Ядерные боеприпасы

Содержание

Гонка ядерных вооружений подарила миру не только баллистические ракеты, стратегические бомбардировщики и подводные лодки, но и куда более маленькие ядерные заряды и средства их доставки. В свое время в мире активно развивались артиллерийские ядерные боеприпасы (в том числе и танковые) и даже, что уж совсем необычно, пули с ядерным зарядом.

Конечно же, наибольшее развитие получили ядерные снаряды – боеприпасы, предназначенные для нанесения тактических ядерных ударов по скоплениям войск противника и крупным промышленным объектам. Ядерные боеприпасы – это наиболее мощное и разрушительное средство, которое доступно современной артиллерии.

Подобные боеприпасы есть на вооружении у большинства ядерных держав, в том числе у России и США. Стоит отметить, что особенностью отечественного подхода к ядерной артиллерии является тот факт, что ядерные боеприпасы унифицированы в стандартных линейках боекомплектов и не нуждаются при этом в специальной адаптации для их применения.

В арсенале российской армии есть 152-мм ядерные снаряды для САУ 2С3 «Акация», 2С19 «Мста-С», 203-мм снаряды для САУ 2С7 «Пион», 240-мм мина для самоходной минометной установки 2С4 «Тюльпан». Однако военных еще с середины прошлого века волновали ядерные боеприпасы и куда меньших калибров.

Пулемётные патроны с ядерным зарядом

Проблема разработки ядерного оружия сверхмалых калибров не является новой. Работы в этой области активно велись и в СССР, и в США, начиная с конца 60-х годов прошлого века. При этом все разработки в данной области были очень строго засекречены, и только лишь после того как Семипалатинский полигон перешел под юрисдикцию Казахстана и были рассекречены некоторые материалы из архивов, широкой общественности стали известны некоторые довольно интересные подробности.

Так в протоколах проводимых испытаний были обнаружены упоминания об экспериментах, при которых выделение энергии обозначается, как «менее 0,002 кт», то есть всего 2-х тонн взрывчатки. В некоторых документах речь шла об испытании атомных боеприпасов для стрелкового оружия – крупнокалиберных пулеметных патронов калибра 14,3 и 12,7-мм, но самое потрясающее – испытания патронов винтовочного калибра 7,62-мм. Такие боеприпасы были предназначены для использования в ПКС, именно патрон для этого пулемета конструкции Калашникова и был самым маленьким в мире атомным боеприпасом.

Радикального уменьшения веса и размеров, а также сложности самой конструкции удалось добиться за счет использования не обычного для ядерных боеприпасов плутония или урана, а достаточно экзотического трансуранового элемента калифорния – точнее, его изотопа с атомным весом 252. После того, как данный изотоп был обнаружен, физики были ошеломлены тем, что основным каналом распада у данного изотопа было спонтанное деление, в ходе которого вылетало 5-8 нейтронов (для сравнения у плутония или урана только 2-3). Первые экспериментальные оценки критической массы данного металла выдали фантастически малую величину – всего 1,8 гр., но дальнейшие эксперименты продемонстрировали, что реальное значение критической массы оказалось больше.

Но в распоряжении ученых находились только микрограммы калифорния. Программа его получения и накопления являлась отдельной главой в истории ядерной программы СССР. О секретности данных разработок свидетельствует хотя бы тот факт, что имя академика Михаила Юрьевича Дубика почти никому неизвестно, хотя он был ближайшим сподвижником Курчатова. Именно Дубику и было поручено в самые короткие сроки решить вопрос по наработке ценного изотопа – калифорния.

Впоследствии из полученного калифорния производилась уникальная начинка для пуль – деталь, которая по своей форме напоминала гантель или заклепку. Небольшой заряд специальной взрывчатки, который находился у донышка пули, сминал эту деталь в достаточно аккуратный шарик, при помощи чего достигалось его сверхкритическое состояние.

Пулемёт ПКС

При использовании с пулями калибра 7,62-мм диаметр такого шарика равнялся практически 8 мм. Для срабатывания взрывчатки применялся специальный контактный взрыватель, созданный для данной программы. В результате атомная пуля получилась перетяжеленной. Поэтому, для того чтобы сохранить баллистику пули, привычную для стрелка-пулеметчика, ученым пришлось создать и специальный порох, который придавал небольшому ядерному боеприпасу правильный разгон в пулеметном стволе.

Но это были далеко не все трудности, с которыми столкнулись разработчики. Основная проблема, которая в итоге предрешила судьбу всего проекта – тепловыделение. Всем известно, что любые радиоактивные материалы греются, при этом, чем меньше период полураспада, тем сильнее происходит выделение тепла. Пуля, имеющая калифорниевый сердечник, выделяла примерно 5 Вт тепла. Разогрев пули изменял характеристики взрывателя и взрывчатки, а в случае сильного разогрева пуля могла застрять в стволе или патроннике или, что в разы хуже, самопроизвольно сдетонировать.

Чтобы этого избежать, патроны должны были находиться в специальном холодильнике, который представлял собой массивную (около 15 см толщиной) медную плиту, имеющую гнезда под 30 патронов. Пространство между гнездами под патроны было заполнено специальными каналами, по которым под давлением непрерывно циркулировал жидкий аммиак. Такая система охлаждения обеспечивала боеприпасам температуру около -15 градусов Цельсия.

При этом такая холодильная установка потребляла примерно 200 Вт электроэнергии, а ее вес составлял около 110 кг, перевозить такой холодильник можно было лишь на специально оборудованном для этого уазике. Стоит отметить, что в классических ядерных боеприпасах система теплосъема входит в состав конструкции, но в случае с пулями по необходимости она была выполнена внешней.

При этом даже замороженную пулю можно было применять лишь в течение получаса после извлечения из холодильной установки. Это время необходимо было потратить на то, чтобы зарядить магазин, занять нужную позицию, определиться с целью и произвести выстрел. Если в течение этого времени выстрел не производился, пулю необходимо было снова поместить в термостат. В том случае, если пуля оказывалась вне холодильной установки более часа, такой патрон подлежал утилизации.

Другим непреодолимым недостатком таких пуль стала невоспроизводимость результатов. При каждом отдельном взрыве энергоэффекивность пуль колебалось от 100 до 700 кг в тротиловом эквиваленте в зависимости от времени и условий хранения, партии пуль, а главное – материале цели, в которую попадал боеприпас. Все дело было в том, что сверхмалые атомные заряды взаимодействуют с окружающей средой на принципиально ином уровне, чем классические атомные боеприпасы. При этом результат отличен и от воздействия обычной химической взрывчатки.

В случае подрыва тонны химической взрывчатки выделяются тонны горячих газов, которые равномерно нагреты до температуры в 2-3 тысячи градусов Цельсия. В случае же с пулей – это крошечный шарик, который не в состоянии передать окружающей среде энергию ядерного распада.

По этой причине ударная волна таких боеприпасов была достаточно слабой в сравнении с химической взрывчаткой той же мощности, в то время как радиация, наоборот, получала существенно большую долю энергии. По этой причине вести огонь из пулемета необходимо было на максимально возможную прицельную дальность, но даже и в этом случае пулеметчик мог получить существенную дозу радиоактивного облучения. По этой же причине максимальная длина очереди ограничивалась тремя выстрелами.

Безоткатное орудие «Дэви Крокет»

Впрочем, даже одного выстрела такой пулей было более чем достаточно для решения некоторых задач. Несмотря на тот факт, что современная броня танков не позволяла такой пуле пробить защиту насквозь, мощное энерговыделение в месте попадания пули нагревало металл до стадии оплавления, так что башня и гусеница намертво приваривались к танковому корпусу. При попадании же пули в стену из кирпича она испаряла примерно до 1 кубометра кладки, что могло привести к обрушению конструкции.

По причине свертывания работ в этой области, а также того, что срок хранения уникальных калифорниевых боеприпасов не превышал 6 лет, до наших дней не сохранилось ни одной пули. Весь калифорний был изъят и использован на сугубо мирные научные цели, такие, к примеру, как получение сверхтяжелых элементов.

Ядерные боеприпасы для танков

В настоящее время вопросы оснащения танков снарядами с ядерными зарядами все чаще подвергается критике, при этом информация СМИ о том, что новый российский танк с 152-мм нарезным орудием может получить в свой боекомплект и ядерные боеприпасы, вызвала настоящий ажиотаж. Однако были времена, когда вопросы оснащения сухопутных войск подобным оружием ставились остро и гуманитарный эффект их использования в расчет не брался.

В 1950-е годы противостоящие военные блоки вовсю занимались подготовкой к тотальной ядерной войне. При этом США удалось обогнать СССР в вопросах миниатюризации ядерных боеприпасов. В самом начале 1960-х годов американцы приняли на вооружение 120-мм и 155-мм безоткатные орудия «Дэви Крокет». Это были сравнительно небольшие и легкие орудия (вес примерно 50 кг у первого и 180 кг у второго). «Дэви Крокет» мог запустить 35-кг снаряд на дальность от 2 до 4 км, соответственно. По разным оценкам, мощность одного заряда достигала до 1 килотонны.

Данные безоткатные орудия транспортировались при помощи обычных джипов и состояли на вооружении десантников и сухопутных войск. Создав такое оружие, американцы решили пойти еще дальше. В конце 1950-х годов в США начались работы по созданию 152-мм управляемого боеприпаса «Шиллелейла», который должен был войти в боекомплект легкого танка М551 «Шеридан» и ОБТ М-60А2. В серийном варианте такая ракета весила 4,1 кг, и помимо ядерной боевой части могла оснащаться обычной кумулятивной боевой частью. Наведение ракеты на цель осуществлялось по инфракрасному лучу. Максимальная дальность огня достигала 4-5 км.

Легкий танк М551 «Шеридан»

Первым новое 152-мм орудие-пусковую установку получил легкий танк «Шеридан» с броней всего 13-мм и общим весом в 16 тонн. В этот танк можно было загрузить до 12 управляемых снарядов. Всего было произведено примерно 1700 данных боевых машин, часть из которых даже успела повоевать во Вьетнаме, где танки продемонстрировали свою плохую живучесть.

Программа по созданию М-60А2 весом в 44 тонны развивалась также не совсем благополучно. Несмотря на тот факт, что данный танк был оснащен самой передовой на тот момент времени автоматизированной СУО, имеющей аналого-цифровой баллистический вычислитель и лазерный дальномер, танк быстро разочаровал военных, в первую очередь своим 152-мм орудием и ракетой к нему. Танк добрался до армии к тому моменту, когда ядерные варианты подобных боеприпасов уже были сняты с вооружения. В обычном же варианте он был крайне ненадежным и не столь эффективным. В результате М-60А2 недолго оставался на вооружении, и достаточно быстро все они были переделаны в инженерные машины.

Стоит отметить, что многое из того, что касается оснащения американских танков ядерным оружием, остается малоизученной областью истории развития бронетанковых войск. В СССР в конце 1960-х годов также велись конструкторские работы по созданию бронетехники с ядерным оружием. Правда, речь шла о 150-кг неуправляемых ракетах с БЧ до 0,3 килотонн и дальностью стрельбы до 8 км. В качестве базы для их установки рассматривались БМП-1 и танк Т-64А, но ни один из этих вариантов серийно не производился.

/Сергей Юферев, topwar.ru/

Ядерные заряды малой (менее 5 кт) и сверхмалой (менее 0,8 кт) мощности начали разрабатываться в США и СССР в середине 1950-х годов. Первоначально они предназначались для использования в тактическом ядерном оружии — авиабомбах, артиллерийских снарядах, торпедах, неуправляемых ракетах, фугасах. Уменьшение мощности производилось в основном за счет сокращения степени и скорости сжатия делящегося вещества и времени взрыва (полная энергия взрыва зависит от количества ядер, успевших претерпеть деление за тот период, в течение которого заряд находился в критическом состоянии). При воздушном взрыве мощностью 0,01 кт смертельный радиус действия ударной волны составляет 150 м, светового излучения — 74 м, проникающей радиации — 300 м.

Самая малая боеголовка, разработанная в США — W-54 Davy Crockett,— имеет мощность порядка 0,01 кт. Самый слабый ядерный взрыв (18 т тротилового эквивалента) был произведен в США 17 июля 1962 года. В СССР, по данным западных источников, разрабатывались заряды мощностью 0,1 кт.

В настоящее время в США активно обсуждается концепция использования ядерного оружия малой мощности для поражения подземных бункеров. Взрыв заряда должен происходить после проникновения бомбы на несколько десятков метров вглубь земли, что, по мнению ученых, сведет к минимуму риск радиоактивного заражения местности. Рассматривается возможность использования для этих целей авиабомбы B-61-11 с боеголовкой 0,3 кт.
В России, по данным СМИ, Совет безопасности РФ 26 апреля 1999 года утвердил программу создания нового поколения нестратегического ядерного оружия малой мощности.

Эта статья про протонную бомбу. Возможно, вы ищете электронно-протонную бомбу.

А может, архивы неполные?

Эта статья переполнена красными ссылками.

Пожалуйста, создайте новые статьи, чтобы эти ссылки исчезли. Удалите это сообщение, когда закончите.

Протонная бомба, известная также как тяжёлая космобомба (англ. proton bomb, heavy space bomb) — разрушительное авиакосмическое оружие, предназначавшееся для сброса на наземные цели или обшивку крупных кораблей. По тому же принципу работали протонные торпеды, ракеты и гранаты.

Описание и характеристикиПравить

TIE-бомбардировщики сбрасывают протонные бомбы, улучшенные моффом Ласром Далдано

В отличие от протонных ракет и торпед, у бомб отсутствовали двигатели, оставляя место для увеличенной боеголовки. Снаряд применялся там, где мог лететь по инерции или под действием силы тяжести. Ввиду ограниченных возможностей наведения, пилоты старались максимально сократить дистанцию до цели, рискуя не только быть сбитыми противником, но даже попасть в зону поражения собственного оружия. Тем не менее, манёвр считался весьма популярным, поскольку в случае успеха второго захода не требовалось и некому было вести ответный огонь по уходящему бомбардировщику.

Снаряды рассчитывались на масштабную область поражения. Поскольку в подавляющем большинстве случаев бомбы срабатывали на поверхности, повышенное внимание при конструировании уделялось горизонтальному разбросу. Существовал обширный модельный ряд с различным высокоточным наведением. Так, минимум один TIE-бомбардировщик планетарного гарнизона Камино был оборудован такой бомбой, способной точно попасть в захваченную цель, которой могла быть уязвимая часть конструкции, с 50-100 метров, закрепиться на ней и сдетонировать, позволяя нанести максимальный урон.

Одной из таких бомб был разрушен мост центра клонирования Тимира в битве при Камино в 1 ДБЯ.

ИсторияПравить

В 3951 ДБЯ, Кандерус Ордо, первый мандалор одноимённых войн, уничтожил «Опустошитель» четырьмя бомбами с протонными сердечниками после битвы с Дартом Нихилусом вместе с Изгнанницей.

Тысячи лет спустя такие же использовались королевскими бомбардировщиками NB-1S Сил Безопасности Набу. В свою очередь, Торговая Федерация загружала ими свои «Гиены» при осаде Набу.

В ходе Войн клонов Галактическая Республика и Конфедерация Независимых Систем активно применяли боеприпас в V-крылах и ударных бомбардировщиках Belbullab-24 соответственно.

Позже, в ходе Галактической гражданской войны Альянс за восстановление Республики перешёл на У-крылы, загрузка которых составляла не менее 20 бомб, в то время как бомбардировщик TIE/sa Галактической Империи значительно уступал по вместительности, что компенсировал количеством, скоростью и манёвренностью. Множество имперских космолётов с подходящей конструкцией были приспособлены под протонные бомбы.

Протонные бомбы условно делились на три категории: первая, базовая, вторая, с увеличенным разбросом и сниженной поражающей силой, и третья с повышенными обоими показателями. Чаще всего бомбами первой категории загружались TIE-бомбардировщики: компактный размер позволял разместить больше снарядов в каждом, а значит — и сбросить при заходе на цель. Вторую категорию облюбовали пилоты У-крылов. Большая зона поражения позволяла экономить припас и делать за один вылет несколько заходов. Наконец, бомбы третьей категории носили торпедные катера модели GAT-12. Только их трюмы могли позволить себе большую загрузку самого габаритного и тяжёлого подвида, и атаки этих кораблей были поистине сокрушительны. TIE-бомбардировщики снискали дурную славу, атакуя как военные, так и гражданские объекты несогласных с Новым Порядком, а У-крылы больше использовались для точечных ударов, таких как штурм Кайла II или рейд на Суллуст. У-крылы также применяли протонные бомбы в некоторых битвах, например, в битве при Котлисе и в битве за Дубриллион.

Пилот Маарек Стил вёл эскадрилью TIE-мстителей чтобы вывести из строя эскортный фрегат EF76 «Небулон-Б» «Акага», когда тот был выслан адмиралом Харковым для уничтожения спецкорабля «Арпакс». Бомбардировщики этого типа разрушили купол колонии на Халаните.

Последний раз в серии TIE протонные бомбы использовались Осколком Империи около 14 ПБЯ. Джедай Джейден Корр и мастер-джедай Кайл Катарн противостояли двум бомбардировщикам в ходе миссии на Вджуне.

Борск Фей’лия взорвал протонную бомбу в своём офисе, разрушив таким образом императорский Дворец и забрав жизни 25 тысяч южань-вонгских воинов ценой своей собственной.

За кулисамиПравить

Впервые оружие фигурирует в фильме «Звездные Войны. Эпизод V: Империя наносит ответный удар».

В играх серии Star Wars: Rogue Squadron игроки могут улучшать свои бомбы, подбирая нужные бонусы в миссиях.

В Star Wars: Battlefront II V-крылы оборудованы протонными бомбами и в качестве вспомогательного применяют весьма странное оружие для веерной стрельбы. В Star Wars: Complete Cross-Sections у них такового не имеется.

В Star Wars: Empire at War и Star Wars: Empire at War: Forces of Corruption бомбардировщики могут обстреливать только видимую или просканированную зону. Строго говоря, это не соответствует действительности и скорее является игровым ограничением для соблюдения баланса, поскольку по ряду источников (в т. ч. канонических) у большинства бомбардировщиков имеются собственные сканеры и навигационные системы.

ПоявленияПравить

ИсточникиПравить

Российские военные получили партию гигантских ядерных минометов

Активные темы

  • Уроки под деревом: школьник в Италии учится посреди леса (16)

    Steplerz Инкубатор 02:45

  • Ангел-хранитель был начеку, никто не пострадал 🙂 (30)

    НАТАБУРЕТКЕ Инкубатор 02:44

  • Ученые объяснили перспективность галогенидных перовскитов (146)

    NSafari События 02:44

  • Тагил (2)

    474747 Инкубатор 02:44

  • И снова о коронавирусе! А что там у хохлов? (82)

    theking Инкубатор 02:44

  • Народ, а что там с кометой!? Куда прилетит? (10)

    w68 Инкубатор 02:44

  • Война за дома или чего стоит наше право на собственность (173)

    FunnyManNsk События 02:44

  • Во Владикавказе ОМОНу дали команду разогнать митинг, но часть ро… (488)

    freelancer1 События 02:43

  • Дай дураку стеклянный… (15)

    Масяня999 Инкубатор 02:43

  • ДТП века: В Свердловской области «КамАЗ» попал под &qu… (16)

    ЗлойПрапор Инкубатор 02:43

  • А как вы отвечаете верующим? (1042)

    thisisis Тексты 02:43

  • В Новокуйбышевске полицейские задержали подозреваемого в нарушен… (18)

    evg489 Инкубатор 02:43

  • Послушаем старую музыку! (4335)

    Топорез Крутятся Диски 02:43

  • Деревенская Америка — 7 (437)

    Greenwichdr Фотопутешествия 02:43

  • Привет друзья! Много новеньких, будем знакомы-я Пашкетт (343)

    sellinger Инкубатор 02:43

От деления к синтезу: как устроена нейтронная бомба

От деления к синтезу: как устроена нейтронная бомба

За время, прошедшее после первого испытания в Аламогордо, прогремели тысячи взрывов зарядов деления, в каждом из которых добывались драгоценные знания об особенностях их функционирования. Знания эти подобны элементам мозаичного полотна, причем оказалось, что «полотно» это ограничено законами физики: снижению габаритов боеприпаса и его мощности кладет предел кинетика замедления нейтронов в сборке, а достижение энерговыделения, существенно превышающего сотню килотонн, невозможно из-за ядерно-физических и гидродинамических ограничений допустимых размеров докритической сферы. Но сделать боеприпасы более мощными все же возможно, если вместе с делением заставить «работать» ядерный синтез.
Деление плюс синтез
Топливом для синтеза служат тяжелые изотопы водорода. При слиянии ядер дейтерия и трития образуется гелий-4 и нейтрон, энергетический выход при этом — 17,6 МэВ, что в несколько раз больше, чем при реакции деления (в пересчете на единицу массы реагентов). В таком топливе при нормальных условиях не может возникнуть цепная реакция, так что количество его не ограничено, а значит, у энерговыделения термоядерного заряда нет верхнего предела.

Однако для того, чтобы началась реакция синтеза, нужно сблизить ядра дейтерия и трития, а этому мешают силы кулоновского отталкивания. Для их преодоления нужно разогнать ядра навстречу друг другу и столкнуть. В нейтронной трубке при реакции срыва на ускорение ионов высоким напряжением тратится большая энергия. А вот если разогреть топливо до очень высоких температур в миллионы градусов и сохранить его плотность на протяжении необходимого для реакции времени, оно выделит энергию куда большую, чем та, которая затрачена на нагрев. Именно благодаря этому способу реакции и оружие стали называться термоядерными (по составу топлива такие бомбы также называют водородными).
Для нагрева топлива в термоядерной бомбе — в качестве «запала» — и нужен ядерный заряд. Корпус «запала» прозрачен для мягкого рентгеновского излучения, которое при взрыве опережает разлетающееся вещество заряда и превращает в плазму ампулу, содержащую термоядерное топливо. Вещество оболочки ампулы подобрано так, что его плазма существенно расширяется, сжимая топливо к оси ампулы (такой процесс называют радиационной имплозией).

Дейтерий и тритий
Дейтерий «примешан» к природному водороду в еще примерно впятеро меньших количествах, чем «оружейный» уран — к обычному. Но разность масс у протия и дейтерия — двойная, поэтому процессы их разделения в противоточных колоннах более эффективны. Тритий же, подобно плутонию-239, не существует в природе в ощутимых количествах, его добывают, воздействуя мощными нейтронными потоками в ядерном реакторе на изотоп лития-6, получая литий-7, который распадается на тритий и гелий-4.
Как радиоактивный тритий, так и стабильный дейтерий оказались опасными веществами: подопытные животные, которым вводились соединения дейтерия, умирали с симптомами, характерными для старости (охрупчивание костей, потеря интеллекта, памяти). Этот факт послужил основой теории, в соответствии с которой смерть от старости и в естественных условиях наступает при накоплении дейтерия: через организм в процессе жизнедеятельности проходят многие тонны воды и других соединений водорода, и более тяжелые дейтериевые компоненты постепенно накапливаются в клетках. Теория объясняла и долгожительство горцев: в поле земного притяжения концентрация дейтерия действительно незначительно убывает с высотой. Однако многие соматические эффекты оказались противоречащими «дейтериевой» теории, и в итоге она была отвергнута.

Изотопы водорода — дейтерий (D) и тритий (T) — при нормальных условиях представляют собой газы, достаточные количества которых сложно «собрать» в устройстве разумных размеров. Поэтому в зарядах используют их соединения — твердые гидриды лития-6. По мере того как синтез самых «легкозажигаемых» изотопов разогревает топливо, в нем начинают протекать и другие реакции — с участием как содержавшихся в смеси, так и образовавшихся ядер: слияние двух ядер дейтерия с образованием трития и протона, гелия-3 и нейтрона, слияние двух ядер трития с образованием гелия-4 и двух нейтронов, слияние гелия-3 и дейтерия с образованием гелия-4 и протона, а также слияние лития-6 и нейтрона с образованием гелия-4 и трития, так что и литий оказывается не совсем уж «балластом».
… Плюс деление
Хотя энерговыделение двухфазного (деление + синтез) взрыва может быть сколь угодно велико, значительная его часть (для первой из упомянутых реакций — более 80%) уносится из огненного шара быстрыми нейтронами; их пробег в воздухе составляет многие километры, и поэтому они не вносят вклад во взрывные эффекты.

Если же необходим именно взрывной эффект, в термоядерном боеприпасе реализуется еще и третья фаза, для чего ампула окружается тяжелой оболочкой из урана-238. Нейтроны, испускаемые при распаде этого изотопа, имеют слишком малую энергию для поддержания цепной реакции, но зато уран-238 делится под действием «внешних» высокоэнергетичных термоядерных нейтронов. Нецепное деление в урановой оболочке дает прибавку энергии огненного шара, иногда превышающую даже вклад термоядерных реакций! На каждый килограмм веса трехфазных изделий приходится несколько килотонн тротилового эквивалента — они существенно превосходят по удельным характеристикам другие классы ядерного оружия.
Однако у трехфазных боеприпасов есть очень неприятная особенность — повышенный выход осколков деления. Конечно, двухфазные боеприпасы тоже загрязняют местность нейтронами, вызывающими практически во всех элементах ядерные реакции, не прекращающиеся и спустя многие годы после взрыва (так называемая наведенная радиоактивность), осколками деления и остатками «запалов» (в процессе взрыва «расходуется» всего 10−30% плутония, остальное разлетается по окрестностям), но трехфазные превосходят их в этом отношении. Превосходят настолько, что некоторые боеприпасы даже выпускались в двух вариантах: «грязных» (трехфазных) и менее мощных «чистых» (двухфазных) для применения на территории, где предполагались действия своих войск. Например, американская авиабомба В53 выпускалась в двух идентичных по внешнему виду вариантах: «грязном» В53Y1 (9 Мт) и «чистом» варианте В53Y2 (4,5 Мт).

Виды ядерных взрывов: 1. Космический. Применяется на высоте более 65 км для поражения космических целей. 2. Наземный. Производится на поверхности земли или на такой высоте, когда светящаяся область касается грунта. Применяется для разрушения наземных целей. 3. Подземный. Производится ниже уровня земли. Характерен сильным заражением местности. 4. Высотный. Применяется на высоте от 10 до 65 км для поражения воздушных целей. Для наземных объектов опасен только воздействием на электро- и радиоприборы. 5. Воздушный. Производится на высотах от нескольких сотен метров до нескольких километров. Радиоактивное заражение местности практически отсутствует. 6. Надводный. Производится на поверхности воды или на такой высоте, когда световая область касается воды. Характерен ослаблением действия светового излучения и проникающей радиации. 7. Подводный. Производится под водой. Световое излучение и проникающая радиация практически отсутствует. Вызывает сильное радиоактивное заражение воды.

Факторы взрыва
Из энергии 202 МэВ, которую поставляет каждый акт деления, мгновенно выделяются: кинетическая энергия продуктов деления (168 МэВ), кинетическая энергия нейтронов (5 МэВ), энергия гамма-излучения (4,6 МэВ). Благодаря этим факторам ядерное оружие и господствует на поле боя. Если взрыв происходит в сравнительно плотном воздухе, две трети его энергии переходит в ударную волну. Почти весь остаток забирает световое излучение, оставляя лишь десятую часть проникающей радиации, а из этого мизера лишь 6% достается сотворившим взрыв нейтронам. Существенную энергию (11 МэВ) уносят с собой нейтрино, но они настолько неуловимы, что найти им и их энергии практическое применение не удается до сих пор.
Со значительным запаздыванием после взрыва выделяются энергия бета-излучения продуктов деления (7 МэВ) и энергия гамма-излучения продуктов деления (6 МэВ). Эти факторы отвечают за радиоактивное заражение местности — явление, весьма опасное для обеих сторон.

Действие ударной волны понятно, поэтому и мощность ядерного взрыва стали оценивать, сравнивая со взрывом обычной взрывчатки. Не были необычными и эффекты, вызываемые мощной вспышкой света: горели деревянные постройки, получали ожоги солдаты. А вот эффекты, не превращающие цель в головешки или тривиальную, не вызывающую возмущения груду развалин — быстрые нейтроны и жесткое гамма-излучение — конечно же, считались «варварством».
Прямое действие гамма-излучения уступает по боевому эффекту и ударной волне, и свету. Лишь огромные дозы гамма-излучения (десятки миллионов рад) могут причинить неприятности электронике. При таких дозах плавятся металлы, а ударная волна с куда меньшей плотностью энергии уничтожит цель без подобных излишеств. Если плотность энергии гамма-излучения меньше, оно становится безвредным для стальной техники, а ударная волна и тут может сказать свое слово.
С «живой силой» тоже не все очевидно: во‑первых, гамма-излучение существенно ослабляется, например, броней, а во-вторых — особенности радиационных поражений таковы, что даже получившие абсолютно смертельную дозу в тысячи бэр (биологический эквивалент рентгена, доза любого вида излучения, производящая такое же действие в биологическом объекте, как 1 рентген) экипажи танков оставались бы боеспособными в течение нескольких часов. За это время подвижные и сравнительно малоуязвимые машины успели бы сделать многое.
Смерть электронике
Хотя прямое гамма-облучение существенного боевого эффекта не обеспечивает, он возможен за счет вторичных реакций. В результате рассеяния гамма-квантов на электронах атомов воздуха (Комптон-эффект) возникают электроны отдачи. От точки взрыва расходится ток электронов: их скорость существенно выше, чем скорость ионов. Траектории заряженных частиц в магнитном поле Земли закручиваются (а значит, двигаются с ускорением), формируя при этом электромагнитный импульс ядерного взрыва (ЭМИ ЯВ).

В постоянной готовности
Любое соединение, содержащее тритий, нестабильно, потому что половина ядер этого изотопа сама по себе распадается на гелий-3 и электрон за 12 лет, и чтобы поддерживать готовность многочисленных термоядерных зарядов к применению, необходимо непрерывно нарабатывать тритий в реакторах. В нейтронной трубке трития немного, и гелий-3 поглощается там специальными пористыми материалами, а вот из ампулы этот продукт распада надо откачивать насосом, иначе ее просто разорвет давлением газа. Подобные трудности привели, например, к тому, что английские специалисты, получив в 1970-х годах из США ракеты Polaris, предпочли отказаться от американского термоядерного боевого оснащения в пользу разработанных в своей стране по программе Chevaline менее мощных однофазных зарядов деления. В предназначенных для борьбы с танками нейтронных боеприпасах была предусмотрена замена ампул с существенно уменьшившимся количеством трития на «свежие», производимая в арсеналах в процессе хранения. Могли такие боеприпасы применяться и с «холостыми» ампулами — как однофазные ядерные снаряды килотонной мощности. Можно использовать термоядерное топливо и без трития, только на основе дейтерия, но тогда, при прочих равных условиях, энерговыделение существенно снизится. Схема работы трехфазного термоядерного боеприпаса. Взрыв заряда деления (1) превращает ампулу (2) в плазму, сжимающую термоядерное топливо (3). Для усиления взрывного эффекта за счет потока нейтронов используется оболочка (4) из урана-238.
В энергию ЭМИ ЯВ переходит лишь 0,6% энергии гамма-квантов, а ведь их доля в балансе энергии взрыва сама по себе мала. Вклад вносит и дипольное излучение, возникающее за счет изменения плотности воздуха с высотой, и возмущение магнитного поля Земли проводящим плазмоидом. В результате образуется непрерывный частотный спектр ЭМИ ЯВ — совокупность колебаний огромного числа частот. Существенен энергетический вклад излучения с частотами от десятков килогерц до сотен мегагерц. Эти волны ведут себя по‑разному: мегагерцевые и более высокочастотные затухают в атмосфере, а низкочастотные — «ныряют» в естественный волновод, образованный поверхностью Земли и ионосферой, и могут не раз обогнуть земной шар. Правда, «долгожители» эти напоминают о своем существовании лишь хрипением в приемниках, похожим на «голоса» грозовых разрядов, а вот их более высокочастотные родственники заявляют о себе мощными и опасными для аппаратуры «щелчками».
Казалось бы, такие излучения вообще должны быть безразличны военной электронике — ведь любое устройство с наибольшей эффективностью принимает волны того диапазона, в каком их излучает. А принимает и излучает военная электроника в гораздо более высокочастотных, чем ЭМИ ЯВ, диапазонах. Но ЭМИ ЯВ действует на электронику не через антенну. Если ракету длиной в 10 м «накрывала» длинная волна с не поражающей воображение напряженностью электрического поля в 100 В/см, то на металлическом ракетном корпусе наводилась разность потенциалов в 100 000 В! Мощные импульсные токи через заземляющие связи «затекают» в схемы, да и сами точки заземления на корпусе оказывались под существенно отличающимися потенциалами. Токовые перегрузки опасны для полупроводниковых элементов: для того чтобы «сжечь» высокочастотный диод, достаточно импульса мизерной (в десятимиллионную долю джоуля) энергии. ЭМИ занял почетное место могущественного поражающего фактора: иногда им выводилась из строя аппаратура за тысячи километров от ядерного взрыва — такое было не по силам ни ударной волне, ни световому импульсу.

Понятно, параметры вызывающих ЭМИ взрывов были оптимизированы (в основном высота подрыва заряда данной мощности). Разрабатывались и меры защиты: аппаратура снабжалась дополнительными экранами, охранными разрядниками. Ни один образец боевой техники не принимался на вооружение, пока не была доказана испытаниями — натурными или на специально созданных имитаторах — его стойкость к ЭМИ ЯВ, по крайней мере такой интенсивности, которая характерна для не слишком уж больших дистанций от взрыва.

Бесчеловечное оружие
Однако вернемся к двухфазным боеприпасам. Их основной поражающий фактор — потоки быстрых нейтронов. Это породило многочисленные легенды о «варварском оружии» — нейтронных бомбах, которые, как писали в начале 1980-х советские газеты, при взрыве уничтожают все живое, а материальные ценности (здания, технику) оставляют практически неповрежденными. Настоящее мародерское оружие — взорвал, а потом приходи и грабь! На самом деле любые предметы, подвергшиеся воздействию значительных нейтронных потоков, опасны для жизни, потому что нейтроны после взаимодействия с ядрами инициируют в них разнообразные реакции, становящиеся причиной вторичного (наведенного) излучения, которое испускается в течение длительного времени после того, как распадется последний из облучавших вещество нейтронов.
Для чего же было предназначено это «варварское оружие»? Двухфазными термоядерными зарядами оснащались боевые части ракет Lance и 203-мм гаубичные снаряды. Выбор носителей и их досягаемость (десятки километров) указывают на то, что создавалось это оружие для решения оперативно-тактических задач. Нейтронные боеприпасы (по американской терминологии — «с повышенным выходом радиации») предназначались для поражения бронетехники, по численности которой Варшавский пакт превосходил НATO в несколько раз. Танк достаточно стоек к воздействию ударной волны, поэтому после расчетов применения ядерного оружия различных классов против бронетехники, с учетом последствий заражения местности продуктами деления и разрушений от мощных ударных волн, основным поражающим фактором решили сделать нейтроны.

Абсолютно чистый заряд
В стремлении получить такой термоядерный заряд попытались отказаться от ядерного «запала», заменив деление сверхскоростной кумуляцией: головной элемент струи, состоявшей из термоядерного топлива, разогнали до сотни километров в секунду (в момент столкновения температура и плотность значительно возрастают). Но на фоне взрыва килограммового кумулятивного заряда «термоядерная» прибавка оказалась ничтожной, и эффект зарегистрировали лишь косвенно — по выходу нейтронов. Отчет об этих проведенных в США экспериментах был опубликован в 1961 году в сборнике «Атом и оружие», что при тогдашней параноидальной секретности само по себе свидетельствовало о неудаче.
В семидесятых, в «неядерной» Польше, Сильвестр Калиский теоретически рассмотрел сжатие термоядерного топлива сферической имплозией и получил весьма благоприятные оценки. Но экспериментальная проверка показала, что, хотя выход нейтронов, по сравнению со «струйным вариантом», возрос на много порядков, нестабильности фронта не позволяют достичь нужной температуры в точке схождения волны и реагируют только те частицы топлива, скорость которых, из-за статистического разброса, значительно превышает среднее значение. Так что совсем «чистый» заряд создать не удалось.

Рассчитывая остановить навал «брони», в штабах НАТО разработали концепцию «борьбы со вторыми эшелонами», стараясь отнести подальше рубеж применения нейтронного оружия по противнику. Основная задача бронетанковых войск — развитие успеха на оперативную глубину, после того как их бросят в брешь в обороне, пробитую, например, ядерным ударом большой мощности. В этот момент применять радиационные боеприпасы уже поздно: хотя 14-МэВ нейтроны незначительно поглощаются броней, поражения экипажей излучением сказываются на боеспособности не сразу. Поэтому такие удары планировались по выжидательным районам, где изготавливались к введению в прорыв основные массы бронетехники: за время марша к линии фронта на экипажах должны были проявиться последствия облучения.
Нейтронные перехватчики
Еще одним применением нейтронных боеприпасов стал перехват ядерных боеголовок. Перехватить боевой блок противника надо на большой высоте, чтобы даже в случае его подрыва не пострадали объекты, на которые он нацелен. Но отсутствие вокруг воздуха лишает противоракету возможности поразить цель ударной волной. Правда, при ядерном взрыве в безвоздушном пространстве возрастает преобразование его энергии в световой импульс, но помогает это мало, поскольку боевой блок рассчитан на преодоление теплового барьера при входе в атмосферу и снабжен эффективным обгорающим (абляционным) теплозащитным покрытием. Нейтроны же свободно «проскакивают» через такие покрытия, а проскочив, бьют в «сердце» боевого блока — сборку, содержащую делящееся вещество. Ядерный взрыв при этом невозможен — сборка докритична, но нейтроны порождают в плутонии много затухающих цепей деления. Плутоний, который и при нормальных условиях из-за самопроизвольно протекающих ядерных реакций имеет ощутимую при касании повышенную температуру, при мощном внутреннем подогреве плавится, деформируется, а значит, уже не сможет превратиться в нужный момент в сверхкритическую сборку.
Такими двухфазными термоядерными зарядами оснащены американские противоракеты Sprint, охраняющие шахты межконтинентальных баллистических ракет. Конусная форма ракет позволяет выдерживать огромные перегрузки, возникающие во время старта и при последующем маневрировании.
Автор статьи с 1984 по 1997 год возглавлял лабораторию специальных боеприпасов ЦНИИ химии и механики. В этом году в издательстве «Моркнига» вышла его книга «Огонь!», посвященная таким боеприпасам. А.Прищепенко
Источник: Популярная механика