Насколько реальны и насколько опасны летающие реакторы?

raketa2 ingress Испытания крылатой ракеты с ядерной энергетической установкой. Credit: kremlin.ru

В России проведены испытания крылатой ракеты с ядерной энергетической установкой

В выступлении с Посланием Федеральному Собранию Российской Федерации 1 марта 2018 года Владимир Путин посвятил много времени рассказу о новых видах стратегического оружия, разработка и испытания которых уже начались. Первым из таких видов стратегического ядерного оружия Путин назвал крылатую ракету, несущую ядерную боевую часть и оснащённую ядерной энергетической установкой.

Цитируем по официальной стенограмме:

«Перспективные системы вооружения России основаны на новейших уникальных достижениях наших учёных, конструкторов, инженеров. Одно из них – создание малогабаритной сверхмощной ядерной энергетической установки, которая размещается в корпусе крылатой ракеты типа нашей новейшей ракеты Х-101 воздушного базирования или американского «Томагавка», но при этом обеспечивает в десятки раз – в десятки раз! – большую дальность полёта, которая является практически неограниченной. Низколетящая, малозаметная крылатая ракета, несущая ядерную боевую часть, с практически неограниченной дальностью, непредсказуемой траекторией полёта и возможностью обхода рубежей перехвата является неуязвимой для всех существующих и перспективных систем как ПРО, так и ПВО. Эти слова я произнесу сегодня ещё не один раз.

2018-Putit-2 Владимир Путин во время выступления с Посланием Федеральному Собранию Российской Федерации 1 марта 2018 года. Credit: kremlin.ru

В конце 2017 года на Центральном полигоне Российской Федерации состоялся успешный пуск новейшей российской крылатой ракеты с ядерной энергоустановкой. В ходе полёта энергоустановка вышла на заданную мощность, обеспечила необходимый уровень тяги.

Проведённые пуск ракеты и комплекс наземных испытаний позволяют перейти к созданию принципиально нового типа вооружения – стратегического комплекса ядерного оружия с ракетой, оснащённой ядерной энергетической установкой».

Новое  хорошо забытое старое?

И в СССР, и в США попытки создать самолёт, использующий ядерную энергию, предпринимались в 1950-70-е годы. Например, в Советском Союзе ядерный реактор пытались устанавливать на самолёты Ан-22 «Антей», на бомбардировщики Ту-95 и 3М. Это большие самолёты – на них возможно установить реактор, теплообменник и даже турбогенератор и при этом обеспечить приемлемую защиту экипажа и населения от радиоактивного излучения и выбросов радионуклидов. Такие конструкции примерно повторяли ядерные энергетические установки подводных лодок или кораблей и отдалённо напоминали летающие АЭС. «Однако, когда в ОКБ А.Н. Туполева была проведена проработка проекта самолета ТУ-95 с такой установкой, затраты на его создание были оценены в размере 1 миллиарда [советских] рублей, поэтому из-за высокой стоимости в финансировании работ было отказано», – сообщает сайт разработчика реакторов, обнинского АО «ГНЦ РФ – ФЭИ».

video Credit: kremlin.ru

Ядерный двигатель для крылатой ракеты отличается от самолётного. Он должен быть малогабаритным и при этом иметь тепловую мощность в несколько сотен мегаватт. В 1950-х годах и в СССР и в США были начаты работы по созданию прямоточного реактивного двигателя, пригодного для самолётов и крылатых ракет. В обычных ракетах для обеспечения реактивного движения происходит сжигание топлива, жидкого или твёрдого. В проектах прямоточного двигателя на ядерной энергии предполагалось, что набегающий поток воздуха будет проходить через активную зону атомного реактора, там значительно нагреваться и расширяться, а потом выбрасываться из сопла, обеспечивая реактивную тягу. Из-за ограничений на размер и массу двигательной установки серьёзной защиты от нейтронного и гамма излучения на летающем реакторе не предполагалось. Кроме того, в реактивную струю попадали реакторные радионуклиды, создавая серьёзную угрозу для окружающей среды. В военное время это не должно представлять проблему, но при испытаниях реактора и ракеты с этим реактором в мирное время нужно было предпринимать особые меры предосторожности.

USAF-Pluto_Wiki2 Эскиз сверхзвукового беспилотного бомбардировщика на ядерной тяге проекта «Плутон». Credit: Wikimedia Commons

В США наземные испытания прямоточного реактивного ядерного двигателя происходили на ядерном полигоне в пустыне Невада. Разработкой таких устройств занимались компания «Дженерал Электрик», а в дальнейшем Ливерморская лаборатория Калифорнийского университета. В рамках проекта «Плутон» планировалось создать не просто крылатую ракету, а сверхзвуковой беспилотный бомбардировщик на ядерной тяге. Прототип прямоточного воздушного реактора был создан и даже испытан. Но в дальнейшем от реализации дорогого и опасного проекта отказались, поскольку его доработка требовала больших затрат, и было не ясно, где и как можно было проводить лётные испытания опасной техники.

В СССР в конце 1970-х испытания реактора для ядерного ракетного двигателя РД- 0410 проводились на Семипалатинском ядерном полигоне в шахте на глубине 15-и метров. О лётных испытаниях не сообщалось. Но это совсем иное устройство, принципиально другой конструкции – в космосе воздуха нет, поэтому «рабочее тело» для реактивного двигателя надо было возить с собой, у него иные режимы работы и мощность.

Tory-2 Credit: Wikimedia Commons

Насколько опасны «летающие реакторы»?

Для разработки малогабаритной и в то же время мощной ядерной энергетической установки крылатых ракет необходимо проводить натурные испытания. Сначала новое изделие испытывают на наземном стенде, потом проходят лётные испытания. Напомню, Владимир Путин сообщил, что в конце 2017 года такие испытания успешно состоялись: «В ходе полёта энергоустановка вышла на заданную мощность, обеспечила необходимый уровень тяги».

Генеральный менеджер Объединения Bellona, физик-ядерщик Нильс Бёмер (Nils Bøhmer) в интервью изданию Barents Observer сообщил, что испытания ракет с ядерной энергоустановкой могло привести к выбросам радионуклидов в атмосферу. В частности, именно этими испытаниями может объясняться зафиксированное в середине января прошлого года рядом с российско-норвежской границей незначительное повышение концентрации радиоактивного изотопа йод-131. Этот изотоп с периодом полураспада около 8 дней образуется при работе любого ядерного реактора.

Nils Bohmer Nils Bohmer. Credit: Anna Kireeva

«Если правда, что Россия провела испытания новой ракеты с ядерной установкой, какой-то выброс радиоактивности мог произойти», – сказал Нильс Бёмер. По его мнению, между таинственным йодом-131 и новой российской ракетой может быть связь: «Объяснением может быть секретное испытание новой российской ракеты на ядерной энергии. Из-за короткого – восемь дней – периода полураспада йода-131 его регистрацию в атмосфере можно объяснить только работой реактора. Другие изотопы, например, цезий-137 с периодом полураспада 30 лет, обнаруживаются в природе долгое время после выброса. Это может объяснить, почему регистрируется только йод-131 – цезий-137 маскируется выбросами Чернобыльской аварии».

«Из истории мы знаем, что когда военные учёные разрабатывают оружие, связанное с ядерными технологиями, соображения безопасности не всегда ставятся на первое место», – считает Нильс Бёмер.

Ядерную и радиационную опасность крылатые ракеты с ядерной энергетической установкой будут представлять не только в ходе испытаний, но и на следующих этапах жизненного цикла нового вооружения. Если дело не ограничится единичными экземплярами, и «летающие реакторы» начнут поступать в войска, возможны аварии и инциденты как в ходе транспортировки, так и во время всего периода эксплуатации таких ракет. По окончании срока эксплуатации, то есть по истечении нескольких десятков лет, ядерные энергетические установки ракет должны быть разобраны – это непростой, опасный и дорогостоящий процесс, приводящий к образованию ядерных и радиоактивных отходов.

Space Ядерная энергетическая установка космического аппарата. Credit: rosatom.ru

Почему молчит «Росатом»?

Казалось бы, создание «малогабаритной сверхмощной ядерной энергетической установки, которая размещается в корпусе крылатой ракеты» – серьёзный успех российских атомщиков, плод труда множества отраслевых НИИ и КБ. Но даже спустя полторы недели после заявления Владимира Путина на сайте госкорпорации «Росатом» отсутствует какая-либо информация о ядерной энергетической установке для крылатых ракет. Там опубликовано изображение «ядерной энергетической установки космического аппарата», но это совсем другая разработка. На следующий день после выступления Путина официальный сайт и твиттер «Росатома» перепечатывает сомнительную новость из Испании: «В Сети появился проект самолета с мини-термоядерным реактором в качестве двигателя». Но о своей уникальной разработке, о ядерном двигателе для крылатых ракет – ни слова.

nuclearplane Проект самолета с мини-термоядерным реактором в качестве двигателя – новость в твиттере «Росатома». Credit: twitter.com/rosatom

Вполне возможно, что волноваться не стоит. Газета «Ведомости» сообщила, что лётных испытаний крылатой ракеты с ядерной установкой на борту не проводилось: «Источник, близкий к ВПК, рассказал «Ведомостям», что радиационная безопасность при испытаниях ракеты была обеспечена. Ядерную установку на борту представлял электрический макет, говорит источник».

В этом случае на продемонстрированном Путиным видео, возможно, были представлены испытания лишь начального этапа полёта крылатой ракеты. Дело в том, что для достижения скорости, на которой работал бы прямоточный воздушно-реактивный двигатель, ракета с земли должна запускаться при помощи пакета обычных ракетных ускорителей. Именно это и было в начале видео – далее была показана лишь компьютерная анимация полёта ракеты через океаны.

Похоже, опасаться пока нечего – источники радиоактивного йода или рутения надо искать в других местах.

Андрей Ожаровский

idc.moscow@gmail.com