследствия.
Первое:наработка минимально необходимых для создания хотя бы одного ЯВУ количестврасщепляющегося материала силами самих ядерных террористов (отдельных лиц илитайных организаций) с «нуля» или даже с использованием ранних промежуточныхтехнологических продуктов – это фантастика, которую даже научной не назовешь. Асообщения об этом в СМИ в контексте реальной опасности или, возможно, дажесвершившегося факта – заведомый бред, и интересен лишь его генезис, но несущество.
Второе:все сообщения о кражах и пропажах иных материалов, кроме указанных выше двух,не имеют ни малейшего отношения к проблеме ядерного терроризма. Разумеется, впохищении или утере естественного или слабообогащенного урана (топлива для энергетическихреакторов в том числе), радиоизотопной продукции (радиостронция, радиоцезия,радиокобальта и др.) ничего хорошего нет, но обретение всего этого добра ни намиллиметр не приблизит ядерных террористов к созданию ЯВУ. К слову сказать,радиоактивность какого-либо вещества и его пригодность в качестверасщепляющегося материала – абсолютно разные вещи. Собственная (оченьнезначительная) радиоактивность плутония-239, и тем более урана-235 никак несвязана с их использованием в качестве ядерной взрывчатки, но даже и она (вслучае с плутонием-239 оружейной чистоты) доставляет немало хлопот (а отнюдь непомогает) конструкторам оружия.
Наконец,третье: ядерная энергетика как таковая за крайне незначительным исключениеминтереса для ядерных террористов не представляет. Из низкообогащенного (до 5 %урана-235) урана в свежем ядерном топливе создать ЯВУ принципиально невозможно,а из реакторного плутония, содержащегося в облученном топливе, в принципевозможно, но эта возможность имеет чисто умозрительный характер. Даже если необсуждать практически непреодолимых для террористов физических и техническихтрудностей по выделению, очистке, металлургии и конструктивному оформлениюплутония, при конструировании такого ЯВУ даже у профессионала-ядерщикавозникают серьезнейшие проблемы. Тут и значительное содержание балластныхматериалов, и интенсивный нейтронный фон, и высокая собственнаярадиоактивность, и тепловыделение, и еще кое-что. В результате дажевысококлассный профессионал не создаст из реакторного плутония ничего, кромегромоздкого, маломощного урода, к тому же очень сложного в эксплуатации. Длятеррориста такой урод неинтересен.
Впрочем,ограничивать обсуждение отношений атомной энергетики и ядерного терроризма лишьтолько сказанным выше нельзя – по той очевидной причине, что в физическойоснове производства энергии на АЭС и наработки оружейного плутония лежит одна ита же установка (ядерный реактор), а точнее – рождаемые в нем интенсивныенейтронные потоки. В этой связи уместно сделать несколько замечаний.
Преждевсего, особое внимание, в обсуждаемом контексте должно уделяться энергетическимядерным реакторам с графитовым или тяжеловодным замедлителем, допускающимперегрузку топлива «на ходу», без снятия реактора с мощности (типа российскогоРМБК и канадского CANDU). Реакторы такого типа имеют две особенности,благоприятствующие (по крайней мере в принципе) наработке оружейного плутония.Во-первых, они используют в качестве топлива уран низкого обогащения(тяжеловодные CANDU – вообще естественный уран), а эффективность накопленияплутония в облученном уране находится в сильной обратной зависимости от степениобогащения. Во-вторых, они открывают принципиальную возможность тайнойреализации оптимального времени облучения урана для наработки оружейногоплутония – около месяца, в то время как типичные для ядерной энергетики временаоблучения (годы) сильно «портят» оружейный плутоний, превращая его вреакторный.
Впрочем,таких реакторов в мировой ядерной энергетике немного, по мощности – лишьнесколько процентов. Ее основу составляют другие реакторы – корпусныелегководные (типа российских ВВЭР). Перегрузить топливо «на ходу» у них нельзя,а высокое, в сравнении с тяжеловодными и графитовыми, обогащение топлива поурану-235 делает его малопригодным для наработки оружейного плутония. Но на них(как, впрочем, и на всех других ядерных реакторах) нельзя полностью исключитьвероятность в высшей степени экзотической кражи – экзотической в том смысле,что ее предметом является не материальный объект (даже не оружейный плутоний),а поток реакторных нейтронов.
Представимсебе, что какому-нибудь криминальному Кулибину удалось обеспечить возможностьтайного облучения объектов в активной зоне любого реактора (например,установкой дополнительного канала или нештатным использованием каналов системыуправления и защиты). Тогда часть нейтронов реактора можно пустить на «неправоедело» – облучение блочков из естественного урана в режиме, оптимальном длянакопления и последующего выделения оружейного плутония.
Развитиесобытий по такому варианту не исключено для любого реактора в том смысле, чтооно не запрещено законами физики и технически не выходит за рамки возможного.Впрочем, рецепты его предотвращения также хорошо известны – прежде всегопостановка под международный контроль и инспекции МАГАТЭ. В первую очередь этодолжно касаться высокопоточных реакторов, поскольку в них существенноповышается как эффективность наработки плутония, так и его чистота по основномуматериалу (плутонию-239).
Другоедело, насколько вероятен начинающийся с таких событий сценарий обретенияплутониевого ЯВУ ядерными террористами. По мнению автора, в высшей степенималовероятен. И не только потому, что «украсть нейтроны» – это, как говаривалнекий современный персонаж, «не лобио кушать». И даже не потому, что мы выводимза скобки уже упомянутые ранее колоссальные трудности с выделением, очисткой,металлургией и конструктивной технологией плутония (даже непонятно, с какойстороны здесь подступиться группе частных лиц). Главные проблемы поджидаюттеррористов дальше – на этапе конструирования и изготовления собственно ЯВУ. Обэтом речь впереди.
Плутоний-239– материал, в общем, чисто «бомбовый». Почти нигде, кроме ядерных боеприпасов,он не применяется, степень его вовлечения в мирные ядерные топливные циклы внастоящее время весьма ограничена. Соответственно и больших вопросов, где егоискать, не возникает. Террористам, однако, от этого ничуть не легче – с учетомтого, как организована охрана вожделенных складов, арсеналов и перевозок. Вобщем, здесь злодеям можно лишь посочувствовать.
Ситуацияс ураном-235 оружейной чистоты несколько иная. С одной стороны, его, кроме какна специализированных промышленных комплексах, получить нельзя даже в принципе.Не помогут ни «кража нейтронов», ни другие ухищрения. Террористы могутотдыхать.
Однаков отличие от плутония ядерное оружие и связанная с ним инфраструктура – неединственное место, где можно встретить высокообогащенный уран-235. Он являетсятакже топливом для некоторых типов ядерных установок – исследовательских итранспортных реакторов (в первую очередь, реакторов АПЛ).
Отсюдавозникает некоторая ситуационная альтернатива возможных действий ядерныхтеррористов по захвату расщепляющихся материалов (и соответственно наиболеецелесообразная совокупность мер по противодействию им). Однако наш анализ неможет быть полным без рассмотрения ситуации, если террористы все же каким-либоспособом (не будем пока дискутировать, насколько это реально) разживутсянекоторым количеством материалов, достаточным для изготовления примитивного (ноработоспособного!) ЯВУ.
Принципдействия ЯВУ в наши дни общеизвестен (кстати, именно это обстоятельство частопедалируется в качестве главного обоснования реальности угрозы ядерноготерроризма). Но именно – принцип. Дьявол, как известно, сидит в деталях, и этихего убежищ в конструкциях реальных (а не книжно-абстрактных) ЯВУ сколькоугодно.
Воснове действия ЯВУ деления, как уже упоминалось, лежит понятие критическоймассы – определенной совокупности массы, плотности и конструктивного оформлениярасщепляющегося материала, при превышении некоторых нейтронно-физическихпараметров которой цепная реакция на вторичных нейтронах деления приобретаетлавинообразный, взрывной характер. Такое состояние называется надкритическим,следствием его намеренного достижения в ЯВУ в необходимый момент и являетсяядерный взрыв.
Критическаямасса может быть достигнута либо увеличением массы расщепляющегося материалапри неизменной плотности, либо увеличением плотности при неизменной массе.Первый путь реализуется в зарядах пушечного (ствольного) типа. В них однаподкритическая масса направляется в другую такую же, как снаряд (отсюда иназвание), после чего состояние образовавшейся системы становитсянадкритическим. Так была устроена, например, бомба, сброшенная на Хиросиму.
Второйпуть лежит в основе действия имплозионных зарядов. В них надкритичностьдостигается при взрыве заряда из химического вещества, особым образомразмещенного вокруг подкритической сферы из расщепляющегося материала. Поддействием ударной волны этого взрыва, направленной к центру системы (словоимплозия означает взрыв внутрь), расщепляющийся материал равномерно и оченьбыстро обжимается, что вызывает скачкообразное повышение его плотности ипереход в надкритическое состояние с последующим ядерным взрывом. Имплозионныйпринцип был использован, например, в бомбе, сброшенной на Нагасаки, а также впервом советском ЯВУ, испытанном в 1949 г.
Длянашего рассмотрения очень существен тот факт, что для использования в пушечнойсхеме плутоний-239 штатной оружейной кондиции непригоден. Существенно меньшая всравнении с имплозионной скорость формирования критической массы, свойственнаяэтой схеме, приводит к тому, что из-за наличия в нем заметного количестваплутония-240, испускающего нейтроны вследствие спонтанного деления, цепнаяреакция начинается чересчур рано. Поэтому силы гидродинамического разлетаразрушают заряд еще до ее распространения по всему объему расщепляющегосяматериала, и вместо полноценного взрыва получается маломощный «хлопок».
Сдругой стороны, уран-235 почти не применяется в современном ядерном оружии – ужслишком очевидны преимущества плутониевых ЯВУ перед урановыми. Да иимплозионная схема сама по себе (кстати, она «всеядна» и допускает применениекак урана, так и плутония) в сравнении с пушечной намного более совершенна. Кчислу главных ее достоинств принадлежит возможность существенно уменьшитьколичество расщепляющегося материала, ведь величина критической массы обратнопропорциональна квадрату его плотности. Например, для урана-235 обогащением 93,5% критическая масса (без отражателя) равна 30 кг при нормальной (естественной)плотности, 7,5 кг – при удвоенной и 3,3 кг – при утроенной.
Здесь,между прочим, возникает любопытный вопрос, также являющийся сейчас предметоммногочисленных спекуляций, и часто именно в контексте ядерного терроризма: аесли сжимать дальше? Не открывается ли здесь возможность, хотя быпринципиальная, собрать ЯВУ на основе лишь нескольких граммов (а то имиллиграммов) плутония? Их-то террористу несравненно проще раздобыть, чем 6 – 8кг плутония-239 для снаряжения «нормального» имплозионного ЯВУ. А ведьрасчетное взрывное энерговыделение при полном делении всего 1 г плутония-239эквивалентно (по порядку величины) 10 т тротила! Совсем неплохо… Увы!.. Первую«подножку» ставит химия. Элементарные расчеты показывают, что добиться такихстепеней сжатия с помощью химических ВВ невозможно из энергетическихсоображений.
Анельзя ли как-нибудь иначе? Собственно и основополагающий принцип известен. Это– сжатие излучением. Именно на нем основано современное термоядерное(водородное) оружие. Но в термоядерных ЯВУ источником излучения является…делительное инициирующее устройство на основе плутония! Того самого, количествокоторого мы собрались уменьшать.
Впринципе огромные степени и скорости сжатия достаточно малых масс веществаможно обеспечить излучением мощного лазера – причем, чем меньше масса, тем вышедостигаемая степень сжатия. Однако тут «подножку» ставит уже нейтронная физика.Дело в том, что само по себе достижение надкритического состояния есть лишьсоздание условий для лавинообразного роста числа нейтронов, волной накрывающеговсе новые и новые ядра делящегося материала. Но что от этого толку, если такихядер просто мало. Пусть вы – любитель крепко выпить, и однажды волею судьбыпопали в идеальную ситуацию, когда вместо каждой выпитой маленькой рюмки вамнемедленно приносят три новые (надкритичность достигнута). Однако, если водки взаведении мало и такая смена произойдет только один раз, ваше желание уйтидомой «на бровях» не осуществится – четырех рюмок для этого маловато.
Аналогиядовольно близкая с тем, что происходит в ЯВУ. Количество таких «смен» внейтронной физике называется числом поколений нейтронов. Начало ядерноговзрывного процесса (разлета вещества) в имплозионной бомбе соответствует егозначению 40–45. А при малой массе расщепляющегося материала и очень высокойскорости его сжатия поколения не набираются вовсе, хотя надкритичностьдостигается.
Пооценке чл.-кор. РАН Л.П.Феоктистова, для осуществления таким образом взрывнойцепной реакции потребуется не менее 10 г плутония при мощности лазеров обжатияв десятки мегаджоулей. Таких лазеров в мире еще нет, а если бы и были?Террорист, вероятно, лишится дара речи от одной лишь мысли, что ему вместе смалогабаритным ЯВУ придется захватить «на дело» как минимум грузовик с лазернойаппаратурой плюс передвижную электростанцию приличной мощности.
Вернемсятеперь к анализу возможных конструкций ЯВУ в контексте ядерного терроризма.Итак, у имплозионной схемы перед пушечной все преимущества, кроме одного, но внашем случае, скорее всего, решающего: имплозионная схема несравненно сложнее вреализации. Надо точно определить состав, количество и размеры обжимающих линзиз химического ВВ, надо гарантировать идеальную синхронизацию их подрыва, надов строго определенный момент обеспечить включение инициирующего нейтронногоисточника… Стоит не выполнить хотя бы одно из этих условий (а есть и другие),как ЯВУ попросту не сработает.
Воттут-то упомянутый выше дьявол показывает зубы из каждой мелочи. А ведь все это(наряду с конструктивно оформленным расщепляющимся материалом) надо ещедостать, изготовить, смонтировать, проверить. Короче говоря, вероятность того,что террорист (или террористы) сумеет сконструировать, укомплектовать, собрать ипроверить работоспособное имплозионное ЯВУ на основе плутония, по мнениюавтора, столь же невелика, как и того, что они сумеют накопить необходимое егоколичество, о чем говорилось выше.
Авот урановое ЯВУ пушечного типа по конструкции и технологии сборки гораздопроще. Тот же факт, что по эффективности использования расщепляющегосяматериала оно сильно уступит имплозионному плутониевому, вряд ли сильновзволнует террориста, ведь факт реального наличия работоспособного ЯВУ гораздоважнее, чем его тактико-технические характеристики. Но вот такое качествоуранового пушечного ЯВУ, как компактность, наверняка заинтересует ядерныхмерзавцев. А ведь известно, что в военно-ядерной технике уран-235 как раз иприменяется в специальных конструкциях, где малогабаритность важнее большогорасхода расщепляющегося материала и относительно низкого энерговыделения.
Несомненно,одним из главных препятствий на пути создания террористической группой такогоЯВУ является весьма значительное количество необходимого для этого урана-235. Сучетом неизбежных технологических потерь потребуется не менее 40–45 кг впересчете на чистый материал, а это очень много. Хотя, разумеется, и процедурапроектирования и изготовления пушечного уранового ЯВУ также имеет многоковарных «подводных камней». Но вот обсуждать их здесь (и вообще обсуждатьоткрыто) автор, во-первых, не желает сам и, во-вторых, категорически противтого, чтобы это делали другие. Надо отчетливо понимать, что секретностьтехнологий создания ЯВУ и их конкретных конструкций является сейчас одним изглавных препятствий, стоящих перед ядерными террористами. Никакие требования ипризывы к рассекречиванию этих сведений не должны приниматься во внимание –слишком серьезными (если не сказать страшными) последствиями чреват такой«ядерный стриптиз». Да и специалистам, пишущим на «ядерные» темы, ни в коемслучае нельзя переступать ту грань, за которой образовательный илиинформационный материал может превратиться в пособие для начинающихтеррористов.
Кстати,о специалистах. Вот еще одна проблема для ядерных террористов – не будутспециалисты сотрудничать с ними. И не только потому, что фундаментальнаявнутренняя взаимосвязь между культурой, образованием и моралью, по существу,исключает для высококлассных профессионалов (а другие тут не нужны) возможность«поступления на службу» к кровожадным ядерным мерзавцам. Даже помимосказанного, абсолютное большинство профессионалов прекрасно понимают, чтосотрудничество с террористами рано или поздно будет иметь для любого из ниходинаковый конец – на дне какого-нибудь болота с камнем на шее и девятьюграммами свинца в умной, но недалекой голове. Неплохо зная среду российскихатомщиков, автор берет на себя смелость утверждать: в ней террористам «нечеголовить». А ведь, кроме ядерщиков, нужны химики, электронщики, металлурги,материаловеды, конструкторы, технологи – и не просто россыпью, а в видесплоченного коллектива со способным руководителем, безупречной организациейдела, работоспособной внутренней иерархией и др. И совсем не бесспорно, чтоэтот коллектив долго будет лоялен к своим криминальным хозяевам.
Обовсем этом следует помнить, когда в газете или эфире появляется очередной жуткийрассказ о сборке ЯВУ в старом сарае по соседству с собачьей будкой двумягениальными студентами под надзором бородатого лица кавказской национальности.
Таковафизика ядерного терроризма (хотя, конечно, далеко не вся). Она в изложенииавтора не лишена некоторых субъективных оттенков в оценках и суждениях. Иначе,наверное, и быть не могло при анализе событий, которые никогда не происходили(очень хочется надеяться, что и не произойдут).
Авторпозволит себе и еще более субъективное суждение, выходящее за пределысобственно физики. Именно: при оценке кампаний, заявлений и публикацийнеобходимо в первую очередь отсечь «политические уши», за которыми отчетливопросматриваются не желание бороться с ядерным терроризмом (он в данном случаеиграет роль заклинания), а весьма эгоистические политические и экономическиеинтересы вполне конкретных лиц, организаций и кругов. Другими словами, если соссылкой на опасность ядерного терроризма выдвигаются, например, требованияпоставить под международный контроль именно российский военно-ядерный комплекс,остановить строительство объектов атомной энергетики в России и за ее пределамисилами именно российских организаций, задавить именно российский ядерныйэкспорт и т.п., то не надо быть излишне наивным. Ядерный терроризм тут не болеечем сатана у старых богословов: никто его не видел, но очень страшно, а потомусопутствующие рекомендации лучше выполнить, не очень вникая в их смысл и суть.
Чтотут сказать? Наблюдая, как явление с потенциально действительно высокойвсеобщей опасностью начинает использоваться в качестве расхожей карты всвоекорыстных политических играх, поневоле вспоминаешь слова великогоамериканца: «Если мы будем бороться порознь, то, несомненно, будем висетьвместе».
Посуществу же, из того факта, что ни одного достоверного факта ядерноготерроризма до сих пор не зафиксировано, следует важнейший вывод: барьерпротиводействия ему в настоящее время выше, чем возможности потенциальныхтеррористов. Будь это не так, нелюди, готовые не только помахать самодельнойядерной дубинкой, но и, не колеблясь, опустить ее на головы миллионов людей,наверняка нашлись бы. Слишком уж сильно прогресс науки и техники в современноммире обогнал развитие морали и нравственности. А поэтому причин для нагнетанияпаники и истерии вокруг проблемы ядерного терроризма нет, кто бы и как бы нипытался это делать. Кстати, паника и истерия – вообще наихудшие советчики,решения, продиктованные ими, никогда не бывают продуктивными.
Другоедело, что высота этого барьера ни в коем случае как минимум не должнаснижаться. Конечно, во многом он обусловлен неумолимыми законами природы иобъективными закономерностями развития науки, техники и общества, о чем ирассказывалось в этой статье. Однако значительная его часть построенамноготрудными и благородными усилиями людей – ученых и инженеров, политиков исоциологов, специалистов по системному анализу и сотрудников силовых испециальных служб.
Ослаблятьэти усилия нельзя. В условиях, когда мы не можем сколько-нибудь точно оценитьразницу между барьером противодействия ядерным террористам и их реальнымивозможностями, риск слишком велик.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта archive.1september.ru/