70 лет ядерным испытаниям в Неваде: как извлечь пользу из атомной катастрофы

Ранним утром 27 января 1951 года на западе США - примерно в 100 км от Лос-Анджелеса - прогремел взрыв, на несколько секунд озаривший пустыню Нахава ярче полуденного солнца. Там, на только что открытом полигоне в Неваде, началась операция "Рейнджер" - первая серия ядерных испытаний в набирающей обороты гонке вооружений.

На протяжении следующего десятилетия страны-участницы холодной войны взорвали в атмосфере несколько сотен ядерных боеприпасов, непрерывно наращивая мощность зарядов и в итоге накрыв радиоактивным облаком всю планету.

Последствия этих взрывов ощущаются и по сей день: следы глобального радиоактивного загрязнения можно без труда отыскать в любом живом организме - включая новорожденных детей, в еще не прорезавшихся молочных зубах которых находят не существующий в природе радиоактивный стронций-90.

Однако у ядерного противостояния, едва не уничтожившего планету в ходе Карибского кризиса 1962 года и по сей день снабжающего голливудских сценаристов правдоподобными вариантами живописного армагеддона, есть и другая, более светлая сторона.

Пока некоторые политики продолжают мечтать о ядерном превосходстве, ученые нашли способ хотя бы частично обратить последствия гонки вооружений во благо, поставив "грязный атом" на службу науке.

Подопытные кролики

"Чувствуешь, как тебя накрывает волной жара от взрыва, а вокруг разливается свет, - вспоминал полвека спустя ветеран морской пехоты США Фрэнк Фармер, принимавший участие в секретных ядерных испытаниях. - Становится так светло, что тебя просто просвечивает насквозь - в руках можно кости разглядывать".

В 1950-х годах в составе команды плавучей мастерской "Хупер-Айленд" Фармер принимал участие в подготовке, организации и ликвидации последствий полутора десятков ядерных испытаний. Если быть совсем точным - 35 взрывов, каждый из которых мог без особого труда стереть с лица Земли приличных размеров город.

Фрэнк своими глазами наблюдал 18 сбросов - иногда с расстояния всего в несколько километров. Причем без всякого защитного снаряжения: о губительном воздействии радиации на организм известно на тот момент было довольно мало, а операции были глубоко засекречены.

Лишь много лет спустя Харпер поймет, что он и его сослуживцы попутно выполняли в эксперименте роль подопытных кроликов. Как и еще несколько десятков тысяч американских и советских военнослужащих, подорвавших здоровье в результате ядерных испытаний. До трети свидетелей экспериментальных взрывов стали впоследствии инвалидами, у многих родились дети с нарушениями развития.

Несколько обуздать гонку ядерных вооружений удалось лишь в 1963 году, когда в Москве был подписан Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой.

Наполовину пуст или наполовину полон?

Тем не менее, по словам профессора ядерной химии Манчестерского университета Сары Хит, было бы неверным считать десятилетие атмосферных ядерных испытаний чем-то однозначно плохим - этакой черной страницей мировой истории.

"В каком-то смысле это вопрос о том, наполовину полон ваш стакан - или наполовину пуст. В любом, даже самом негативном опыте можно отыскать что-то положительное", - уверяет она.

Да, экспериментальные атомные взрывы привели к необратимым, иногда катастрофическим последствиям для многих непосредственных участников испытаний, а нашу планету действительно накрыло плотным слоем радиоактивной пыли.

Однако ровно те же взрывы позволили сделать ряд важнейших научных открытий и породили целые новые отрасли знания.

Какие-то из них стали закономерным продолжением проводимых военных экспериментов. Самый очевидный пример - атомная энергетика. "Мирный атом" назван так именно потому, что обязан своим появлением атому военному - то есть разработкам и испытаниям ядерного оружия.

По словам профессора Хит, строительство атомной электростанции Колдер Холл - первой АЭС в Великобритании и второй в мире - это "прямое следствие наших попыток получить атомную бомбу".

"Бомба - это когда ты выпускаешь энергию и позволяешь ей достичь сверхкритических значений, - объясняет она. - Но попутно ты понимаешь, как работает эта технология и как безопасно управлять реактором - а значит, тот же процесс можно использовать для производства энергии".

Еще один похожий, но не столь очевидный пример приводит старший научный сотрудник Института международных исследований МГИМО Андрей Баклицкий.

Подготовка ядерных испытаний и анализ уже проведенных взрывов требовали такого объема сложнейших вычислений, что дали мощный толчок развитию вычислительной техники. Проводимые электроникой расчеты экономили столько времени и средств, что оборонные ведомства охотно вкладывались в их разработку, что в итоге привело к появлению отдельного типа ЭВМ - суперкомпьютеров.

За семь десятилетий, прошедшие с начала ядерных испытаний, была придумана масса способов использовать радиоактивное загрязнение в интересах науки.

Например, ученым удалось значительно лучше понять устройство Мирового океана, отслеживая атомы трития, образовавшиеся в ходе морских взрывов. Наблюдения за тем, как тритий перемещается между океанскими слоями, продолжаются до сих пор.

Неожиданное применение радиоактивному загрязнению нашли искусствоведы: они научились с высокой точностью определять подделки работ известных художников.

Дело в том, что у привычного нам углерода есть природный радиоактивный изотоп, углерод-14. Обычно он в небольших количествах образуется в верхних слоях атмосферы под действием космического излучения, относительно равномерно разносится по всей планете - и рано или поздно опускается на землю с осадками.

Поскольку углерод составляет основу органической жизни и содержится во всех живых клетках, его (наравне с обычным изотопом) впитывают растения. Оттуда он попадает в организм травоядных животных, затем и хищников.

Период полураспада углерода-14 известен и составляет около 5700 лет - то есть по прошествии этого времени половина радиоактивных атомов превратятся в обычные.

Когда организм умирает, поступление в него новых радиоактивных атомов прекращается - а уже имеющиеся продолжают распад, так что со временем соотношение двух изотопов начинает меняться. Именно на этом основан метод радиоуглеродного анализа, разработанный американским физиком Уиллардом Либби и позволяющий довольно точно установить дату рождения или смерти.

Открытие было сделано в середине 1940-х, а в 1960 Либби получил за него Нобелевскую премию.

Как объясняет Сара Хит, ядерные испытания привели к выбросу многих радиоактивных элементов, но углерод-14 оказался среди них самым долгоживущим. Его концентрация в атмосфере взлетела настолько, что все живые организмы, появившиеся на свет после середины прошлого века разительно отличаются по химическому составу. А значит, их довольно несложно определить в лабораторных условиях.

Именно так произошло в 2014 году, когда итальянские ядерные физики обнаружили, что картина, якобы принадлежащая кисти французского художника-кубиста Фернана Леже, написана на холсте, изготовленном по меньшей мере через четыре года после смерти предполагаемого автора.

Если бы, как утверждали владельцы картины, полотно действительно написал в 1914 году сам Леже, в нем никак не могло остаться следов ядерных испытаний, проведенных полвека спустя.

"Мы не можем изменить ужасы прошлого"

Иногда эхо ядерных испытаний можно найти в самых неожиданных областях знания - например, в исследовании космоса.

Изучив сплавившуюся горную породу, оставшуюся после взрывов на ядерных полигонах, ученые обнаружили, что по некоторым показателям она очень напоминает образцы лунного грунта. Так косвенное подтверждение получила теория о том, что Луна сформировалась в результате столкновения Земли с гигантским небесным телом, по размеру сравнимым с Марсом.

Энергия этого гипотетического столкновения должна была быть настолько велика, что воспроизвести нечто подобное в лабораторных условиях было практически невозможно. Пока это не получилось случайно - в результате мощного ядерного взрыва.

Наблюдения за военнослужащими, получившими в ходе испытаний высокую дозу радиации, положили начало развитию ядерной медицины, радиоизотопной диагностики и лучевой терапии.

Мониторинговые станции, изначально построенные для отслеживания ядерных испытаний в любой точке планеты - чтобы не дай бог не пропустить взрыв, проведенный потенциальным противником, - сегодня снабжают ученых ценными данными о землетрясениях и цунами.

Благодаря центрам наблюдения, оставшихся со времен холодной войны, мы можем заранее услышать пробуждающийся вулкан или оперативно обнаружить утечку радиации.

Даже система GPS, которой сегодня ежедневно пользуется любой обладатель смартфона, в значительной степени обязана своим появлением необходимости проводить точное наведение ядерных ракет.

При этом в новых ядерных испытаниях, кажется, нет необходимости.

"С 1996 года официальные ядерные государства не проводили ядерных испытаний, - напоминает Андрей Баклицкий, - но собранные за предыдущие десятилетия данные и технологии компьютерного моделирования позволяют до сегодняшнего дня поддерживать существующие ядерные боезаряды в боеготовности и безопасности, а также производить новые заряды. И такая ситуация может продолжаться еще долго".

"Мы не можем изменить ужасы прошлого - то, что уже произошло. Но если можно найти в них что-то положительное и использовать во благо, то, я думаю, это просто необходимо сделать", - соглашается профессор Сара Хит.

"То, что произошло в 1950-60-х годах ужасно - но если можно собрать данные, полученные в результате этих жутких экспериментов, и направить их в мирное русло, то игнорировать полученное знание неправильно - какой бы целью это ни было оправдано", - уверена она.