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核爆炸的和平利用

归档日期:06-27       文本归类:大气层核试验      文章编辑:爱尚语录

  说起核能的释放,我们总是愿意将它分为天堂与地狱两个极端,一方面,可控裂变反应已经广泛用于核电站和核动力装置,为社会主义新生活与国防事业添砖加瓦。而另一方面,不可控核反应则主要用于研制核武器,毁天灭地、涂炭生灵。但不要忘了,任何事物都有两面性,核爆炸也可用于和平建设,由于核爆炸的做功能力非常之强,所以我们可以用它来改变自然环境、移山填海,创造人间奇迹。在这方面深谙其道的就是前苏联,苏联老大哥当年很是生猛,凡是解决不了的事儿核弹炸一下就解决了,事实上,前苏联共进行了124次和平利用核爆炸,直到1988年才终止这一计划。虽然没有苏联那么猛,但美国也是和平利用核爆炸的先驱,在1957年,美国原子能委员会推出了“犁头”计划,该计划就是用于工业和科研,据公开资料显示,美国共进行过31次和平利用核爆炸。

  不过自冷战结束后,美俄双方都已停止了对核爆炸的和平利用,同时,除美苏两国之外,其他国家也没有这方面的相关报道,这主要是因为受到了《核不扩散条约》和《核禁试条约》谈判的影响。在1996年签订的《全面核禁试条约》中,国际社会对和平利用核爆炸避而不谈,这也可以理解,因为很多时候,确实难以划清军事目的与和平目的的分界线。虽然它们之间存在着明显的区别,并且可以通过国际监督来解决这一问题,但实际操作还是十分困难的,所以只能暂时搁置讨论和平利用核爆炸的细节。不过我们相信,人类的理智终究会采纳科学技术的伟大发现和发明,和平利用核爆炸为全人类造福。那么核爆炸都可以在哪些方面获得和平利用呢?

  首先是特大规模工程的爆破。地下工程爆破,比如矿石和岩层的破碎与开采、建造岩层内大型储藏库、增加石油与天然气产量、开采石油天然气与铜矿等,都可以利用核爆炸进行。另外,地面开挖工程,比如开凿运河和隧洞、河流改道、筑水库等,也可以利用核爆炸快速完成。相比起普通的炸药,核爆炸既省时又省钱。比如说,如果用炸药粉碎100万吨矿石岩块,需要钻2-4千米的巷道,放置50-60万吨炸药,其所消耗的价值,大约占矿产价值的30%-40%。而如果使用核爆炸的话,就要经济得多。

  1969-1990年间,苏联人对利用核爆炸粉碎矿石的技术可行性和经济合理性进行了试验评估,他们在基洛夫斯克市以北20公里处,在矿体厚度约30-60米,长200多米的矿石地段上,进行了两次试验。第一次是在1972年,苏联人进行了威力约2100吨TNT当量的单弹头核爆炸,粉碎矿段体积为50m×50m×50m。第二次是在1984年,这一次苏联人来了一次相距75米的双弹头组合爆炸,每个弹头各1800吨TNT当量,粉碎矿段体积达50m×125m×90m,粉碎矿石数量超过155万吨。工程试验评估证明,利用核爆炸粉碎矿石岩块,在技术上和经济上都是可行的,地震和辐射效应也是安全的。因为千吨级的核爆炸产生的地震波不强,传不远。核燃料用的也很少,半衰期很长的放射性产物留下的就更少了,而且混在了大量的矿石、泥土中,辐射影响十分小。

  除了炸石头之外,前苏联还利用核爆炸在干旱地区建造水库,其中最著名的就是位于现在哈萨克斯坦境内的恰刚人工湖。上世纪60年代,苏联人在恰刚河河滩地区,设计爆炸抛射土壤,并于1965年1月15日完成了恰刚水库工程的建造。这次的核爆炸是在地下178米处实施的,爆炸威力相当于14万吨TNT当量,结果形成了深约100米,直径430米的漏斗形水库。该人工湖总容量达1700万立方米,在爆炸瞬间,烟尘高达4800米,其中放射性沉降物约占20%,不过没多久,土壤和湖水中的放射性强度就处于天然本底水平。为了说明工程的安全性,当时的苏联原子能部部长斯拉夫斯基同志,直接脱光了跳湖里游了一圈。

  1995年,我国科学家何祚庥院士在《中国科学报》上发表文章,建议在雅鲁藏布大峡谷,利用地下核爆炸开凿隧洞,引进印度洋的暖湿气流,源源不断地向青藏高原内地输送,改善那里的干旱气候。何祚庥院士还设想,在大峡谷的上口筑坝,然后截弯取直开凿隧洞引水,开凿隧洞的直线米的水位落差,水能发电装机容量可达3800万千瓦之多,要知道三峡大坝也才只有2200万千瓦,实在是不知道高到哪里去了。总的来看,这一宏伟的工程设想,既可以发展我国的水能发电事业,又可以改变青藏高原内部和西北干旱区、沙漠区的生态环境,功在当代利在千秋。既然这么好,为什么咱现在还不搞呢?自然是因为如此浩大的工程,需要极其严格的论证,具体的当然我们还是要听中央的。

  在工程建设方面,核爆炸还可用于建造地下储存库,使用核爆炸建设地下储存库施工周期短、用料少、安全可靠。前苏联在1970-1985年间,在奥伦堡、阿斯特拉汉等地,利用核爆炸方法在岩层中建造了三个巨型地下储存库,共有23个储存容器,总容积超过86.6万立方米。核爆炸形成的地下容器,周壁都是熔融状的玻璃体,可以安全无泄漏地储存气体,也可以承受上千万大气压的压力,可谓一炸解千愁。

  最后,核爆炸还可用于石油和天然气的开采。目前的钻井技术还不能经济地从复杂构造的低渗透性岩层中抽取石油和天然气,原因就在于有些地层被隔断了,地层过于板结,缝隙太细,而利用核爆炸就可以把它周围的介质震松,这样石油和天然气就可以多流出来了。美国曾根据“犁头”计划,于1967-1973年间在科罗拉多州油页岩层中做了三次地下核爆炸实验,为此,他们还设计了一种直径不大于20厘米的核弹头,并于1973年5月13日,在相隔130米的不同爆深处,进行了3300吨TNT当量的三个核弹头的组合爆炸,现场监测辐射影响表明,爆炸结束后可降低到不大于本地区的自然本底剂量。

  总之,从美苏的试验资料可以得出结论。选用地下核爆炸技术增产石油、天然气,技术路线可行,且与常用技术相比,大约可提高10倍以上的效费比。安全性也没问题,没有出现过放射性对矿区造成的污染。当然了尽管如此,利用核爆炸来增产石油、天然气,也需要一定的地质条件作为前提,不能不管不顾上来就炸。

  以上所说的都是核爆炸利用于工程建设,除了工程建设方面,核爆炸的和平利用还有很多方面。比如说核爆炸可以用于扑灭突发性自然灾害,这就是典型的以毒攻毒了。

  在开发深层高产气田时,容易发生事故性井喷,井喷压力一般为几百个大气压,这种情况可以使用常规技术来处理。但是如果遇上异常高压的井喷,常规技术就有点没辙了,怎么办?苏联人想到了好办法,用核弹炸一下就好了。1966年9月3日,苏联在乌兹别克斯坦地区进行了两次封堵井喷的试验工作,在1972-1981年间,苏联又在土库曼斯坦、乌克兰和俄罗斯等地,进行了三次封堵天然气井喷,工程上均取得了成功的经验。

  利用核爆炸扑灭井喷的原理,是利用爆炸能量挤压周围的地质介质,就像掐脖子一样,卡死喷射的井筒。操作起来也很简单,在发生井喷的主流通道的适当距离处钻一口井,然后选择合适当量的核装置,针对爆炸地岩石的物理力学特性,正确选择相对于事故喷流的安装点,然后引爆就可成功。我们以前苏联1966年的成功实践为例,1963年,前苏联对乌兹别克斯坦境内的乌尔塔-布拉克气田进行钻井,钻到2450米深处时,打开了一个异常高压的气层,发生了压力特别高的井喷。为了扑灭井喷,1963年12月,苏联人打了三口深井,但都以失败告终。最后实在没辙了,苏联部长会议委托原子能部和地质部联合研究,提出扑灭这个井喷的方案,原子能部表示,我也不是谦虚,在座的各位都是渣渣,我整俩核弹全都搞定。1966年2月19日,原子能部在井筒附近专门打了两口斜井,在第一口井的1532米深的黏土层中,安放了3万吨TNT当量的核弹,从安装点到事故井筒的距离为35±10米。1966年9月30日9时,核弹被引导,爆炸后23秒,事故井筒气体逸出完全被停止。事故处理完成后的检测显示,矿区地面和井筒中都没有出现放射性产物,也没有对进一步开采造成任何麻烦。除了扑灭天然气井喷之外,核爆炸还可以用于预防煤层的突发喷射,这一点就不多说了。

  和平利用核爆也可以用于保护环境和排放废料,这个听起来就有点反常规了,毕竟核爆本身就会产生污染和废料。在这一点上还得看苏联。剧毒工业污水往哪送?这是个问题,要是使用一般的钻井来掩埋,在实践上是不可行的,于是苏联选择了利用地下核爆炸,建立扩大的增压井来掩埋工业污水。1973-1974年,苏联进行了代号为“卡马-I”和“卡马-II”的两项地下核爆炸工程,两工程分别在深度2026米和2123米的位置,埋放了威力约1万吨TNT当量的核弹,最终在不透水层的下方,炸出了用于掩埋工业污水的吸收层。不仅可以处理工业污水,地下核爆炸还可以用于处理核电站废料、核动力装置废料,以及其他强放射性材料。地下核爆炸的高温高压,会把周围的介质熔融成玻璃体,使所有的放射性废物在熔岩中固化。这种处理方法,效费比很高,据计算,使用一次10万吨级的地下核爆炸,就可以将核电站一年的全部废料固化在熔岩中,无需工厂再处理。

  和平利用核爆的下一个方向是地震勘探技术。也就是利用地下核爆炸来产生地震波,之前说石油勘探的时候我们说过,地震波勘探技术是寻找地下油气藏的主要手段之一,同时,核爆炸地震探测,也是研究地壳深层结构的一种非常有效的途径。

  下面这个和平利用核能的方式那就牛逼了,这就是产生能量。不可否认的是,核能是21世纪重要的能量来源,但核能也面临着困难,首先,靠裂变反应的原子能核电站面临着裂变材料的枯竭问题,而聚变能源尚有许多的技术障碍需要克服,何时可以实现,目前还是未知数。不过人们在研制核武器的过程中不禁想到,能否把核爆炸的能量安全转化为电能呢?科学家认为,建造核爆电站在技术上和工程上,并没有不可克服的障碍,在同等能量输出的前提下,投资也不会超过我国大亚湾一座90万千瓦的核电站的投资额度。而核爆电站所消耗的,只是自然界中储量相对丰富的氘、锂和天然铀。那么在未来核爆电站到底会不会出现呢?说实话我感觉很难,或者说没有必要,随着人类科技水平的不断提高,目前已经有了很多新的能源解决方案,而上马核爆电站,无疑会带来巨大的社会不安定因素,这方面的成本可想而知。

  关于和平利用核爆炸,再就是用于科学研究,以及拦截袭击地球的小行星,还有一个用途,这就是以暴制暴,用核武器销毁核武器,但是我们人类真的愿意接受一个没有核武器的世界吗?返回搜狐,查看更多

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