Pienet ja heikosti tuottavat ydinaseet ovat historiallisesti olleet epäonnistuneita. Noina siunatuina aikoina, kun kaiken tyyppisiä ydinpanoksia kehitettiin ja testattiin aktiivisesti, heille ei ollut sopivaa isotooppia. Vain plutonium-239 ja uraani-235 oli saatavana, eikä niistä voinut tehdä kompaktia ydinvarausta. Tietenkin, 23 kg painava amerikkalainen W54-taistelupää näytti erittäin suotuisasti 4,6 tonnin rasvaisen miehen taiteesta, mutta se ei silti ollut niin kompakti kuin haluaisimme.
Tämä sotapää oli ilmeisesti yksi viimeisistä, jotka todella testattiin ydinräjähdyksellä. Seuraava ydinkokeiden lykkääminen hidasti työtä jyrkästi, minkä seurauksena pääasiassa voimakkaat tuotteet pysyivät ydinaseessa. Nyt kun ydinsulku- ja rajoittamisjärjestelmä näyttää olevan loppumassa, on mahdollista palata uuden tyyppisten ydinmaksujen kehittämiseen, jotka voisivat monipuolistaa ydinsotaa.
Americium on paras ehdokas
Plutonium ydinvarauksen täyttäjänä on hyvä kaikille, vain se ei salli todella kompaktin varauksen luomista, koska sen kriittinen massa on melko suuri - 10,4 kg. Plutoniumin tiheyden ollessa 19,8 g / kuutiosenttimetri, pallon tilavuus on 525,2 kuutiometriä. cm, ja sen halkaisija on 10,1 cm. Lisäksi, jotta se räjähtää, ei tarvitse ottaa yhtä kriittistä massaa, vaan jonkin verran enemmän, esimerkiksi 1,2 tai 1,35 kriittistä massaa. Tämä johtuu tosiasiasta, että räjähdysjärjestelmä ja neutronisulake kompaktissa varauksessa eivät ole yhtä hyviä kuin ilmapommissa tai ohjuksissa, ja vaikutuksen saavuttamiseksi tarvitaan suurempi määrä halkeamiskelpoista ainetta. Siksi pienikokoisissa plutoniumvarauksissa käytettiin yleensä 13-15 kg plutoniumia (13 kg: n pallon halkaisija on 10,7 cm), joka on muodostettu munamaiseksi tai lieriömäiseksi ytimeksi.
Periaatteessa, vaikkakin raskaita, mutta varsin sopivia suurkaliiperisille tykistökuorille, ohjuksille ja miinoille, saatiin panoksia tehon vaihteluvälillä useista satoista kiloista 10–15 kt TNT-ekvivalenttia. Mutta siellä oli vakava vastaus: miksi käyttää kallisarvoista aselaatuista plutoniumia pienitehoiseen varaukseen, jos pystyt valmistamaan ydinaseita, joilla on verrattain suurempi teho? 400 kilotonnin taistelupää saavuttaa paljon enemmän kuin 10–15 kt tai jopa vähemmän vaikutuksen.
Yleisesti ottaen pienitehoisten ydinmaksujen keskeyttämiselle oli kaksi syytä: ei liian pienikokoiset mitat, mikä vaikeutti niiden käyttöä, ja sotilas-taloudelliset perusteet arvokkaan isotoopin kuluttamisen irrationaalisuudelle.
1950-luvulla uraania ja plutoniumia ei voitu korvata asemaltaan kaikilla isotoopeilla. Mutta jonkin aikaa on kulunut siitä lähtien ja hyvä ehdokas on ilmestynyt - americium-242. Tämä isotooppi muodostuu plutonium-241: n hajoamisen aikana (muodostuu uraani-238: n tarttuessa neutroniin), ja se sisältyy plutoniumin käsittelyjätteisiin ja käytettyyn ydinpolttoaineeseen (SNF). 26 vuoden kuluttua kaikki plutonium-241 hajoaa americium-241: ksi, jonka puoliintumisaika on paljon pidempi - 432,2 vuotta. Siksi reaktorista puretun ja 1980-luvun lopulla ja 1990-luvun alkupuolella varastoon siirretyn SNF: n tulisi sisältää jo merkittävä määrä americium-241: tä. Sen eristäminen, sikäli kuin voidaan arvioida, ei aiheuta erityisiä vaikeuksia.
Mainosvideo:
Americium-241: tä käytetään teollisuudessa esimerkiksi valokuvassa esitetyissä laitteissa valssatun teräksen paksuuden jatkuvaan mittaamiseen.
Jos am-241 säteilytetään neutroneilla, saadaan vielä merkittävämpi americium-242m-isotooppi. Koska Obninskissä on suunniteltu americium-242: een perustuvaa reaktoria, joka on tarkoitettu neutronisäteilyn saamiseksi lääketieteellisiin tarkoituksiin, sen tuotannosta annettiin joitain tietoja. 1 gramma am-242m: tä muodostetaan säteilyttämällä 100 grammaa am-241: tä (se saatiin nyt puretussa BN-350-reaktorissa Shevchenkossa, Kazakstanissa), ja tämän määrän saamiseksi riittää käsittelemään 200 kg ikääntynyttä SNF: ää. Meillä on paljon näitä juttuja: noin 20 tuhatta tonnia käytettyä ydinpolttoainetta ja vuosituotanto noin 200 tonnia enemmän. Kertynyt SNF on riittävä tuottamaan noin 1000 kg am-242m: tä.
Mihin AM-242M sopii? Erittäin pieni kriittinen massa. Puhtaan isotoopin kriittinen massa on vain 17 grammaa. Kun americiumin tiheys on 13,6 g / cm3, se on pallo, jonka halkaisija on 1,33 cm. Jos otamme kriittisestä massasta 1,35, pallo on halkaisijaltaan 1,45 cm. Heijastimen ja räjäytysjärjestelmän avulla on täysin mahdollista pitää koko 40 -mm ammus. 1 g: n am-242m: n energianvapautus vastaa suunnilleen 4,6 kg TNT: tä, joten sellainen panos 22,9 g: n isotoopilla antaa noin 105 kg TNT: tä.
Voit käyttää am-241: n ja am-242m: n seosta. Kun jälkimmäisen pitoisuus on 8%, kriittinen massa on 420 grammaa. Kuulan halkaisija on 3,8 cm. Se voi olla ydingranaatti RPG: lle, miina 82 mm: n laastille jne. Energian vapautuminen on noin 2 tonnia TNT-ekvivalenttia.
Yleensä paras ehdokas erittäin pienten ydinpanosten täyttämiseen pienikokoisiin ydinaseisiin asti. Amerium on myös hyvä siinä mielessä, että se emittoi vähän lämpöä rappeutumisen aikana, ei läheskään lämpene, ja siksi americiumilla täytettyjen ydinaseiden varastointi ei vaadi jääkaappeja. Pitkä puoliintumisaika: am-241 - 433,2 vuotta, am-242m - 141 vuotta, mahdollistaa myös americiumin tuotannon ja kertymisen tulevaa käyttöä varten. Tällaisia ampumatarvikkeita voidaan varastoida 30–40 vuotta ilman, että niiden ominaisuuksissa tapahtuu merkittäviä muutoksia, kun taas plutonium tulee lähettää puhdistumaan hajoamistuotteista 10–15 vuoden kuluessa.
Americium-varausta voidaan käyttää yksinään ja myös ydinneutronisulakkeena tehokkaammille varauksille. Jos käy ilmi, että americium-varaus voi käynnistää lämpöydinreaktion (mikä voi hyvinkin olla), silloin avautuu mahdollisuus luoda erittäin kompakti ja kevyt, mutta samalla voimakas lämpöydinvaraus.
Sotapää ohjattuihin ohjuksiin
Tärkeä kysymys on, mihin tällaista erittäin kompaktia americium-varausta voidaan käyttää. Esimerkiksi, otamme varauksen, joka on varustettu noin 500 grammalla americiumia ja energiavapautuksella 2,3 - 2,5 tonnia TNT-ekvivalenttia. Tämän tuotteen kokonaispaino voi olla vain 2-3 kg. Missä ja miten sitä voidaan soveltaa?
Pinta-ilma-ja ilma-ilma-ohjukset, toisin sanoen ilma-aluksen ja ilmailun ohjukset, jotka on suunniteltu tuhoamaan ilma-aluksia. Ilma-aluksen ylipaine, joka on 0,2 kgf / cm2, on ehdottomasti vaarallinen (esimerkiksi Su-35: n siiven kuorma voi olla 0,06 kgf / cm2). Pienen ydinpanoksen räjähdys, jonka kapasiteetti on 2,3 tonnia, aiheuttaa sellaisen ylipaineen noin 210 metrin etäisyydeltä, ja ylipaine 1,3 kgf / cm2, jolla varmasti tapahtuu lentokoneen tuhoaminen, aiheuttaa räjähdyksen 60 metrin etäisyydellä. Ilma-alusten ohjuksien läheisyysvarokkeet aloittavat varauksen yleensä 3–5 metrin etäisyydellä kohteesta, ja tällöin kohdelentokone ei varmasti loista - taattu tappio! Hienot roiskeet metallista ja radioaktiivisten höyryjen pilvi.
Laivojen vastaiset ohjukset. Pienet alusten vastaiset ohjukset, kuten Kh-35 ja vastaavat, kätevinä käytettäväksi (on lentokoneita, helikoptereita, laiva-, maa- ja jopa konttikantaajia), valitettavasti ovat niin heikkoja, etteivät ne voi uppoaa, mutta jopa vakavasti vahingoittaa suuria aluksia. Tämä näkyy selvästi käytöstä poistetun säiliöaluksen USS Racine (LST-1191) purkamisen yhteydessä. Sitä osui 12 alusten vastaista ohjuutta, samanlainen kuin Kh-35, ja alus pysyi pinnalla. He lopettivat hänet vain torpedo. Tämä ei ole yllättävää, jos ohjuksen pääpään paino on 150 - 250 kg ja niiden teho on suhteellisen pieni. Varustamalla X-35-ohjus edellä esitetyillä ominaisuuksilla varustetulla amerikkalaisella ydinvarauksella, tämä ohjus on paljon vaarallisempi jopa suurille aluksille. Jos Arleigh Burke -luokan hävittäjä osuu tällaiseen ohjukseen, se vaatii parhaimmillaan pitkiä tehdaskorjauksia. Mutta voi myös luottaa uppoamiseen, koska tällaisen voiman räjähdys voi hyvinkin tuhota laivan rungon.
USS Fitzgerald (DDG-62) törmäsi Filippiinien konttialuksen kanssa 17. kesäkuuta 2017. Tämän tyyppisillä tuhoajilla on suunnitteluvirhe, jonka seurauksena alus menetti nopeuden konehuoneen tulvan vuoksi törmäyksen ja reiän jälkeen. Jos tällainen tuhoaja osuu rakettiin amerikkalaisella latauksella, se todennäköisesti uppoaa.
Torpedot. Yleensä torpedoon asennettu lataus, jonka kapasiteetti on 2,3 tonnia TNT-ekvivalenttia, jopa ei nykyaikaisin, kääntää sen päteväksi argumentiksi myös suuria aluksia vastaan.
ATGM. Jos koko ampumatarvikkeen paino on alueella 2 - 3 kg, ne voidaan varustaa ohjuksilla panssarintorjunta-asejärjestelmiä varten, esimerkiksi "Kornet". Sillä on hyvä ampuma-alue, jopa 5,5 km, mikä tekee melko turvallisesta käyttää pienikokoista ja pienitehoista ydinvarausta. Jokainen, jopa uusin ja suojatuin säiliö, taataan tuhoamalla tällaisella ohjuksella.
Jo tämän hyvin lyhyen katsauksen perusteella on selvää, että tällaisen erittäin pienen ydinpanoksen paras kantaja on erityyppisiä ohjattuja ohjuksia. Amerikkalainen lataus osoittautuu melko kalliiksi, eikä niistä ole mahdollista valmistaa niin paljon, useita satoja, ehkä jopa tuhat kappaletta. Siksi heidän täytyy ampua jotain arvokasta ja tärkeää, mikä ainakin taloudellisesti oikeuttaa sen käytön. Kohteet: ilma-alukset, laivat, ilmapuolustusjärjestelmät, tutkat, mahdollisesti myös uusimmat (ts. Kalleimmat) tankit ja itseliikkuvat aseet. Yhdistelmä tarkistettujen ohjusten ja amerikkalaisen panoksen huomattavasti suuremman saannon kanssa verrattuna tavanomaisiin räjähteisiin tekisi tällaisesta aseesta erittäin tehokkaan.
Kirjoittaja: Dmitry Verkhoturov