Малки и нискодоходни ядрени оръжия исторически не са имали късмет. В онези благословени времена, когато ядрените заряди от всички видове активно се разработваха и тестваха, нямаше подходящ изотоп за тях. Налични бяха само плутоний-239 и уран-235 и не можете да направите компактен ядрен заряд от тях. Разбира се, американската бойна глава W54 с тегло 23 кг изглеждаше много благоприятно на фона на 4,6 тона Дебел човек, но все още не беше толкова компактна, колкото бихме искали.
Тази бойна глава, очевидно, беше една от последните, които всъщност бяха тествани от ядрена експлозия. Последващият мораториум върху ядрените изпитания рязко забави работата, поради което главно мощни продукти останаха в ядрения арсенал. Сега, когато ядреният режим на неразпространение и ограничаване на ядрената система изглежда е на прага на неговото изчерпване, е възможно да се върнем към разработването на нови видове ядрени заряди, които биха могли да диверсифицират ядрената война.
Americium е най-добрият кандидат
Плутонийът като запълване на ядрен заряд е добър за всички, само че не позволява създаването на наистина компактен заряд, тъй като има доста голяма критична маса - 10,4 кг. При плътност на плутоний от 19,8 г на кубичен сантиметър обемът на сферата ще бъде 525,2 кубически метра. см, а диаметърът му е 10,1 см. Освен това, за да може да се чука, е необходимо да вземете не една критична маса, а малко повече, да речем, 1,2 или 1,35 критична маса. Това се дължи на факта, че детонационната система и неутронният предпазител в компактен заряд не са толкова добри, колкото при въздушна бомба или ракетна бойна глава и за да се постигне ефектът, е необходимо да има по-голям запас от делящ се материал. Следователно, за компактни плутониеви заряди обикновено се използват 13-15 кг плутоний (за 13 кг диаметърът на топката е 10,7 см), оформен в яйцевидна или цилиндрична сърцевина.
По принцип, въпреки че са тежки, но доста подходящи за артилерийски снаряди с големи калибри, ракети и мини, се получават заряди в мощност от няколкостотин кг до 10-15 kt еквивалент на TNT. Но имаше сериозно възражение: защо да използвате скъпоценен плутоний от оръжие за заряд с ниска мощност, ако можете да направите термоядрени боеприпаси с несравнимо по-голяма мощност? 400-килотонна бойна глава ще постигне ефект, много по-голям от 10-15 kt или дори по-малък.
Като цяло има две причини за оттеглянето на ядрените заряди с ниска мощност: не твърде компактните размери, които затрудняват използването им и военно-икономическите аргументи за нерационалността на изразходването на ценния изотоп.
През 50-те години на миналия век нямаше какво да замести уран и плутоний като изотопи от оръжие. Но оттогава мина известно време и се появи добър кандидат - americium-242. Този изотоп се образува при разпадането на плутоний-241 (образуван по време на улавяне на неутрон с уран-238) и се съдържа в отпадъците от преработка на плутоний и отработеното ядрено гориво (SNF). След 26 години целият плутоний-241 ще се разпадне в Америциум-241, полуразпадът на който е много по-дълъг - 432,2 години. По този начин SNF, разтоварен от реактори и поставен на склад в края на 80-те и началото на 90-те години, вече трябва да съдържа значително количество америциум-241. Неговата изолация, доколкото може да се прецени, не представлява особени затруднения.
Промоционално видео:
Americium-241 се използва в промишлеността, например, в устройства за непрекъснато измерване на дебелината на валцувана стомана, като тази, показана на снимката.
Ако am-241 бъде облъчен с неутрони, тогава ще се получи още по-забележителен изотоп на америциум-242m. Тъй като в Обнинск е проектиран реактор на базата на америциум-242, предназначен за получаване на неутронно лъчение за медицински цели, бяха дадени някои данни за неговото производство. 1 грам am-242m се образува чрез облъчване на 100 грама am-241 (получено е в разглобения вече реактор BN-350 в Шевченко, Казахстан), и за да се получи това количество, е достатъчно да се обработят 200 kg от съставен SNF. Имаме много от тези неща: около 20 хиляди тона отработено ядрено гориво и годишно производство около 200 тона повече. Натрупаният SNF е достатъчен за производството на около 1000 кг am-242m.
За какво е подходящ AM-242M? Изключително ниска критична маса. Чистият изотоп има критична маса от само 17 грама. С плътност на америциум от 13,6 г на кубичен сантиметър, това ще бъде топка с диаметър 1,33 см. Ако вземем 1,35 от критичната маса, то топката ще бъде с диаметър 1,45 см. С рефлектор и взривна система е напълно възможно да се задържи в размер 40 -мм снаряд. Освобождаването на енергия от 1 g am-242m съответства приблизително на 4,6 kg TNT, така че такова зареждане с 22,9 g изотоп ще даде приблизително 105 kg TNT.
Можете да използвате смес от am-241 и am-242m. Със съдържанието на последното от 8%, критичната маса ще бъде 420 грама. Диаметърът на топката ще бъде 3,8 см. Може да е ядрена граната за РПГ, мина за 82-мм минохвъргачка и т.н. Освобождаването на енергия ще бъде около 2 тона еквивалент на TNT.
Като цяло, най-добрият кандидат за пълнене на много компактни ядрени заряди, до малки калибърни ядрени снаряди. Americium е добър и с това, че отделя малко топлина по време на гниене, почти не се нагрява и следователно съхранението на ядрени боеприпаси, пълни с америциум, не изисква хладилници. Дългият период на полуразпад: am-241 - 433.2 години, am-242m - 141 години, също позволява производството и съхранението на америциум за бъдеща употреба. Такива боеприпаси могат да се съхраняват в продължение на 30-40 години без значителни промени в характеристиките им, докато плутоний трябва да бъде изпратен за почистване от продукти на разпад след 10-15 години.
Американският заряд може да се използва самостоятелно, а също и като ядрено-неутронен предпазител за по-мощни заряди. Ако се окаже, че америциевият заряд може да инициира термоядрена реакция (което може би е така), тогава възможността за създаване на много компактни и леки, но в същото време мощни термоядрени заряди ще се отвори.
Бойна глава за управлявани ракети
Важен въпрос е за какво може да се използва такъв много компактен заряд на америциум. Например, ще вземем заряд, снабден с около 500 грама америциум и изпускане на енергия от 2,3-2,5 тона еквивалент на TNT. Общото тегло на този продукт може да бъде само 2-3 кг. Къде и как може да се приложи?
Ракети повърхност-въздух и въздух-въздух, тоест противоракетни и авиационни ракети, предназначени за унищожаване на самолети. За самолет определено е опасно свръхналягане от 0,2 kgf / cm2 (натоварването върху крилото на Су-35 може да достигне например 0,06 kgf / cm2). Експлозия на компактен ядрен заряд с капацитет 2,3 тона ще създаде такова свръхналягане на разстояние около 210 метра, а свръхналягане от 1,3 кгс / см2, при което със сигурност ще настъпи унищожаването на самолета, ще се създаде експлозия на разстояние 60 метра. Близки предпазители на самолетни ракети обикновено инициират заряд на разстояние 3-5 метра от целта и в този случай, целевият самолет определено не свети - гарантирано поражение! Фини пръски от метал и облак радиоактивни пари.
Противокорабни ракети. Малки противокорабни ракети, като Х-35 и подобни, най-удобните за използване (има авиация, хеликоптер, кораб, земя и дори контейнери за изстрелване), за съжаление, са толкова слаби, че не могат да потънат, но дори сериозно повреди всеки голям кораб. Това ясно се вижда при стрелбата на излязлия от употреба танков десантен кораб USS Racine (LST-1191). Той е бил ударен от 12 противокорабни ракети, подобни на тези на К-35, а корабът е останал на плаване. Завършиха с него само с торпедо. Това не е изненадващо, ако ракетната бойна глава е с тегло 150-250 кг, а мощността им е сравнително ниска. Оборудването на ракета Х-35 с американски ядрен заряд от горните характеристики прави тази ракета много по-опасна дори за големи кораби. Ако разрушителят от клас Arleigh Burke бъде ударен от такава ракета, в най-добрия случай ще са необходими дълги фабрични ремонти. Но може да се разчита и на потъването, тъй като експлозия с такава сила може напълно да унищожи корпуса на кораба.
USS Fitzgerald (DDG-62) след сблъсък с филипински контейнеровоз на 17 юни 2017 г. Разрушителите от този тип имат конструктивен дефект, поради който след сблъсък и дупка корабът загуби скорост поради наводнението на машинното отделение. Ако такъв разрушител бъде ударен от ракета с американски заряд, има вероятност да потъне.
Торпедо. По принцип заряд с капацитет 2,3 тона еквивалент на TNT, инсталиран в торпедо, дори и не най-модерният, го превръща в убедителен аргумент срещу дори големи кораби и кораби.
ATGM. Ако теглото на цялото боеприпаси е в диапазона от 2-3 кг, тогава те могат да бъдат оборудвани с ракети за противотанкови ракетни системи, например "Kornet". Той има добър обсег на стрелба, до 5,5 км, което прави доста безопасно използването на компактен и с ниска мощност ядрен заряд. Всеки ракет, дори най-новият и най-защитен танк, ще бъде гарантирано унищожен от такава ракета.
Още от този много кратък преглед става ясно, че най-добрият носител за такива много компактни ядрени заряди са различни видове управлявани ракети. Американският заряд ще се окаже доста скъп и няма да е възможно да се произведат толкова много от тях, няколкостотин, може би до хиляда бройки. Следователно те трябва да стрелят към нещо ценно и важно, което поне икономически оправдава използването му. Цели: самолети, кораби, системи за противовъздушна отбрана, радари, вероятно и най-новите (тоест най-скъпите) танкове и самоходни оръжия. Комбинацията от точността на управляваните ракети с много по-високия добив на американския заряд в сравнение със стандартните експлозиви би направила такова оръжие много ефективно.
Автор: Дмитрий Верхотуров