Nelieli un mazražoti kodolieroči vēsturiski ir bijuši neveiksmīgi. Tajos svētītajos laikos, kad aktīvi tika izstrādāti un pārbaudīti visu veidu kodolieroču lādiņi, tiem nebija piemērota izotopa. Bija pieejami tikai plutonijs-239 un urāns-235, un no tiem nevarēja izveidot kompaktu kodolierīci. Protams, uz 4,6 tonnu Fat Man fona ļoti labvēlīgi izskatījās amerikāņu W54 kaujas galviņa, kas svēra 23 kg, taču tā joprojām nebija tik kompakta, kā mēs vēlētos.
Šī kaujas galviņa, acīmredzot, bija viena no pēdējām, kuru faktiski pārbaudīja ar kodolsprādzienu. Sekojošais kodolizmēģinājumu moratorijs strauji palēnināja darbu, kā rezultātā kodolieroču arsenālā palika galvenokārt jaudīgi izstrādājumi. Tagad, kad kodolieroču neizplatīšanas un ierobežošanas režīms, šķiet, ir uz tā izsīkuma robežas, ir iespējams atgriezties pie jaunu kodolieroču veidu izstrādes, kas varētu dažādot kodolkaru.
Labākais kandidāts ir Ameriks
Plutonijs kā kodollādiņa pildījums ir labs visiem, tikai tas neļauj radīt patiesi kompaktu lādiņu, jo tam ir diezgan liela kritiskā masa - 10,4 kg. Ar plutonija blīvumu 19,8 g uz kubikcentimetru, lodes tilpums būs 525,2 kubikmetri. cm, un tā diametrs ir 10,1 cm. Turklāt, lai tas sprāgtu, ir jāņem ne viena kritiskā masa, bet nedaudz vairāk, teiksim, 1,2 vai 1,35 kritiskā masa. Tas ir saistīts ar faktu, ka detonācijas sistēma un neitronu drošinātājs kompaktā lādiņā nav tik labi kā gaisa bumbā vai raķešu kaujas galviņā, un, lai sasniegtu efektu, ir nepieciešams lielāks skaldāmo materiālu krājums. Tāpēc kompaktajos plutonija lādiņos parasti izmantoja 13-15 kg plutonija (13 kg bumbiņas diametrs ir 10,7 cm), kas izveidojās olu formas vai cilindriskā kodolā.
Principā, lai arī smagi, bet diezgan piemēroti liela kalibra artilērijas apvalkiem, raķetēm un mīnām, tika iegūti lādiņi jaudas diapazonā no vairākiem simtiem kg līdz 10-15 kt TNT ekvivalenta. Bet bija nopietns iebildums: kāpēc mazas enerģijas lādiņam izmantot dārgo ieroču klases plutoniju, ja jūs varat izgatavot kodolieroču munīciju ar nesalīdzināmi lielāku jaudu? 400 kilotonnu kaujas galviņa sasniegs efektu, kas ir daudz lielāks par 10-15 kt vai pat mazāks.
Kopumā mazjaudas kodolieroču atcelšanai bija divi iemesli: ne pārāk kompakti izmēri, kas apgrūtināja to izmantošanu, un militāri ekonomiskie argumenti vērtīgā izotopa tērēšanas neracionalitātei.
Piecdesmitajos gados urāna un plutonija kā ieroču kvalitātes izotopu nevarēja aizstāt neko. Bet kopš tā laika ir pagājis kāds laiks, un ir parādījies labs kandidāts - americium-242. Šis izotops veidojas plutonija-241 sabrukšanas laikā (veidojas urāna-238 neitronu sagrābšanas laikā) un ir ietverts plutonija pārstrādes atkritumos un izlietotajā kodoldegvielā (SNF). Pēc 26 gadiem viss plutonijs-241 sadalīsies amerikumā-241, kura pussabrukšanas periods ir daudz ilgāks - 432,2 gadi. Tādējādi SNF, kas izkrauts no reaktoriem un nodots glabāšanā 80. gadu beigās un 1990. gadu sākumā, jau vajadzētu saturēt ievērojamu daudzumu amerikija-241. Tā izolācija, cik var spriest, nerada īpašas grūtības.
Reklāmas video:
Americium-241 izmanto rūpniecībā, piemēram, ierīcēs, kas paredzētas nepārtrauktai velmēta tērauda biezuma mērīšanai, piemēram, tas, kas parādīts fotoattēlā.
Ja am-241 tiek apstarots ar neitroniem, tiks iegūts vēl ievērojamāks amerikija-242m izotops. Tā kā Obninskā tika projektēts reakcija uz americium-242, kas paredzēta neitronu starojuma iegūšanai medicīniskiem nolūkiem, tika sniegti daži dati par tā ražošanu. 1 gramu am-242m veido apstarojot 100 gramus am-241 (tas tika iegūts tagad demontētajā BN-350 reaktorā Ševčenko, Kazahstānā), un, lai iegūtu šo daudzumu, pietiek, lai apstrādātu 200 kg novecojuša SNF. Mums ir daudz šo lietu: apmēram 20 tūkstoši tonnu izlietotās kodoldegvielas un gadā par aptuveni 200 tonnām vairāk. Uzkrātais SNF ir pietiekams, lai iegūtu apmēram 1000 kg am-242m.
Kāds ir AM-242M? Īpaši zema kritiskā masa. Tīra izotipa kritiskā masa ir tikai 17 grami. Ar amerikija blīvumu 13,6 g uz kubikcentimetru tā būs bumba ar diametru 1,33 cm. Ja mēs ņemam 1,35 no kritiskās masas, tad bumbiņas diametrs būs 1,45 cm. Ar atstarotāju un spridzināšanas sistēmu ir pilnīgi iespējams saglabāt 40 izmēru. -mm šāviņš. 1 g am-242m enerģijas izdalīšanās aptuveni atbilst 4,6 kg TNT, tāpēc šāds lādiņš ar 22,9 g izotopu radīs aptuveni 105 kg TNT.
Jūs varat izmantot am-241 un am-242m maisījumu. Ja tā saturs ir 8%, kritiskā masa būs 420 grami. Bumbas diametrs būs 3,8 cm. Tas var būt RPG kodolgrana, mīna 82 mm javai utt. Izdalītā enerģija būs aptuveni 2 tonnas TNT ekvivalenta.
Kopumā labākais kandidāts ļoti kompaktu kodolmateriālu lādiņu piepildīšanai līdz pat maza kalibra kodolieročiem. Ameriks ir labs arī ar to, ka sabrukšanas laikā izstaro maz siltuma, gandrīz nesasilda, un tāpēc ar amerikiju pildītas kodolieroču munīcijas glabāšanai nav nepieciešami ledusskapji. Garais eliminācijas pusperiods: am-241 - 433,2 gadi, am-242m - 141 gadi, arī ļauj ražot un uzglabāt americium turpmākai lietošanai. Šādu munīciju var uzglabāt 30–40 gadus bez būtiskām izmaiņām to īpašībās, savukārt plutoniju pēc 10–15 gadiem jānosūta tīrīšanai no pūšanas produktiem.
Amerikija lādiņu var izmantot patstāvīgi, kā arī kā kodolneitronu drošinātāju jaudīgāku lādiņu iegūšanai. Ja izrādās, ka amerikija lādiņš var ierosināt termobrandola reakciju (kas var arī būt), tad pavērsies iespēja radīt ļoti kompaktus un vieglus, bet tajā pašā laikā spēcīgus termobrandola lādiņus.
Raķešu galviņa vadāmajām raķetēm
Svarīgs jautājums ir tas, kam var izmantot tik ļoti kompaktu americium lādiņu. Piemēram, mēs veiksim lādiņu, kas aprīkots ar apmēram 500 gramiem amerikija un enerģijas izdalīšanos 2,3–2,5 tonnu TNT ekvivalenta. Kopējais šī izstrādājuma svars var sasniegt 2-3 kg. Kur un kā to var pielietot?
Raķetes no gaisa un gaiss un gaiss-gaiss, tas ir, pretgaisa un aviācijas raķetes, kas paredzētas lidaparātu iznīcināšanai. Lidmašīnai pārspiediens 0,2 kgf / cm2 noteikti ir bīstams (piemēram, Su-35 spārna slodze var sasniegt 0,06 kgf / cm2). Kompakta kodolmateriāla lādiņa ar 2,3 tonnu jaudu sprādziens radīs šādu pārspiedienu aptuveni 210 metru attālumā, un pārspiediens 1,3 kgf / cm2, pie kura noteikti notiks lidmašīnas iznīcināšana, radīs sprādzienu 60 metru attālumā. Lidaparātu raķešu tuvuma drošinātāji parasti sāk lādiņu 3-5 metru attālumā no mērķa, un šajā gadījumā mērķa lidmašīna noteikti nespīd - garantēta sakāve! Smalkas metāla šļakatas un radioaktīvo tvaiku mākonis.
Pretkuģu raķetes. Nelielas pretkuģu raķetes, piemēram, Kh-35 un līdzīgas, ērtākās lietošanai (ir lidmašīnas, helikopteri, kuģu, zemes un pat konteineru palaišanas ierīces), diemžēl, ir tik vājas, ka nespēj nogrimt, bet pat nopietni sabojāt jebkuru lielu kuģi. Tas ir skaidri redzams apšaudē pie izbeigtā tanku nosēšanās kuģa USS Racine (LST-1191). To notrieca 12 pretkuģu raķetes, līdzīgas kā Kh-35, un kuģis palika virs ūdens. Viņi ar viņu finišēja tikai ar torpēdu. Tas nav pārsteidzoši, ja raķešu kaujas galviņas svars ir 150–250 kg, un to jauda ir salīdzinoši maza. Aprīkojot raķeti X-35 ar iepriekšminēto raksturlielumu amerikāņu kodolieroču, šī raķete ir daudz bīstamāka pat lieliem kuģiem. Ja Arleigh Burke klases iznīcinātājs ir nonācis šādā raķetē, tam labākajā gadījumā būs nepieciešams ilgs rūpnīcas remonts. Bet var arī paļauties uz nogrimšanu, jo šāda spēka eksplozija var labi iznīcināt kuģa korpusu.
USS Fitzgerald (DDG-62) pēc sadursmes ar Filipīnu konteinerkuģi 2017. gada 17. jūnijā. Šāda veida iznīcinātājiem ir konstrukcijas defekts, kura dēļ pēc sadursmes un cauruma mašīntelpas applūšanas dēļ kuģis zaudēja ātrumu. Ja šāds iznīcinātājs ar amerikāņu lādiņu nokļūst raķetē, tas, visticamāk, nogrims.
Torpēdas. Kopumā lādiņš ar 2,3 tonnu TNT ekvivalenta jaudu, kas uzstādīts torpēdā, pat ne pats modernākais, pārvērš to par pārliecinošu argumentu pret pat lieliem kuģiem un kuģiem.
ATGM. Ja visas munīcijas svars ir 2–3 kg, tad tās var aprīkot ar prettanku raķešu sistēmu raķetēm, piemēram, “Cornet”. Tam ir labs šaušanas diapazons līdz 5,5 km, kas padara diezgan drošu kompaktas un mazjaudas kodolierīces izmantošanu. Jebkura, pat jaunākā un visvairāk aizsargātā tvertne, tiks garantēti iznīcināta ar šādu raķeti.
Jau no šī ļoti īsā pārskata ir skaidrs, ka vislabākais šādu ļoti kompaktu kodollādiņu nesējs ir dažāda veida vadāmas raķetes. Amerikas lādiņš izrādīsies diezgan dārgs, un nebūs iespējams saražot tik daudzus no tiem, vairākus simtus, iespējams, līdz pat tūkstoš gabaliem. Tāpēc viņiem ir jāšauj uz kaut ko vērtīgu un svarīgu, kas vismaz ekonomiski attaisno tā izmantošanu. Mērķi: lidmašīnas, kuģi, pretgaisa aizsardzības sistēmas, radari, iespējams, arī jaunākās (tas ir, visdārgākās) tvertnes un pašpiedziņas pistoles. Vadāmo raķešu precizitātes apvienojums ar daudz augstāku amerikāņu lādiņa ienesīgumu salīdzinājumā ar standarta sprāgstvielām padarītu šādu ieroci ļoti efektīvu.
Autors: Dmitrijs Verhoturovs