Проект Oilsand , также известный как проект Oilsands , а первоначально известный как проект Cauldron , был предложением 1958 года по разработке нефтяных песков Атабаски в Альберте посредством подземного взрыва до 100 ядерных взрывчатых веществ ; [1] гипотетически, тепло и давление, создаваемые подземным взрывом, закипят битумные отложения, снизив их вязкость до такой степени, что можно будет использовать стандартные методы добычи нефти .
Предложение было разработано геологом Мэнли Л. Натландом из Richfield Oil Corporation , базирующейся в Лос-Анджелесе . Проект был задуман как часть Operation Plowshare , проекта США по использованию ядерных взрывов в мирных целях.
Использование ядерного оружия для добычи нефти и газа было впервые теоретически высказано американским геологом Мэнли Л. Натландом из Richfield Oil Company в 1956 году. Натланд работал на месте в южной пустыне Саудовской Аравии и размышлял об использовании огромного тепла ядерного взрыва, наблюдая за закатом солнца. [2] [3] Натланд предположил, что бурение глубокой скважины и взрыв ядерного оружия приведут к огромному выбросу тепла и энергии, которые разрушат и расплавят окружающие породы, отделят нефть от песка и создадут подземную полость, где нефть будет собираться для обычной добычи. [4] Этот метод может быть эффективным для нефтяных запасов формации Мак-Мюррей , которые нельзя было эффективно разрабатывать с помощью технологий того времени, поскольку они находились глубоко под землей и были очень вязкими. [5]
В 1957 году Ричфилд отправил Натленда в нефтяные пески Атабаски в Альберте для разведки возможных мест бурения, которые он нашел на участке Пони-Крик, в 8,7 км к северо-западу от ближайшего поселения Чард . [6] [7] Пони-Крик был выбран по шести причинам: отсутствие людей и инфраструктуры, отсутствие разработанных нефтяных месторождений, которые могли бы быть затронуты детонацией, права короны на поверхность и права на полезные ископаемые, значительное предполагаемое количество нефти, чтобы сделать эксперимент жизнеспособным, глубина месторождения нефтяных песков могла сдержать детонацию, и качество нефти было достаточно высоким для ее переработки. [8] Ричфилд заключил договор аренды на разведку земли короны в этом районе с Imperial Oil and City Service Athabasca Incorporated на 2 миллиона акров (8 100 км 2 ) земли и прав на полезные ископаемые.
Перспективы гипотезы Натланда были подкреплены двумя недавними экспериментами: экспериментом Rainier Shot в 1957 году, когда подземное ядерное испытание мощностью 1,7 кт не привело к выбросу продуктов деления в атмосферу, и обычным взрывом на Ripple Rock для удаления подводной горы в апреле 1958 года. [9] Узнав об успешных испытаниях, руководители Richfield встретились с председателем Комиссии по атомной энергии США Уиллардом Либби и членами Национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе, включая сторонника невоенного использования ядерного оружия Эдварда Теллера , 9 мая 1958 года, чтобы обсудить предложение о нефтяных песках и начать процесс закупки ядерного оружия. [9] Ричмонд получил поддержку и интерес от встречи, поскольку американское правительство увидело ценность нового источника стратегических запасов нефти.
Однако некоторые эксперты сомневались. В 1959 году пионер нефтяных песков Роберт Фицсиммонс из International Bitumen Company написал письмо в Edmonton Journal , в котором говорилось : «Хотя автор ничего не знает о ядерной энергии и, следовательно, не имеет права делать какие-либо определенные заявления относительно ее [ sic ] результатов, он кое-что знает о влиянии сухого тепла на эти пески и рискнул предположить, что если оно не превратит все месторождение в пылающий ад, то почти наверняка расплавит его в твердую массу полустекла или кокса » . [10]
Через месяц после встречи Richfield с AEC, руководители Natland и Richfield отправились в Эдмонтон, чтобы встретиться с заместителем министра шахт и минералов Альберты Хьюбертом Х. Сомервиллем, чтобы обсудить предложение 5 июня 1958 года. Сомервилль поддержал идею. Сомервилль передал предложение премьер-министру Эрнесту Мэннингу , который был заинтересован в изучении концепции. [11] После встречи с заместителем министра Сомервиллем руководители Richfield встретились с федеральными регулирующими органами, чтобы обсудить предложение. Среди них были сотрудники Федерального горнодобывающего отделения Джон Конви и Александр Игнатьев; Дональд Уотсон из Atomic Energy of Canada Limited ; и Александр Лонгэр из Совета по оборонным исследованиям , что было встречено с интересом со стороны федеральной группы. [12]
При поддержке правительства Альберты Social Credit был сформирован следственный комитет . Одной из первых рекомендаций комитета было то, что для минимизации общественных страхов следует использовать «менее искрометное название» [13] ; впоследствии проект Cauldron был переименован в проект Oilsand.
В апреле 1959 года Федеральное горнодобывающее управление одобрило проект Oilsand; в качестве испытательного полигона был выбран Пони-Крик, Альберта (103 километра [64 мили] от Форт-Мак-Мюррея ). [1] Однако прежде чем проект смог продолжиться за пределами этих предварительных шагов, позиция канадского правительства в отношении использования ядерного оружия сместилась в сторону нераспространения ; из-за опасений, что это увеличит риск советского шпионажа, проект Oilsand был приостановлен. [1] В апреле 1962 года государственный секретарь Канады по иностранным делам Говард Чарльз Грин заявил: «Канада выступает против ядерных испытаний, и точка»; [14] проект Oilsand был впоследствии отменен.
Историк Майкл Пейн считает, что эти изменения в общественном мнении в Канаде произошли из-за изменения общественного восприятия ядерных взрывчатых веществ после Карибского кризиса 1962 года . [15] Премьер-министр Джон Дифенбейкер сообщил парламенту, что решение о взрыве атомной бомбы на канадской земле или под ней будет принимать Канада, а не Соединенные Штаты, и приказал навсегда приостановить проект Cauldron/Oilsand, сославшись на риск расстроить Советский Союз во время переговоров по ядерному разоружению, которые проводились в Женеве. [16]
Социолог Бенджамин Совакул утверждает, что главная проблема заключалась в том, что добываемые нефть и газ были бы радиоактивными, что заставило бы потребителей отказаться от них. [ 17] Напротив, нефть и газ иногда изначально значительно радиоактивны , и отрасль настроена на то, чтобы справляться с этим; более того, в отличие от более ранних усилий по стимуляции, [18] загрязнение от многих более поздних испытаний не было критической проблемой. Скорее, в первую очередь, это было изменение общественного мнения из-за социальных страхов, вызванных такими событиями, как Карибский кризис , который привел к протестам, [19] судебным разбирательствам и общей враждебности, которые положили конец разведке в США. Кроме того, по мере того, как годы шли без дальнейшего развития и закрытия/сокращения заводов по производству ядерного оружия в США, это начало испарять преимущество экономии масштаба , которое существовало ранее, при этом все больше обнаруживалось, что большинство месторождений в США можно было бы вместо этого стимулировать неядерными методами, которые, как было обнаружено, были бы, вероятно, дешевле. [20] [21]
Общие средства, с помощью которых должен был работать план, обсуждались в выпуске Bulletin of the Atomic Scientists за октябрь 1976 года. [22] Патент был выдан на предполагаемый процесс: «Процесс стимуляции нефтеносных подземных формаций с помощью сдерживаемых ядерных взрывов» Брея, Кнутсона и Коффера, который был впервые представлен в 1964 году. [23] При этом вариант ядерной детонации рассматривался как предшественник некоторых зарождающихся традиционных идей, которые в настоящее время используются и предлагаются для извлечения нефти из нефтяных песков Атабаски в регионе Альберта. [24]
Предыдущие подземные испытания ядерного оружия, проведенные КАЭ, предоставили научные доказательства воздействия на горные породы вокруг взрыва. [5] Через миллисекунды после детонации оружия температура окружающей области экспоненциально поднимется до миллионов градусов, испаряя и расплавляя любую окружающую горную породу, которая расширится, создав подземную полость, выстланную расплавленной породой. [5] Ударная волна от детонации распространится за пределы полости, разрушая породу за пределами полости, в конечном итоге заставляя жидкие части капать вниз до тех пор, пока давление в полости и температура не упадут, что приведет к затвердеванию породы. [5] Затвердевшая полость будет содержать все радиоактивные газы, и по мере падения давления покрывающая порода обрушится под своим весом, похоронив большую часть радиоактивных материалов на дне полости. [25]
Для проекта Oilsand предложенный план предусматривал захоронение ядерного устройства мощностью 9 кт (38 ТДж) на глубине 1250 футов (380 м) под землей в группе озер Биверхилл , на 20 футов (6,1 м) ниже основания формации Мак-Мюррей выше. [7] Натланд и AEC считали, что ядерное устройство мощностью 9 кт было достаточно мощным, чтобы обеспечить проведение значимого испытания и полностью удерживаться на предлагаемой глубине с «щедрым коэффициентом безопасности», чтобы гарантировать, что радиоактивный мусор не сможет вырваться наружу. [26] Решение о бурении на глубину 1250 футов было основано на формуле безопасного удержания, разработанной после теста Ренье , где глубина в футах равна 450-кратному значению энергии в килотоннах в степени одной третьей ( D = 450 Вт 1/3 ). [26] Национальная лаборатория Лоуренса в Ливерморе посчитала формулу «крайне консервативной» из-за упругого вышележащего сланцевого пласта Клируотер , и ученые полагали, что ядерное устройство мощностью 30–40 кт (130–170 ТДж) может быть взорвано без разрушения поверхности, и предположили, что до 100 кт (420 ТДж) можно было бы использовать безопасно. [26]
На основании исследований Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора, диаметр полости, созданной детонацией, оценивался приблизительно в 230 футов (70 м). [26] Ожидалось, что полость схлопнется в течение нескольких секунд или нескольких минут после детонации, [26] и «несколько миллионов» кубических футов нефтяного песка упадут в полость, нефть будет отделена интенсивным теплом, что позволит извлечь ее с помощью обычного бурения. [27] Натланд также считал, что давление от образовавшейся ударной волны будет достаточным для растрескивания нефти, что увеличит общую извлекаемость за пределами термического воздействия. [27]