Способ уничтожения токсичных химических веществ и химического оружия

 

Использование: область уничтожения химического оружия, токсичных химических веществ. Сущность изобретения: токсичные химические вещества и химическое оружие размещают в подземной камере и подрывают в ней термоядерное устройство. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к методам уничтожения химического оружия, отравляющих веществ и токсичных химических отходов.

Изобретение может быть использовано для одновременного (или раздельного) решения следующих основных задач: термомеханического разрушения химических боеприпасов, контейнеров с отравляющими веществами и токсичными химическими материалами, размещаемых в ближней зоне термоядерного взрыва (в зоне испарения или плавления материалов в ударной волне); термического разложения уничтожаемых химических веществ, преобразования их в простые, химически устойчивые, безопасные соединения; захоронения (и частичного остекловывания) химически активных продуктов разложения химических веществ на больших глубинах; сокращения сроков и удешевления процесса уничтожения химического оружия и токсичных химических материалов, уменьшения количества людей, вовлеченных в процесс уничтожения.

Известен способ уничтожения отравляющих веществ сжиганием в заводских условиях, в том числе в слоях расплавленных солей щелочных металлов. Известен также криогенный способ уничтожения химических боеприпасов в заводских условиях, в основу которого положено охлаждение уничтожаемых боеприпасов жидким азотом с последующим разрушением их оболочек и сжиганием ОВ.

Недостатками прототипа являются: необходимость выделения ОВ из элементов конструкции боеприпасов, контейнеров и т.д. что представляет собой потенциально большую экологическую опасность; возможность утечки ОВ, находящихся в высококонцентрированном состоянии в результате технологических дефектов или аварий; большие капитальные затраты на создание и эксплуатацию производства по уничтожению ОВ и утилизации отходов; длительные сроки процесса уничтожения и вовлечения в процесс уничтожения больших количеств людей, а также отторжения территорий для создания производств и зон безопасности.

Техническим результатом является повышение производительности и экологичности уничтожения токсичных химических веществ и химического оружия. Достижение этого результата обеспечивается в "способе уничтожения токсичных химических веществ и химического оружия", размещением токсичных химических веществ и химического оружия в подземной камере и подрывом термоядерным устройством.

Наличие признаков, отличающих заявляемый способ от прототипа позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "Новизна".

Сущность изобретения является эффективное использование энергии термоядерного взрыва для испарения в сильной ударной волне уничтожаемых химических боеприпасов, контейнеров с ОВ и токсичными отходами и их термического разложения с последующим образованием химически устойчивых, безвредных соединений, захораниваемых на больших глубинах.

Энергия, выделяющаяся в процессе взрыва термоядерного устройства на большой глубине ( 1000 м) в камере, содержащей токсичные химические вещества и химическое оружие, обеспечит повышение производительности и технологичности процесса их термического разложения относительно заводского способа.

Отличительные признаки заявляемого изобретения в других известных решениях не обнаружены, таким образом, заявляемое решение соответствует критерию "существенности отличий".

Реализация заявляемого способа состоит из последовательности следующих процессов. В горном массиве на большой глубине ( 1000 м) создается специальная камера, размеры которой определяются закладываемым количеством токсичных химических веществ и химического оружия, подвергаемых уничтожению, и специальных добавок, в том числе щелочных металлов, способствующих образованию химически устойчивых безвредных соединений. В результате взрыва термоядерного устройства в этой камере под действием ударной волны происходит испарение заложенных токсичных химических веществ и химического оружия вместе с частью окружающей породы. Способ позволяет предусмотреть необходимое пространственное размещение уничтожаемых материалов вокруг термоядерного устройства, с тем чтобы обеспечить требуемый уровень нагрева для каждой группы уничтожаемых ОВ (определяемый их физико-химическими свойства), изменяющийся в широких пределах от сотен тысяч градусов до 10 10³ градусов и ниже вплоть до 10³ градусов в обширной зоне расплава. С целью предотвращения выхода продуктов распада ОВ на поверхность следует специальным образом выбирать грунты с малой газовостью, оптимальным физико-химическим составом и использовать специальные добавки, в том числе соли щелочных металлов.

Уничтожаемые вещества размещаются (в том числе непосредственно в транспортировочных контейнерах без предварительной разборки) в специальной камере в ближней зоне термоядерного взрыва мощностью E10 в количестве, определяемом условием M (50-70) т.Е (кт), где М масса уничтожаемых материалов (с учетом массы корпусов и конструкционных элементов боеприпасов, контейнеров), размещаемых в камере, и необходимых добавок специальных химических веществ. При мощности взрыва Е 150 кг масса уничтожаемых материалов оценивается в М (7-10)10³ тонн в одном взрыве. Характерная глубина такого захоронения может составить 1000 м. Для уменьшения затрат возможно одновременное проведение нескольких таких взрывов с разновременностью подрыва между последующими взрывами >> 0,1 сек^xx и выбором расстояния R между соседними взрывами, гарантирующим их сохранность от воздействия друг на друга. Величина R оценивается в R(км) = 5 (сек). При использовании подобной серии из 10 взрывов с Е 150 кг совокупная масса уничтожаемых материалов может составить до М (70-100) 10³ тонн.

Полная масса уничтожаемых ОВ оценивается в 5010³ тонн, а с конструкционными элементами 30010³ (при доле ОВ 15% от массы боеприпасов). Для полного уничтожения такого объема химического оружия потребуется 4 таких серий взрывов, что может быть произведено за короткое время.

Для уничтожения токсичных химических веществ и химического оружия могут использоваться термоядерные устройства повышенной радиационной чистоты с уровнем осколочной активности в 10²-10³ раз меньше, чем в обычных термоядерных зарядах.

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа определяются высокой производительностью и экологичностью процесса относительно заводского в соответствии с: возможностью уничтожения токсичных химических веществ и химического оружия без предварительной разборки;
возможностью термического разложения токсичных химических веществ и химического оружия при сверхвысоких температурах, в том числе от 10⁴ градусов и выше;
возможностью одновременного уничтожения больших объемов в сжатые сроки.

**) В соответствии с требованиями Протокола к Договору между СССР и США об ограничении подземных испытаний ядерного оружия.

Формула изобретения

1. Способ уничтожения токсичных химических веществ и химического оружия, отличающийся тем, что токсичные химические вещества и химическое оружие размещают в подземной камере и подрывают в ней термоядерное устройство.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве термоядерного устройства используют термоядерное устройство с пониженной осколочной активностью.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в подземной камере последовательно подрывают одно или более дополнительное термоядерное устройство.

4. Способ по любому из пп. 1 3, отличающийся тем, что последовательно подрывают дополнительные термоядерные устройства в дополнительных подземных камерах.

5. Способ по любому из пп. 1 4, отличающийся тем, что в подземной камере размешают химические вещества, обеспечивающие переход продуктов разложения в твердое устойчивое состояние.