Нейтронная бомба принцип

Нейтронный боеприпас

Развитие ядерного оружия в иностранных армиях в про­шедшие годы шло как по линии увеличения мощности ядерных зарядов, так и по пути уменьшения размеров и массы боеприпасов. Много внимания уделялось унифика­ции и стандартизации отдельных узлов и ядерных боепри­пасов в целом. Уменьшение размеров и массы термоядерных зарядов довольно сложное дело. Прежде чем создать новое поколение ядерного оружия с избирательным харак­тером поражающего действия, потребовались коренные из­менения в принципах конструирования и технологии про­изводства.

Первым представителем новой разновидности ядерного оружия является нейтронный боеприпас, который по свое­му предназначению относится к тактическому ядерному оружию. Возможно появление и других разновидностей тактического ядерного оружия, например, с повышенным поражающим воздействием по ударной волне, но с умень­шенным воздействием других поражающих факторов.

Нейтронный боеприпас (рис. 1.6) представляет собой малогабаритный термоядерный заряд мощностью не более 10 тыс. т., у которого основная доля энергии выделяется за счет реакций синтеза ядер дейтерия и трития, а количество энергии, получаемой в результате деления тяжелых ядер в детонаторе, минимально, но достаточно для начала ре­акций синтеза. Нейтронная составляющая проникающей радиации такого малого по мощности ядерного взрыва и будет оказывать основное поражающее воздействие на личный состав.

Схема yстpойства нейтpонного боепpипаса «пyшечного» типа

Рис. 1.6. Схема yстpойства нейтpонного боепpипаса «пyшечного» типа:

  • 1 — коpпyс боепpипаса с системой yдеpжания плазмы в зоне pеакции;
  • 2 — смесь дейтеpия и тpития;
  • 3 — отpажатель нейтpонов;
  • 4 — заpяд Рu-239;
  • 5 — заpяд ВВ;
  • 6 — детонатоp;
  • 7 — источники нейтpонов

В отличие от термоядерных боеприпасов большой мощ­ности с дейтеридом лития в нейтронных боеприпасах счи­тается предпочтительным использовать смесь дейтерия и трития. Получать тритий в ходе ядерных реакций считает­ся невыгодно, так как это связано со значительным расхо­дом образовавшихся нейтронов, взаимодействующих с литием (см. фоpмyлy 1.3).

6 4 Li + n -> He + 4,8 МэВ (1.3) 3 2

Тритий и дейтерий могут входить в состав заряда в ви­де твердого вещества -гидрида металла или содержаться в сжатом газообразном состоянии. Для взрывов боеприпа­сов сверхмалой и малой мощности их требуется сравни­тельно немного (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Расчетные количества дейтеpиево-тpитиевой смеси и тpития, необходимые для осyществления взpывов pазличной мощности, г

Tpотиловый эквивалент взpыва, тыс. т 0,1 0,2 0,5 1 2 Состав смеси D+T 1,3 2,5 7 13 25 Т 0,8 1,5 4 8 15

Для нейтронного боеприпаса на одинаковом расстоянии от эпицентра взрыва доза проникающей радиации примерно в 5-10 раз больше, чем для заряда деления той же мощности. Нейтронный заряд может иметь артиллерий­ский снаряд калибра 203,2 мм, а также боевая часть к ракете «Ланс»

Вид взрыва (подземный, наземный, воздушный, высот­ный, подводный, надводный) определяется задачами при­менения ядерного оружия, свойствами объектов пораже­ния, их защищенностью, а также характеристиками носи­теля ядерного заряда.

Рис. 1.7. Доли энеpгии ядеpного взpыва, пpиходящиеся на его поpажающие фактоpы

Рис. 1.7. Доли энеpгии ядеpного взpыва, пpиходящиеся на его поpажающие фактоpы

Особенности поражающего воздействия ядерного взры­ва и главный поражающий фактор определяются не толь­ко типом ядерного боеприпаса, но и мощностью взрыва, видом взрыва и характером объекта поражения (цели). Все эти факторы учитываются при оценке эффективности ядерного удара и разработке содержания мероприятий по защите войск и объектов от ядерного оружия.

Hа pис. 1.7 для зарядов деления с небольшими термоядерными добавками в зависимости от высоты взрыва Н (км) или приведенной глубины взрыва (приведенная глу­бина взрыва Н’, м/(т1/3)), равна отношению глубины заложе­ния заряда H, м, к корню кубическому из мощности ядерного взрыва q1/3, т1/3), показаны доли энергии Ei/Eo от об­щей энергии взрыва, приходящиеся на 1-й поражающий фактор.

Например, при ядерном взрыве в плотных слоях атмо­сферы на высотах до 10 км на образование воздушной ударной волны и световое излучение расходуется по 35% общей энергии взрыва, на проникающую радиацию — 5% и на радиоактивное заражение — 7%; около 18% энергии будет рассеиваться в окружающем пространстве в виде тепла облака взрыва после прекращения его свечения. С изменением свойств окружающей среды эти соотноше­ния будут меняться. При взрыве нейтронного боеприпаса на образование проникающей радиации будет расходоваться до 70% энергии за счет уменьшения ее расхода на другие поражающие факторы.

Пользовательские файлы

Особенности поражающего действия нейтронных боеприпасов.

Нейтронные боеприпасы являются разновидностью ядерных боеприпасов. Их основу составляют термоядерные заряды, в которых используются ядерные реакции деления и синтеза. Взрыв такого боеприпаса оказывает поражающее воздействие прежде всего на людей за счет мощного потока проникающей радиации, в котором значительная часть (до 40%) приходится на так называемые быстрые нейтроны.

При взрыве нейтронного боеприпаса площадь зоны поражения проникающей радиацией превосходит площадь зоны поражения ударной волной в несколько раз. В этой зоне техника и сооружения могут оставаться невредимыми, а люди получают смертельные поражения.

Для защиты от нейтронных боеприпасов используются те же средства и способы, что и для защиты от обычных ядерных боеприпасов. Кроме того, при сооружении убежищ и укрытий рекомендуется уплотнять и увлажнять грунт, укладываемый над ними, увеличивать толщину перекрытий, устраивать дополнительную защиту входов и выходов.

Защитные свойства техники повышаются применением комбинированной защиты, состоящей из водородосодержащих веществ (например, полиэтилена) и материалов с высокой плотностью (свинец).

Очаг ядерного поражения.

Очагом ядерного поражения называется территория, подвергшаяся непосредственному воздействию поражающих факторов ядерного взрыва. Он характеризуется массовыми разрушениями здании, сооружении, завалами, авариями в сетях коммунально-энергетического хозяйства, пожарами, радиоактивным заражением и значительными потерями среди населения.

Размеры очага тем больше, чем мощнее ядерный взрыв. Характер разрушений в очаге зависит также от прочности конструкций зданий и сооружений, их этажности и плотности застройки.

За внешнюю границу очага ядерного поражения принимают условную линию на местности, проведенную на таком расстоянии от эпицентра (центра) взрыва, где величина избыточного давления ударной волны равна 10 кПа.

Очаг ядерного поражения условно делят на зоны – участки с примерно одинаковыми по характеру разрушениями.

Зона полных разрушении – территория, подвергшаяся воздействию действию ударной волны с избыточным давлением (на внешней границе) свыше 50 кПа.

В зоне полностью разрушаются все здания и сооружения, а также противорадиационные укрытия и часть убежищ, образуются сплошные завалы, повреждается коммунально-энергетическая сеть.

Зона сильных разрушений – с избыточным давлением во фронте ударной волны от 50 до 30 кПа. В этой зоне наземные здания и сооружения получают сильные разрушения, образуются местные завалы, возникнут сплошные и массовые пожары. Большинство убежищ сохранится, у отдельных убежищ будут завалены входы и выходы. Люди в них могут получить поражения только из-за нарушения герметизации, затопления или загазованности помещений.

Зона средних разрушений – с избыточным давлением во фронте ударной волны от 30 до 20 кПа. В ней здания и сооружения получат средние разрушения. Убежища и укрытия подвального типа сохранятся. От светового излучения возникнут сплошные пожары.

Зона слабых разрушений – с избыточным давлением во фронте ударной волны от 20 до 10 кПа. Здания получат небольшие разрушения. От светового излучения возникнут отдельные очаги пожаров.

Нейтронные боеприпасы являются одним из видов ядерного оружия и отличаются повышенным выделением нейтронов при взрыве. При этом ударная волна и световое излучение оказываются на порядок меньше, нежели, например, при атомном взрыве. Поэтому подобного рода заряды и называют нейтронными.

Нейтроны при взрыве начинают быстро рассеиваться в атмосфере, поглощаться ею. В связи с этим нейтронные заряды повышенной мощности не всегда могут дать желаемый результат. Нейтронное оружие относится скорее к боеприпасам «местного назначения» и используются для ведения «ближнего» боя.

Современный нейтронный боеприпас представляет собой соединение обычного ядерного заряда (сравнительно «слабого») и небольшого дополнения в виде дейтерия и трития. При взрыве трития образуется мощный нейтронный поток. Ядерный заряд является детонатором для термоядерной реакции дейтерия и трития, которая и дает желаемый эффект. Таким образом, на долю быстрых нейтронов приходится до 80% от общей мощности взрыва. Остальные же 20% включают в себя ударную волну, световое излучение и другие поражающие факторы, характерные для ядерного взрыва.

Особенности действия нейтронного оружия

Наиболее опасными для здоровья человека являются рентгеновское и гамма-излучение. Причина – высокая проникающая способность. Эти и некоторые другие виды излучений (альфа или бета частиц) могут вызвать серьезные поражения внутренних органов человека и даже мутацию живых клеток. Но нейтронное излучение превосходит по своей мощности и губительному влиянию на живые организмы все эти виды излучений в несколько раз. Основная причина повышенной опасности нейтронных потоков в их невероятной способности проникать даже сквозь броню, используемую для защиты от обычного ядерного взрыва.

Броневая сталь толщиной 150 мм («стандартная») способна сдержать 90 % от общего потока гамма—частиц. Нейтронное же излучение будет ослаблено лишь на 20 %. Такая особенность нейтронных зарядов и стала причиной популярности этого вида оружия у военных. Нейтронный поток способен поразить вражеских солдат («живую» силу) на больших расстояниях.

Часто говорится о том, что нейтронный взрыв не разрушает строения и не уничтожает технику. Это, несомненно, огромный плюс. Но на деле все оказывается не так просто. Сам нейтронный поток не несет сильной взрывной волны, но ведь для его активации должен сначала произойти «обычный» ядерный взрыв, который нельзя назвать щадящим по отношению к зданиям и вражеским машинам.

Нейтронные боеприпасы несут не только физическое разрушение и уничтожение всего живого в радиусе около 1 км, но и способны вызвать «заражение» различных материалов радиацией. Так, техника или строения, попавшие в зону действия нейтронного взрыва, могут представлять опасность для незащищенных людей на протяжении нескольких лет.

Защита от нейтронного оружия

Как ни странно, уберечься от губительного воздействия нейтронного взрыва можно при помощи влажной земли или воды. Все просто: остановить поток нейтронов способны материалы и вещества, в состав которых входит водород. Сооружения, призванные защитить людей от нейтронного потока, сделаны, в большинстве своем, из бетона или влажной земли. Так стена из мокрого грунта толщиной всего 25-35 см способна снизить поражающую способность нейтронного оружия в 10 раз.

Современные разработки предусматривают также использование для защиты от нейтронов бора или обедненного урана. Эти вещества добавляются в броню военных транспортных средств и дзотов.

Нейтронная бомба: история и принцип работы

Эпоха Холодной войны значительно добавила фобий человечеству. После кошмара Хиросимы и Нагасаки всадники Апокалипсиса обрели новые черты и стали реальными как никогда прежде. Ядерные и термоядерные бомбы, биологическое оружие, «грязные» бомбы, баллистические ракеты – все это несло угрозу массового уничтожения для многомиллионных мегаполисов, стран и континентов.

Одной из самых впечатляющих «страшилок» того периода была нейтронная бомба – разновидность ядерного оружия, специализирующаяся на уничтожении биологических организмов при минимальном воздействии на неорганические объекты. Советская пропаганда уделила много внимания этому ужасному оружию, изобретению «сумрачного гения» заокеанских империалистов.

От этой бомбы невозможно спрятаться: не спасет ни бетонный бункер, ни бомбоубежище, никакие средства защиты. При этом после взрыва нейтронной бомбы здания, предприятия и прочие объекты инфраструктуры останутся нетронутыми и попадут прямиком в лапы американской военщины. Рассказов о новом страшном оружии было так много, что в СССР про него начали сочинять анекдоты.

Что из этих рассказов правда, а что вымысел? Как работает нейтронная бомба? Есть ли подобные боеприпасы на вооружении российской армии или вооруженных сил США? Ведутся ли разработки в этой области в наши дни?

Как работает нейтронная бомба — особенности ее поражающих факторов

Нейтронная бомба – это разновидность ядерного оружия, основным поражающим фактором которого является поток нейтронного излучения. Вопреки распространенному мнению, после взрыва нейтронного боеприпаса образуется и ударная волна, и световое излучение, но большая часть выделяемой энергии превращается в поток быстрых нейтронов. Нейтронная бомба относится к тактическому ядерному оружию.

Принцип действия бомбы основан на свойстве быстрых нейтронов гораздо свободнее проникать через различные преграды, по сравнению с рентгеновским излучением, альфа, бета и гамма-частицами. Например, 150 мм брони способны удержать до 90% гамма-излучения и только 20% нейтронной волны. Грубо говоря, спрятаться от проникающего излучения нейтронного боеприпаса гораздо сложнее, чем от радиации «обычной» ядерной бомбы. Именно это свойство нейтронов и привлекло внимание военных.

Нейтронная бомба имеет ядерный заряд относительно небольшой мощности, а также специальный блок (его обычно изготавливают из бериллия), который и является источником нейтронного излучения. После подрыва ядерного заряда большая часть энергии взрыва преобразуется в жесткое нейтронное излучение. На остальные факторы поражения — ударная волна, световой импульс, электромагнитное излучение — приходится лишь 20% энергии.

Однако все вышесказанное всего лишь теория, практическое применение нейтронного оружия имеет некоторые особенности.

Земная атмосфера очень сильно гасит нейтронное излучение, поэтому дальность действия этого поражающего фактора не больше, чем радиус поражения ударной волны. По этой же причине нет смысла изготавливать нейтронные боеприпасы большой мощности – излучение все равно быстро затухнет. Обычно нейтронные заряды имеют мощность около 1 кТ. При его подрыве происходит поражение нейтронным излучением в радиусе 1,5 км. На дистанции до 1350 метров от эпицентра оно остается опасным для жизни человека.

Кроме того, поток нейтронов вызывает в материалах (например, в броне) наведенную радиоактивность. Если посадить в танк, попавший под действие нейтронного оружия (на дистанциях около километра от эпицентра), новый экипаж, то он получит летальную дозу радиации в течение суток.

Не соответствует действительности распространенное мнение, что нейтронная бомба не уничтожает материальные ценности. После взрыва подобного боеприпаса образуется и ударная волна, и импульс светового излучения, зона сильных разрушений от которых имеет радиус примерно в один километр.

Нейтронные боеприпасы не слишком подходят для использования в земной атмосфере, зато они могут быть весьма эффективны в космическом пространстве. Там нет воздуха, поэтому нейтроны распространяются беспрепятственно на весьма значительные расстояния. Благодаря этому различные источники нейтронного излучения рассматриваются в качестве эффективного средства противоракетной обороны. Это так называемое пучковое оружие. Правда, в качестве источника нейтронов обычно рассматривается не нейтронные ядерные бомбы, а генераторы направленных нейтронных пучков – так называемые нейтронные пушки.

Использовать их в качестве средства поражения баллистических ракет и боевых блоков предлагали еще разработчики рейгановской программы Стратегической оборонной инициативы (СОИ). При взаимодействии пучка нейтронов с материалами конструкции ракет и боеголовок возникает наведенная радиация, которая надежно выводит из строя электронику этих устройств.

После появления идеи нейтронной бомбы и начала работ по ее созданию стали разрабатываться методы защиты от нейтронного излучения. В первую очередь они были направлены на уменьшение уязвимости боевой техники и экипажа, находящегося в ней. Основным методом защиты от подобного оружия стало изготовление специальных видов брони, хорошо поглощающих нейтроны. Обычно в них добавляли бор – материал, прекрасно улавливающий эти элементарные частицы. Можно добавить, что бор входит в состав поглощающих стрежней ядерных реакторов. Еще одним способом уменьшить поток нейтронов является добавление в броневую сталь обедненного урана.

Кстати, практически вся боевая техника, созданная в 60-е – 70-е годы прошлого столетия, максимально защищена от большинства поражающих факторов ядерного взрыва.

История создания нейтронной бомбы

Атомные бомбы, взорванные американцами над Хиросимой и Нагасаки, принято относить к первому поколению ядерного оружия. Принцип его работы основан на реакции деления ядер урана или плутония. Ко второму поколению относится оружие, в принцип работы которого положены реакции ядерного синтеза – это термоядерные боеприпасы, первое из них было взорвано США в 1952 году.

К ядерному оружию третьего поколения относятся боеприпасы, после взрыва которых энергия направляется на усиление того или иного фактора поражения. Именно к таким боеприпасам относятся нейтронные бомбы.

Впервые о создании нейтронной бомбы заговорили в середине 60-х годов, хотя его теоретическое обоснование обсуждалось гораздо раньше – еще в середине 40-х. Считается, что идея создания подобного оружия принадлежит американскому физику Самуэлю Коену. Тактическое ядерное оружие, несмотря на его значительную мощь, не слишком эффективно против бронетехники, броня хорошо защищает экипаж практически от всех поражающих факторов классического ЯО.

Первое испытание нейтронного боевого устройства было проведено в США в 1963 году. Однако мощность излучения оказалась гораздо ниже той, на которую рассчитывали военные. На доводку нового оружия потребовалось более десяти лет, и в 1976 году американцы провели очередные испытания нейтронного заряда, результаты оказались весьма впечатляющими. После этого было принято решение о создании 203-мм снарядов с нейтронной боевой частью и боеголовок для тактических баллистических ракет «Ланс».

В настоящее время технологиями, которые позволяют создавать нейтронное оружие, владеют США, Россия и Китай (возможно, и Франция). Источники сообщают, что массовый выпуск подобных боеприпасов продолжался примерно до середины 80-х годов прошлого века. Именно тогда в броню боевой техники стали повсеместно добавлять бор и обедненный уран, что практически полностью нейтрализовало основной поражающий фактор нейтронных боеприпасов. Это привело к постепенному отказу от данного вида оружия. Но как обстоит ситуация на самом деле — неизвестно. Информация такого рода находится под многими грифами секретности и практически не доступна широкой общественности.

Автор статьи: Увлекаюсь военной историей, боевой техникой, оружием и другими вопросами, связанными с армией. Люблю печатное слово во всех его формах.

Нейтронная бомба

Нейтронное оружие — разновидность ядерного оружия, у которой искусственно увеличена доля энергии взрыва, выделяющаяся в виде нейтронного излучения для поражения живой силы и вооружения противника при ограничениях поражающих воздействий ударной волны и светового излучения. Относится к ОМП.

Конструкция

Нейтронный заряд конструктивно представляет собой обычный ядерный заряд малой мощности, к которому добавлен блок, содержащий небольшое количество термоядерного топлива (смесь дейтерия и трития). При подрыве взрывается основной ядерный заряд, энергия которого используется для запуска термоядерной реакции. Большая часть энергии взрыва при применении нейтронного оружия выделяется в результате запущенной реакции синтеза. Конструкция заряда такова, что до 80 энергии взрыва составляет энергия потока быстрых нейтронов, и только 20 % приходится на остальные поражающие факторы (ударную волну, ЭМИ, световое излучение).

Действие, особенности применения

Мощный поток нейтронов не задерживается обычной стальной бронёй и намного сильнее проникает сквозь преграды, чем рентгеновское или гамма-излучение, не говоря уже об альфа- и бета- частицах. Благодаря этому нейтронное оружие способно поражать живую силу противника на значительном расстоянии от эпицентра взрыва и в укрытиях, даже там, где обеспечивается надёжная защита от обычного ядерного взрыва.

Поражающее действие нейтронного оружия на технику обусловлено взаимодействием нейтронов с конструкционными материалами и радиоэлектронной аппаратурой, что приводит к появлению наведённой радиоактивности и, как следствие, нарушению функционирования. В биологических объектах под действием излучения происходит ионизация живой ткани, приводящая к нарушению жизнедеятельности отдельных систем и организма в целом, развитию лучевой болезни. На людей действует как само нейтронное излучение, так и наведённая радиация. В технике и предметах под действием потока нейтронов могут образовываться мощные и долго действующие источники радиоактивности, приводящие к поражению людей в течение длительного времени после взрыва. Так, например, экипаж танка Т-72, находящегося в 700 м от эпицентра нейтронного взрыва мощностью в 1 кт, мгновенно получит безусловно смертельную дозу облучения (8000 рад), мгновенно выйдет из строя и погибнет в течение нескольких минут. Но если этот танк после взрыва начать использовать снова (физически он почти не пострадает), то наведённая радиоактивность приведёт к получению новым экипажем смертельной дозы радиации в течение суток.

Из-за сильного поглощения и рассеивания нейтронов в атмосфере дальность поражения нейтронным излучением, по сравнению с дальностью поражения незащищённых целей ударной волной от взрыва обычного ядерного заряда той же мощности, невелика. Поэтому изготовление нейтронных зарядов высокой мощности нецелесообразно — излучение всё равно не дойдёт дальше, а прочие поражающие факторы окажутся снижены. Реально производимые нейтронные боеприпасы имеют мощность не более 1 кт. Подрыв такого боеприпаса даёт зону поражения нейтронным излучением радиусом около 1,5 км (незащищённый человек получит опасную для жизни дозу радиации на расстоянии 1350 м). Вопреки распространённому мнению, нейтронный взрыв вовсе не оставляет материальные ценности невредимыми: зона сильных разрушений ударной волной для того же килотонного заряда имеет радиус около 1 км.

Защита

Нейтронные боеприпасы разрабатывались в 1960—1970-х годах, главным образом, для повышения эффективности поражения бронированных целей и живой силы, защищённой бронёй и простейшими укрытиями. Бронетехника 1960-х годов, разработанная с учётом возможности применения на поле боя ядерного оружия, чрезвычайно устойчива ко всем его поражающим факторам. Другим мотивом разработки нейтронных зарядов было их использование в системах противоракетной обороны. Для защиты от массированного ракетного удара в эти годы на вооружение ставились зенитно-ракетные комплексы с ядерной боевой частью, но применение обычного ядерного оружия против высотных целей сочли недостаточно эффективным, поскольку основной поражающий фактор — ударная волна, — в разрежённом воздухе на большой высоте и, тем более, в космосе не образуется, световое излучение поражает боеголовки только в непосредственной близости от центра взрыва, а гамма-излучение поглощается оболочками боеголовок и не может нанести им серьёзного вреда. В таких условиях превращение максимальной части энергии взрыва в нейтронное излучение могло позволить более надёжно поражать ракеты противника.

Естественно, после появления сообщений о разработке нейтронного оружия стали разрабатываться и методы защиты от него. Были разработаны новые типы брони, которая уже способна защитить технику и её экипаж от нейтронного излучения. Для этой цели в броню добавляются листы с высоким содержанием бора, являющегося хорошим поглотителем нейтронов, а в броневую сталь добавляется обеднённый уран (уран с пониженной долей изотопов U234 и U235). Кроме того, состав брони подбирается так, чтобы она не содержала элементов, дающих под действием нейтронного облучения сильную наведённую радиоактивность.

Нейтронное оружие и политика

Работы над нейтронным оружием велись в нескольких странах с 1960-х годов. Впервые технология его производства была разработана в США во второй половине 1970-х. Сейчас возможностью выпуска такого оружия обладают также Россия и Франция.

Опасность нейтронного оружия, как и вообще ядерного оружия малой и сверхмалой мощности, заключается не столько в возможности массового уничтожения людей (это можно сделать и многими другими, в том числе давно существующими и более эффективными для этой цели видами ОМП), сколько в стирании грани между ядерной и обычной войной при его использовании. Поэтому в ряде резолюций Генеральной Ассамблеи ООН отмечаются опасные последствия появления новой разновидности оружия массового поражения — нейтронного, и содержится призыв к его запрещению. В 1978 г., когда в США ещё не был решён вопрос о производстве нейтронного оружия, СССР предложил договориться об отказе от его применения и внёс на рассмотрение Комитета по разоружению проект международной конвенции о его запрещении. Проект не нашёл поддержки у США и других западных стран. В 1981 г. в США начато производство нейтронных зарядов, в настоящее время они стоят на вооружении.

Ссылки

  • Поражающие факторы ядерного взрыва
  • Второе пришествие нейтронной бомбы