Взрыв нейтронной бомбы не уничтожает технику и здания
Распространено ошибочное мнение, что при взрыве нейтронной бомбы дома и техника остаются целыми. В действительности, при взрыве такой бомбы тоже возникает ударная волна, но она гораздо слабее по сравнению с ударной волной, возникающей при атомном взрыве. До 20% энергии выделившейся в момент взрыва нейтронного заряда приходится на ударную волну, в то время как во время атомного взрыва около 50%.
Чем больше мощность заряда нейтронной бомбы, тем она эффективнее
Из-за того, что нейтронное излучение быстро поглощается атмосферой, использование нейтронных бомб с большой мощностью неэффективно. По этой причине мощность таких зарядов менее 10 килотонн и они классифицируются как тактическое ядерное оружие. Реальный эффективный радиус поражения потоком нейтронов при взрыве такой бомбы около 2000 м.
Нейтронные бомбы способны поражать только объекты расположенные на земле
В связи с тем, что основной поражающий эффект обычного ядерного оружия - это ударная волна, то это оружие становится неэффективным для высоко летящих целей. Из-за сильной разреженности атмосферы ударная волна практически не образуется, а световым излучением уничтожить боеголовки возможно только в случае если они находятся вблизи от взрыва, гамма-излучение практически полностью поглощается оболочками и не причиняет боеголовкам существенного вреда. В связи с этим распространено заблуждение, что использование нейтронной бомбы в космосе и на больших высотах практически бесполезно. Это не верно. Исследования и разработки в области применения нейтронных бомб изначально были направлены на применение их в системах ПВО. В связи с тем, что большая часть энергии при взрыве выделяется в виде нейтронного излучения, нейтронные заряды могут уничтожать спутники и боеголовки противника, в случае если у них отсутствует специальная защита.
Никакая броня не защити вас от потока нейтронов
Да, обыкновенная стальная броня не спасает от излучения, возникающего при взрыве нейтронной бомбы, кроме того из-за потока нейтронов возможно броня может стать сильно радиоактивной, и в результате еще долгое время поражать людей. Но уже разработаны такие виды брони, которые могут эффективно защитить людей от нейтронного излучения. Для этого при бронировании дополнительно используются листы, содержащие большое количество бора, так как он может хорошо поглощать нейтроны, также состав брони подбирается таким образом, чтобы в ней не было веществ, которые при воздействии облучения не давали бы наведённую радиоактивность. Одну из лучших защит от нейтронного облучения дают материалы, содержащие водород (полипропилен, парафин, вода и т.д.)
Продолжительность радиоактивного излучения после взрыва нейтронной бомбы и атомной бомбы одинаковая
Хотя нейтронная бомба очень опасна, при взрыве она не создает долгосрочное заражение местности. По словам ученых, уже через сутки можно находиться в эпицентре взрыва в относительной безопасности. А вот водородная бомба после взрыва вызывает заражение территории в радиусе нескольких километров на много лет.
Какие эффекты оказывает взрыв нейтронной бомбы на разных расстояниях (для увеличения изображения кликните по картинке)
17 ноября 1978 года СССР сообщил об успешном испытании нейтронной бомбы. С этой разновидностью ядерного оружия связано несколько заблуждений. Мы расскажем о пяти мифах о нейтронной бомбе.
Чем мощнее бомба, тем больший эффект
На самом деле, поскольку атмосфера быстро поглощает нейтроны, использование нейтронных боеприпасов большой мощности не принесет особого эффекта. Поэтому нейтронная бомба имеет мощность не более 10 кт. Реально производимые нейтронные боеприпасы имеют мощность не более 1 кт. Подрыв такого боеприпаса создаёт зону поражения нейтронным излучением радиусом около 1,5 км (незащищённый человек получит опасную для жизни дозу радиации на расстоянии 1350 м). В связи с этим нейтронные боезаряды относят к тактическому ядерному оружию.
Нейтронная бомба не разрушает дома и технику
Существует заблуждение, что нейтронный взрыв оставляет сооружения и технику невредимыми. Это не так. Взрыв нейтронной бомбы также порождает ударную волну, хотя ее поражающее воздействие и ограничено. Если при обычном атомном взрыве примерно 50% выделяющейся энергии приходится на ударную волну, то при нейтронном — 10-20%.
Броня не защитит от воздействия нейтронной бомбы
Обычная стальная броня от поражающего воздействия нейтронной бомбы не защитит. Более того, в технике под действием потока нейтронов могут образовываться мощные и долго действующие источники радиоактивности, приводящие к поражению людей в течение длительного времени после взрыва. Однако к настоящему времени разработаны новые типы брони, которая 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. Кроме того, состав брони подбирается так, чтобы она не содержала элементов, дающих под действием нейтронного облучения сильную наведённую радиоактивность.
Лучше всего от нейтронного излучения защищают материалы, в состав которых входит водород — например, вода, парафин, полиэтилен, полипропилен.
Продолжительность радиоактивного излучения нейтронной бомбы такая же как у атомной
На самом деле, несмотря на свою разрушительность, это оружие не вызывало долговременного радиоактивного заражения местности. По утверждению ее создателей, к эпицентру взрыва можно «безопасно» приблизиться уже через двенадцать часов. Для сравнения следует сказать, что водородная бомба при взрыве заражает радиоактивными веществами территорию радиусом около 7 км на несколько лет.
Только для наземных целей
Обычное ядерное оружие против высотных целей считается неэффективным. Основной поражающий фактор такого оружия — 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. Поэтому у многих сложилось представление, что использование ядерного оружия, и нейтронной бомбы в том числе, в космосе неэффективно. Однако это не так. С самого начала нейтронная бомба разрабатывалась с прицелом и на использование в системах противоракетной обороны. Превращение максимальной части энергии взрыва в нейтронное излучение позволяет поражать ракеты противника, если они не имеют защиты.
Нейтронной бомбы впервые была разработана в 60-х годах прошлого века в США. Сейчас эти технологии доступны России, Франции и Китаю. Это относительно небольшие заряды и считаются ядерным малой и сверхмалой силы. Однако у бомбы увеличена искусственно мощь нейтронного излучения, поражающего и уничтожающего белковые тела. Нейтронное излучение прекрасно проникает через броню и может уничтожать живую силу даже в специализированных бункерах.
Пик создания нейтронных бомб пришелся в США на 80-е годы. Большое количество протестов и появление новых видов брони заставили американских военных прекратить их выпуск. Последняя штатовская бомба была демонтирована в 1993 году.При этом взрыв не несет каких-либо серьезных разрушений - воронка от него небольшая и ударная волна незначительна. Радиационный фон после взрыва нормализуется за относительно короткое время, через два-три года счетчик Гейгера не регистрирует никакой аномалии. Естественно, что нейтронные бомбы были в арсенале ведущих мировых , но не было зафиксировано ни одного случая их боевого применения. Считается, что нейтронная бомба снижает так называемый порог ядерной войны, что резко увеличивает шансы ее использования при крупных военных конфликтах.
Как действует нейтронная бомба и способы защиты
В состав бомбы входит обычный плутониевый заряд и немного термоядерной дейтеро-тритиевой смеси. При подрыве плутониевого заряда слитие ядер дейтерия и трития, из-за чего происходит концентрированное нейтронное излучение. Современные военные ученые могут делать бомбу с направленным зарядом излучения вплоть до полосы в несколько сот метров. Естественно это страшное оружие, от которого нет спасения. Областью ее применения военные стратеги считают поля и дороги, по которым движется бронетехника.Неизвестно, есть ли нейтронная бомба сейчас на вооружении России и Китая. Польза от ее применения на поле боя достаточно условна, но оружие весьма эффективно в отношении уничтожения гражданского населения.Поражающее действие нейтронного излучения выводит из строя боевой состав, находящийся внутри бронетехники, при этом сама техника не страдает и может быть захвачена как трофей. Специально для защиты от нейтронного оружия была разработана специальная броня, в которую входят листы с высоким содержанием бора, поглощающего излучение. Также стараются применять такие сплавы, которые бы не содержали элементов, дающих сильную радиоактивную направленность.
7 июля 1977 года США провели первое испытание нейтронной бомбы. Когда-то давным-давно советских школьников пугали смертоносной нейтронной бомбой, которая имелась на вооружении американской армии. Однако действительно ли эта разновидность ядерного оружия была столь смертоносной, как об этом говорили? И почему в стране, где бомба была создана, в Соединенных Штатах, ее раньше всех сняли с вооружения — в 1990-е годы?
28 ноября 2010 года скончался американский ученый Сэмюэл Коэн, которого называли "отцом нейтронного оружия". Именно он в 1958 году, работая в Ливерморской национальной лаборатории, предложил проект первой в мире нейтронной бомбы. С этого времени данный вид оружия превратился в своеобразное пугало, про которое в СССР рассказывали множество страшных историй. Однако действительно ли эта разновидность ядерного оружия была столь смертоносной, как о ней говорили?
Что же представлял собой этот вид вооружений? Напомним: нейтронная бомба — это обычный ядерный заряд малой мощности, к которому добавлен блок, содержащий небольшое количество термоядерного топлива (смесь радиоактивных изотопов водорода дейтерия и трития, с большим содержанием последнего как источника быстрых нейтронов). При его подрыве взрывается основной ядерный заряд, энергия которого используется для запуска термоядерной реакции.
В результате во внешнюю среду выделяется поток не имеющих заряда частиц, называемых нейтронами. Причем конструкция заряда такова, что до 80 процентов энергии взрыва составляет энергия потока быстрых нейтронов и только 20 процентов приходится на остальные поражающие факторы (то есть ударную волну, электромагнитный импульс, световое излучение). Поэтому, как заявляли создатели нового на тот момент оружия, подобная бомба была "гуманней" традиционной ядерной или советской водородной — при ее взрыве не бывает серьезных разрушений на большой территории и полыхающих пожаров.
Впрочем, про отсутствие разрушений они слегка преувеличили. Как показали первые испытания, все постройки в радиусе около 1 километра от эпицентра взрыва оказались полностью разрушенными. Хотя это, конечно, нельзя сравнить с тем, что натворила ядерная бомба в Хиросиме или с тем, что могла натворить отечественная водородная "царь-бомба". Да, в общем-то, данную бомбу создавали вовсе не для того, чтобы обращать в руины города и села, — она должна была уничтожать исключительно живую силу противника.
Происходило это с помощью возникающего при взрыве нейтронного излучения — потока нейтронов, которые преобразуют свою энергию в упругих и неупругих взаимодействиях с ядрами атомов. Известно, что проникающая способность нейтронов очень велика по причине отсутствия заряда и, как следствие, слабого взаимодействия с веществом, через которое они проходят. Тем не менее она все равно зависит от их энергии и состава атомов того самого вещества, которое оказалось на их пути.
Интересно, что многие тяжелые материалы, например металлы, из которых делается броневое покрытие военной техники, плохо защищают от нейтронного излучения, тогда как от гамма-излучения, получающегося при взрыве обычной ядерной бомбы, вполне могут уберечь. Так что идея нейтронной бомбы базировалась как раз на том, чтобы повысить эффективность поражения бронированных целей и людей, защищенных броней и простейшими укрытиями.
Известно, что бронетехника 1960-х годов, разработанная с учетом возможности применения на поле боя ядерного оружия, была чрезвычайно устойчива ко всем его поражающим факторам. То есть даже применение классической атомной бомбы не могло привести к сильным потерям в войсках противника, защищенного от всех ее "прелестей" мощной броней танков и других военных машин. Так что нейтронная бомба была призвана как бы устранить эту проблему.
Эксперименты показали, что взрыв маломощной, в общем-то, бомбочки (мощностью всего 1 кт ТНТ), порождал губительное нейтронное излучение, убивавшее все живое в радиусе 2,5 километра. Кроме того, нейтроны, проходя через многие защитные конструкции вроде тех же металлов, а также через грунт в районе взрыва, вызывали появление в них так называемой наведенной радиоактивности, поскольку они могут вступать в ядерные реакции с атомами, в результате которых образуются радиоактивные изотопы. Она сохранялась в технике в течение многих часов после взрыва и могла стать дополнительным источником поражения людей, ее обслуживающих.
Итак, при взрыве нейтронной бомбы шансы остаться в живых, даже сидя в танке, были весьма малы. В то же время это оружие не вызывало долговременного радиоактивного заражения местности. По утверждению ее создателей, к эпицентру взрыва можно "безопасно" приблизиться уже через двенадцать часов. Для сравнения следует сказать, что водородная бомба при взрыве заражает радиоактивными веществами территорию радиусом около 7 километров на несколько лет.
Кроме того, нейтронные заряды предполагалось использовать в системах противоракетной обороны. Для защиты от массированного ракетного удара в те годы на вооружение ставились зенитно-ракетные комплексы с ядерной боевой частью, но применение обычного ядерного оружия против высотных целей сочли недостаточно эффективным. Дело в том, что их основные поражающий факторы при охоте на ракеты противника оказывались неэффективными.
К примеру, ударная волна, в разреженном воздухе на большой высоте, а тем более в космосе вообще не возникает, световое излучение поражает боеголовки только в непосредственной близости от центра взрыва, а гамма-излучение поглощается оболочками боеголовок и не может нанести им серьезного вреда. В таких условиях превращение максимальной части энергии взрыва в нейтронное излучение могло позволить более надежно поражать ракеты противника.
Итак, начиная со второй половины 70-х годов прошлого века технология создания нейтронных зарядов была разработана в США, а с 1981 года начался выпуск соответствующих боеголовок. Однако на вооружении нейтронное оружие оставалось совсем недолго — чуть более десяти лет. Дело в том, что после появления сообщений о разработке нейтронного оружия тотчас же стали разрабатываться и методы защиты от него.
В итоге появились новые типы брони, уже способные защитить технику и ее экипаж от нейтронного излучения. Для этой цели в нее добавлялись листы с высоким содержанием бора, хорошего поглотителя нейтронов, а в саму сталь включали обедненный уран (то есть уран с пониженной долей нуклидов, 234 U и 235 U). Кроме того, состав брони подбирался таким образом, что она больше не содержала элементов, дающих под действием нейтронного облучения наведенную радиоактивность. Все эти разработки свели на нет опасность применения нейтронного оружия.
В итоге страна, впервые создавшая нейтронную бомбу, первая же и отказалась от ее использования. В 1992 году в США были списаны в утиль последние боеголовки, содержащие нейтронный заряд.
« Популярная механика» уже писала о современном ядерном оружии(«ПМ» № 1"2009) на основе зарядов деления. В этом номере — рассказ о еще более мощных боеприпасах синтеза.
Александр Прищепенко
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).
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.