А. Б. Колдобскій, МІФІ, м. Москва
А ще краще - з логіки та здорового глузду. Перебуваючи в дружбі з ними, важко не погодитися з двома дуже важливими для нашого обговорення тезами. Перший: перш ніж починати обговорення будь-якої проблеми (тим більше, як у нашому випадку, багатогранною, складною і багато в чому не безперечною), треба домовитися по основних дефініцій, які належать до предмету обговорення. Згадаймо Декарта: «Ми уникнемо половина розбіжностей, якщо зійдемося у визначеннях». І друге: міркування про предмет, що має в першооснові (як знову ж таки в даному випадку) фізико-технічну суть, повинні вестися на деякій мінімально-допустимому рівні компетентності по суті цього предмета і розуміння природничо-наукової методології.
При недотриманні будь-якої з цих принципів (а тим більше обох відразу) обговорення перетворюється на говорильню, в суперечку ні про що. І це ще півбіди, а справжня біда починається, коли цей «суперечка ні про що» проривається на сторінки та екрани. Тоді, якщо мова йде про небезпечні речі (а ядерний тероризм, якби він став реальністю, - річ, безперечно, жахлива), наляканий і дезорієнтоване суспільство часто починає шукати методи протидії небезпеці на свідомо тупикових коліях. Кращого подарунка гіпотетичним ядерним терористам, ніж відволікання суспільної уваги, а як наслідок - сил і засобів від дійсно ефективних способів боротьби проти цього зла, не придумати.
Отже, почнемо з визначень. Будемо розуміти під ядерним тероризмом сукупність намірів і дій окремих осіб або груп осіб зі створення або придбання іншим чином працездатного ядерного вибухового пристрою (МВР) з наступним його застосуванням чи погрозою застосування для досягнення декларованих ними політичних, соціальних та інших цілей і намірів.
З цього визначення випливає найважливіші наслідок: держава при реалізації цих цілей виводиться за дужки, воно, в самому сприятливому для терористів разі, їх не помічає (або намагається не помічати), а в гіршому - переслідує з більшою чи меншою наполегливістю і послідовністю. Це має очевидні соціальні і політичні, а також важливі технічні наслідки.
Зрозуміло, питання про ядерний тероризм, коли держава сама починає грати роль терориста, також не позбавлений права на постановку. Однак при цьому акценти сильно змінюються, виводячи на перше місце не фізико-технічні проблеми, а політичні, юридичні, економічні та соціальні аспекти справи. З проблемами, обговорюваними у цій статті, вони, звичайно, корелюють, і все ж таки питання про державний ядерний тероризм є особливим предметом, з очевидністю виходять за межі даної статті. При цьому, щоправда, виникає питання: наскільки можливі (і ймовірні) виключення з сформульованого вище принципу «недоброзичливої незалученість» держави у справи ядерних терористів? З точки зору автора, так, можливі (хоча й малоймовірні) і дуже небезпечні. А реалізуватися вони можуть у «молодих» (теперішніх або найближчих майбутніх) членах «ядерного клубу», керівництво яких більшою чи меншою мірою підтримує екстремістські політичні або релігійні течії, організації та рухи.
Між іншим, така підтримка небезпечна в першу чергу для цього керівництва: «екіпіровані» з його допомогою ядерні терористи цілком можуть нанести перший удар саме по ньому, з урахуванням характерних для таких режимів внутрішньої слабкості та політичної нестабільності. Але все це питання, швидше, для політолога, ніж для фізика.
Головне, без чого ЯВУ не створити, - матеріал, що розщеплюється, речовина, в досить компактному обсязі якого можна при певних умовах викликати вибухову ланцюгову реакцію поділу. Без розщеплюється будь-які плани створення ЯВУ - лише пустопорожні розмови. Періодично з'являються в ЗМІ відомості про створення ЯВУ, що не використовують реакцію ядерного поділу, мають неясні перспективи навіть у віддаленому майбутньому, а зараз це очевидні страшилки. Додамо до цього, що ініціювати і вибухову термоядерну реакцію без ділильного запала в наші дні ніхто ще не навчився.
Таких матеріалів, що розщеплюються в рамках нашого розгляду два: уран-235 і плутоній-239, обидва - збройової чистоти (> 90% і> 94% відповідно за основним матеріалу). Все, нічого більше. А з цього факту випливає три важливих наслідки.
Перше: напрацювання мінімально необхідних для створення хоча б одного ЯВУ кількостей матеріалу, що розщеплюється силами самих ядерних терористів (окремих осіб або таємних організацій) з «нуля» або навіть з використанням ранніх проміжних технологічних продуктів - це фантастика, яку навіть науковій не назвеш. А повідомлення про це в ЗМІ в контексті реальної небезпеки або, можливо, навіть доконаного факту - явний марення, і цікавий лише його генезис, але не істота.
Друге: всі повідомлення про крадіжки і пропажі інших матеріалів, крім зазначених вище двох, не мають ні найменшого відношення до проблеми ядерного тероризму. Зрозуміло, у викраденні або втраті природного або низькозбагаченого урану (палива для енергетичних реакторів в тому числі), радіоізотопної продукції (радіостронцію, радіоцезію, радіокобальта та ін) нічого хорошого немає, але набуття всього цього добра ні на міліметр не наблизить ядерних терористів до створення ЯВУ. До слова сказати, радіоактивність якого-небудь речовини і його придатність як розщеплюється - абсолютно різні речі. Власна (дуже незначна) радіоактивність плутонію-239, і тим більше урану-235 ніяк не пов'язана з їх використанням в якості ядерної вибухівки, але навіть і вона (у випадку з плутонієм-239 збройової чистоти) завдає чимало клопоту (а зовсім не допомагає) конструкторам зброї.
Нарешті, третє: ядерна енергетика як така за вкрай незначним винятком інтересу для ядерних терористів не представляє. З низькозбагаченого (до 5% урану-235) урану в свіжому ядерному паливі створити ЯВУ принципово неможливо, а з реакторного плутонію, що міститься в опроміненому паливі, в принципі можливо, але ця можливість має чисто умоглядний характер. Навіть якщо не обговорювати практично нездоланних для терористів фізичних і технічних труднощів з виділення, очищення, металургії та конструктивного оформлення плутонію, при конструюванні такого ЯВУ навіть у професіонала-ядерника виникають серйозні проблеми. Тут і значний вміст баластних матеріалів, і інтенсивний нейтронний фон, і висока власна радіоактивність, і тепловиділення, і ще дещо. У результаті навіть висококласний професіонал не створить з реакторного плутонію нічого, крім громіздкого, малопотужного виродка, до того ж дуже складного в експлуатації. Для терориста такий виродок нецікавий.
Втім, обмежувати обговорення відносин атомної енергетики та ядерного тероризму лише тільки сказаним вище не можна - з тієї очевидної причини, що у фізичній основі виробництва енергії на АЕС та напрацювання збройового плутонію лежить одна і та ж установка (ядерний реактор), а точніше - народжувані в ньому інтенсивні нейтронні потоки. У зв'язку з цим доречно зробити кілька зауважень.
Перш за все, особливу увагу, в обговорюваному контексті має приділятися енергетичним ядерним реакторам з графітовим або важководних сповільнювачем, що допускають перевантаження палива «на ходу», без зняття реактора з потужності (типу російського РМБК і канадського CANDU). Реактори такого типу мають дві особливості, що сприяють (принаймні в принципі) напрацювання збройового плутонію. По-перше, вони використовують як паливо уран низького збагачення (важководні CANDU - взагалі природний уран), а ефективність накопичення плутонію в опроміненому урані знаходиться в сильній зворотній залежності від ступеня збагачення. По-друге, вони відкривають принципову можливість таємницею реалізації оптимального часу опромінення урану для напрацювання збройового плутонію - близько місяця, у той час як типові для ядерної енергетики часи опромінення (роки) сильно «псують» збройовий плутоній, перетворюючи його в реакторний.
Втім, таких реакторів у світовій ядерній енергетиці небагато, за потужністю - лише кілька відсотків. Її основу складають інші реактори - корпусні легководні (типу російських ВВЕР). Перевантажити паливо «на ходу» у них не можна, а висока, в порівнянні з важководними і графітовими, збагачення палива по урану-235 робить його малопридатним для напрацювання збройового плутонію. Але на них (як, втім, і на всіх інших ядерних реакторах) не можна повністю виключити ймовірність надзвичайно екзотичної крадіжки - екзотичної в тому сенсі, що її предметом є не матеріальний об'єкт (навіть не збройовий плутоній), а потік реакторних нейтронів.
Уявімо собі, що якійсь кримінальному Кулібіна вдалося забезпечити можливість таємного опромінення об'єктів в активній зоні реактора будь-якого (наприклад, установкою додаткового каналу або нештатним використанням каналів системи управління та захисту). Тоді частина нейтронів реактора можна пустити на «неправе справа» - опромінення блочків з природного урану в режимі, оптимальному для накопичення і наступного виділення збройового плутонію.
Розвиток подій за таким варіантом не виключено для будь-якого реактора в тому сенсі, що воно не заборонено законами фізики і технічно не виходить за рамки можливого. Втім, рецепти його запобігання також добре відомі - перш за все постановка під міжнародний контроль та інспекції МАГАТЕ. У першу чергу це має стосуватися високопоточной реакторів, оскільки в них істотно підвищується як ефективність напрацювання плутонію, так і його чистота за основним матеріалу (плутонію-239).
Інша справа, наскільки вірогідний починається з таких подій сценарій здобуття плутонієвого ЯВУ ядерними терористами. На думку автора, надзвичайно малоймовірний. І не тільки тому, що «вкрасти нейтрони» - це, як казав якийсь сучасний персонаж, «не лобіо їсти». І навіть не тому, що ми виводимо за дужки вже згадані раніше величезні труднощі з виділенням, очищенням, металургією та конструктивної технологією плутонію (навіть незрозуміло, з якого боку тут підступитися групі приватних осіб). Головні проблеми очікують терористів далі - на етапі конструювання та виготовлення власне ЯВУ. Про це мова попереду.
Плутоній-239 - матеріал, загалом, суто «бомбовий». Майже ніде, крім ядерних боєприпасів, він не застосовується, ступінь його залучення в мирні ядерні паливні цикли в даний час дуже обмежена. Відповідно і великих питань, де його шукати, не виникає. Терористів, проте, від цього анітрохи не легше - з урахуванням того, як організована охорона жаданих складів, арсеналів і перевезень. Загалом, тут лиходіям можна лише поспівчувати.
Ситуація з ураном-235 збройової чистоти дещо інша. З одного боку, його, окрім як на спеціалізованих промислових комплексах, отримати не можна навіть у принципі. Не допоможуть ні «крадіжка нейтронів», ні інші хитрощі. Терористи можуть відпочивати.
Однак на відміну від плутонію ядерну зброю і пов'язана з ним інфраструктура - не єдине місце, де можна зустріти високозбагачений уран-235. Він є також паливом для деяких типів ядерних установок - дослідних і транспортних реакторів (в першу чергу, реакторів АПЛ).
Звідси виникає деяка ситуаційна альтернатива можливих дій ядерних терористів по захопленню матеріалів, що розщеплюються (і відповідно найбільш доцільна сукупність заходів для протидії їм). Однак наш аналіз не може бути повним без розгляду ситуації, якщо терористи все ж будь-яким способом (не будемо поки дискутувати, наскільки це реально) розживуться деякою кількістю матеріалів, достатнім для виготовлення примітивного (але працездатного!) ЯВУ.
Принцип дії ЯВУ в наші дні загальновідомий (до речі, саме ця обставина часто педалюється в якості головного обгрунтування реальності загрози ядерного тероризму). Але саме - принцип. Диявол, як відомо, сидить у деталях, і ці його притулків в конструкціях реальних (а не книжно-абстрактних) ЯВУ скільки завгодно.
В основі дії ЯВУ поділу, як уже згадувалося, лежить поняття критичної маси - певної сукупності маси, щільності і конструктивного оформлення, що розщеплюється, при перевищенні деяких нейтронно-фізичних параметрів якої ланцюгова реакція на вторинних нейтронах розподілу набуває лавиноподібний, вибуховий характер. Такий стан називається надкрітіческое, наслідком його навмисного досягнення в ЯВУ в необхідний момент і є ядерний вибух.
Критична маса може бути досягнута або збільшенням маси розщеплює матеріалу при незмінній щільності, або збільшенням щільності при незмінній масі. Перший шлях реалізується в зарядах гарматного (стовбурного) типу. У них одна підкритичній маса направляється в іншу таку ж, як снаряд (звідси й назва), після чого стан утворилася системи стає надкрітіческое. Так була влаштована, наприклад, бомба, скинута на Хіросіму.
Другий шлях лежить в основі дії імплозіонних зарядів. У них надкритичність досягається при вибуху заряду з хімічної речовини, особливим чином розміщеного навколо підкритичній сфери з матеріалу, що розщеплюється. Під дією ударної хвилі цього вибуху, спрямованої до центру системи (слово імплозія означає вибух всередину), розщеплюється рівномірно і досить швидко обжимається, що викликає стрибкоподібне підвищення його щільності і перехід в надкрітіческое стан з наступним ядерним вибухом. Імплозіонний принцип був використаний, наприклад, у бомбі, скинутої на Нагасакі, а також у першому радянському ЯВУ, випробуваному в 1949 р.
Для нашого розгляду дуже істотний той факт, що для використання в гарматної схемою плутоній-239 штатної збройової кондиції непридатний. Істотно менша в порівнянні з імплозіонной швидкість формування критичної маси, властива цій схемі, призводить до того, що через наявність у ньому певної кількості плутонію-240, що випускає нейтрони внаслідок спонтанного поділу, ланцюгова реакція починається надто рано. Тому сили гідродинамічного розльоту руйнують заряд ще до її розповсюдження по всьому об'єму матеріалу, що розщеплюється, і замість повноцінного вибуху виходить малопотужний «хлопок».
З іншого боку, уран-235 майже не застосовується в сучасному ядерній зброї - аж надто очевидні переваги плутонієвих ЯВУ перед урановими. Та й імплозіонная схема сама по собі (до речі, вона «всеїдна» і допускає застосування як урану, так і плутонію) у порівнянні з гарматної набагато більш досконала. До числа головних її достоїнств належить можливість істотно зменшити кількість матеріалу, що розщеплюється, адже величина критичної маси обернено пропорційна квадрату його щільності. Наприклад, для урану-235 збагаченням 93,5% критична маса (без відбивача) дорівнює 30 кг при нормальній (природною) щільності, 7,5 кг - при подвоєною і 3,3 кг - при потроєною.
Тут, між іншим, виникає цікаве питання, який також є зараз предметом численних спекуляцій, і часто саме в контексті ядерного тероризму: а якщо стискати далі? Не відкривається чи тут можливість, хоча б принципова, зібрати ЯВУ на основі лише декількох грамів (а то й міліграмів) плутонію? Їх-то терористові незрівнянно простіше роздобути, ніж 6 - 8 кг плутонію-239 для спорядження «нормального» імплозіонного ЯВУ. А адже розрахункове вибуховий енерговиділення при повному розподілі всього 1 г плутонію-239 еквівалентно (по порядку величини) 10 т тротилу! Зовсім непогано ... На жаль! .. Першу «підніжку» ставить хімія. Елементарні розрахунки показують, що домогтися таких ступенів стиснення за допомогою хімічних ВВ неможливо з енергетичних міркувань.
А чи не можна як-небудь інакше? Власне і основоположний принцип відомий. Це - стиснення випромінюванням. Саме на ньому засноване сучасне термоядерне (водневе) зброю. Але в термоядерних ЯВУ джерелом випромінювання є ... Ділильний ініціює пристрій на основі плутонію! Того самого, кількість якого ми зібралися зменшувати.
У принципі величезні ступеня і швидкості стиснення досить малих мас речовини можна забезпечити випромінюванням потужного лазера - причому, чим менше маса, тим вище досягається ступінь стиснення. Однак тут «підніжку» ставить вже нейтронна фізика. Справа в тому, що саме по собі досягнення надкрітіческое стану є лише створення умов для лавиноподібного зростання числа нейтронів, хвилею накриває все нові і нові ядра подільного матеріалу. Але що від цього толку, якщо таких ядер просто мало. Нехай ви - любитель міцно випити, і одного разу волею долі потрапили в ідеальну ситуацію, коли замість кожної випитої маленької чарки вам негайно приносять три нові (надкритичність досягнуто). Однак, якщо горілки в закладі мало і така зміна відбудеться тільки один раз, ваше бажання піти додому «на бровах» не здійсниться - чотирьох чарок для цього замало.
Аналогія досить близька з тим, що відбувається в ЯВУ. Кількість таких «змін» у нейтронної фізики називається числом поколінь нейтронів. Початок ядерного вибухового процесу (розльоту речовини) в імплозіонной бомбі відповідає його значенню 40-45. А при малій масі розщеплює матеріалу і дуже високій швидкості його стиснення покоління не набираються зовсім, хоча надкритичність досягається.
За оцінкою чл.-кор. РАН Л. П. Феоктистова, для здійснення таким чином вибуховий ланцюгової реакції потрібно не менше 10 г плутонію при потужності лазерів обтиснення в десятки мегаджоуль. Таких лазерів в світі ще немає, а якщо б і були? Терорист, ймовірно, втратить дару мови від однієї лише думки, що йому разом з малогабаритним ЯВУ доведеться захопити «на справу» як мінімум вантажівка з лазерною апаратурою плюс пересувну електростанцію пристойної потужності.
Повернімося тепер до аналізу можливих конструкцій ЯВУ в контексті ядерного тероризму. Отже, у імплозіонной схеми перед гарматної всі переваги, крім одного, але в нашому випадку, швидше за все, вирішального: імплозіонная схема незрівнянно складніше в реалізації. Треба точно визначити склад, кількість і розміри обжимають лінз з хімічного ВВ, треба гарантувати ідеальне синхронізацію їх підриву, треба в строго певний момент забезпечити включення ініціюючого нейтронного джерела ... Варто не виконати хоча б одне з цих умов (а є й інші), як ЯВУ просто не спрацює.
Ось тут-то згаданий вище диявол показує зуби з кожної дрібниці. Але ж усе це (поряд з конструктивно оформленим розщеплюються матеріалом) треба ще дістати, виготовити, змонтувати, перевірити. Коротше кажучи, ймовірність того, що терорист (або терористи) зуміє сконструювати, укомплектувати, зібрати і перевірити працездатне імплозіонное ЯВУ на основі плутонію, на думку автора, настільки ж невелика, як і того, що вони зуміють накопичити необхідну його кількість, про що говорилося вище.
А ось уранове ЯВУ гарматного типу по конструкції і технології складання набагато простіше. Той же факт, що за ефективністю використання матеріалу, що розщеплюється воно сильно поступиться імплозіонному плутонієвому, навряд чи сильно схвилює терориста, адже факт реальної наявності працездатного ЯВУ набагато важливіше, ніж його тактико-технічні характеристики. Але ось така якість уранового гарматного ЯВУ, як компактність, напевно зацікавить ядерних мерзотників. Але ж відомо, що у військово-ядерної техніки уран-235 як раз і застосовується в спеціальних конструкціях, де малогабаритність важливіше великої витрати матеріалу, що розщеплюється і відносно низького енерговиділення.
Безсумнівно, одним з головних перешкод на шляху створення терористичної групою такого ЯВУ є дуже значну кількість необхідного для цього урану-235. З урахуванням неминучих технологічних втрат буде потрібно не менше 40-45 кг у перерахуванні на чистий матеріал, а це дуже багато. Хоча, зрозуміло, і процедура проектування і виготовлення гарматного уранового ЯВУ також має багато підступних «підводних каменів». Але ось обговорювати їх тут (і взагалі обговорювати відкрито) автор, по-перше, не бажає сам і, по-друге, категорично проти того, щоб це робили інші. Треба чітко розуміти, що таємність технологій створення ЯВУ та їх конкретних конструкцій є зараз одним з головних перешкод, що стоять перед ядерними терористами. Ніякі вимоги і заклики до розсекречення цих відомостей не повинні прийматися до уваги - занадто серйозними (якщо не сказати страшними) наслідками чреватий такий «ядерний стриптиз». Та й фахівцям, які пишуть на «ядерні» теми, ні в якому разі не можна переступати ту межу, за якою освітній або інформаційний матеріал може перетворитися у посібник для початківців терористів.
До речі, про фахівців. Ось ще одна проблема для ядерних терористів - не будуть фахівці співпрацювати з ними. І не тільки тому, що фундаментальна внутрішня взаємозв'язок між культурою, освітою і мораллю, по суті, виключає для висококласних професіоналів (а інші тут не потрібні) можливість «вступу на службу» до кровожерливим ядерним мерзотникам. Навіть крім сказаного, абсолютна більшість професіоналів чудово розуміють, що співпраця з терористами рано чи пізно буде мати для будь-якого з них однаковий кінець - на дні якого-небудь болота з каменем на шиї і дев'ятьма грамами свинцю в розумній, але недалекій голові. Непогано знаючи середу російських атомників, автор бере на себе сміливість стверджувати: у ній терористам «нема чого ловити». Але ж, крім ядерників, потрібні хіміки, електронщики, металурги, матеріалознавці, конструктори, технологи - і не просто розсипом, а у вигляді згуртованого колективу зі здібним керівником, бездоганною організацією справи, працездатною внутрішньою ієрархією та ін І зовсім не безперечно, що цей колектив довго буде лояльний до своїх кримінальним господарям.
Про все це слід пам'ятати, коли в газеті або ефірі з'являється черговий страшний розповідь про складання ЯВУ в старому сараї по сусідству з собачою будкою двома геніальними студентами під наглядом бородатого особи кавказької національності.
Така фізика ядерного тероризму (хоча, звичайно, далеко не вся). Вона у викладі автора не позбавлена деяких суб'єктивних відтінків в оцінках і судженнях. Інакше, напевно, і бути не могло при аналізі подій, які ніколи не відбувалися (дуже хочеться сподіватися, що і не відбудуться).
Автор дозволить собі і ще більш суб'єктивне судження, що виходить за межі власне фізики. Саме: при оцінці кампаній, заяв і публікацій необхідно в першу чергу відсікти «політичні вуха», за якими чітко проглядаються не бажання боротися з ядерним тероризмом (він у даному випадку відіграє роль заклинання), а дуже егоїстичні політичні та економічні інтереси цілком конкретних осіб, організацій та кіл. Іншими словами, якщо з посиланням на небезпеку ядерного тероризму висуваються, наприклад, вимоги поставити під міжнародний контроль саме російський військово-ядерний комплекс, зупинити будівництво об'єктів атомної енергетики в Росії і за її межами силами саме російських організацій, задавити саме російський ядерний експорт і т. п., то не треба бути надто наївним. Ядерний тероризм тут не більше ніж сатана у старих богословів: ніхто його не бачив, але дуже страшно, а тому супутні рекомендації краще виконати, не дуже вникаючи в їхній зміст і суть.
Що тут сказати? Спостерігаючи, як явище з потенційно справді високої загальної небезпекою починає використовуватися в якості розхожою карти у своєкорисливих політичних іграх, мимоволі згадуєш слова великого американця: «Якщо ми будемо боротися за чергою, то, безсумнівно, будемо висіти разом».
По суті ж, з того факту, що жодного достовірного факту ядерного тероризму до цих пір не зафіксовано, слід найважливіший висновок: бар'єр протидії йому в даний час вище, ніж можливості потенційних терористів. Будь це не так, нелюди, готові не тільки помахати саморобної ядерної палицею, але і, не вагаючись, опустити її на голови мільйонів людей, напевно знайшлися б. Надто вже сильно прогрес науки і техніки в сучасному світі обігнав розвиток моралі і моральності. А тому причин для нагнітання паніки та істерії навколо проблеми ядерного тероризму немає, хто б і як би не намагався це робити. До речі, паніка та істерія - взагалі найгірші порадники, рішення, продиктовані ними, ніколи не бувають продуктивними.
Інша справа, що висота цього бар'єру ні в якому разі як мінімум не повинна знижуватися. Звичайно, багато в чому він обумовлений невблаганними законами природи і об'єктивними закономірностями розвитку науки, техніки і суспільства, про що й розповідалося в цій статті. Однак значна його частина побудована великотрудні та благородними зусиллями людей - вчених і інженерів, політиків та соціологів, фахівців з системного аналізу і співробітників силових і спеціальних служб.
Послаблювати ці зусилля не можна. В умовах, коли ми не можемо скільки-небудь точно оцінити різницю між бар'єром протидії ядерним терористам та їх реальними можливостями, ризик надто великий.