Малките и нискодоходни ядрени бойни глави исторически не са имали късмет. В онези благословени времена, когато ядрените заряди от всички видове бяха активно разработвани и тествани, нямаше подходящ изотоп за тях. Налични бяха само плутоний-239 и уран-235 и от тях не можеше да се направи компактен ядрен заряд. Разбира се, американската бойна глава W54 с тегло 23 кг изглеждаше много благоприятно на фона на „Дебелия човек“с тегло 4,6 тона, но все пак не беше толкова компактен, колкото бихме искали.
Явно тази бойна глава беше една от последните, която всъщност беше тествана чрез ядрена експлозия. Последващият мораториум върху ядрените опити рязко забави работата, поради което в ядрения арсенал останаха предимно мощни продукти. Сега, когато режимът на ядрено неразпространение и ограничение изглежда е на ръба на изчерпването си, е възможно да се върнем към разработването на нови видове ядрени заряди, които биха могли да разнообразят ядрената война.
Americium е най -добрият кандидат
Плутонийът като пълнеж на ядрен заряд е полезен за всички, само че не позволява създаването на наистина компактен заряд, тъй като има доста голяма критична маса - 10,4 кг. С плутониева плътност от 19,8 g на кубичен сантиметър, обемът на сферата ще бъде 525,2 кубически метра. см, а диаметърът му е 10, 1 см. Освен това, за да се чука, трябва да се вземе 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 в бомба с въздушна бомба или ракета и за да се постигне този ефект, човек трябва да има по -голям запас от делящ се материал. Следователно, при компактни плутониеви заряди обикновено се използват 13-15 кг плутоний (за 13 кг диаметърът на топката е 10,7 см), оформен в яйцевидно или цилиндрично ядро.
По принцип, макар и тежки, но доста подходящи за артилерийски снаряди с голям калибър, ракети и мини, се получиха заряди в диапазона на мощността от няколкостотин кг до 10-15 кт тротилов еквивалент. Но имаше сериозно възражение: защо да използвате скъпоценен оръжеен плутоний 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 имаше две причини за оттеглянето на ядрените заряди с ниска мощност: не твърде компактни размери, които затрудняваха използването им, и военно-икономически аргументи за нерационалността на изразходването на ценния изотоп.
През 50-те години на миналия век нямаше нищо, което да замени урана и плутония като изотопи за оръжие. Но оттогава мина известно време и се появи добър кандидат - америций -242. Този изотоп се образува по време на разпадането на плутоний-241 (образуван при улавяне на неутрон от уран-238) и се съдържа в отпадъците от преработката на плутоний и отработеното ядрено гориво (ОЯТ). След 26 години целият плутоний-241 ще се разпадне на америций-241, чийто полуживот е много по-дълъг-432,2 години. По този начин ОЯТ, разтоварени от реактори и поставени на склад в края на 80-те и началото на 90-те години, вече трябва да съдържат значително количество америций-241. Изолацията му, доколкото може да се прецени, не създава особени трудности.
Ако am-241 се облъчи с неутрони, тогава ще се получи още по-забележителен изотоп на америций-242m. Тъй като в Обнинск е проектиран реактор на базата на америций-242, предназначен за получаване на неутронно излъчване за медицински цели, бяха дадени някои данни за неговото производство. 1 грам am-242m се образува чрез облъчване на 100 грама am-241 (получен е в демонтирания сега реактор BN-350 в Шевченко, Казахстан) и за да се получи това количество, е достатъчно да се обработят 200 кг отлежала SNF. Имаме много от тези неща: около 20 хиляди тона отработено ядрено гориво и годишно производство от около 200 тона повече. Натрупаният SNF е достатъчен за производство на около 1000 kg am-242m.
За какво е добър AM-242M? Изключително ниска критична маса. Чистият изотоп има критична маса от едва 17 грама. С плътност на америций 13,6 g на кубичен сантиметър, това ще бъде топка с диаметър 1,33 см. Ако вземем 1,35 от критичната маса, тогава топката ще бъде с диаметър 1,45 см. С отражател и взривна система, е напълно възможно да се държи в рамките на 40 -мм снаряд. Енергийното освобождаване на 1 g am-242m съответства приблизително на 4,6 kg тротил, така че такъв заряд с 22,9 g изотоп ще даде приблизително 105 kg тротил.
Може да се използва смес от am-241 и am-242m. При съдържание на последните 8%, критичната маса ще бъде 420 грама. Диаметърът на топката ще бъде 3,8 см. Тя може да бъде ядрена граната за РПГ, мина за 82-мм минохвъргачка и т.н. Енергийното освобождаване ще бъде около 2 тона еквивалент на тротил.
Като цяло най-добрият кандидат за ролята на пълнене на много компактни ядрени заряди, до ядрени снаряди с малък калибър. Америциумът също е добър с това, че излъчва малко топлина по време на разпадане, почти не се нагрява и затова съхранението на ядрени боеприпаси, пълнени с америций, не изисква хладилници. Дългият полуживот: am-241-433, 2 години, am-242m-141 години, също позволява производството и натрупването на америций за бъдеща употреба. Такива боеприпаси могат да се съхраняват в продължение на 30-40 години без значителни промени в техните характеристики, докато плутонийът трябва да бъде изпратен за почистване от продукти на разпадане след 10-15 години.
Американският заряд може да се използва самостоятелно, както и като предпазител за ядрен неутрон за по-мощни заряди. Ако се окаже, че америциевият заряд може да инициира термоядрена реакция (което може и да е), тогава ще се отвори възможността за създаване на много компактни и леки, но в същото време мощни термоядрени заряди.
Бойна глава за управляеми ракети
Важен въпрос е за какво може да се използва такъв много компактен американски заряд. Например, ще вземем заряд, оборудван с около 500 грама америций и освобождаване на енергия от 2, 3-2, 5 тона еквивалент на тротил. Общото тегло на този продукт може да бъде до 2-3 кг. Къде и как може да се приложи?
Ракети земя-въздух и въздух-въздух, тоест зенитни и авиационни ракети, предназначени за унищожаване на самолети. За самолет свръхналягането от 0,2 kgf / cm2 определено е опасно (натоварването на крилото на Су-35 може например да достигне 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 1,3 кгс / см2, при което със сигурност ще настъпи унищожаването на самолета, ще предизвика 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 блести нищо добро - гарантирано поражение! Фини пръски метал и облак от радиоактивни пари.
Противокорабни ракети. Малки противокорабни ракети, като Х-35 и подобни, най-удобните за използване (има самолети, хеликоптери, кораби, наземни и дори контейнерни пускови установки), за съжаление, са толкова слаби, че не могат да потънат, но дори сериозно повреди всеки голям кораб. Това ясно се вижда при стрелбата по излезлия от експлоатация танков десантен кораб USS Racine (LST-1191). Той е ударен от 12 противокорабни ракети, подобно на Х-35, и корабът остава на повърхността. С него завършиха само с торпедо. Това не е изненадващо, ако бойната глава на ракетите има тегло 150-250 кг и тяхната мощност е относително ниска. Оборудването на ракетата Х-35 с американски ядрен заряд с горните характеристики прави тази ракета много по-опасна дори за големи кораби. Ако разрушител от клас Arleigh Burke бъде ударен от такава ракета, той в най-добрия случай ще изисква дълъг заводски ремонт. Но може да се разчита и на потъване, тъй като експлозия с такава мощност може да разруши корпуса на кораба.
Торпеда. Като цяло заряд с капацитет 2,3 тона тротил, инсталиран в торпедо, дори и не най -модерното, го превръща в убедителен аргумент срещу дори големи кораби и кораби.
ATGM. Ако теглото на всички боеприпаси е в диапазона от 2-3 кг, тогава те могат да бъдат оборудвани с ракети за противотанкови ракетни комплекси, например "Kornet". Той има добър обсег на стрелба, до 5, 5 км, което го прави доста безопасен за използване на компактен ядрен заряд с ниска мощност. Всеки, дори най -новият и най -защитен танк, ще бъде гарантиран да бъде 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 управляеми 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 броя. Следователно те трябва да стрелят по нещо ценно и важно, което поне икономически ще оправдае използването му. Цели: самолети, кораби, системи за ПВО, радари, вероятно и най-новите (тоест най-скъпите) танкове и самоходни оръдия. Комбинацията от прецизността на управляемите ракети с много по -висок добив на американски заряд в сравнение със стандартните експлозиви би направила такова оръжие много ефективно.
