Нейтронное оружие - оружие, воздействующее на цель нейтронным пучком или нейтронной волной. Существующая реализация нейтронного оружия есть разновидность ядерного оружия , у которого увеличена доля энергии взрыва, выделяющаяся в виде нейтронного излучения (нейтронной волны) для поражения живой силы, вооружения противника и радиоактивного заражения местности при ограниченных поражающих воздействиях ударной волны и светового излучения . Из-за быстрого поглощения нейтронов атмосферой, нейтронные боеприпасы большой мощности малоэффективны. Мощность нейтронных боезарядов обычно не превышает нескольких килотонн тротилового эквивалента и их относят к тактическому ядерному оружию.
Такое нейтронное оружие, как и другие виды ядерного оружия, является неизбирательным оружием массового поражения .
Также на больших дистанциях в атмосфере будет малоэффективно и нейтронно-пучковое оружие - нейтронная пушка.
Энциклопедичный YouTube
-
1 / 5
Наиболее сильными защитными свойствами обладают водород-содержащие материалы (например: вода, парафин, полиэтилен, полипропилен и т. д.). По конструктивным и экономическим соображениям защиту часто выполняют из бетона, влажного грунта - 250-350 мм этих материалов ослабляют поток быстрых нейтронов в 10 раз, а 500 мм - до 100 раз , поэтому стационарные фортификационные сооружения обеспечивают надёжную защиту как от обычных, так и от нейтронных ядерных боеприпасов и нейтронных пушек.
Нейтронное оружие в противоракетной обороне
Одним из аспектов применения нейтронного оружия стала противоракетная оборона . В 1960-1970-х единственным надежным способом сбить летящую боеголовку баллистической ракеты было использование противоракет с ядерными боевыми частями. Но при перехвате в вакууме на внеатмосферном участке траектории, такие поражающие факторы как ударная волна не работают, а само плазменное облако взрыва опасно только в пределах сравнительно небольшого радиуса от эпицентра.
Использование нейтронных зарядов позволяло эффективно увеличить радиус поражения ядерной боевой части противоракеты. При детонации нейтронной боевой части ракеты-перехватчика поток нейтронов пронизывал неприятельскую боеголовку, вызывая в делящемся веществе цепную реакцию без достижения критической массы - так называемую «шипучку » (также неофициально назваемую «пшиком»), разрушающую боеголовку.
Наиболее мощным нейтронным зарядом, когда-либо испытанным, была 5-мегатонная боевая часть W-77 американской ракеты-перехватчика LIM-49A «Спартан» .
Также к концу 1960-х было сочтено разумным дополнить дальнобойные противоракеты ещё одним, внутриатмосферным эшелоном обороны из противоракет малого радиуса, рассчитанных на перехват целей на высотах 1500 - 30 000 метров. Преимуществом атмосферного перехвата было то, что ложные цели и фольга, затрудняющие обнаружение боеголовки в Космосе, при входе в атмосферу легко отфильтровывались. Такие ракеты-перехватчики действовали в непосредственной близости от защищаемого объекта, где зачастую традиционное ядерное оружие, формирующее мощную ударную волну, применять было бы нежелательно. Так, ракета Спринт несла нейтронную боевой частью W-66 килотонного эквивалента.
Защита
Нейтронные боеприпасы разрабатывались в -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.
Естественно, после появления сообщений о разработке нейтронного оружия стали разрабатываться методы защиты и от него. Были разработаны новые типы брони, которая уже способна защитить технику и её экипаж от потока нейтронов. Для этой цели в броню добавляются листы с высоким содержанием бора , являющегося хорошим поглотителем нейтронов (по этой же причине бор является одним из основных конструктивных материалов реакторных стержней-поглотителей нейтронов), а в броневую сталь добавляется обеднённый уран . Кроме того, состав брони подбирается так, чтобы она не содержала химических элементов, дающих под действием нейтронного облучения сильную наведённую радиоактивность.
Вполне возможно что такая защита будет эффективна и против вполне возможных нейтронных пушек, также использующих потоки высокоэнергетичных нейтронов.
Нейтронное оружие и политика
Работы над нейтронным оружием в виде нейтронной бомбы велись в нескольких странах с 1960-х годов. Впервые технология его производства была разработана в США во второй половине 1970-х . Сейчас технологией производства такого оружия обладают также Россия , Франция и Китай . В России также созданы и нейтронные пушки. В частности марсоход Curiosity оснащен российской нейтронной пушкой, и хотя выходная мощность установленной на названном марсоходе нейтронной пушки великовата для лабораторного инструмента, но мала для оружия, это уже прообраз будущих боевых нейтронных пушек.
Опасность нейтронного оружия в виде нейтронных бомб, 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 - нейтронных взрывных устройств, - и содержится призыв к его запрещению.
Напротив, нейтронная пушка, физически будучи другим подвидом нейтронного оружия, есть также разновидность пучкового оружия , и как любое пучковое оружие, нейтронная пушка будет сочетать мощность и избирательность поражающего воздействия и не будет оружием массового поражения.
Пример эффектов взрыва нейтронного заряда на различных расстояниях
Действие воздушного взрыва нейтронного заряда мощностью 1 кт на высоте ~ 150 м Рассто-
яниеДавление Радиация Защита бетон Защита земля Примечания 0 м ~10 8 МПа Окончание реакции, начало разлёта вещества бомбы. Благодаря конструктивным особенностям заряда значительная часть энергии взрыва выделяется в виде нейтронного излучения . от центра ~50 м 0,7 МПа n·10 5 Гр ~2-2,5 м ~3-3,5 м Граница светящейся сферы диаметром ~100 м , время свечения ок. 0,2 с. эпицентр 100 м 0,2 МПа ~35.000 Гр 1,65 м 2,3 м Эпицентр взрыва. Человек в обычном убежище - гибель или крайне тяжёлая лучевая болезнь . Разрушение убежищ, рассчитанных на 100 кПа . 170 м 0,15 МПа Сильные повреждения танков . 300 м 0,1 МПа 5.000 Гр 1,32 м 1,85 м Человек в убежище - лучевая болезнь от лёгкой до тяжёлой степени . 340 м 0,07 МПа Лесные пожары . 430 м 0,03 МПа 1.200 Гр 1,12 м 1,6 м Человек - «смерть под лучом». Сильные повреждения сооружений . 500 м 1.000 Гр 1,09 м 1,5 м Человек гибнет от радиации сразу («под лучом») или через несколько минут. 550 м 0,028 МПа Средние повреждения сооружений . 700 м 150 Гр 0,9 м 1,15 м Гибель человека от радиации через несколько часов. 760 м ~0,02 МПа 80 Гр 0,8 м 1 м 880 м 0,014 МПа Средние повреждения деревьев . 910 м 30 Гр 0,65 м 0,7 м Человек гибнет через несколько суток; лечение - уменьшение страданий. 1.000 м 20 Гр 0,6 м 0,65 м Стёкла приборов окрашиваются в тёмно-бурый цвет. 1.200 м ~0,01 МПа 6,5-8,5 Гр 0,5 м 0,6 м Крайне тяжёлая лучевая болезнь; гибнут до 90 % пострадавших . 1.500 м 2 Гр 0,3 м 0,45 м Средняя лучевая болезнь; гибнут до 80 % , при лечении до 50 % . 1.650 м 1 Гр 0,2 м 0,3 м Лёгкая лучевая болезнь . Без лечения могут погибнуть до 50 % . 1.800 м ~0,005 МПа 0,75 Гр 0,1 м Радиационные изменения в крови . 2.000 м 0,15 Гр Доза может быть опасна для больного лейкемией . Рассто- 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 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
Нейтронное оружие и политика
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
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Нейтронная бомба" в других словарях:
НЕЙТРОННАЯ БОМБА, см. АТОМНОЕ ОРУЖИЕ … Научно-технический энциклопедический словарь
Это статья о боеприпасах. Для получения информации о других значениях термина смотрите Бомба (значения) Авиабомба АН602 или «Царь бомба» (СССР) … Википедия
Сущ., ж., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего? бомбы, чему? бомбе, (вижу) что? бомбу, чем? бомбой, о чём? о бомбе; мн. что? бомбы, (нет) чего? бомб, чему? бомбам, (вижу) что? бомбы, чем? бомбами, о чём? о бомбах 1. Бомбой называют снаряд,… … Толковый словарь Дмитриева
Ы; ж. [франц. bombe] 1. Разрывной снаряд, сбрасываемый с самолёта. Сбросить бомбу. Зажигательная, фугасная, осколочная б. Атомная, водородная, нейтронная б. Б. замедленного действия (также: о том, что чревато в будущем большими неприятностями,… … Энциклопедический словарь
бомба - ы; ж. (франц. bombe) см. тж. бомбочка, бомбовый 1) Разрывной снаряд, сбрасываемый с самолёта. Сбросить бомбу. Зажигательная, фугасная, осколочная бо/мба. Атомная, водородная, нейтронная бо/мба … Словарь многих выражений
Оружие большой разрушительной силы (порядка мегатонн в тротиловом эквиваленте), принцип действия которого основан на реакции термоядерного синтеза легких ядер. Источником энергии взрыва являются процессы, аналогичные процессам, протекающим на… … Энциклопедия Кольера
« 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.
Эпоха Холодной войны значительно добавила фобий человечеству. После Хиросимы и Нагасаки всадники Апокалипсиса обрели новые ипостаси и стали казаться реальными как никогда. Ядерные и термоядерные бомбы, биологическое оружие, «грязные» бомбы, баллистические ракеты – все это несло угрозу массового уничтожения для многомиллионных мегаполисов, стран и целых континентов.
Одной из самых впечатляющих «страшилок» того периода была нейтронная бомба – разновидность ядерного оружия, «заточенная» для уничтожения биологических объектов, при минимальном воздействии на материальные ценности. Советская пропаганда уделила много внимания этому ужасному оружию, изобретенному сумрачным гением заокеанских империалистов.
От этой бомбы нельзя было спрятаться, не спасал ни бетонный бункер, ни бомбоубежища, ни другие средства защиты. При этом после взрыва нейтронной бомбы здания, предприятия и прочие объекты инфраструктуры оставались нетронутыми и попадали прямо в лапы американской военщины. Рассказов о новом страшном оружии было так много, что в СССР про него начали сочинять анекдоты.
Что же 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 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 энергии выделяемой энергии превращается в поток быстрых нейтронов. Нейтронная бомба относится к тактическому ядерному оружию.
Принцип действия нейтронных боеприпасов основан на свойстве быстрых нейтронов гораздо сильнее 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 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 нюансы.
Земная атмосфера очень сильно гасит нейтронное излучение, поэтому дальность действия этого поражающего фактора не больше, чем дистанция 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 в 1350 метров от эпицентра оно опасно для жизни человека.
Кроме того, поток нейтронов вызывает в материалах - например, в броне - наведенную радиоактивность. Если посадить в , 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 о том, 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 для 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.
Вообще, 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 делений 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 годов. 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 защищала экипаж практически от всех поражающих факторов 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: в 1976 году американцы провели очередные испытания нейтронного заряда, результаты которого 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, Франция). Некоторые источники сообщают, что массовый выпуск подобных боеприпасов продолжался примерно до середины 80-х годов прошлого века. В этот момент 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 этого вида оружия. Хотя, как обстоит ситуация на самом деле — неизвестно. Информация такого рода находится под многими грифами секретности и практически не доступна широкой общественности.
Почти все советские люди помнят, как правительство в 1980-е годы пугало граждан новым ужасным оружием, изобретенным «загнивающим капитализмом». Политинформаторы в учреждениях и учителя в школе в самых жутких красках описывали, какую опасность для всего живого несет нейтронная бомба, принятая на вооружение в США. От нее не спрятаться в подземных бункерах или за бетонными укрытиями. От нее не спасут бронежилеты и прочне средства защиты. Все организмы, в случае нанесения удара, погибнут, тогда как здания, мосты и механизмы, за исключением разве что эпицентра взрыва, останутся в неприкосновенности. Таким образом, мощная экономика страны развитого социализма попадет в лапы американской военщины.
Коварная нейтронная бомба действовала совсем по иному принципу, чем атомная или водородная «царь-бомба», которой так гордился СССР. При термоядерном взрыве происходит мощный выброс тепловой энергии, облучения и Атомы, несущие заряд, натыкаясь на предметы, особенно металлы, входят с ними во взаимодействие, удерживаются ими, а потому силы противника, скрывающиеся за металлическими заслонами, оказываются в безопасности.
Заметим, что о мирном населении ни советские, ни американские военные как-то не думали, все мысли разработчиков новых были направлены на уничтожение военной мощи противника.
Но нейтронная бомба, проект которой разработал Сэмюэл Коэн, кстати, еще в 1958 году, представляла собой заряд из смеси радиоактивных изотопов водорода: дейтерия и особенно трития. В результате взрыва выделяется огромное количество нейтронов - частиц, не имеющих заряда. Будучи нейтральными, в отличие от атомов, они быстро проникали через твердые и жидкие физические заслоны, принося смерть лишь органике. Поэтому такое оружие было названо Пентагоном «гуманным».
Как указывалось выше, нейтронная бомба была изобретена в конце пятидесятых. В апреле 1963 года было проведено ее первое успешное испытание на полигоне. С середины 70-х боеголовки с нейтронными зарядами были установлены на американской системе обороны против советских ракет на базе Гранд-Форкс в штате Что же так повергло в шок советское правительство, когда в августе 1981 г. Совбез США объявил о серийном производстве нейтронного оружия? Ведь оно уже использовалось около двадцати лет!
За риторикой Кремля о «мире во всём мире» скрывалось беспокойство о том, что собственная экономика уже не в силах «потянуть» расходы на военно-промышленный комплекс. Ведь со времен окончания Второй мировой войны СССР и Штаты постоянно соревновались в создании нового оружия, способного уничтожить потенциального противника. Так, создание американцами повлекло производство аналогичного заряда и его носителя ТУ-4 в СССР. На выпад русских - межконтинентальную ядерную ракету «Р-7А» - американцы ответили ракетой «Титан-2».
В качестве «нашего ответа Чемберлену» еще в 1978 году Кремль дал указание ученым-атомщикам на засекреченном объекте «Арзамас-16» разработать и представить отечественное нейтронное оружие. Однако им оказалось не под силу догнать и перегнать США. Пока только велись лабораторные разработки, президент Рональд Рейган объявил в 1983 г. о создании программы «звездных войн». По сравнению с этой грандиозной программой, взрыв бомбы, даже с нейтронным зарядом, казался выстрелом детской хлопушки. Поскольку американцы утилизировали морально устаревшее оружие, то и русские ученые о нем забыли.