Продемонстрирована культура безопасности при ликвидации ядерного наследия от оборонных и гражданских программ бывшего СССР на примерах трех разных технологий обращения с отходами ядерной деятельности и ядерным топливом, осуществленных РФЯЦ-ВНИИТФ совместно с РФЯЦ-ВНИИЭФ, ОАО РИ, АО НИКИЭТ и Национальным ядерным центром Республики Казахстан. Рассмотрен вывоз топлива исследовательских реакторов НЯЦ РК в Россию. Обсуждены особенности ликвидации доступа к отходам ядерной деятельности на бывшем Семипалатинском полигоне в интересах режима нераспространения. Показана организация работ по вывозу на ПО «Маяк» ОТВС реакторов АМБ-100 и АМБ-200, как ядерного наследия первых объектов гражданской атомной энергетики. Отмечено, что соблюдение национальных законодательств, нормативной документации и обеспечение культуры безопасности позволило успешно выполнить уникальные в техническом и организационном плане работы. В результате Республика Казахстан выполнила все требования, предъявляемые к неядерному государству при постановке исследовательских реакторных комплексов под гарантии МАГАТЭ; Российская Федерация, Республика Казахстан и США совместно ликвидировали угрозы режиму нераспространения на бывшем Семипалатинском испытательном полигоне; ГК «Росатом» ликвидировала «вялотекущую аварию» на одном из объектов ядерного наследия гражданской атомной энергетики.

В статье описаны характеристики оптических диагностик токамака КТМ и полученные с их помощью результаты измерения параметров плазмы токамака КТМ. Измерения параметров плазменного разряда проводились в рамках работ по проведению второго этапа физического пуска токамака КТМ. На основе полученных экспериментальных данных проведена оценка элементного состава плазмы по измерению линейчатого излучения в видимом диапазоне (380–700 нм), определен момент пробоя плазмы, а также произведена оценка положения и формы плазменного шнура.

Представлены результаты фрактографического исследования поверхности разрушения образцов облученной стали 12Х18Н10Т после испытаний на растяжение при температурах 24, 350, 450 °С. Образцы для исследований были изготовлены из грани чехла отработавшей тепловыделяющей сборки реактора БН-350. На основе многоуровневого подхода физической мезомеханики сделана попытка объяснения снижения пластичности стали с повышением температуры механических испытаний. По результатам анализа сделан вывод о том, что снижение пластичности стали с повышением температуры испытаний обусловлено квазиоднородным распределением напряжений в области локализации деформаций, чему способствовало локальное повышение пористости материала вызванное аккомодационными процессами поворотного типа.

Приведены результаты детального анализа сейсмических событий в районе испытательного ядерного полигона Лобнор (КНР) и прилегающих территорий. Проведено сравнение качества определения основных параметров сейсмических событий в этом районе (время в очаге, координаты и магнитуда события) по бюллетеням Казахстанского национального центра данных (КНЦД) и China Earthquake Networks Center (CENC). Выявлено наличие карьерных взрывов из района полигона Лобнор в сейсмическом бюллетене КНЦД. По космоснимкам на территории полигона обнаружены угольные карьеры, в которых могут производиться промышленные взрывы небольшой мощности.

Исследован пример регистрации станциями мониторинга Института геофизических исследований взрывов на складах боеприпасов, произошедших 24.06.2019 г. близ г. Арыс на юге Казахстана. Сейсмическими и инфразвуковой станциями удалось проследить хронологию событий более, чем за сутки, параметризовать последовательность из более, чем 30 взрывов. Наибольшая сила взрывов по энергетическим классам составила 7,8. Результаты исследованных записей могут быть использованы при распознавании природы регистрируемых событий.

Приведены результаты изучения геодинамически активных зон вблизи площадки Комплекса исследовательских реакторов (КИР) «Байкал-1» методами сейсморазведки (метод рефрагированных волн), электроразведки (вызванной поляризации) в комплексе с атмогеохимическими съёмками. Выявлена наиболее активная в геодинамическом плане зона вблизи юго-западной границы площадки КИР «Байкал-1», где установлены наиболее значимые изменения во времени газопроницаемости, упругих и геоэлектрических параметров. Показана эффективность мониторинга слабо проявленных геодинамических процессов и обводнённости грунтов по этим параметрам.

Исследованы характеристики длиннопериодного сейсмического события 11.11.2018 г., связанного с рождением вулкана, вблизи острова Майотта (архипелаг «Коморские острова»). По сейсмическим записям сети станций Института геофизических исследований создан сейсмический бюллетень, изучены кинематические и динамические параметры этого события, проведена его локализация и рассчитана региональная магнитуда по поверхностным волнам MLH. Найдены и исследованы сейсмические записи аналогичных событий 02.09.2018 г. Предложены рекомендации для аналитиков по обработке и классификации длиннопериодных монохроматических треморов.

Северная Корея провела подземные ядерные взрывы 9 октября 2006 г. (m_b 4.3), 25 мая 2009 г. (m_b 4.7), 12 февраля 2013 г. (m_b 5.1), 6 января 2016 г. (m_b 5.1), 9 сентября 2016г. (m_b 5.3) и 3 сентября 2017 г. (m_b 6.3). Выполнена оценка глубины источников этих северокорейских ядерных взрывов по региональным и телесейсмическим данным. Методом спектральных нулей pP+P/sP+P и pPn + Pn/sPn+Pn, включая спектральные минимумы (пробелы) колебаний основного амплитудного спектра волны Рэлея, было установлено, что глубина заложения зарядов всех северокорейских ядерных взрывов составляла около 2 км. Отмечено, что использование спектров с усредненным азимутом более всего подходит для оценки глубины неизвестных источников в нелинейных топографических регионах, таких как северокорейские ядерные испытательные полигоны. Выявлены спектральные аномалии, зависящие не только от типа источника, но и от условий площадки. Установлены спектральные аномалии на более высоких частотах на станциях, расположенных на Балтийском щите, например, ARCES и FINES, ввиду более высокой скорости в земной коре, которая приводит к быстрому вступлению продольной волны с высоким Q и низким затуханием, содержащим высокую частоту. Это хорошо подходит для обнаружения подземных ядерных взрывов, в то время как спектральные нули на ASAR оказались более низкочастотными из-за расположения под сейсмической группой Большого артезианского бассейна, включающего зону малых скоростей в верхней части мантии. Подобные проявления спектральных нулей наблюдаются также в связи с отражением от границ неоднородностей 660-километрового разрыва от глубокофокусного землетрясения. Отмечена возможность влияния на отношение MS:mb и определение сейсмической мощности северокорейских подземных ядерных испытаний подрыва над заложенным зарядом [1].

Приведены результаты сравнительного анализа волновой картины подземных ядерных взрывов, произведённых на испытательном полигоне Лобнор (КНР) за период 1992–1996 гг., по данным кыргызской сети станций мониторинга KNET и тектонических землетрясений с эпицентрами в том же районе. Исследованы спектральные отношения основных региональных фаз Sn/Pn и Lg/Pg с целью сейсмического распознавания природы источника. Наилучшим параметром распознавания является спектральное отношение Lg/Pg для узкополосных фильтров с центральными частотами 2,5 и 5 Гц.

Приведены сведения об архиве записей ядерных взрывов, созданном в Институте геофизических исследований при поддержке ряда зарубежных организаций. На протяжении последних двадцати лет проведены сканирование и оцифровка исторических аналоговых записей, что позволило сохранить и использовать архивные сейсмограммы в исследованиях по повышению эффективности мониторинга ядерных испытаний и землетрясений.

Проведенными в последние годы исследованиями и анализом архивных данных показано, что на территории Семипалатинского испытательного полигона (СИП) и в его окрестностях, которые согласно картам общего сейсмического районирования Республики Казахстан (2003 считаются асейсмичными, происходили и происходят тектонические и техногенные землетрясения. Для оценки сейсмичности района СИП проведен анализ мировых сейсмологических бюллетеней, данных по исторической сейсмичности из литературных источников, уточнены параметры землетрясений по собранным, начиная с 1925 г., историческим аналоговым записям. Показано, что на исследуемой территории в период до 1994 г., еще задолго до начала ядерных испытаний, наблюдались довольно сильные местные землетрясения.

Приведены локальные годографы и линейные тренды времени пробега волны PKIKP_BC на трассе Невадский полигон (NTS) – станция «Мирный» (MIR). Для этих исследований систематизированы и обработаны сейсмограммы станции «Мирный» в Антарктиде, предоставленные Геофизической службой РАН (г. Обнинск, Московская область). Использованы 120 сейсмограмм, полученные сейсмографом Кирноса (СВКМ) в период 13 мая 1966 – 18 октября 1991 гг.: по 60 сейсмограмм для каждой из площадок – Pahute и Yucca Невадского полигона (NTS), когда на них проводились подземные ядерные взрывы. Установлено увеличение времени пробега с годами, как и на трассах Невадский полигон – Боровое [14]. Получена зависимость времён вступления продольной волны PKIKP_BC от магнитуды mb. Полученные данные могут быть использованы для сравнения с результатами изучения волны PKIKPBC от взрывов Невадского полигона по другим станциям, например, на антарктической станции «Новолазаревская».

На примере регистрации 5 подземных ядерных взрывов на площадке Балапан Семипалатинского испытательного полигона (СИП), произведенных в период с 1979 по 1981 гг., получены и исследованы локальные годографы и линейные тренды времени пробега продольной волны Р, зарегистрированной периферийными пунктами Зеренда, Восточный, Чкалово большебазовой системы сейсмического группирования «Боровое». Величины постоянной в полученных уравнениях тренда близки по значениям, что свидетельствует о высокой точности регистрации взрывов на площадке Балапан подсистемой группирования «Ожерелье».

Представлены сведения об организации и устройстве сети сейсмического мониторинга в районе Ровенской АЭС, а также результаты анализа помеховой обстановки и воздействия микросейсм разного порядка на способность регистрации полезных сигналов на элементах сети. По записям, полученным с использованием сейсмических датчиков, установленных в приборных скважинах и на дневной поверхности, рассчитаны усредненные значения микросейсмического фона в пунктах регистрации. В процессе инструментальных наблюдений были зарегистрированы локальные, региональные и телесейсмические события различной природы и энергетического уровня. Подавляющее большинство эпицентров зарегистрированных землетрясений находится на территории Румынии в сейсмоактивной зоне Вранча, в Польше и в южной части Беларуси. По результатам обработки сейсмических записей определены интенсивности сотрясений в районе расположения Ровенской АЭС и сделаны выводы о необходимости изменения исходных данных для оценки сейсмостойкости площадки РАЭС.

Представлены результаты детального анализа разброса значений магнитуды, определяемой по поверхностным волнам MS для телесейсмических землетрясений, зарегистрированных сейсмическими станциями Воронежской сети (VMGSR), относительно значений, представленных в сводном бюллетене ФИЦ ЕГС РАН и бюллетене станции «Обнинск». На основе более 1000 землетрясений с магнитудой MS>4 из разных районов с эпицентральными расстояниями от 10º до 180º, рассчитаны отклонения в определении магнитуды (ΔМ) и построены схемы распределения ΔМ. Установлено, что ~90% значений магнитуды землетрясений, зарегистрированных на сейсмических станциях сети VMGSR, не имеют отклонений больше допустимых погрешностей относительно значений в сводном бюллетене ФИЦ ЕГС РАН. В то же время, выделены зоны с отклонением значений магнитуды больше допустимых, относительно сводного бюллетеня ФИЦ ЕГС РАН, как со знаком «+», так и со знаком «−». Показана целесообразность введения поправки магнитуды MS на величину −0,3 для землетрясений с эпицентрами в районе Японских островов, что повышает долю событий, для которых магнитуда определяется без отклонений относительно сводного бюллетеня ФИЦ ЕГС РАН.

В 1997 г. Институтом геофизических исследований НЯЦ РК проведено сейсмическое изучение участка площадки «Балапан» Семипалатинского испытательного полигона, в границах которого ранее было выполнено 14 подземных ядерных взрывов. Одна из задач исследований состояла в разработке методики выявления в верхней части разреза следов от подземных ядерных взрывов как целевых объектов при проведении Инспекции на месте. В эпицентральных областях подземных ядерных взрывов до глубин 100–120 м были выделены участки пониженных значений скорости до 3,0–3,5 км/с для Р и 1,6–1,8 км/с для S волн, интерпретируемые как зона откольных проявлений. Породы в пределах откольных зон отличаются повышенными до 0,35 значениями коэффициента Пуассона, что на 0,07 выше его до-взрывных значений. С использованием до- и после-взрывных параметров вмещающей среды (скоростей сейсмических волн, плотности горной породы, упругих модулей) рассчитан параметр плотности трещин в пределах техногенно- измененного слоя. Установлена корреляция поствзрывной трещиноватости горных пород с инженерно-техническими параметрами подземных взрывов – весом ядерного заряда и глубиной его заложения.

Предлагается новая технология ртутометрической томографии границ области наведённой трещиноватости в геологической среде от подземных ядерных взрывов. Теоретической основой алгоритмов данной технологии является физико-математическое моделирование процессов ореол образования геохимической ртути в среде под воздействием горячих газовых продуктов взрывов, прорывающихся к дневной поверхности.

По результатам обработки гравиметрических данных со спутников GOSE и GRACE получена глобальная грави- метрическая карта вертикального градиента силы тяжести и гравиметрическая карта для региона Северного Тянь-Шаня. При построении вертикального градиента силы тяжести на высоте спутника использованы данные гравитационного градиента с сайта Европейского космического агентства. Предоставленные форматы данных гравитационного градиента заданы двумя основными подмножествами файлов: гравитационных градиентов в системе отсчета градиентометра (GRF) и градиентов в системе отсчета, поворачивающейся относительно наземной системы отсчета (TRF), в частности, в сферической локально ориентированной на север системе отсчета (LNOF). Градиенты гравитационного градиента на 225 км и 255 км над эллипсоидом были рассчитаны с использованием в качестве исходных данных градиентов гравитации GRACE-GOCE вдоль орбиты. Спутниковые гравитационные данные применены для анализа сейсмоактивных зон. В результате исследований установлено, что эпицентры очагов крупных землетрясений коррелируют с расположением зон резких изменений вертикального градиента силы тяжести.

Рассматриваются некоторые характеристики сейсмичности в окрестностях cтолицы Японии Токио. Установлено, что в 1976–2018 гг. здесь сформировались две пары кольцевых структур сейсмичности на глубинах 0–33 и 34–70 км. Кольцевые структуры, как и в других зонах субдукции, формируются перед сильными землетрясениями, они характеризуются пороговыми значениями магнитуд (Мп1 и Мп2, соответственно), а также длинами больших осей (L и l). Первая пара колец, расположенная к югу от Токио, частично пересекается с афтершоковой зоной Великого землетрясения Канто 1923 г. (Mw=7,9), а вторая находится к востоку от мегаполиса. Ранее были построены корреляционные зависимости параметров Мп1 и Мп2 от магнитуд Mw главных событий для запада Тихого океана. С использованием этих зависимостей оценены магнитуды возможных сильных землетрясений: Mw=7,9±0,1 и 8,1±0,1 для двух указанных областей, соответственно. Предполагается, что в ближайшие годы наиболее вероятно сильное землетрясение к востоку от Токио, поскольку в последнее десятилетие в области неглубокого кольца сейсмичности резко выросла скорость сейсмотектонической деформации.

Рассматриваются некоторые характеристики сейсмичности на глубинах до 110 км перед сильными и сильнейшими землетрясениями (Mw=7,0–9,0) в зонах субдукции Тихого океана. Показано, что перед сильными событиями с гипоцентрами на глубинах 10–40 и 42–110 км, которые условно названы неглубокими и глубокими, соответственно, в течение нескольких десятков лет формируются кольцевые структуры сейсмичности в трех диапазонах глубин: 0–33, 34–70 и 71–110 км. Структуры характеризуются пороговыми величинами магнитуд (соответственно Мп1, Мп2 и Мп3). Проведен анализ разностей величин Мп1 − Мп2, Мп2 − Мп3 и Мп1 − Мп3. Установлено, что параметры Мп2 − Мп3 и Мп1 − Мп3 значительно выше для неглубоких сильных землетрясений по сравнению с глубокими. Кроме того, выявлены различия средних величин Мп1 − Мп2 на западе и востоке Тихого океана. Предполагается, что формирование колец сейсмичности связано с дегидратацией пород погружающихся плит и с миграцией глубинных флюидов. Полученные данные позволяют прогнозировать глубины готовящихся сильных событий по характеристикам кольцевых структур.

Рассматриваются некоторые характеристики сейсмичности на востоке Эгейского моря и в западной Турции. Использована методика, основанная на выделении кольцевых структур сейсмичности. Установлено, что перед пятью сильными землетрясениями с Мw=6,4–7,6, произошедшими в 1995–2017 гг., в течение нескольких десятков лет сформировались неглубокие кольцевые структуры (h=0–33 км) с пороговыми значениями магнитуд Мп в диапазоне 3,8–4,5. Размеры этих структур в несколько раз меньше, чем для внутриконтинентальных cобытий с механизмами типа сдвига и сброса, имеющих соответствующие магнитуды. Кроме того, здесь проявились глубокие (h=34–70 км) полосы сейсмичности. Показано, что эпицентры сильных землетрясений нередко находятся вблизи областей пересечения или наибольшего сближения мелких колец и глубоких полос сейсмичности. Выделена неглубокая кольцевая структура (Мп=4,3) в районе Мраморного моря, где не было землетрясений с Мw≥7,0 по крайней мере с 1900 г. Кроме того, в данном районе также проявились глубокие полосы сейсмичности. На основании полученных ранее корреляционных зависимостей параметров колец сейсмичности от энергии главных событий для внутриконтинентальных землетрясений с механизмами типа сдвига оценена магнитуда сильного события, которое может готовиться в области кольцевой структуры: Mw=7,3±0,1. Формирование кольцевых структур и глубоких полос сейсмичности связывается с процессами самоорганизации геологических систем, в результате которых осуществляется миграция глубинных флюидов.

Более чем 20-летний период сейсмологических наблюдений на территории Воронежского кристаллического массива свидетельствует о том, что территория региона не является сейсмически пассивной. Зарегистрировано 590 сейсмических событий разных энергетических классов, анализ которых показал, что современная сейсмическая активность имеет квазипериодический характер, описанный построенным графиком повторяемости землетрясений разного энергетического класса.

Рассмотрены с геофизической точки зрения газодинамические явления (ГДЯ) как малоизвестные сейсмические источники, регистрируемые мониторинговыми сетями наряду с землетрясениями, промышленными химическими взрывами. Приведены данные, свидетельствующие о массовом распространении ГДЯ в центре Азиатского континента, связанные с Кузбасским и Карагандинским угольными бассейнами. Обычно они рассматриваются как один из видов совершенно непредсказуемых аварии на глубоких угольных шахтах – мощные выбросы метана и породы. Отмечен краткосрочный характер формирования аномалий ГДЯ, что может открыть перспективы их прогнозирования при эксплуатации глубоких угольных шахт. Рассмотрены теоретические и полевые аспекты мониторинга этих слабых сейсмических источников. Показано влияние сильнейших землетрясений планеты на характеристики ГДЯ. Явление дилатансии позволяет объяснить массовое возникновение этих временных явлений в угольных бассейнах. Приведены официальные данные, не противоречащие рассмотренным моделям возникновение ГДЯ.

Рассмотрены вопросы применения современных методов инструментальных сейсмических исследований для диагностики состояния геосреды.