"Российская Академия Наук" - читать интересную книгу автора (Турчин Алексей)

А.В. Турчин

2.2 Атомное оружие

Классическим примером угрозы существованию человечества является угроза ядерной войны. Обычно о ядерной войне говорят, что она приведёт к «уничтожению всей земной жизни». Однако, судя по всему, это утверждение является натяжкой. Ядерное оружие имеет три потенциальных фактора глобального поражения – непосредственный удар по всей площади Земли, радиоактивное заражение всей Земли и ядерная зима. Далее мы покажем, что хотя каждый из этих эффектов может в исключительных обстоятельствах привести к человеческому вымиранию, обычная ядерная война не должна к ним привести, хотя жертвы будут огромны.

Оценим, какое количество боеголовок нужно, чтобы уничтожить всех без исключения людей, если они будут равномерно и одновременно применены по всей поверхности Земли. Для почти полного уничтожения людей на суше потребуется не менее ста тысяч – боеголовок мегатонного класса. (Если считать, что одна боеголовка поражает площадь в 1000 кв. км, что вероятно, завышено. Гарантированное уничтожение потребует гораздо большего числа зарядов, поскольку даже под эпицентром взрыва в Хиросиме были выжившее – в 500 метрах от точки взрыва.) В тоже время огромные участки суши необитаемы. Итак, 100 000 боеголовок поставят людей на грань вживания, хотя и не уничтожат всех людей гарантировано, так как останутся корабли, самолёты, случайные выжившие и подземные убежища. Гарантированное уничтожение всех людей потребует миллионов боеголовок. Следует отметить, что на пике холодной войны ведущие державы обладали количеством боеголовок порядка 100 000, а накопленные запасы плутония (2000 тонн, хотя не весь он «оружейный» – то есть чистый по изотопному составу) позволяют произвести ещё несколько сот тысяч боеголовок. Вместе с тем ни один сценарий ядерной войны не предполагает равномерного удара по всей площади планеты. Даже если возникнет цель всепланетного самоубийства, найдутся способы проще. С другой стороны, теоретически возможно создать такое количество бомб и средств доставки, чтобы нанести удар по всей территории планеты.

Однако ядерная война создаёт два следствия – ядерную зиму и радиоактивное заражение.

Ядерная зима

В отношении ядерной зимы есть два неизвестных фактора – во-первых, насколько она будет длительной и холодной, а во-вторых, в какой мере ядерная зима означает вымирание человечества. В отношении первого фактора есть разные оценки – от крайне суровых (Моисеев, Саган) до относительно мягких концепций «ядерной осени». Я полагаю, что риск ядерной зимы преувеличивается, так как ни пожары в Кувейте, ни Вторая мировая война не привели к сколько-нибудь значительному снижению мировой температуры. Однако принцип предосторожности заставляет нас рассмотреть наихудший случай.

Существующая критика концепции ядерной зимы сосредотачивается вокруг следующих факторов:

• Какое количество сажи возникнет и будет выброшено в тропосферу в случае крупномасштабной ядерной войны.

• Какое влияние она окажет на температуру Земли

• Как долго она будет находиться в верхних слоях атмосферы

• Какое влияние окажет падение температуры на выживание людей.

Отдельные исследования сосредотачиваются на анализе каждого из этих факторов, принимаю как данность результаты предыдущего. Например, недавнее американское исследование проблемы влияния ядерной зимы на климат принимает количество сажи в тропосфере за 150 млн. тонн. В исходном анализе Моисеева было 4 миллиарда тонн, и соответственно, падение температуры было не на 20, а на 50 градусов. В статье И.М. Абдурагимова "О несостоятельности концепции "ядерной ночи" и "ядерной зимы" вследствие пожаров после ядерного поражения" приводится жёсткая критика именно по количеству сажи, которая выделится в результате полномасштабной ядерной войны. При лесном пожаре сгорает в среднем только 20% от горючей массы, из неё только половина является по массе чистым углеродом, и большая часть этого углерода сгорает полностью, то есть без образования частичек угля. При этом только часть сажи является настолько мелкодисперсной, чтобы быть способной висеть в тропосфере и оказывать значительный вклад в затемнение Земли. Чтобы транспортировать эту сажу в тропосферу, где она может «зависнуть» по причине отсутствия конвекции там, требуется возникновение специфического явления – огненного торнадо (поскольку сам шар ядерного гриба, уходящий высоко в тропосферу, имеет настолько большую температуру, что в нём все частички сажи сгорают). Огненное торнадо образуется не при всех ядерных взрывах и, кроме того, резко улучшает сгорание, как меха в плавильной печи, в силу чего сажи в нём гораздо меньше. Они не должны образовываться в современных городах, построенных таким образом, чтобы избежать этого эффекта – например, в городах бывшего СССР. Наконец, не вся сажа, выделившаяся при пожарах, поднимается на высоту более 10 км, где нет конвекции и дождей, которые быстро её вымывают.

Этим сажа при ядерной зиме отличается от вулканической пыли, которая буквально выстреливается в стратосферу из жерла вулкана, как из пушки. Однако вулканическая пыль состоит из более тяжёлого оксида кремния и гораздо быстрее выпадает из тропосферы.

Однако всё же можно представить себе гипотетическую ситуацию, когда в тропосфере оказались сотни миллионов тонн мелкодисперсного углерода. Можно представить себе и альтернативные ядерной войне сценарии попадания его туда, например, попадание астероида в залежи каменного угля, или вулканический взрыв под такими залежами, или результат некой человеческой деятельности, или даже неконтролируемое размножение нанороботов, заслоняющее солнечный свет, как предполагает Фрейтас. Исходные расчеты Моисеева делались для площади сгоревших городов и лесов в 1 млн. кв. км. Суммарная площадь лесов на Земле составляет примерно 40 млн. кв. км, и они содержат около 240 млрд. тонн древесины. Это означает теоретическую возможность очень большого выброса сажи в атмосферу даже при гораздо меньшей доли образования сажи, но только в случае намеренного уничтожения цивилизации, так как вряд ли в ходе обычной ядерной войны будут бомбить леса по площадям.

Время нахождения сажи в тропосфере оценивается по-разному, но обычно оценка от нескольких месяцев до 10 лет. Есть также и альтернативные теории о том, какое воздействие окажет ядерная война на климат, например, о том, что за счёт парникового эффекта от сгоревшего углерода и образования окислов азота и их влияния на озоновый слой температура Земли на самом деле резко повысится.

Внезапные и длительные похолодания не обязательно означают человеческое вымирание. Это следует из того, что, например, Финляндия имеет примерно десятилетний запас еды плюс топливо в виде лесов, печи и навыки вживания при зимних температурах. Чтобы действительно убить всех людей, ядерная зима должна длиться более ста лет с антарктическими температурами, и то этого может быть недостаточно, с учётом человеческой способности приспосабливаться. (Если считать, что ядерная зима будет единственным неблагоприятным фактором, что неверно.)

Наиболее современные исследования климатических последствий полномасштабной ядерной войны опубликованы в статье Алана Робока с соавторами «Ядерная зима в современной модели климата при существующих ядерных арсеналах: последствия по-прежнему катастрофичны» . Статья содержит обзор предыдущих исследований и разумные варианты ожидаемого выброса сажи. Расчет выполнен на основании современной метеорологической модели, проверенной на других приложениях. В результате получается, что при полномасштабной войне современными (то есть сокращёнными со времён холодной войны) ядерными арсеналами среднее снижение температуры по всей Земле составит около 7 градусов в течение нескольких лет, а последствия ядерной зимы будут ощущаться около 10 лет. Время очищения (в е раз) верхней тропосферы от сажи составит 4,6 лет. При этом над континентами снижение температуры составит до 30 градусов, и в частности, над Украиной не будет положительных температур в течение трёх лет. Это сделает невозможным ведение классического сельского хозяйства почти по всей Земле в течение нескольких лет. С другой стороны, над тропическими островами (Куба, Мадагаскар, Шри-Ланка) снижение температуры составит только несколько (5-7) градусов. Очевидно, что значительное число людей могли бы пережить такое похолодание, однако при этом начнётся такая борьба за оставшиеся ресурсы, которая повысит риски дальнейших катастроф. Серия крупных вулканических извержений (вулканический пепел уходит из тропосферы с характерным временем в 1 год) могла бы дать такой же эффект.

Учитывая неопределенность в моделях, а также возможность затяжной ядерной войны и других причин затемнения атмосферы можно предположить следующие теоретические варианты ядерной зимы:

1) Падение температуры на один градус, не оказывающее значительного влияния на человеческую популяцию. Как после извержения вулкана Пинатубо в 1991 году.

2) «Ядерная осень» – несколько лет температур, пониженных на 2-4 градуса, неурожаи, ураганы.

3) «Год без лета» – интенсивные, но относительно короткие холода в течение года, гибель значительной части урожая, голод и обморожения в некоторых странах. Это уже происходило после крупных извержений вулканов в VI веке нашей эры , в 1783г, в 1815г.

4) «Десятилетняя ядерная зима» – падение температуры на всей Земле на 10 лет на 30-40 градусов. Этот сценарий подразумевается моделями ядерной зимы. Выпадение снега на большей части земли, за исключением некоторых экваториальных приморских территорий. Массовая гибель людей от голода, холода, а также оттого, что снег будет накапливаться и образовывать многометровые толщи, разрушающие строения и перекрывающий дороги. Гибель больше части населения Земли, однако миллионы людей выживут и сохранят ключевые технологии. Риски – продолжение войны за тёплые места, неудачные попытки согреть Землю с помощью новых ядерных взрывов и искусственных извержение вулканов, переход в неуправляемый нагрев ядерного лета. Однако даже если допустить этот сценарий, окажется, что мирового запаса рогатого скота (который замёрзнет на своих фермах и будет храниться в таких естественных «холодильниках») хватит на годы прокорма всего человечества, а Финляндия, как уже говорилось, имеет стратегический запас еды (зерна) на 10 лет.

5) Новый ледниковый период. Получается из предыдущего сценария за счёт того, что отражающая способность Земли возрастает за счёт снега, и начинают нарастать новые ледяные шапки от полюсов и вниз, к экватору. Однако часть суши у экватора остаётся пригодной для жизни и сельского хозяйства. В результате цивилизации придётся радикально измениться. Трудно представить огромные переселения народов без войн. Много видов живых существ вымрет, но большая часть разнообразия биосферы уцелеет, хотя люди будут уничтожать её ещё более безжалостно в поисках хоть какой-либо пищи. Люди уже пережили несколько ледниковых периодов, которые могли начаться весьма резко в результате извержений сверхвулканов и падений астероидов.

6) Необратимое глобальное похолодание. Оно может быть следующей фазой ледникового периода, при развитии событий в наихудшем случае. На всей Земле на геологически длительное время устанавливается температурный режим, как в Антарктиде, океаны замерзают, суша покрывается толстым слоем льда. (Или как на Марсе – холодная сухая пустыня. Кстати, если все парниковые газы из атмосферы Земли исчезнут, то равновесная температура поверхности составит минус 23 С.) Только высокотехнологичная цивилизация, способная строить огромные сооружения подо льдом, может пережить такое бедствие, но такая цивилизация могла бы, вероятно, найти способ обратить вспять этот процесс. Жизнь уцелеет только около геотермальных источников на морском дне. Последний раз Земля вошла в это состояние примерно 600 млн. лет назад, то есть до выхода животных на сушу, и смогла выйти из него только благодаря накоплению СО в атмосфере . В то же время за последние 100 000 лет было четыре обычных оледенения. Наконец, в случае, если бы Солнце вообще перестало светить, наихудшим исходом было бы превращение всей атмосферы в жидкий азот, что выглядит абсолютно невероятным.

Хотя варианты 5 и 6 относятся к самым маловероятным, они несут в себе наибольший риск. Эти варианты могли бы быть возможны при экстраординарно большом выбросе сажи и при наихудшем раскладе неизвестных нам природных закономерностей.

Если бы некая сила задалась целью устроить ядерную зиму нарочно, то она может её организовать, взорвав водородные бомбы в каменноугольных шахтах. Это, возможно, даст неизмеримо больший выброс сажи, чем атака на города. Если установить водородные бомбы с таймером на разные сроки, то можно поддерживать ядерную зиму неограниченно долго. Теоретически, таким образом можно достичь устойчивого состояния «белого холодного шарика», отражающего весь солнечный свет, с полным вымерзанием океанов, которое станет самоподдерживающимся состоянием. С другой стороны, когда сажа осядет, Земля, возможно, окрасится в чёрный свет, и её способность нагреваться в солнечных лучах резко возрастёт. Такое ядерное лето тоже может принять необратимый характер (с учётом остальных факторов глобального потепления) с переходом в «венерианскую» фазу нагрева. Есть и другие факторы, которые могут привести к ядерному лету после или вместо ядерной зимы, например, выброс большого количества парниковых газов при взрывах. Ядерное лето гораздо опаснее ядерной зимы, так как человек легче переносит охлаждение, чем нагрев (то есть, если принять комнатную температуру за 20 градусов, то человек вполне переносит мороз на улице в минус 50, то есть на 70 градусов ниже, но сможет выдержать подъём температуры не более чем, на 30 градусов, то есть не больше 50 ;С на улице). Кроме того, системы обогрева работают индивидуально (лес + печка), а холодильники требуют наличия устойчивой централизованной инфраструктуры (производство холодильников + электроэнергия). Хранение продуктов питания при резком потеплении станет невозможно – они сгниют и сгорят. Поэтому, если у человечества будет выбор, то ему следует выбирать глобальную зиму, а не глобальное лето.

Инициация извержения сверхвулкана с помощью ядерного оружия также приведёт к аналогу ядерной зимы – к вулканической зиме. Опасны попытки людей исправить ситуацию с помощью искусственной ядерной зимы или искусственного ядерного лета, которые могут только усугубить проблемы за счёт перехода климата в режим раскачки, по модели запаздывающего управления фон Неймана.

Обращу внимание на то, что точная вероятность и продолжительность ядерной зимы и её последствий невычислима по причинам, которые обсуждаются в главе «невычислимость». Это происходит, потому что мы по определению не можем поставить эксперимента, а также точно определить, насколько Моисеев и Саган были заинтересованы преувеличить опасность ядерной зимы, чтобы избежать войны. То есть хотели ли они создать само-несбывающееся пророчество.

Полное радиоактивное заражение.

Следующий сценарий – глобальное радиоактивное заражение. Наиболее известный сценарий такого заражения – это применение кобальтовых бомб, то есть бомб с повышенным выходом радиоактивных веществ. Кобальтовые бомбы представляют собой водородные бомбы, окружённые оболочкой из кобальта-59, превращающегося в радиоактивный изотоп кобальт-60 . Проект бомбы, способной заражать целые континенты, предложил Лео Сцилард в 1950 году. Однако 1 грамм кобальта имеет радиоактивность порядка 50 кюри. Если распылить 1 грамм на 1 кв.км, то этого недостаточно для гарантированной смерти всех людей, хотя и потребует эвакуации с этой территории по современным нормам безопасности. Кобальт-60 имеет период полураспада 5,26 лет, поэтому загрязнение, создаваемой им, будет длительным, и его будет трудно пересидеть в бункере. Тем не менее, даже такое заражение потребует 500 тонн кобальта на всю Землю. Косвенно это количество можно оценить в 100 бомб типа «Кузькиной матери» – Царь-бомбы в 50 мегатонн, взорванной в 1961 году. Если бы на этой бомбе была бы урановая оболочка, она дала бы дополнительные 50 мегатонн, и мощность взрыва составила бы 100 мегатонн, но оболочка была заменена на свинцовую. Масса прореагировавшего урана, которая дала бы такой выход энергии, который составляет 50 мегатонн, примерно равна 5 тоннам. Можно предположить, что если бы эта бомба имела кобальтовую оболочку, она дала бы примерно 5 тонн радиоактивного кобальта. По другим оценкам, проводившимся в США после выступления Лео Сцилларда о возможности истребления жизни на Земле с помощью кобальтовой бомбы, выяснилось, что это действительно возможно, но устройство должно быть в 2,5 раза тяжелее линкора «Миссури» . Водоизмещение «Миссури» – 45 000 тонн. Возможно, что это исследование проводилось до создания водородной бомбы. Итак, мы получаем две оценки веса этого устройства – 2 700 тонн и 110 000 тонн. Разница между ними не так принципиальна с точки зрения вопроса, возможно ли такое устройство и сколько оно будет стоить. Поскольку вес обычных энергетических реакторов составляет несколько тысяч тонн, то вполне реально сделать устройство, весящее и 100 000 тонн, как 20 реакторов. Если один реактор стоит около миллиарда долларов по современным ценам, то такое устройство будет стоить порядка 20 миллиардов. Эта сумма меньше военного бюджета США в 20 раз. Другой ориентир: вес реактора ИТЭР – 30 000 тонн, цена 12 миллиардов долларов. Итак, создание атомной бомбы судного дня технически реально для крупного государства, обладающего ядерной программой, и потребует нескольких лет работы.

Не менее опасен печально знаменитый изотоп полоний-210. Он является гораздо более мощным источником, чем кобальт, так как имеет меньший период полураспада (в 15 раз примерно). И он обладает способностью накапливаться в организме, поражая изнутри, что повышает его эффективность ещё примерно в 10 раз. Смертельная его доза – около 0,2 мкг . Это означает, что полное смертельное заражение Земной поверхности потребует только сто тонн (или сотен килограмм в худшем случае – если учесть его способность накапливаться в организмах, а также повторное отравление за счёт высокой концентрации в среде – то есть сколько выводится, столько и вводится) этого опасного вещества. Неизвестно, сколько водородных бомб нужно взорвать, чтобы наработать такое количество вещества. (В обычных атомных бомбах выход радиоактивных элементов измеряется килограммами, но в специальных водородных бомбах, окружённых толстыми оболочками, позволяющих уловить все нейтроны, он может достичь, по моим очень неточным прикидкам, тонны. Однако тяжёлую эффективную бомбу невозможно поднять высоко воздух, где гарантировано качественное распыление, поэтому реальный выход от бомбы можно снижать смело до 100 кг. Значит надо или облегчать бомбу, или смириться с потерей большей части радиоактивного выхода в грунте на месте взрыва. Это означает, что для производства такого эффекта нужно взорвать 1000 полониевых (то есть с оболочкой из висмута-209) бомб мегатонного класса.)

При этом известно, что в мировом океане растворено постоянно около 180 кг полония, образующегося из распада природного урана – однако это количество равномерно распределено по объёму толщи воды и не представляет угрозы для живых существ.

Требуются более точные подсчёты, учитывающие скорости осаждения радиоактивного вещества из атмосферы, вымывания его в океан, распада, связывания и сродства с элементами в человеческом теле, а также способности людей мутировать и приспосабливаться к радиации, чтобы определить минимальное количество какого изотопа приведёт к вымиранию всех людей на Земле – или к длительной непригодности всей суши для сельского хозяйства и невозможности в связи с этим вернуться в доиндустриальную фазу развития или неизбежности деградации на ней. (Что может быть на два-три порядка меньше по уровню радиации.)

Для того чтобы радиоактивное вещество распространилось достаточно далеко, бомба должна взрываться на высоте 10-20 км, а чтобы бомба была достаточно мощной, она должна быть тяжёлой. В конечном счёте, такая машина смерти может представлять собой стационарное устройством весом в тысячи тонн, с выходом взрыва в сотни мегатонн, в ходе которого образуются тонны опасного изотопа, выбрасываемые силой взрыва высоко в воздух.

Кроме того, короткоживущий изотоп можно пересидеть в бункере. Теоретически возможно создание автономных бункеров со сроком самообеспечения в десятки лет. Гарантированное вымирание можно получить, смешав долгоживущие и короткоживущие изотопы. Короткоживущие уничтожат большую часть биосферы, а долгоживущие сделают землю непригодной для жизни теми, кто пересидит заражение в бункере. (Подробнее о бункерах см. в соответствующей главе.)

Если некая страна, обладающая ядерными технологиями, окажется под угрозой внешнего завоевания, она может решиться создать такую бомбу. Особенно, если системы ПРО у противника не дадут шансов применить ракетное оружие для обороны. Тем более, что, возможно, для такой бомбы не потребуется много урана или плутония – только несколько килограммов на запал. Но потребуется очень много дейтерия. Стоимость 1 л тяжелой воды по доступным оценкам, ~1000$, то есть примерно 200 грамм тяжёлого водорода. Отсюда 5 миллиардов долларов – это 1000 тонн дейтерия, необходимого для такой бомбы. С учётом прочих расходов такая бомба должна стоить десятки миллиардов долларов. Однако если после создания такой бомбы на данную страну никто никогда не нападёт, то это дешевле, чем содержать вооружённые силы. Отсюда следует, что системы ПРО не повышают безопасность в мире, так как побуждают более слабые страны создавать кобальтовые стационарные бомбы в качестве последнего средства обороны. Или же, наоборот, разрабатывать ядерные чемоданчики, которые отдельные диверсанты могут пронести на вражескую территорию, или сосредотачиваться на разработке биологических и прочих альтернативных видах вооружения.

Радиационная авария

Полный взрыв современного реактора не угрожает выживанию людей, как это следует из последствий взрыва на Чернобыльской АЭС. С другой стороны, можно предположить возникновение в будущем неких гипотетических установок с гораздо большим выходом радиации в случае полного разрушения. Например, есть предположения, что в бланкете (оболочке камеры) термоядерного реакторы будут накапливаться значительно большие (в 100 раз) количества радиоактивных веществ с повышенным содержанием опасных изотопов вроде кобальта-60, которые в случае разрушения реактора высвободятся в атмосферу . Выход цепной реакции из-под контроля в некой установке так же мог бы значительно увеличить заражение.

Сверхбомба

После испытания «Царь-бомбы» в 1961 году на Новой Земле с выходом в 58 мегатонн, были разработки более мощных бомб с выходом в 200 и даже 1000 мегатонн, которые предполагалось транспортировать на судах к американским берегам и вызывать с их помощью цунами. Это значит, что, вероятно, появились технические возможности неограниченно наращивать взрывную силу бомбы. Наилучший массовый коэффициент бомб составляет порядка 6 мегатонн на тонну веса бомбы.

Важно также отметить, что Царь-бомба была испытана всего через 12 лет после взрыва первой атомной бомбы. Это говорит о том, что и другим державам может потребоваться относительно небольшой срок для перехода к огромным бомбам. Если сопоставить массовый коэффициент бомбы с массой ядерных реакторов порядка нескольких тысяч тонн, то становится понятно, что верхний предел сверхбомбы, которую сейчас можно сделать, составляет около ста гигатонн. Этого недостаточно для уничтожения всех людей силой взрыва, поскольку при падении астероидов выделялась энергия в тысячи раз больше. (См. главу о воздействии гигантских взрывов.) Взрыв сверхбомбы в каменноугольном пласте вызовет длительную ядерную зиму, сочетающуюся с сильным радиоактивным заражением. Несколько десятков сверхбомб, размещённых в разных местах Земли, могут покрыть своим поражающим ударом всю территорию планеты.

Есть также гипотетические предположения (Н. Бор), что взрыв мощной водородной бомбы в толще океана может вызвать горение дейтерия в морской воде. Позже было сказано, что точные подсчёты показали, что концентрации дейтерия недостаточно для самоподдерживающегося горения.

Накопление антиматерии

Станислав Лем как-то сказал, что он больше боится антиматерии, чем Интернета. Максимальная массовая эффективность ядерного заряда равна 6 мегатонн на тонну веса, что соответствует примерно 0,6 кг антиматерии. Но для удержания антиматерии тоже понадобятся специальные ловушки, которые должны много весить. Кроме того, очень трудно обезопасить антиматерию от случайного взрыва, тогда как обезопасить атомную бомбу легко. Наконец, нужно масса энергии на наработку антиматерии. В силу этого я полагаю, что нет смысла делать бомбы огромной мощности из антиматерии – да и мощности имеющихся атомных боеприпасов достаточно. Также нет смысла делать заряды из антиматерии малой мощности, так как с этими задачами справятся бомбы объёмного взрыва. Поэтому я полагаю маловероятным накопление антиматерии в военных целях. Только если будут сделаны некие новые принципиальные физические открытия, антиматерия будет представлять опасность. Антиматерия будет давать выход радиоактивных элементов за счёт столкновения атомов разных атомных масс. Опасно применение антиматерии в глубоком космосе, где теоретически можно собрать значительную массу антиматерии в виде некого метеорита (пользуясь наличием вакуума) и направить её незаметно на Землю.

Дешёвая бомба

Есть также опасность принципиального удешевления ядерного оружия, если удастся запускать самоподдерживающуюся термоядерную реакцию без инициирующего ядерного заряда – с помощью химической имплозии (цилиндрической), лазерного поджигания, магнитного сжатия, электрического разряда и небольших порций антиматерии, применённых в некой комбинации. Другой фактор – удешевление производства при использовании наработок нанотехнологий – то есть высокоточное и дешёвое производство с помощью микророботов. Третий фактор – обнаружение новых способов выделения урана из морской воды и его обогащения.

Есть также риск, что мы существенно недооцениваем простоту и дешевизну ядерного оружия, а, следовательно, и его количество в мире. Например, возможно, что реакторный плутоний можно приспособить для бомб пушечной схемы с выходом около 2 кт, пригодных актов ядерного терроризма . Любые открытия в области холодного ядерного синтеза, управляемого ядерного синтеза на токамаках, доставки гелия-3 из космоса, превращения элементов – упростят и удешевят производство ядерного оружия.

Равномерная атака на радиационные объекты

Ещё одним способом устроить конец света с помощью ядерного оружия является атака крылатыми ракетами (баллистические не имеют достаточной точности) всех ядерных реакторов и особенно хранилищ отработанного ядерного топлива на планете. Хотя вряд ли удастся возбудить цепную реакцию в нём, в воздух выделятся огромные количества радиации. «По оценке МАГАТЭ, к 2006 году из энергетических реакторов (а их в мире свыше 400) выгружено около 260 тыс. тонн ОЯТ, содержащих более 150 млрд. Кюри радиоактивности» и «К 2006 году страны мира накопили около 260 тыс. тонн ОЯТ, а к 2020 году его количество составит не менее 600 тыс. тонн» . То есть в XXI веке количество радиоактивных отходов будет расти как линейно, за счёт накопления, так и за счёт введения в строй новых реакторов.

Это даёт при равномерном распылении 150 млрд кюри – 300 кюри на квадратный километр земной поверхности. Это далеко за пределами норм отселения и запрета на сельское хозяйство по чернобыльской практике. При грубом пересчёте (эмпирическая формула – 1 кюри на квадратный метр даёт 10 рентген в час) это породит активность 3 милирентгена в час. Этого недостаточно для мгновенной смертности, так как составляет только примерно 2 рентгена в месяц, а максимально допустимая безопасная доза – 25 рентген – наберётся только за год. Однако такая местность надолго (в ОЯТ много долгоживущих элементов, в том числе плутония) непригодна для сельского хозяйства, поскольку в растительности и животных эти вещества накапливаются и при внутреннем потреблении дают в 10 раз более сильный удар по организму. Иначе говоря, выжившие люди никогда не смогут заниматься сельским хозяйством и будут обречены на постепенную деградацию от болезней. Всё же гарантированного вымирания здесь не б будет, так как люди – существа очень приспособляемые и живучие, если не вмешаются ещё какие-нибудь факторы. Крайне важно учитывать степень сродства радиоактивных веществ и человеческого организма. Например, после ядерных аварий принимают именно йодные таблетки, так как именно йод интенсивно улавливается и накапливается щитовидной железой.

Взрыв мощных бомб в космосе

Если земная технология шагнёт в космос, мы рискуем подвергнуться атаке от своих собственных колоний. В конце концов, все колонии в истории Земли рано или поздно восставали против своих метрополий. (США выросли из английской колонии). Риск состоит во взрыве нескольких десятков гигатонных бомб на низких орбитах, которые просто прожарят Землю своим излучением. Однако в случае такой атаки всё равно будут выжившие: шахтёры, подводники, спелеологи. (Хотя могут выжить только одни мужчины, и род людей на этом закончится, так как в природе мало женщин подводников и шахтёров. А спелеологи бывают.) По эффекту воздействия получится искусственный гамма-всплеск.

Интеграция поражающих факторов ядерного оружия

Умеренная по масштабам ядерная зима, сопровождающая умеренным радиоактивным поражением, может дать «синергетический» эффект, который превосходит по силе даже самую мощную ядерную зиму, взятую в отдельности. Например, в случае «чистой» ядерной зимы люди смогут многие годы питаться скотом, который замёрз у себя в стойлах и сохранился. В случае радиоактивного заражения такой возможности не будет. Всемирная взрывная волна выбьет все стёкла и сделает более сложной защиту от радиации и холода. Топить радиоактивным лесом будет опасно. Эти факторы будут усилены разрушением наиболее ценных объектов за счёт прямого действия поражающих факторов ядерного оружия.

Стоимость

Если поделить стоимость всей ядерной программы США на всё количество произведённых бомб, то средняя цена заряда будет от 1 до 40 миллионов долларов – смотря как считать. См. статью А. Анисимова «Развитие стратегических сил Китая и проблема адекватности ситуации внешней политики США». Если для полного радиационного заражения Земли нужно 1000 бомб с оболочкой из кобальта, то такой проект будет стоить порядка 40 млрд. долларов. Это – десятая доля бюджета Пентагона или цена крупной нефтяной корпорации. Если говорить точнее – это одна тысячная от годового мирового ВВП. По мере роста мирового ВВП и удешевления производства эта доля снижается, то есть всё дешевле создать такое оружие.

Вероятность данного события

Более детально вопросы вычисления и учёта вероятностей различных глобальных рисков мы рассмотрим в отдельной главе. В отношении рисков вымирания в результате применения ядерного оружия надо сложить вероятность двух вариантов:

• классическая ядерная война, приводящая к вымиранию.

• неклассическое применение ядерного оружия как машины судного дня.

Первый вариант определяется произведением вероятности двух последовательных событий: вероятности полномасштабной ядерной войны между сверхдержавами и вероятности того, что эта война приведёт к вымиранию человечества.

Вряд ли одна из держав нападёт на другую нарочно, потому что это не даст ни политической, ни экономической, ни военной выгоды, но создаст риск ответного удара, распространения оружия массового поражения, утерянного в поверженной державе, а также риск войны с другими державами, обладающими ядерным оружием. Однако ядерная война между сверхдержавами может начаться случайно, а точнее, в результате сложной цепочки событий в духе детерминированного хаоса. Например, в ходе Карибского кризиса американцы полагали, что могут напасть на Кубу, так как там нет ядерного оружия русских. Советские военные имели там тактическое ядерное оружие, которое могли применять по своему усмотрению в зависимости от обстоятельств, но полагали, что американцы на них не нападут. То есть каждая сторона действовала правильно в рамках своих представлений и при этом полагала неправильными и невозможными действия другой стороны. Другой пример – по утверждениям в мемуарах в день смерти Брежнева на всякий случай весь советский подводный ядерный флот перевели в состояние полной боевой готовности. Если бы американцы ответили на это тем же, то могла бы начаться гонка, кто ударит первым.

Ядерные силы находятся под действием следующих противоречивых требований:

А) Либо ядерные силы ни при каких обстоятельствах не могут совершить непреднамеренный запуск – то есть запуск, решение о котором позднее было бы признано неверным (если останется, кому признавать) – а это включает в себя опознание цели, информирование президента, принятие решения, доведение его до ракет и сам запуск и наведение ракет. Обратите внимание на различие между определениями «непреднамеренного запуска» и «случайного».

Б) Либо они должна суметь нанести ответно-встречный удар в условиях интенсивного информационного противодействия вероятного противника, а значит, находится в состоянии высокой боеготовности и автономности в принятия решений. От того, как решается это противоречие, зависит то, находятся ли ключи запуска на борт подводной лодки или высылаются на борт по радио из центра в случае чрезвычайной ситуации. Хотя то, как именно организовано управление СЯС в ведущих ядерных державах является величайшей военной тайной, исторически известно, что неоднократно выбирались варианты, когда ключ запуска был на местах, что соответствует пункту Б).

Можно придумать множество сценариев непреднамеренного начала ядерной войны. Например, самолёт с президентом внезапно сбивают. Поскольку система управления, а значит и связь с главнокомандующим является наиболее существенной частью системы обороны, то любые проблемы на этой линии будут восприниматься как начало атаки – именно поэтому после смерти Брежнева была высокая боеготовность.

Поскольку ядерной войны ни разу не было, это оказало разлагающее влияние как на общественные ожидания, так и, возможно, на нормы риска в военной сфере. Кроме того, растёт число стран, способных создать и создающих значительные ядерные арсеналы. Более того, террористическая ядерная атака тоже может стать спусковым крючком к войне, а её может организовать и малая страна. Всё это может нас подтолкнуть к идее, что риск ядерной войны постоянно растёт. Если мы его оценим в 0,5 процента в год, то, я думаю, это будет довольно неплохой оценкой. Однако сам этот риск может не «прожить» ста лет. Либо его сделают неактуальными ещё более мощные и опасные технологии, либо наоборот, человечество объединится и откажется от запасов ядерного оружия.

С другой стороны, обычная непреднамеренная ядерная война не приведёт неизбежно к вымиранию человечества. Если её масштабы будут ограничены несколькими странами, то это будет ещё одно событие масштаба Второй Мировой войны. И тогда она не прервёт хода прогресса и существенно не изменит хода мировой истории.

Однако ядерная война может запустить цепочку событий, которая резко снизит уровень развития всего человечества, переведёт его на постапокалиптическую стадию, в котором оно будет уязвимо ко многим другим факторам вымирания. Например, война может стать перманентной, так как из чувства мести остатки воевавших стран будут производить и выпускать всё новые порции оружия, особенно, биологического, или строить и взрывать машины судного дня. При этом они будут подвергаться воздействию ядерной зимы и радиоактивных осадков неизвестной силы. Сумма всех этих факторов может поставить человечество на грань вымирания, а переход этой грани станет вопросом случая.

Ход событий в постапокалиптическом мире будет зависеть не только от последствий ядерной войны, но и от того, какие технологии там уцелеют и смогут развиваться и применяться. Это выходит за рассмотрение данной главы, поэтому мы можем сказать, что в наихудшем случае из ядерной войны получится постапокалиптический мир, способный к дальнейшей деградации. Шансы того, что цивилизация понизит свой уровень в результате ядерной войны, применим как 50%.

Отсюда мы получаем, что оценку вероятности перехода в постапокалиптический мир в результате ядерной войны в XXI веке порядка 25% в том случае, если никакие другие процессы этому не препятствуют. Поскольку, однако, это событие должно быть «перекрыто», то есть станет невозможным из-за более сильных процессов в течении максимум 30 лет (об этом тоже будет отдельная глава), мы можем делить эту оценку на 3, то есть получим 8 % вероятности того, что в XXI веке мы попадём в постядерный мир с пониженным уровнем развития цивилизации. Вероятность того, что мы вымрем из этого постядерного мира ещё в несколько раз меньше и зависит от развития других факторов. Округляя до порядка, получим риск вымирания в результате последствий ядерной войны в XXI веке порядка 1%.

Шансы на то, что особенно сильная ядерная война непосредственно приведёт человеческому вымиранию, без фазы угасания в постапокалиптическом мире, я оцениваю как ещё меньшие, поскольку для этого нужна исключительно сильная и нацеленная на уничтожение всех людей ядерная война плюс стечение многих неблагоприятных обстоятельств.

Теперь нам надо учесть вероятности нетрадиционного применения ядерного оружия. В настоящий момент ничего неизвестно о разработках машин судного дня на основе ядерного оружия (хотя отчасти сами ядерные силы можно считать им; кроме того, такая разработка велась бы строжайшем секрете). В будущем могут появиться гораздо более дешёвые способы создать машину судного дня на основе биологического оружия. Поэтому думаю, что не будет ошибкой заявить, что шансы создания и применения машины судного дня на основе ядерного оружия по крайней мере в 10 раз меньше шансов самой ядерной войны.

Однако шансы вымирания всего человечества значительно выше от него, чем от ядерной войны, поскольку далеко не каждая ядерная война приводит к вымиранию! Фактически, если оружие судного дня применено, весь вопрос в том, сработает ли оно так, как задумывалось. (Если бы у Гитлера в бункере такое оружие было бы, он, вероятно, его применил – как харакири для всей страны.) Вероятность вымирания человечества в результате применения оружия судного дня в XXI веке я оцениваю в величину тоже порядка 1%.

Возможна определённая интеграция боевого ядерного оружия и машины судного дня. В романе Н. Шюта «На берегу» значительное применения тысяч кобальтовых бомб многими государствами приводит не к заражению отдельных стран, как это предполагалось, а к полному заражению всего мира. После открытия возможности ядерной зимы стало понятно, что современные ядерные ракеты могут быть оружием судного дня, если направить их на тысячи городов по всему свету. Точно также их можно направить на склады отработанного ядерного топлива, атомные станции, спящие вулканы и залежи каменного угля. То есть одно и тоже оружие может быть или не быть машиной судного дня в зависимости от данных команд.

Изменение вероятности глобальной катастрофы, вызванной ядерным оружием, с течением времени

Считается, что в настоящий момент погодовая вероятность катастрофической ядерной войны уменьшилась, так как ядерные арсеналы СССР и США значительно сократились. Однако фактически вероятность применения ядерного оружия растёт, поскольку всё больше стран открыто заявляют о разработке ЯО (около 10), и, кроме того, другие страны, помимо РФ и США, обретают технические возможности и желание обзаводится арсеналом в тысячи зарядов (я имею в виду Китай, Пакистан и Индию). Затем, растёт число стран, развивающих мирную ядерную энергетику двойного назначения, то есть могущих в течение месяцев или нескольких лет приступить к производству ядерного оружия. Растут и шансы попадания расщёпляющих материалов в руки террористов.

Этот рост вероятности относительно линеен и довольно медлен, если только не будут изобретены способы принципиального удешевления производства ядерного оружия – молекулярное производство и методы термоядерного взрыва без уранового запала. Появление и – особенно – распространение знаний о таких методах резко увеличит количество ядерных боеприпасов в мире. Мы можем быть уверены сейчас, что ещё нет молекулярного нанотехнологического производства, но не можем быть уверены, что нет секретных способов прямой инициации термоядерного взрыва. Разумеется, если бы они были, сам факт их существования следовало бы держать в секрете. (Про атомную бомбу кто-то из американцев сказал: главная тайна ядерной бомбы в том, что её можно сделать.)

Распространение новых технологий, например ИИ и нанотехнологий, может создать новые способы уничтожения ядерного оружия и предотвращения его применения. Однако если уж такое оружие будет применено, они не дают особой защиты от его поражающих факторов. В силу этого, мы должны сказать, что риск применения ядерного оружия пребудет с нами всегда, если только не будет вытеснен превосходящими по силе факторами.

Что касается оружия судного дня на основании ядерного оружия – вроде гигатонной кобальтовой бомбы, – то в настоящие момент мы могли бы считать риск его применения равной нулю, так как ничего неизвестно о разработке такого рода оружия. С другой стороны, если бы такая разработка производилась, то она была бы большим секретом, так как страна, открыто разрабатывающая оружие судного дня, немедленно подверглась бы нападению. Я полагаю, что эта вероятность неравна нулю и тоже растёт, но очень монотонно и медленно. В случае начала новой мировой войны она может существенно возрасти. Иначе говоря, война (или угроза такой войны), которая ведёт к полному завоеванию ядерной державы, с высокой вероятностью приведёт к применению или угрозе применения оружия судного дня как последнего аргумента. Опять же разработка новых ядерных технологий, удешевляющих производство, увеличивает и шансы создания ядерного оружия судного дня. Возможно, лет через десять оно будет доступно так называемым странам-изгоям.

Стратегия сдерживания под вопросом

Возможно, ядерное сдерживание как фактор предотвращения войны переоценивается. То, что является выигрышной стратегией в краткосрочной перспективе, может быть проигрышной в долгосрочной. То есть войны сверхдержав стали реже, но масштаб возможных последствий от таких войн неизмеримо вырос. И если ядерное оружие будет не у нескольких стран, а у всех без исключения, то война всех против всех не оставит ни одного уцелевшего уголка планеты. Механизм распространения конфликта может быть такой: если есть страны A, B, C, D и происходит ядерная война между A и B, то в выигрыше остаются страны С и D. Поэтому страны A и B могут быть заинтересованы, чтобы С и D тоже вступили в войну, и могут атаковать их частью сил. С и D, понимая это, могут ударить первыми. Это как с экономическими кризисами в современном взаимосвязанном мире – если падает биржа в одной стране, то падают биржи и во всех остальных странах.

Наконец, взаимное гарантированное уничтожение хорошо работает, когда есть только две сверхдержавы (по количеству ядерных зарядов). Но уже сейчас, а возможно и ранее, Китай стал третей, и возможно появление новых ядерных сверхдержав. Дж. Лесли отмечает, что уменьшение количества ядерных бомб в арсеналах не ведёт к снижению вероятности ядерной войны, поскольку требует, чтобы использовалась стратегия ответно-встречного удара, когда ракеты запускаются до того, как вражеские удары поразили цели, потому что после этого уцелевших 10% будет недостаточно для полноценного ответного удара. Стратегия ответно-встречного удара более уязвима к ложным срабатываниям, так как решение о ядерном ударе принимается только по косвенным признакам, которые могут содержать ошибки, и в условиях очень короткого временного промежутка, который исключает какое-либо размышление о природе поступивших сигналов. Фактически, это решение зависит не от людей, а от написанных ими заранее алгоритмов и инструкций, что размывает ответственность. Кроме того, ответно-встречный удар подразумевает постоянно высокий уровень боеготовности ракет, что, в частности, требует, чтобы ключи запуска находились не в центре, а у непосредственных исполнителей.

Повышение точности ракет также не гарантирует стабильность, так как даёт возможность первого обезоруживающего удара, и соответственно, может подтолкнуть более слабую сторону ударить первой до того, как она окончательно утратила преимущество. То же самое верно и для создания оборонительного щита вроде СОИ. Все приведённые стратегии ядерного противостояния не привязаны исключительно к ядерному оружию, но будут верны и при возникновении любых более мощных видов оружия, в том числе связанных с ИИ и нанотехнологиями. Подробнее эти вопросы можно изучить по книге «Снижение боеготовности ядерных сил России и США – путь к уменьшению ядерной угрозы» .

Выводы по рискам ядерного оружия

Угроза ядерной катастрофы часто недооценивается или переоценивается. Недооценка в основном связана с рассуждениями на тему, что раз катастрофы давно не было, то она маловероятна. Это неверное рассуждение, поскольку оно подвержено действию эффекта наблюдательной селекции, о котором мы будем говорить далее, и эффекта ослабления бдительности со временем. Переоценка связана с распространёнными представлениями о ядерной зиме и радиоактивном заражении как неизбежных причинах вымирания всего человечества после ядерной войны, и эта переоценка ведёт к ответной реакции отвержения, ведущей к занижению риска. Мы должны сказать, что хотя «обычная» ядерная зима и заражение, скорее всего, не приведут к полному вымиранию человечества сами по себе (хотя могут создать условия для последующего вымирания по совокупности причин), но есть способы применить ядерное оружие особым образом, чтобы создать машину судного дня, которая истребит всех людей с высокой вероятностью.