原創(chuàng) SME SME科技故事 收錄于話題#爆炸1個(gè)

眾所周知，蘇聯(lián)與美國的冷戰(zhàn)，大幅促進(jìn)了科技技術(shù)的發(fā)展。但雙方能維持冷戰(zhàn)共識，最主要還是因?yàn)樗麄兌汲钟兄罅康暮宋淦鳌?/p>

廣島、長崎的兩聲巨響早已向全世界展示了核彈的威力，為此蘇聯(lián)只得緊鑼密鼓地打造了一批核彈。只是蘇聯(lián)雖然手握數(shù)百枚核彈，卻因?yàn)椴荒苡米鲬?zhàn)爭，只得另辟蹊徑。

當(dāng)時(shí)的美國只是偶爾往荒漠里丟兩顆做實(shí)驗(yàn)，看看煙火、測測數(shù)據(jù)。

蘇聯(lián)可就不一樣了，不僅做實(shí)驗(yàn)，還打算用核彈向世界展示“蘇聯(lián)的暴力美學(xué)”。

蘇聯(lián)核彈第一次跨界，竟然是為了滅火。

AN606，沙皇炸彈，蘇聯(lián)冷戰(zhàn)期間研究出的氫彈

1963年，在布哈拉*約80公里外，名為Urta-Bulak的油氣田發(fā)生火災(zāi)。這座油氣田一天能產(chǎn)出1200萬立方天然氣，足以單獨(dú)支持一座大城市的運(yùn)作。

當(dāng)時(shí)，工人在11號天然氣井打鉆，鉆到2450米時(shí)竟無意頂穿了一個(gè)壓力異常高的天然氣層。在壓力下，嚴(yán)重的井噴事故不可抑制地發(fā)生，熊熊大火直沖天際。

井內(nèi)的氣壓足足是大氣壓的300倍，完全沒有辦法封閉井口。消防人員用高壓水槍試圖滅火，但大火仍然熊熊燃燒，仿佛不可熄滅。工程人員還試圖將泄漏的天然氣導(dǎo)入鄰近的天然氣井，但也宣告失敗。

在之后僵持的兩年時(shí)間里，工程人員還嘗試向11號天然氣井中注入水泥和各種化學(xué)物質(zhì)，但效果甚微。工程師們每天都非常焦慮，這兩年浪費(fèi)了的天然氣價(jià)值已經(jīng)高達(dá)7500萬美元。

那么多方法試了都沒有效果，就在負(fù)責(zé)人焦頭爛額為了7500萬美元心疼時(shí)，核能部找上了門。負(fù)責(zé)人正奇怪天然氣的事故與核能部有什么關(guān)系，卻見核能部拍著胸脯說，這事我有一計(jì)。

原來早在這之前，蘇聯(lián)就有多次地下核試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，核能部認(rèn)為只要當(dāng)量與爆炸位置合適，一枚核彈就足以將氣井封堵。負(fù)責(zé)人聽到這個(gè)方案，嚇得冷汗都出來了，大火上再加上一顆核彈？這是要鬧個(gè)大新聞吧！

1966年9月30日，該地區(qū)被清理干凈，一枚巨大的核彈被投入地下

這個(gè)計(jì)劃不可謂不瘋狂，核彈從來都是帶來死亡的危險(xiǎn)物品，即使用作核能發(fā)電也等于造了一顆定時(shí)炸彈，他們居然要用來封井救火？

核能部的研究人員深知這次操作難度，他們先后進(jìn)行了兩次核爆封堵井噴的試驗(yàn)，兩次試驗(yàn)都大獲成功。

盡管如此，開始實(shí)施計(jì)劃時(shí)，他們?nèi)允切⌒囊硪淼卦?1號井附近打了兩口斜井，再往其中先注入隔離地下溫度的特制液體。

隨后，一枚三萬噸當(dāng)量的核彈預(yù)冷后，被安裝在其中一口深1532米的井中。

隨著一聲震響，斜井內(nèi)的核彈被成功引爆。強(qiáng)大的沖擊力瞬間將附近巖層全部陶瓷化，核爆威力使巖層擠壓變形，11號氣井的套管也被擠壓變形封死。

23秒后井內(nèi)剩余氣體燃燒殆盡，大火逐漸熄滅。工作人員進(jìn)行預(yù)后工作時(shí)，檢測發(fā)現(xiàn)礦區(qū)未發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)沾染。

油田開采工作也在不久后恢復(fù)正常，這次花樣引爆核彈讓世界震驚。蘇聯(lián)人還將這次事故拍成教學(xué)片，給西方世界的朋友們學(xué)習(xí)新技術(shù)。

蘇聯(lián)報(bào)紙《塔什干報(bào)》在當(dāng)時(shí)發(fā)表了一篇關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的報(bào)道，這枚炸彈也成為了和平核爆炸(PNE)的一個(gè)經(jīng)典例子。

用核彈搞地下工程爆破，若不是喝了伏特加的俄國人，恐怕沒人敢這樣演繹暴力美學(xué)。正如蘇聯(lián)在戰(zhàn)場上體驗(yàn)了拖拉機(jī)配大炮后，迷上了暴力戰(zhàn)術(shù)。

花樣爆核彈也為他們打開了新世界的大門。從此，開鑿運(yùn)河、河流改道、采礦、采油，多的是地方用得上核彈。

拖拉機(jī)的暴力，人送諢名“斯大林之錘”

1965年，核能部在進(jìn)行一次地下引爆核彈的試驗(yàn)時(shí)，計(jì)劃順便幫水利部門修個(gè)水庫。在塞米巴拉金斯克州的恰甘河灘，一枚14萬噸TNT當(dāng)量的核彈在地下178米處被引爆。

在爆炸瞬間煙塵高達(dá)4800米，含有以Co-60為主的放射性沉降物約20%。煙塵散去，一個(gè)百米深的大坑逐漸出現(xiàn)，只需要簡單趕趕工，一個(gè)直徑430米的漏斗形水庫便成型*了。

*注：一同形成的人工湖總?cè)萘靠蛇_(dá)1700萬立方米，漏斗形水庫容量640萬立方米。

據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)顯示，在爆炸的一個(gè)晝夜后，土脊上劑量強(qiáng)度很快降到1毫倫/小時(shí)以下，不久后就處于天然水平（15~20微倫/小時(shí)）以下。

但人們?nèi)匀粨?dān)憂核輻射問題，蘇聯(lián)核能部部長斯拉夫斯基給出一個(gè)滿分答卷：他毫不猶豫地跳入新修建的水庫游泳。

這一下可真讓冷嘲熱諷的美國專家目瞪口呆，水庫很快投入使用，為附近工業(yè)區(qū)和農(nóng)場提供源源不斷的水。

恰剛?cè)斯ず?p>

在1969~1990年間，蘇聯(lián)核能部又為采礦事業(yè)獻(xiàn)上了一計(jì)。在當(dāng)時(shí)，要用普通炸藥粉碎100萬噸礦石巖塊，要鉆2~4千米巷道，1萬米深的井。

為達(dá)到這個(gè)目標(biāo)至少需要50萬噸炸藥，所消耗成本就占去了礦場總價(jià)值的30~40%。核能部由此想到了核爆炸的實(shí)惠，他們對這個(gè)方案的可行性和經(jīng)濟(jì)合理性進(jìn)行了試驗(yàn)評估。

他們先是在基洛夫斯克市北面20公里處，一片礦體厚度約30~60米，長200多米的礦石地段，進(jìn)行了兩次試驗(yàn)。

第一次試驗(yàn)為單彈頭爆炸，威力約2.1千噸TNT當(dāng)量爆炸粉碎了50×50×50米的礦段體積。第二次試驗(yàn)設(shè)置為雙彈頭組合爆炸，每個(gè)彈頭各1.8千噸TNT當(dāng)量，粉碎礦段體積提高到了50×125×90米，粉碎礦石數(shù)量遠(yuǎn)超100萬噸，達(dá)到155萬噸。

根據(jù)試驗(yàn)評估，經(jīng)濟(jì)和技術(shù)都可行，地震和輻射效應(yīng)也在安全范圍內(nèi)可控。因?yàn)榍嵓壓吮ǎ啾绕鹫ㄋ畮煲呀?jīng)算是毛毛雨，引起的地震波不強(qiáng)，傳不遠(yuǎn)。

核燃料消耗也不多，留下的放射性產(chǎn)物就更少了，影響基本可以忽略。蘇聯(lián)再一次挖掘出核彈的又一用途，而不僅僅將它視作一種可怕的戰(zhàn)爭武器。

另一次失敗的鹽礦爆破計(jì)劃，“侏儒計(jì)劃”

在1976年德國工程師們也打算為埃及用核彈炸開一條運(yùn)河，驚恐的埃及慌忙拒絕了。

美國人也曾想在阿拉斯加用核彈修建港口，但因?yàn)閾?dān)心會對北極圈帶來不好的生態(tài)影響而終止。

加拿大人同樣有過這樣的想法，為了采油將在千萬噸級的油田里引爆幾百個(gè)核彈，但最終在反核組織的大力反對下終止了計(jì)劃。

英國石油公司

2010年時(shí)，蘇聯(lián)核爆封井的套路還被再次運(yùn)用。英國石油公司的油井一直以來都在向墨西哥灣漏油，于是一些工程師提議用核彈炸掉油井。

美國能源署借鑒了蘇聯(lián)核爆封井的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為只要核彈的高溫融化巖層，然后凝固封住油井，確實(shí)可以達(dá)到封井的效果。不過因?yàn)樘K聯(lián)當(dāng)時(shí)的井架結(jié)構(gòu)與海洋油井大不相同，美國人試驗(yàn)幾次失敗，計(jì)劃也因此流產(chǎn)。

其實(shí)在我國，也曾有關(guān)于地下核爆的工程設(shè)想。1995年，科學(xué)院何祚庥院士在《中國科學(xué)報(bào)》上發(fā)表文章，建議在雅魯藏布江大峽谷，用地下核爆開鑿隧洞。

印度洋的暖濕氣流將因此能源源不斷地想青藏高原內(nèi)地輸送，改善干旱氣候。

可行與否還有待考證，但核爆炸的便利和巨大效應(yīng)，確實(shí)能夠讓不少原本不敢想的計(jì)劃有希望成功。

雅魯藏布江大峽谷

不僅核爆炸，普通的爆炸在生活中許多領(lǐng)域都能有建樹。

爆炸是因?yàn)檠杆俚奈锢碜兓ɑ蚧瘜W(xué)反應(yīng)）被限制在有限空間內(nèi)，巨大的能量引起氣體急劇膨脹達(dá)到爆炸效果，通常還會伴隨著強(qiáng)烈放熱、發(fā)光和聲響。

爆炸瞬時(shí)產(chǎn)生的巨大能量、沖擊力，就是爆炸中最需要被應(yīng)用的。

爆炸壓涂示意圖

在表面工程領(lǐng)域，爆炸壓涂就是因?yàn)楦咝V受好評。方法是通過炸藥爆炸產(chǎn)生的高壓驅(qū)動金屬板高速撞擊粉末，使粉末壓實(shí)、牢固地附著在金屬板表面形成涂層。

爆炸焊接也是用同樣的原理，利用瞬時(shí)超高壓和超高速沖擊實(shí)現(xiàn)金屬層間的固態(tài)結(jié)合。不僅如此，爆炸在制作磨具上也有奇效。

將炸彈內(nèi)充入滅火用的化學(xué)物質(zhì)，也可以有效地利用沖擊波加強(qiáng)滅火效果。

爆炸的運(yùn)用小到生活，大到工程級的項(xiàng)目，只要脫離了戰(zhàn)爭，爆炸也沒想象中那么可怕。

著名的馬紹爾群島核爆蘑菇云，這是當(dāng)時(shí)人類引爆過的最大的核彈，高達(dá)1500萬噸當(dāng)量

有朝一天，爆炸也許真的可以成為藝術(shù)。

趙錚. 碰撞速度對爆炸壓涂涂層性能影響研究[J]. 爆炸合成納米金剛石和巖石安全破碎關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù), 2015.

Julian Robinson. Amazing footage shows the moment Russia used a nuclear bomb to create a reservoir... but ended up with a radioactive water supply known as the Atomic Lake. Daily Mail, 21 September 2017.

經(jīng)福謙, 核爆炸的和平利用：和平利用核爆炸的幾方面實(shí)例, 中國工程物理研究院官網(wǎng).

原標(biāo)題：《滅火、開礦、造水庫一顆核彈全解決，這才是“世界核平”的正確打開方式嗎？》

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