Despre tipurile de arme nucleare
Explozia primei bombe nucleare sovietice RDS-1, 1949. Fotografie de Wikimedia Commons
De la mijlocul anilor patruzeci, nucleare și termonucleare armă - sisteme de putere specială, folosind reacţiile de dezintegrare sau fuziune ale nucleului atomic. În ultimele decenii, oamenii de știință și inginerii au propus o serie de varietăți de astfel de arme cu diverse principii de funcționare, caracteristici de proiectare și capacități. Unele dintre aceste propuneri au trecut cu succes de etapa de cercetare și testare practică, și-au confirmat potențialul și au intrat în funcțiune.
Energia de dezintegrare
Primul care a propus, a fundamentat teoretic, a fabricat și a testat arme nucleare sau atomice. Această clasă a inclus produsele americane Gadget, Little Boy și Fat Man, sovietic RDS-1 etc. De ceva timp, a stat la baza arsenalelor nucleare - până la apariția sistemelor termonucleare, care au o serie de diferențe importante.
Astfel de arme folosesc principiul unei reacții în lanț asemănătoare unei avalanșe de dezintegrare a unui nucleu atomic cu eliberarea unei cantități mari de energie. Blocurile de uraniu-235 sau plutoniu-239 cu un grad ridicat de îmbogățire sunt utilizate ca încărcare cu o singură etapă în astfel de produse. Au fost efectuate studii ale altor izotopi, dar nu au primit continuarea practică. Încărcările pot avea diferite configurații și pot fi utilizate în dispozitive cu circuite diferite.
O reacție în lanț este începută prin transferul materialului fisionabil într-o stare critică - prin conectarea mai multor blocuri sau prin comprimarea unei singure sarcini. După aceea, degradarea nucleelor în elemente mai ușoare începe cu eliberarea diferitelor particule, inclusiv. neutroni care „rup” următorii nuclei, ceea ce duce la continuarea reacției.
Testul Ivy Mike - prima explozie termonucleară din SUA, 1952. Fotografie de către Departamentul de Apărare al SUA
Armele atomice „convenționale” se remarcă prin eficiența lor limitată: doar zeci de procente de uraniu/plutoniu intră în reacție. În plus, există posibilitatea așa-numitului. pops (fizzle) - reacții ale unei cantități insuficiente de substanță cu putere insuficientă. Cu toate acestea, chiar și în condiții optime, o încărcare nucleară cu o etapă are un potențial limitat și vă permite să obțineți o putere de cel mult sute de kilotone de TNT.
Eficiența unei sarcini nucleare poate fi crescută prin așa-numita. amplificare sau amplificare. Sarcina de amplificare se distinge prin prezența unei cantități mici de amestec de deuteriu-litiu. Sub influența sarcinii principale dintr-un astfel de amestec, începe o reacție de fuziune termonucleară. În acest caz, este eliberat un număr suplimentar de neutroni, care acționează asupra materialului fisionabil. Boosting vă permite să maximizați producția de energie cu o complexitate minimă în designul dispozitivului.
Reacția de sinteză
În 1952 și 1953 SUA și URSS au efectuat primele teste ale încărcărilor lor termonucleare. Astfel de arme au folosit o nouă schemă care a făcut posibilă creșterea puterii lor la zeci de megatoni. Din motive evidente, focoasele termonucleare au trecut rapid de stadiul de testare și au intrat în funcțiune. În viitor, armele termonucleare au ajuns în prim-plan și au înlocuit aproape complet produsele generației anterioare.
Model bomba AN602. Fotografie de Wikimedia Commons
Muniția termonucleară este semnificativ diferită de armele nucleare. Este în două etape și funcționează conform principiului în două faze. Prima etapă este o sarcină atomică „normală”, iar a doua include deuteriu și litiu-6 deuterură, folosite ca așa-numită. combustibil termonuclear. De asemenea, în proiectarea produsului există dispozitive și componente suplimentare pentru diverse scopuri.
Sub influența unei reacții nucleare din prima etapă, fuziunea termonucleară va începe în a doua. Heliul se formează cu eliberarea de neutroni și o cantitate mare de energie. În funcție de numărul de așa-numite. combustibil termonuclear și alți parametri, puterea a două reacții poate ajunge la 20-25 Mt.
Utilizarea unor modele mai complexe vă permite să creșteți și mai mult puterea exploziei. Astfel, în 1961, a fost testată bomba termonucleară sovietică AN602 în cădere liberă, cu un randament estimat de 50 Mt și o putere reală de 58 Mt. Totodată, proiectul inițial a făcut posibilă obținerea unui randament energetic de peste 100 Mt.
În produsul AN602, a fost implementată o schemă de dispozitiv în trei etape. Primele două trepte au fost dispozitive termonucleare bifazate cu o putere de 750 kt fiecare. Ar fi trebuit să înceapă reacția în a treia etapă, inclusiv combustibilul termonuclear și o încărcătură de uraniu. Reacțiile simultane de descompunere și sinteză au făcut posibilă utilizarea la maximum a materialelor disponibile și obținerea puterii maxime. Totodată, din motive de securitate, bomba experimentală nu a primit elemente de uraniu.
Ogioase W78 pentru rachete americane. Fotografie realizată de Departamentul Apărării al SUA
Cu toate acestea, AN602 a rămas un produs experimental. Am intrat în serie și am intrat în serviciu cu focoase de putere mai mică. Cu prețul unei limitări rezonabile de putere, a fost posibil să se obțină eficiența necesară cu dimensiuni și greutate acceptabile.
Randament crescut de neutroni
O varietate de arme termonucleare este neutron. Acest concept prevede crearea unei sarcini speciale care produce un flux puternic de neutroni rapizi. Aceste particule se caracterizează prin putere mare de penetrare, care asigură distrugerea efectivă a forței de muncă și a altor ținte, inclusiv. în spatele diferitelor bariere. În plus, sarcina cu neutroni creează radioactivitate indusă în obiectele din jur.
Sarcina cu neutroni este o variantă a dispozitivului cu două faze cu o încărcătură specială din a doua etapă care oferă un randament crescut de neutroni. În plus, încărcarea necesită o carcasă care să nu prindă astfel de particule. Un dispozitiv proiectat corespunzător eliberează până la 75-80 la sută. energie sub formă de neutroni. În acest caz, particulele rapide compensează pe deplin pierderile din alți factori dăunători.
Cu toate acestea, armele cu neutroni se confruntă cu unele limitări. Astfel, în timpul unei explozii de aer, fluxul de neutroni este împrăștiat și absorbit de atmosferă. Aceasta reduce intervalul de distrugere a forței de muncă la 1-1,5 km, indiferent de prezența protecției. Drept urmare, încărcarea cu neutroni nu are avantaje semnificative față de armele din alte clase.
Șeful ICBM cu blocuri moderne W87. Fotografie realizată de Departamentul de Energie al SUA
În același timp, focoasele cu neutroni și-au găsit aplicații în proiectele de apărare antirachetă și antispațială. La altitudini mari, într-o atmosferă rarefiată sau în afara acesteia, neutronii nu întâmpină interferențe și pot zbura pe distanțe lungi - lovind forța de muncă și echipamentele, sau provocând explozii nucleare.
Amenințare teoretică
La începutul anilor cincizeci, fizicienii americani au propus ideea unei bombe cu cobalt. Acest concept prevedea crearea unei modificări speciale a unei sarcini termonucleare capabile să creeze o contaminare stabilă prin radiații a zonei. Doar câteva dintre aceste produse de mare putere, indiferent de locația lor, ar putea distruge toată viața de pe planetă într-un timp scurt. Drept urmare, bomba de cobalt a fost numită și Dispozitivul Apocalipsei.
O astfel de „Mașină” în designul său repetă o încărcare termonucleară în două etape, dar cobaltul-59 este adăugat în a doua etapă. La explozie, acest izotop primește un neutron și se transformă în cobalt-60 radioactiv cu un timp de înjumătățire de 5,2 ani; se formează și o serie de alte elemente periculoase.
Pericolul deosebit al bombei cu cobalt ar fi făcut-o un efect de descurajare eficient. O încercare de a-și ataca stăpânul ar putea duce la un dezastru de radiații la scară largă. Cu toate acestea, aceste idei nu au primit sprijin, iar Doomsday Device a rămas o dezvoltare exclusiv teoretică. În plus, astfel de arme au intrat ferm în cultura populară.
Lansarea rachetei R-36M. La bordul rachetei poate fi de la 10 focoase de 10 Mt la unul de 20 Mt. Fotografie de către Ministerul Apărării al Federației Ruse
În anii nouăzeci, tot în SUA, așa-zisele. bombă cu hafniu. S-a susținut că izomerul de hafniu-178m2 sub influență externă poate începe să se descompună odată cu eliberarea de radiații gamma. Conform calculelor, o astfel de reacție a făcut posibilă obținerea de energii de 100 de mii de ori mai mari decât cantitatea echivalentă de exploziv, deși de 100 de ori mai puțin decât dezintegrarea nucleară.
În 1998, un grup de oameni de știință a raportat că au reușit să provoace degradarea hafniului-178m2, dar randamentul energetic a fost minim. S-a presupus că studiile ulterioare ar ajuta la găsirea regimurilor optime și la începerea decăderii. Cu toate acestea, nimeni nu a reușit să reproducă nici măcar experiența inițială, cu atât mai puțin vreun progres. Aparent, a existat un fel de greșeală sau o farsă deliberată.
progresul nuclear
De la începuturile sale, armele nucleare au parcurs un drum lung. Au fost propuse și implementate diverse scheme cu anumite caracteristici și avantaje. Pe baza acestora, au fost dezvoltate muniții reale în scopuri tactice și strategice, precum și mijloacele lor de livrare. Au fost create și implementate o varietate de tactici și strategii de utilizare și aplicare.
Trebuie remarcat faptul că nu toate ideile și soluțiile au ajuns la implementare practică. Unele propuneri au fost respinse în urma analizei teoretice sau ca urmare a unor elaborări ulterioare. Drept urmare, doar cele mai de succes și mai eficiente modele au ajuns la producție și exploatare. Și în ultimele decenii, au asigurat securitatea statelor creatoare.
informații