La charge est structurellement une charge nucléaire classique de faible puissance, à laquelle s'ajoute un bloc contenant une petite quantité de combustible thermonucléaire (un mélange de deutérium et de tritium). Lorsqu'elle explose, la charge nucléaire principale explose, dont l'énergie est utilisée pour déclencher une réaction thermonucléaire. La majeure partie de l'énergie de l'explosion lors de l'utilisation d'armes à neutrons est libérée à la suite d'une réaction de fusion déclenchée. La conception de la charge est telle que jusqu'à 80% de l'énergie de l'explosion est l'énergie du flux de neutrons rapides, et seulement 20% sont représentés par les facteurs de dommage restants (onde de choc, EMP, rayonnement lumineux).
Action, fonctionnalités de l'application
Un puissant flux de neutrons n'est pas retardé par une armure en acier ordinaire et pénètre à travers les obstacles beaucoup plus fortement que les rayons X ou le rayonnement gamma, sans parler des particules alpha et bêta. Grâce à cela, les armes à neutrons sont capables de frapper la main-d'œuvre ennemie à une distance considérable de l'épicentre de l'explosion et dans des abris, même lorsqu'une protection fiable contre une explosion nucléaire conventionnelle est fournie.
L'effet néfaste des armes à neutrons sur les équipements est dû à l'interaction des neutrons avec les matériaux de structure et les équipements électroniques, ce qui conduit à l'apparition d'une radioactivité induite et, par conséquent, à un dysfonctionnement. Dans les objets biologiques, sous l'action des rayonnements, il se produit une ionisation des tissus vivants, entraînant une perturbation de l'activité vitale des systèmes individuels et de l'organisme dans son ensemble, le développement du mal des rayons. Les gens sont affectés à la fois par le rayonnement neutronique lui-même et par le rayonnement induit. Des sources de radioactivité puissantes et à longue durée d'action peuvent se former dans des équipements et des objets sous l'action d'un flux de neutrons, entraînant la défaite de personnes longtemps après l'explosion. Ainsi, par exemple, l'équipage du char T-72, situé à 700 de l'épicentre d'une explosion de neutrons d'une puissance de 1 kt, recevra instantanément une dose de rayonnement létale inconditionnelle (8000 rad), échouera instantanément et mourra dans un délai d'un quelques minutes. Mais si ce réservoir est réutilisé après l'explosion (physiquement, il ne souffrira guère), alors la radioactivité induite conduira le nouvel équipage à recevoir une dose mortelle de rayonnement en une journée.
En raison de la forte absorption et diffusion des neutrons dans l'atmosphère, la plage de destruction par rayonnement neutronique, comparée à la plage de destruction de cibles non protégées par une onde de choc provenant d'une explosion d'une charge nucléaire conventionnelle de même puissance, est faible. Par conséquent, la fabrication de charges neutroniques de haute puissance n'est pas pratique - le rayonnement n'ira toujours pas plus loin et d'autres facteurs dommageables seront réduits. Les munitions à neutrons réellement produites ont un rendement ne dépassant pas 1 kt. Saper une telle munition donne une zone de destruction par rayonnement neutronique d'un rayon d'environ 1,5 km (une personne non protégée recevra une dose de rayonnement potentiellement mortelle à une distance de 1350 m). Contrairement aux idées reçues, une explosion de neutrons ne laisse pas du tout indemne les valeurs matérielles : la zone de forte destruction par une onde de choc pour une même charge en kilotonnes a un rayon d'environ 1 km.
protection
Armes à neutrons et politique
Le danger des armes à neutrons, ainsi que des armes nucléaires à faible rendement et à très faible rendement en général, ne réside pas tant dans la possibilité de destruction massive de personnes (cela peut être fait par beaucoup d'autres, y compris des types existants de longue date et plus efficaces d'ADM à cette fin), mais en brouillant la frontière entre la guerre nucléaire et la guerre conventionnelle lors de son utilisation. Par conséquent, un certain nombre de résolutions de l'Assemblée générale des Nations Unies notent les conséquences dangereuses de l'émergence d'une nouvelle variété d'armes de destruction massive - les neutrons, et appellent à son interdiction. En 1978, alors que la question de la production d'armes à neutrons n'était pas encore résolue aux États-Unis, l'URSS proposa un accord sur le rejet de son utilisation et soumit un projet de convention internationale sur son interdiction à l'examen du Comité du désarmement. Le projet n'a pas trouvé le soutien des États-Unis et d'autres pays occidentaux. En 1981, la production de charges neutroniques a commencé aux États-Unis, et elles sont actuellement en service.
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Voyez ce qu'est la "bombe à neutrons" dans d'autres dictionnaires :
BOMBE A NEUTRONS, voir ARMES ATOMIQUES... Dictionnaire encyclopédique scientifique et technique
Cet article concerne les munitions. Pour plus d'informations sur les autres significations du terme, voir Bomba (significations) bombe aérienne An602 ou "bombe tsar" (URSS) ... Wikipedia
Exister., f., utiliser. comp. souvent Morphologie : (non) quoi ? des bombes pour quoi ? bombe, (voir) quoi? bombarder quoi ? bombe sur quoi ? à propos de la bombe PL. quelle? des bombes, (non) quoi ? des bombes pour quoi ? des bombes, (voir) quoi ? bombes quoi ? des bombes, quoi ? à propos des bombes 1. Un obus s'appelle une bombe, ... ... Dictionnaire de Dmitriev
s ; bien. [Français] bombe] 1. Projectile explosif largué d'un avion. Lâchez la bombe. Incendiaire, hautement explosif, fragmentation b. Atomique, hydrogène, neutron b. B. action retardée (aussi: à propos de ce qui est semé d'embûches à l'avenir, ... ... Dictionnaire encyclopédique
bombe-s; bien. (bombe française) voir aussi. bombe, bombe 1) Projectile explosif largué d'un avion. Lâchez la bombe. Bo / mba incendiaire, hautement explosif, à fragmentation. Atomique, hydrogène, neutron bo/mba... Dictionnaire de nombreuses expressions
Une arme de grande puissance destructrice (de l'ordre des mégatonnes en équivalent TNT), dont le principe de fonctionnement repose sur la réaction de fusion thermonucléaire de noyaux légers. La source de l'énergie de l'explosion sont des processus similaires aux processus se produisant sur ... ... Encyclopédie Collier
Comme vous le savez, le nucléaire de première génération, on l'appelle souvent atomique, comprend des ogives basées sur l'utilisation de l'énergie de fission des noyaux d'uranium-235 ou de plutonium-239. Le premier essai d'un tel chargeur d'une capacité de 15 kt a été réalisé aux USA le 16 juillet 1945 sur le site d'essai d'Alamogordo. L'explosion en août 1949 de la première bombe atomique soviétique a donné un nouvel élan au développement des travaux sur la création d'armes nucléaires de deuxième génération. Il est basé sur la technologie d'utilisation de l'énergie des réactions thermonucléaires pour la fusion des noyaux des isotopes lourds de l'hydrogène - deutérium et tritium. Ces armes sont appelées armes thermonucléaires ou à hydrogène. Le premier test de l'appareil thermonucléaire "Mike" a été effectué par les États-Unis le 1er novembre 1952 sur l'île d'Elugelab (îles Marshall), dont la capacité était de 5 à 8 millions de tonnes. L'année suivante, une charge thermonucléaire a explosé en URSS.
La mise en œuvre de réactions atomiques et thermonucléaires a ouvert de larges possibilités pour leur utilisation dans la création d'une série de munitions diverses des générations suivantes. Les armes nucléaires de troisième génération comprennent des charges spéciales (munitions) dans lesquelles, grâce à une conception spéciale, elles permettent une redistribution de l'énergie de l'explosion en faveur de l'un des facteurs dommageables. D'autres options pour les charges de ces armes garantissent la création d'un foyer de l'un ou l'autre facteur dommageable dans une certaine direction, ce qui entraîne également une augmentation significative de son effet destructeur. Une analyse de l'histoire de la création et de l'amélioration des armes nucléaires indique que les États-Unis ont toujours été un chef de file dans la création de nouveaux modèles. Cependant, un certain temps a passé et l'URSS a éliminé ces avantages unilatéraux des États-Unis. Les armes nucléaires de troisième génération ne font pas exception à cet égard. L'arme à neutrons est l'un des types d'armes nucléaires de troisième génération les plus connus.
Qu'est-ce qu'une arme à neutrons ? Les armes à neutrons ont fait l'objet de nombreuses discussions au tournant des années 1960. Cependant, plus tard, on a appris que la possibilité de sa création avait été discutée bien avant cela. L'ancien président de la Fédération mondiale des scientifiques, le professeur E. Burop de Grande-Bretagne, a rappelé qu'il en avait entendu parler pour la première fois en 1944, alors qu'il travaillait aux États-Unis sur le projet Manhattan au sein d'un groupe de scientifiques britanniques. Les travaux sur la création d'armes à neutrons ont été initiés par la nécessité d'obtenir une arme de combat puissante avec une capacité sélective de destruction, à utiliser directement sur le champ de bataille.
La première explosion d'un chargeur de neutrons (numéro de code W-63) a été réalisée dans une galerie souterraine du Nevada en avril 1963. Le flux de neutrons obtenu lors du test s'est avéré nettement inférieur à la valeur calculée, ce qui a considérablement réduit les capacités de combat de la nouvelle arme. Il a fallu encore près de 15 ans pour que les charges neutroniques acquièrent toutes les qualités d'une arme militaire. Selon le professeur E. Burop, la différence fondamentale entre un dispositif à charge neutronique et un dispositif thermonucléaire réside dans le taux différent de libération d'énergie : "Dans une bombe à neutrons, l'énergie est libérée beaucoup plus lentement. C'est quelque chose comme un pétard à action retardée. " En raison de cette décélération, l'énergie dépensée pour la formation d'une onde de choc et d'un rayonnement lumineux diminue et, par conséquent, sa libération sous la forme d'un flux de neutrons augmente. Au cours de travaux ultérieurs, un certain succès a été obtenu pour assurer la focalisation du rayonnement neutronique, ce qui a permis non seulement d'augmenter son effet néfaste dans une certaine direction, mais également de réduire le danger de son utilisation pour les troupes amies.
En novembre 1976, un autre test d'ogive à neutrons est effectué au Nevada, au cours duquel des résultats très impressionnants sont obtenus. En conséquence, à la fin de 1976, il a été décidé de produire des composants pour des projectiles à neutrons de calibre 203-mm et des ogives pour la fusée Lance. Plus tard, en août 1981, lors d'une réunion du groupe de planification nucléaire du Conseil de sécurité nationale des États-Unis, une décision a été prise sur la production à grande échelle d'armes à neutrons: 2 000 obus pour un obusier de 203 mm et 800 ogives pour le missile Lance. .
Lors de l'explosion d'une ogive à neutrons, les principaux dommages aux organismes vivants sont infligés par un flux de neutrons rapides. Selon les calculs, pour chaque kilotonne de puissance de charge, environ 10 neutrons sont libérés, qui se propagent à grande vitesse dans l'espace environnant. Ces neutrons ont un effet extrêmement nocif sur les organismes vivants, bien plus fort que même le rayonnement Y et une onde de choc. À titre de comparaison, nous soulignons que dans l'explosion d'une charge nucléaire conventionnelle d'une capacité de 1 kilotonne, une main-d'œuvre ouverte sera détruite par une onde de choc à une distance de 500 à 600 m. Dans l'explosion d'une ogive à neutrons de la même puissance, la destruction de la main-d'œuvre se produira à une distance environ trois fois plus grande.
Les neutrons produits lors de l'explosion se déplacent à des vitesses de plusieurs dizaines de kilomètres par seconde. Éclatant comme des projectiles dans les cellules vivantes du corps, ils éliminent les noyaux des atomes, rompent les liaisons moléculaires, forment des radicaux libres à haute réactivité, ce qui perturbe les principaux cycles des processus vitaux. Lorsque les neutrons se déplacent dans l'air à la suite de collisions avec les noyaux des atomes de gaz, ils perdent progressivement de l'énergie. Cela conduit au fait qu'à une distance d'environ 2 km, leur effet néfaste s'arrête pratiquement. Afin de réduire l'effet destructeur de l'onde de choc qui l'accompagne, la puissance de la charge neutronique est choisie dans la plage de 1 à 10 kt, et la hauteur de l'explosion au-dessus du sol est d'environ 150 à 200 mètres.
Selon certains scientifiques américains, dans les laboratoires Los Alamos et Sandia des États-Unis et à l'Institut panrusse de physique expérimentale de Sarov (Arzamas-16), des expériences thermonucléaires sont en cours, dans lesquelles, parallèlement à des recherches sur l'obtention d'électricité l'énergie, la possibilité d'obtenir des explosifs purement thermonucléaires est à l'étude. Selon eux, le sous-produit le plus probable des recherches en cours pourrait être une amélioration des caractéristiques énergie-masse des ogives nucléaires et la création d'une mini-bombe à neutrons. Selon les experts, une telle ogive à neutrons avec un équivalent TNT d'une seule tonne peut créer une dose mortelle de rayonnement à des distances de 200 à 400 m.
Les armes à neutrons sont un outil défensif puissant, et leur utilisation la plus efficace est possible pour repousser l'agression, en particulier lorsque l'ennemi a envahi le territoire protégé. Les munitions à neutrons sont des armes tactiques et leur utilisation est très probable dans les guerres dites "limitées", principalement en Europe. Ces armes pourraient revêtir une importance particulière pour la Russie puisque, face à l'affaiblissement de ses forces armées et à la menace croissante de conflits régionaux, elle sera contrainte de privilégier davantage les armes nucléaires pour assurer sa sécurité. L'utilisation d'armes à neutrons peut être particulièrement efficace pour repousser une attaque massive de chars. On sait que le blindage des chars à certaines distances de l'épicentre de l'explosion (plus de 300 à 400 m lors de l'explosion d'une charge nucléaire d'une puissance de 1 kt) protège les équipages des ondes de choc et du rayonnement Y. Dans le même temps, les neutrons rapides pénètrent dans le blindage en acier sans atténuation significative.
Les calculs montrent qu'en cas d'explosion d'une charge neutronique d'une puissance de 1 kilotonne, les équipages de chars seront instantanément mis hors de combat dans un rayon de 300 m de l'épicentre et mourront dans les deux jours. Les équipages situés à une distance de 300 à 700 m échoueront en quelques minutes et mourront également dans les 6 à 7 jours; à des distances de 700-1300 m, ils seront incapables de combattre en quelques heures, et la mort de la plupart d'entre eux s'éternisera pendant plusieurs semaines. A des distances de 1300-1500 m, une certaine partie des équipages contractera des maladies graves et échouera progressivement.
Les ogives à neutrons peuvent également être utilisées dans les systèmes de défense antimissile pour faire face aux ogives des missiles attaquants sur la trajectoire. Selon les experts, les neutrons rapides, ayant un pouvoir de pénétration élevé, traverseront la peau des ogives ennemies et endommageront leurs équipements électroniques. De plus, les neutrons, en interaction avec les noyaux d'uranium ou de plutonium du détonateur atomique de l'ogive, provoqueront leur fission. Une telle réaction se produira avec une grande libération d'énergie, ce qui, à terme, peut entraîner un échauffement et la destruction du détonateur. Ceci, à son tour, entraînera l'échec de toute la charge de l'ogive. Cette propriété des armes à neutrons a été utilisée dans les systèmes de défense antimissile américains. Au milieu des années 1970, des ogives à neutrons ont été installées sur les missiles intercepteurs Sprint du système Safeguard déployés autour de la base aérienne de Grand Forks (Dakota du Nord). Il est possible que des ogives à neutrons soient également utilisées dans le futur système américain de défense antimissile nationale.
Comme on le sait, conformément aux obligations annoncées par les présidents des États-Unis et de la Russie en septembre-octobre 1991, tous les obus d'artillerie nucléaire et les ogives de missiles tactiques terrestres doivent être éliminés. Cependant, il ne fait aucun doute qu'en cas de changement de la situation militaro-politique et qu'une décision politique est prise, la technologie éprouvée des ogives à neutrons permettra de les produire en masse en peu de temps.
"Super-EMP" Peu de temps après la fin de la Seconde Guerre mondiale, dans les conditions d'un monopole sur les armes nucléaires, les États-Unis ont repris les essais pour l'améliorer et déterminer les facteurs dommageables d'une explosion nucléaire. Fin juin 1946, dans la zone de l'atoll de Bikini (Îles Marshall), sous le code "Operation Crossroads", des explosions nucléaires ont été effectuées, au cours desquelles l'effet destructeur des armes atomiques a été étudié. Au cours de ces explosions d'essai, un nouveau phénomène physique a été découvert - la formation d'une puissante impulsion de rayonnement électromagnétique (EMR), pour laquelle un grand intérêt a été immédiatement manifesté. Particulièrement significatif était l'EMP dans les fortes explosions. À l'été 1958, des explosions nucléaires ont eu lieu à haute altitude. La première série sous le code "Hardtack" a été menée au-dessus de l'océan Pacifique près de l'île Johnston. Au cours des tests, deux charges de classe mégatonne ont explosé: "Tek" - à une altitude de 77 kilomètres et "Orange" - à une altitude de 43 kilomètres. En 1962, les explosions à haute altitude se sont poursuivies: à une altitude de 450 km, sous le code "Starfish", une ogive d'une capacité de 1,4 mégatonne a explosé. L'Union soviétique également en 1961-1962. a mené une série de tests au cours desquels l'impact des explosions à haute altitude (180-300 km) sur le fonctionnement des équipements des systèmes de défense antimissile a été étudié.
Au cours de ces tests, de puissantes impulsions électromagnétiques ont été enregistrées, ce qui a eu un effet néfaste important sur les équipements électroniques, les lignes de communication et électriques, les stations radio et radar sur de longues distances. Depuis lors, les spécialistes militaires n'ont cessé d'accorder une grande attention à l'étude de la nature de ce phénomène, de son effet destructeur et des moyens d'en protéger leurs systèmes de combat et de soutien.
La nature physique de l'EMP est déterminée par l'interaction des quanta Y du rayonnement instantané d'une explosion nucléaire avec des atomes de gaz de l'air : les quanta Y éliminent les électrons des atomes (appelés électrons Compton), qui se déplacent à grande vitesse dans la direction du centre de l'explosion. Le flux de ces électrons, en interaction avec le champ magnétique terrestre, crée une impulsion de rayonnement électromagnétique. Lorsqu'une charge d'une classe de mégatonnes explose à des altitudes de plusieurs dizaines de kilomètres, l'intensité du champ électrique à la surface de la terre peut atteindre des dizaines de kilovolts par mètre.
Sur la base des résultats obtenus lors des tests, des experts militaires américains ont lancé des recherches au début des années 80 visant à créer un autre type d'arme nucléaire de troisième génération - Super-EMP avec une sortie de rayonnement électromagnétique améliorée.
Pour augmenter le rendement des quanta Y, il était supposé créer une coquille autour de la charge d'une substance dont les noyaux, interagissant activement avec les neutrons d'une explosion nucléaire, émettent un rayonnement Y de haute énergie. Les experts pensent qu'avec l'aide de Super-EMP, il est possible de créer une intensité de champ près de la surface de la Terre de l'ordre de centaines, voire de milliers de kilovolts par mètre. Selon les calculs des théoriciens américains, une explosion d'une telle charge d'une capacité de 10 mégatonnes à une altitude de 300 à 400 km au-dessus du centre géographique des États-Unis - l'État du Nebraska perturbera le fonctionnement des équipements électroniques presque partout le pays pendant un temps suffisant pour perturber une frappe de missile nucléaire de représailles.
La poursuite des travaux sur la création de Super-EMP a été associée à une augmentation de son effet destructeur en raison de la focalisation du rayonnement Y, ce qui aurait dû entraîner une augmentation de l'amplitude de l'impulsion. Ces propriétés du Super-EMP en font une arme de première frappe conçue pour désactiver les systèmes de contrôle gouvernementaux et militaires, les ICBM, en particulier les missiles mobiles, les missiles à trajectoire, les stations radar, les engins spatiaux, les systèmes d'alimentation électrique, etc. En tant que tel, le Super-EMP est clairement de nature offensive et est une arme de première frappe déstabilisante.
Ogives pénétrantes (pénétrateurs) La recherche de moyens fiables de détruire des cibles hautement protégées a conduit les experts militaires américains à l'idée d'utiliser l'énergie des explosions nucléaires souterraines pour cela. Avec l'approfondissement des charges nucléaires dans le sol, la part d'énergie dépensée pour la formation d'un entonnoir, d'une zone de destruction et d'ondes de choc sismiques augmente considérablement. Dans ce cas, avec la précision existante des ICBM et des SLBM, la fiabilité de la destruction de cibles «pointues», particulièrement fortes sur le territoire ennemi est considérablement augmentée.
Les travaux sur la création de pénétrateurs ont commencé sur ordre du Pentagone au milieu des années 70, lorsque le concept d'une frappe de «contre-force» a été prioritaire. Le premier exemple d'ogive pénétrante a été développé au début des années 1980 pour le missile à moyenne portée Pershing-2. Après la signature du traité sur les forces nucléaires à portée intermédiaire (INF), les efforts des spécialistes américains ont été réorientés vers la création de telles munitions pour les ICBM. Les développeurs de la nouvelle ogive ont rencontré des difficultés importantes, principalement liées à la nécessité d'assurer son intégrité et ses performances lors des déplacements dans le sol. D'énormes surcharges agissant sur l'ogive (5000-8000 g, accélération g de la gravité) imposent des exigences extrêmement strictes sur la conception des munitions.
L'effet néfaste d'une telle ogive sur des cibles enterrées, particulièrement fortes, est déterminé par deux facteurs - la puissance de la charge nucléaire et l'ampleur de sa pénétration dans le sol. Dans le même temps, pour chaque valeur de la puissance de charge, il existe une valeur de profondeur optimale, qui assure la plus grande efficacité du pénétrateur. Ainsi, par exemple, l'effet destructeur d'une charge nucléaire de 200 kilotonnes sur des cibles particulièrement puissantes sera assez efficace lorsqu'elle sera enterrée à une profondeur de 15 à 20 mètres et sera équivalente à l'effet d'une explosion au sol d'un 600 kt Ogive de missile MX. Les experts militaires ont déterminé qu'avec la précision de livraison d'une ogive pénétrante, typique des missiles MX et Trident-2, la probabilité de détruire un silo de missiles ou un poste de commandement ennemi avec une seule ogive est très élevée. Cela signifie que dans ce cas, la probabilité de destruction des cibles ne sera déterminée que par la fiabilité technique de la livraison des ogives.
De toute évidence, les ogives pénétrantes sont conçues pour détruire les centres de contrôle étatiques et militaires de l'ennemi, les ICBM situés dans les mines, les postes de commandement, etc. Par conséquent, les pénétrateurs sont des armes offensives de "contre-force" conçues pour porter le premier coup et ont donc un caractère déstabilisant. La valeur des ogives pénétrantes, si elles sont mises en service, peut augmenter considérablement face à une réduction des armes stratégiques offensives, lorsqu'une diminution des capacités de combat de première frappe (diminution du nombre de porte-avions et d'ogives) nécessitera une augmentation de la probabilité de toucher des cibles avec chaque munition. Dans le même temps, pour de telles ogives, il est nécessaire d'assurer une précision suffisamment élevée pour atteindre la cible. Par conséquent, la possibilité de créer des ogives pénétrantes équipées d'un système de guidage dans la dernière section de la trajectoire, comme une arme de précision, a été envisagée.
Laser à rayons X avec pompage nucléaire. Dans la seconde moitié des années 1970, des recherches ont été lancées au Livermore Radiation Laboratory sur la création d'une "arme anti-missile du 21e siècle" - un laser à rayons X à excitation nucléaire. Cette arme a été conçue dès le début comme le principal moyen de détruire les missiles soviétiques dans la partie active de la trajectoire, avant la séparation des ogives. La nouvelle arme a reçu le nom - "arme à feu de volée".
Sous forme schématique, la nouvelle arme peut être représentée comme une ogive, à la surface de laquelle jusqu'à 50 barres laser sont fixées. Chaque tige a deux degrés de liberté et, comme un canon de fusil, peut être dirigée de manière autonome vers n'importe quel point de l'espace. Le long de l'axe de chaque tige, longue de quelques mètres, est placé un fin fil de matière active dense, "comme l'or". Une puissante charge nucléaire est placée à l'intérieur de l'ogive, dont l'explosion devrait servir de source d'énergie pour le pompage des lasers. Selon certains experts, pour assurer la défaite des missiles attaquants à une distance de plus de 1000 km, une charge d'une capacité de plusieurs centaines de kilotonnes sera nécessaire. L'ogive abrite également un système de visée avec un ordinateur en temps réel à grande vitesse.
Pour combattre les missiles soviétiques, des experts militaires américains ont développé une tactique spéciale pour son utilisation au combat. À cette fin, il a été proposé de placer des ogives laser nucléaires sur des missiles balistiques lancés par sous-marins (SLBM). En "situation de crise" ou pendant la période de préparation d'une première frappe, les sous-marins équipés de ces SLBM devraient avancer clandestinement dans les zones de patrouille et prendre des positions de combat au plus près des zones de positionnement des ICBM soviétiques : dans le nord de l'océan Indien , dans les mers d'Arabie, de Norvège et d'Okhotsk. Lorsqu'un signal concernant le lancement de missiles soviétiques est reçu, des missiles sous-marins sont lancés. Si les missiles soviétiques ont grimpé à une altitude de 200 km, alors pour atteindre la portée de la ligne de visée, les missiles à ogives laser doivent grimper à une altitude d'environ 950 km. Après cela, le système de contrôle, avec l'ordinateur, dirige les barres laser vers les missiles soviétiques. Dès que chaque tige prend une position dans laquelle le rayonnement atteindra exactement la cible, l'ordinateur donnera l'ordre de faire exploser la charge nucléaire.
L'énorme énergie libérée lors de l'explosion sous forme de rayonnement transférera instantanément la substance active des tiges (fil) à l'état de plasma. Dans un instant, ce plasma, en se refroidissant, va créer un rayonnement dans le domaine des rayons X, se propageant dans l'espace sans air sur des milliers de kilomètres en direction de l'axe de la tige. L'ogive laser elle-même sera détruite en quelques microsecondes, mais avant cela, elle aura le temps d'envoyer de puissantes impulsions de rayonnement vers les cibles. Absorbés dans une fine couche superficielle du matériau de la fusée, les rayons X peuvent y créer une concentration extrêmement élevée d'énergie thermique, ce qui provoquera son évaporation explosive, conduisant à la formation d'une onde de choc et, finalement, à la destruction du corps.
Cependant, la création du laser à rayons X, qui était considéré comme la pierre angulaire du programme Reagan SDI, s'est heurtée à de grandes difficultés qui n'ont pas encore été surmontées. Parmi eux, figurent en premier lieu les difficultés de focalisation du rayonnement laser, ainsi que la création d'un système efficace de pointage des tiges laser. Les premiers essais souterrains d'un laser à rayons X ont été effectués dans des galeries du Nevada en novembre 1980 sous le nom de code Dauphine. Les résultats obtenus ont confirmé les calculs théoriques des scientifiques, cependant, la sortie de rayons X s'est avérée très faible et clairement insuffisante pour détruire les missiles. Cela a été suivi d'une série d'explosions d'essai "Excalibur", "Super-Excalibur", "Cottage", "Romano", au cours desquelles les spécialistes ont poursuivi l'objectif principal - augmenter l'intensité du rayonnement X grâce à la focalisation. Fin décembre 1985, l'explosion souterraine de Goldstone d'une capacité d'environ 150 kt a été réalisée, et en avril de l'année suivante, le test Mighty Oak a été réalisé avec des objectifs similaires. Sous l'interdiction des essais nucléaires, de sérieux obstacles se sont dressés sur la voie de la mise au point de ces armes.
Il faut souligner qu'un laser à rayons X est avant tout une arme nucléaire et, s'il est explosé près de la surface de la Terre, il aura à peu près le même effet dommageable qu'une charge thermonucléaire conventionnelle de même puissance.
"Shrapnel hypersonique" Dans le cadre des travaux du programme SDI, calculs théoriques et
Les résultats de la modélisation du processus d'interception des ogives ennemies ont montré que le premier échelon de défense antimissile, conçu pour détruire les missiles dans la partie active de la trajectoire, ne pourra pas résoudre complètement ce problème. Il est donc nécessaire de créer des moyens de combat capables de détruire efficacement les ogives dans la phase de leur vol libre. À cette fin, des experts américains ont proposé l'utilisation de petites particules métalliques accélérées à des vitesses élevées en utilisant l'énergie d'une explosion nucléaire. L'idée principale d'une telle arme est qu'à des vitesses élevées, même une petite particule dense (ne pesant pas plus d'un gramme) aura une grande énergie cinétique. Par conséquent, lors d'un impact avec une cible, une particule peut endommager ou même percer l'obus de l'ogive. Même si la coque n'est qu'abîmée, elle sera détruite dès son entrée dans les couches denses de l'atmosphère sous l'effet d'un impact mécanique intense et d'un échauffement aérodynamique. Naturellement, lorsqu'une telle particule heurtera un leurre gonflable à parois minces, sa coque sera percée et elle perdra immédiatement sa forme dans le vide. La destruction des leurres légers facilitera grandement la sélection des ogives nucléaires et contribuera ainsi au succès de leur lutte.
On suppose que structurellement une telle ogive contiendra une charge nucléaire à rendement relativement faible avec un système de détonation automatique, autour duquel un obus est créé, composé de nombreuses petites sous-munitions métalliques. Avec une masse d'obus de 100 kg, plus de 100 000 éléments de fragmentation peuvent être obtenus, ce qui permettra de créer un champ de destruction relativement vaste et dense. Lors de l'explosion d'une charge nucléaire, un gaz incandescent se forme - le plasma, qui, se dilatant à une vitesse fulgurante, entraîne et accélère ces particules denses. Dans ce cas, un problème technique difficile est de maintenir une masse suffisante de fragments, car lorsqu'ils sont entraînés par un flux de gaz à grande vitesse, la masse sera emportée de la surface des éléments.
Une série de tests ont été menés aux États-Unis pour créer des "éclats d'obus nucléaires" dans le cadre du programme Prometheus. La puissance de la charge nucléaire lors de ces essais n'était que de quelques dizaines de tonnes. En évaluant les capacités de destruction de cette arme, il convient de garder à l'esprit que dans les couches denses de l'atmosphère, les particules se déplaçant à des vitesses supérieures à 4-5 kilomètres par seconde s'éteindront. Par conséquent, les "shrapnels nucléaires" ne peuvent être utilisés que dans l'espace, à des altitudes supérieures à 80-100 km, dans des conditions de vide. En conséquence, les ogives à éclats d'obus peuvent être utilisées avec succès, en plus de combattre les ogives et les leurres, également comme arme anti-spatiale pour détruire les satellites militaires, en particulier ceux inclus dans le système d'avertissement d'attaque de missiles (EWS). Par conséquent, il est possible de l'utiliser au combat lors de la première frappe pour "aveugler" l'ennemi.
Les différents types d'armes nucléaires discutés ci-dessus n'épuisent en aucun cas toutes les possibilités de créer leurs modifications. Cela concerne en particulier les projets d'armes nucléaires avec une action accrue d'une onde nucléaire aérienne, une production accrue de rayonnement Y, une contamination radioactive accrue de la zone (comme la fameuse bombe "cobalt"), etc.
Depuis peu, les États-Unis réfléchissent à des projets de charges nucléaires à très faible rendement : mini-newx (capacité en centaines de tonnes), micro-newx (dizaines de tonnes), secret-newx (unités de tonnes), qui, en Outre la faible puissance, devraient être beaucoup plus "propres", que leurs prédécesseurs. Le processus d'amélioration des armes nucléaires se poursuit et il est impossible d'exclure l'apparition à l'avenir de charges nucléaires subminiatures créées sur la base de l'utilisation d'éléments transplutonium superlourds d'une masse critique de 25 à 500 grammes. L'élément transplutonium kurchatov a une masse critique d'environ 150 grammes. Le chargeur, lorsqu'il utilise l'un des isotopes californiens, sera si petit que, ayant une capacité de plusieurs tonnes de TNT, il pourra être adapté pour tirer des lance-grenades et des armes légères.
Tout ce qui précède indique que l'utilisation de l'énergie nucléaire à des fins militaires a un potentiel important et un développement continu dans le sens de la création de nouveaux types d'armes peut conduire à une "percée technologique" qui abaissera le "seuil nucléaire" et aura un impact négatif sur la stabilité stratégique. L'interdiction de tous les essais nucléaires, si elle ne bloque pas complètement le développement et l'amélioration des armes nucléaires, les ralentit considérablement. Dans ces conditions, l'ouverture mutuelle, la confiance, l'élimination des contradictions aiguës entre États et la création, en dernière analyse, d'un système international efficace de sécurité collective acquièrent une importance particulière.
Popular Mechanics a déjà écrit sur les armes nucléaires modernes («PM» n ° 1 «2009) basées sur des charges de fission. Ce numéro est une histoire de munitions à fusion encore plus puissantes.
Alexandre Prichtchepenko
Depuis le premier essai à Alamogordo, des milliers d'explosions de charges de fission ont tonné, chacune d'elles ayant fourni des connaissances précieuses sur les particularités de leur fonctionnement. Cette connaissance s'apparente aux éléments d'une toile mosaïque, et il s'est avéré que cette "toile" est limitée par les lois de la physique : la réduction de la taille de la munition et de sa puissance est limitée par la cinétique de ralentissement des neutrons dans l'assemblage , et la réalisation d'une libération d'énergie dépassant largement une centaine de kilotonnes est impossible en raison de la physique nucléaire et des restrictions hydrodynamiques sur les dimensions admissibles de la sphère sous-critique. Mais il est encore possible de rendre les munitions plus puissantes si, avec la fission, on fait « fonctionner » la fusion nucléaire.
Division plus synthèse
Les isotopes lourds de l'hydrogène servent de combustible pour la fusion. La fusion des noyaux de deutérium et de tritium produit de l'hélium-4 et un neutron, le rendement énergétique dans ce cas est de 17,6 MeV, ce qui est plusieurs fois supérieur à celui de la réaction de fission (en termes d'unité de masse des réactifs). Dans un tel combustible, dans des conditions normales, une réaction en chaîne ne peut pas se produire, sa quantité n'est donc pas limitée, ce qui signifie que la libération d'énergie d'une charge thermonucléaire n'a pas de limite supérieure.
Cependant, pour que la réaction de fusion commence, il est nécessaire de rapprocher les noyaux de deutérium et de tritium, ce qui est gêné par les forces de répulsion de Coulomb. Pour les surmonter, vous devez disperser les noyaux les uns vers les autres et les pousser. Dans un tube à neutrons, lors de la réaction de décrochage, beaucoup d'énergie est dépensée pour l'accélération des ions par une haute tension. Mais si vous chauffez le carburant à des températures très élevées de millions de degrés et maintenez sa densité pendant le temps nécessaire à la réaction, il libérera beaucoup plus d'énergie que celle dépensée pour le chauffage. C'est grâce à cette méthode de réaction que les armes ont commencé à être appelées thermonucléaires (selon la composition du carburant, ces bombes sont également appelées bombes à hydrogène).
Pour chauffer le combustible d'une bombe thermonucléaire - en tant que "fusible" - une charge nucléaire est nécessaire. Le corps du "fusible" est transparent aux rayons X mous qui, lors de l'explosion, sont en avance sur la substance en expansion de la charge et transforment en plasma une ampoule contenant du combustible thermonucléaire. La substance de la coque de l'ampoule est choisie de manière à ce que son plasma se dilate de manière significative, comprimant le carburant dans l'axe de l'ampoule (ce processus est appelé implosion par rayonnement).
Deutérium et tritium
Le deutérium est "mélangé" avec de l'hydrogène naturel en quantités environ cinq fois plus petites que l'uranium "de qualité militaire" avec de l'hydrogène ordinaire. Mais la différence de masse entre le protium et le deutérium est double, de sorte que les processus de leur séparation dans des colonnes à contre-courant sont plus efficaces. Le tritium, comme le plutonium-239, n'existe pas dans la nature en quantités tangibles ; il est extrait en exposant l'isotope lithium-6 à de puissants flux de neutrons dans un réacteur nucléaire, produisant du lithium-7, qui se désintègre en tritium et en hélium-4.
Le tritium radioactif et le deutérium stable se sont avérés être des substances dangereuses : des animaux de laboratoire auxquels on avait injecté des composés de deutérium sont morts avec des symptômes caractéristiques de la vieillesse (os fragiles, perte d'intelligence, de mémoire). Ce fait a servi de base à la théorie selon laquelle la mort due à la vieillesse et dans des conditions naturelles se produit avec l'accumulation de deutérium: plusieurs tonnes d'eau et d'autres composés d'hydrogène traversent le corps au cours de la vie, et des composants de deutérium plus lourds s'accumulent progressivement dans les cellules. . La théorie expliquait également la longévité des montagnards : dans le domaine de la gravité, la concentration de deutérium diminue légèrement avec l'altitude. Cependant, de nombreux effets somatiques se sont avérés contraires à la théorie du "deutérium" et, par conséquent, elle a été rejetée.
Les isotopes de l'hydrogène - deutérium (D) et tritium (T) - dans des conditions normales sont des gaz dont il est difficile de "collecter" des quantités suffisantes dans un appareil de taille raisonnable. Par conséquent, leurs composés sont utilisés dans les charges - hydrures solides de lithium-6. Au fur et à mesure que la synthèse des isotopes les plus «légèrement inflammables» chauffe le carburant, d'autres réactions commencent à s'y dérouler - avec la participation à la fois des noyaux contenus dans le mélange et des noyaux résultants: la fusion de deux noyaux de deutérium avec la formation de tritium et d'un proton, d'hélium-3 et d'un neutron, la fusion de deux noyaux de tritium pour former de l'hélium-4 et de deux neutrons, la fusion d'hélium-3 et de deutérium pour former de l'hélium-4 et un proton, et la fusion de lithium- 6 et un neutron pour former de l'hélium-4 et du tritium, de sorte que le lithium n'est pas tout à fait un "ballast".
…Division Plus
Bien que la libération d'énergie d'une explosion à deux phases (fission + fusion) puisse être arbitrairement importante, une partie importante de celle-ci (pour la première des réactions mentionnées - plus de 80%) est emportée de la boule de feu par des neutrons rapides ; leur portée dans l'air est de plusieurs kilomètres et, par conséquent, ils ne contribuent pas aux effets explosifs.
Si c'est précisément l'effet explosif qui est recherché, une troisième phase est également réalisée dans une munition thermonucléaire, dont l'ampoule est entourée d'un obus lourd d'uranium 238. Les neutrons émis lors de la désintégration de cet isotope ont trop peu d'énergie pour entretenir une réaction en chaîne, mais l'uranium 238 est fissuré sous l'action de neutrons thermonucléaires "externes" de haute énergie. La fission sans chaîne dans la coquille d'uranium donne une augmentation de l'énergie de la boule de feu, dépassant parfois même la contribution des réactions thermonucléaires ! Pour chaque kilogramme de poids de produits triphasés, il existe plusieurs kilotonnes d'équivalent TNT - ils dépassent largement les autres classes d'armes nucléaires en termes de caractéristiques spécifiques.
Cependant, les munitions triphasées ont une caractéristique très désagréable - un rendement accru de fragments de fission. Bien sûr, les munitions à deux phases polluent également la zone avec des neutrons, qui provoquent des réactions nucléaires dans presque tous les éléments, qui ne s'arrêtent pas de nombreuses années après l'explosion (la soi-disant radioactivité induite), des fragments de fission et des restes de "fusées" (seulement 10 à 30 % de plutonium, le reste se disperse dans le voisinage), mais les triphasés sont supérieurs à cet égard. Elles sont si supérieures que certaines munitions ont même été produites en deux versions : "sales" (triphasées) et moins puissantes "propres" (biphasées) pour une utilisation sur le territoire où les actions de leurs troupes étaient attendues. Par exemple, la bombe américaine B53 a été produite en deux versions identiques en apparence : la "sale" B53Y1 (9 Mt) et la version "propre" B53Y2 (4,5 Mt).
Types d'explosions nucléaires : 1. Espace. Il est utilisé à plus de 65 km d'altitude pour détruire des cibles spatiales. 2. Sol. Produit à la surface de la terre ou à une hauteur telle que la zone lumineuse touche le sol. Il est utilisé pour détruire des cibles au sol. 3. Souterrain. Produit sous le niveau du sol. Caractérisé par une grave contamination de la zone. 4. Immeuble de grande hauteur. Il est utilisé à une altitude de 10 à 65 km pour détruire des cibles aériennes. Pour les objets au sol, il n'est dangereux que par l'impact sur les appareils électriques et radio. 5. Aérien. Produit à des altitudes de plusieurs centaines de mètres à plusieurs kilomètres. Il n'y a pratiquement pas de contamination radioactive de la zone. 6. Surface. Produit à la surface de l'eau ou à une hauteur telle que la zone lumineuse touche l'eau. Elle se caractérise par un affaiblissement de l'action des rayonnements lumineux et des rayonnements pénétrants. 7. Sous l'eau. Produit sous l'eau. L'émission de lumière et le rayonnement pénétrant sont pratiquement absents. Provoque une grave contamination radioactive de l'eau.
Facteurs d'explosion
A partir de l'énergie de 202 MeV fournie par chaque événement de fission, sont instantanément libérées : l'énergie cinétique des produits de fission (168 MeV), l'énergie cinétique des neutrons (5 MeV) et l'énergie du rayonnement gamma (4,6 MeV). Grâce à ces facteurs, les armes nucléaires dominent le champ de bataille. Si une explosion se produit dans un air relativement dense, les deux tiers de son énergie sont convertis en onde de choc. Presque tout le reste est emporté par le rayonnement lumineux, ne laissant qu'un dixième du rayonnement pénétrant, et de ce minuscule, seulement 6% vont aux neutrons qui ont créé l'explosion. Une énergie importante (11 MeV) est emportée par les neutrinos, mais ils sont si insaisissables qu'il n'a pas été possible de trouver d'application pratique pour eux et leur énergie jusqu'à présent.
Avec un retard important après l'explosion, l'énergie du rayonnement bêta des produits de fission (7 MeV) et l'énergie du rayonnement gamma des produits de fission (6 MeV) sont libérées. Ces facteurs sont responsables de la contamination radioactive de la zone - un phénomène très dangereux pour les deux parties.
L'action de l'onde de choc est compréhensible, par conséquent, la puissance d'une explosion nucléaire a commencé à être évaluée en la comparant à une explosion d'explosifs conventionnels. Les effets provoqués par un puissant flash de lumière n'étaient pas inhabituels non plus : des bâtiments en bois brûlés, des soldats brûlés. Mais les effets qui ne transforment pas la cible en brandons ou en un tas de ruines trivial et non perturbé - neutrons rapides et rayonnement gamma dur - étaient, bien sûr, considérés comme "barbares".
L'action directe du rayonnement gamma est inférieure en effet de combat à la fois à l'onde de choc et à la lumière. Seules d'énormes doses de rayonnement gamma (des dizaines de millions de rads) peuvent causer des problèmes à l'électronique. À de telles doses, les métaux fondent et une onde de choc avec une densité d'énergie beaucoup plus faible détruira la cible sans de tels excès. Si la densité d'énergie du rayonnement gamma est inférieure, il devient inoffensif pour la technologie de l'acier, et l'onde de choc peut également avoir son mot à dire ici.
Tout n'est pas clair non plus avec la «main-d'œuvre»: premièrement, le rayonnement gamma est considérablement affaibli, par exemple par une armure, et deuxièmement, les caractéristiques des lésions radiologiques sont telles que même ceux qui ont reçu une dose absolument mortelle de milliers de rems (la dose biologique équivalent d'un rayon X, la dose de tout type de rayonnement qui produit le même effet dans un objet biologique que 1 rayon X) les équipages de chars resteraient prêts au combat pendant plusieurs heures. Pendant ce temps, les machines mobiles et relativement invulnérables auraient le temps de faire beaucoup.
Mort à l'électronique
Bien que l'irradiation gamma directe ne fournisse pas d'effet de combat significatif, cela est possible en raison de réactions secondaires. À la suite de la diffusion des rayons gamma sur les électrons des atomes d'air (effet Compton), des électrons de recul apparaissent. Un courant d'électrons s'écarte du point d'explosion : leur vitesse est bien supérieure à la vitesse des ions. Les trajectoires des particules chargées dans le champ magnétique terrestre se tordent (et donc se déplacent avec l'accélération), tout en formant une impulsion électromagnétique d'une explosion nucléaire (EMP).
Tout composé contenant du tritium est instable, car la moitié des noyaux de cet isotope lui-même se désintègre en hélium-3 et un électron en 12 ans, et afin de maintenir la disponibilité de nombreuses charges thermonucléaires à utiliser, il est nécessaire de produire en continu du tritium dans réacteurs. Il y a peu de tritium dans le tube à neutrons et l'hélium-3 y est absorbé par des matériaux poreux spéciaux, mais ce produit de désintégration doit être pompé hors de l'ampoule avec une pompe, sinon il sera simplement déchiré par la pression du gaz. De telles difficultés ont conduit, par exemple, au fait que les spécialistes britanniques, ayant reçu des États-Unis des missiles Polaris dans les années 1970, ont préféré abandonner les équipements de combat thermonucléaires américains au profit de charges à fission monophasées moins puissantes développées dans leur pays sous la Chevaline programme. Dans les munitions à neutrons destinées à combattre les chars, le remplacement des ampoules contenant une quantité de tritium considérablement réduite par des ampoules "fraîches" a été effectué dans les arsenaux lors du stockage. Ces munitions pourraient également être utilisées avec des ampoules "vides" - en tant que projectiles nucléaires monophasés d'une puissance de plusieurs kilotonnes. Il est possible d'utiliser du combustible thermonucléaire sans tritium, uniquement à base de deutérium, mais alors, ceteris paribus, la libération d'énergie diminuera considérablement. Schéma de fonctionnement d'une munition thermonucléaire triphasée. L'explosion de la charge de fission (1) transforme l'ampoule (2) en un plasma qui comprime le combustible thermonucléaire (3). Pour renforcer l'effet explosif dû au flux neutronique, une enveloppe (4) d'uranium 238 est utilisée.
Seul 0,6% de l'énergie des quanta gamma passe dans l'énergie des armes nucléaires EMP, et en fait leur part dans le bilan de l'énergie de l'explosion est faible en soi. Une contribution est également apportée par le rayonnement dipolaire, qui survient en raison du changement de densité de l'air avec la hauteur, et de la perturbation du champ magnétique terrestre par un plasmoïde conducteur. En conséquence, un spectre de fréquences continu d'armes nucléaires EMP est formé - un ensemble d'oscillations d'un grand nombre de fréquences. La contribution énergétique du rayonnement avec des fréquences allant de dizaines de kilohertz à des centaines de mégahertz est importante. Ces ondes se comportent différemment : les mégahertz et les ondes à plus haute fréquence s'atténuent dans l'atmosphère, tandis que les ondes à basse fréquence « plongent » dans le guide d'ondes naturel formé par la surface de la Terre et l'ionosphère, et peuvent faire le tour du globe plus d'une fois. Certes, ces "foies longs" ne rappellent leur existence que par une respiration sifflante dans les récepteurs, semblables aux "voix" des décharges de foudre, mais leurs parents à haute fréquence se déclarent avec des "clics" puissants et dangereux pour l'équipement.
Il semblerait qu'un tel rayonnement devrait généralement être indifférent à l'électronique militaire - après tout, tout appareil avec la plus grande efficacité reçoit des ondes de la gamme dans laquelle il les émet. Et l'électronique militaire reçoit et rayonne dans des gammes de fréquences beaucoup plus élevées que les armes nucléaires EMP. Mais EMP n'affecte pas l'électronique à travers une antenne. Si une fusée d'une longueur de 10 m était «couverte» par une longue onde avec une intensité de champ électrique de 100 V / cm qui n'étonnait pas l'imagination, alors une différence de potentiel de 100 000 V était induite sur le corps métallique de la fusée! De puissants courants pulsés "circulent" dans les circuits à travers les connexions de mise à la terre, et les points de mise à la terre eux-mêmes sur le boîtier se sont avérés être à des potentiels très différents. Les surcharges de courant sont dangereuses pour les éléments semi-conducteurs: pour «griller» une diode haute fréquence, une impulsion d'énergie peu abondante (dix millionième de joule) suffit. L'EMP a pris la place d'honneur en tant que puissant facteur de dommage: parfois, ils ont désactivé des équipements à des milliers de kilomètres d'une explosion nucléaire - ni une onde de choc ni une impulsion lumineuse ne pourraient le faire.
Il est clair que les paramètres des explosions provoquant l'EMP ont été optimisés (principalement la hauteur de la détonation d'une charge d'une puissance donnée). Des mesures de protection ont également été développées: l'équipement a été fourni avec des écrans supplémentaires, des parafoudres de sécurité. Pas une seule pièce d'équipement militaire n'a été acceptée en service jusqu'à ce qu'il soit prouvé par des tests - à grande échelle ou sur des simulateurs spécialement créés - que sa résistance aux armes nucléaires EMP, au moins d'une telle intensité, qui est typique pour des distances pas trop grandes de l'explosion.
Arme inhumaine
Cependant, revenons aux munitions à deux phases. Leur principal facteur dommageable est le flux de neutrons rapides. Cela a donné lieu à de nombreuses légendes sur les "armes barbares" - les bombes à neutrons, qui, comme l'écrivaient les journaux soviétiques au début des années 1980, détruisent toute vie dans l'explosion et laissent les valeurs matérielles (bâtiments, équipements) pratiquement intactes. Une véritable arme de pillage - faites-la exploser, puis venez voler! En fait, tout objet exposé à des flux de neutrons importants met la vie en danger, car les neutrons, après avoir interagi avec les noyaux, y déclenchent diverses réactions, provoquant un rayonnement secondaire (induit), qui est émis longtemps après la dernière des désintégrations. neutrons irradiant la matière.
A quoi était destinée cette « arme barbare » ? Les ogives des missiles Lance et des obus d'obusier 203-mm étaient équipées de charges thermonucléaires biphasées. Le choix des porte-avions et leur portée (dizaines de kilomètres) indiquent que ces armes ont été créées pour résoudre des tâches opérationnelles et tactiques. Les munitions à neutrons (selon la terminologie américaine - "avec une puissance de rayonnement accrue") étaient destinées à détruire les véhicules blindés, en termes desquels le Pacte de Varsovie dépassait de plusieurs fois l'OTAN en nombre. Le char est suffisamment résistant aux effets d'une onde de choc, par conséquent, après avoir calculé l'utilisation d'armes nucléaires de différentes classes contre des véhicules blindés, en tenant compte des conséquences de la contamination de la zone par des produits de fission et de la destruction par de puissantes ondes de choc, il a été décidé de faire des neutrons le principal facteur dommageable.
Charge absolument pure
Dans un effort pour obtenir une telle charge thermonucléaire, ils ont tenté d'abandonner la "fusée" nucléaire, en remplaçant la fission par un cumul ultra-rapide : l'élément de tête du jet, composé de combustible thermonucléaire, a été accéléré à des centaines de kilomètres par seconde (au moment de la collision, la température et la densité augmentent de manière significative). Mais dans le contexte de l'explosion d'une charge en forme de kilogramme, l'augmentation "thermonucléaire" s'est avérée négligeable, et l'effet n'a été enregistré qu'indirectement - par le rendement en neutrons. Un compte rendu de ces expériences américaines a été publié en 1961 dans Atoms and Weapons, qui, compte tenu du secret paranoïaque de l'époque, était en soi un échec.
Dans les années 70, en Pologne "non nucléaire", Sylvester Kaliski envisageait théoriquement la compression du combustible thermonucléaire par implosion sphérique et recevait des estimations très favorables. Mais la vérification expérimentale a montré que, bien que le rendement neutronique, par rapport à la "version jet", ait augmenté de plusieurs ordres de grandeur, les instabilités de front ne permettent pas d'atteindre la température souhaitée au point de convergence des ondes et seules ces particules de combustible réagissent, la vitesse de qui, en raison de la dispersion statistique, est bien supérieure à la valeur moyenne. Il n'était donc pas possible de créer une charge complètement "propre".
S'attendant à arrêter l'essentiel des "armures", le quartier général de l'OTAN a développé le concept de "combattre les deuxièmes échelons", essayant d'éloigner davantage la ligne d'utilisation des armes à neutrons contre l'ennemi. La tâche principale des forces blindées est de développer le succès jusqu'à la profondeur opérationnelle après avoir été jetées dans une brèche dans la défense, percée, par exemple, par une frappe nucléaire à haut rendement. À ce stade, il est trop tard pour utiliser des munitions à rayonnement : bien que les neutrons de 14 MeV soient légèrement absorbés par les blindages, les dommages causés aux équipages par les rayonnements n'affectent pas immédiatement la capacité de combat. Par conséquent, de telles frappes étaient prévues dans les zones d'attente, où se préparaient les principales masses de véhicules blindés pour être introduites dans la percée: lors de la marche vers la ligne de front, les effets des radiations auraient dû se manifester sur les équipages.
intercepteurs de neutrons
Une autre utilisation des munitions à neutrons était l'interception d'ogives nucléaires. Il est nécessaire d'intercepter l'ogive ennemie à haute altitude, de sorte que même si elle explose, les objets qu'elle vise ne souffrent pas. Mais l'absence d'air autour prive l'anti-missile de la possibilité de toucher la cible avec une onde de choc. Certes, lors d'une explosion nucléaire dans un espace sans air, la conversion de son énergie en une impulsion lumineuse augmente, mais cela n'aide pas beaucoup, car l'ogive est conçue pour surmonter la barrière thermique lors de l'entrée dans l'atmosphère et est équipée d'une combustion efficace ( ablatif) revêtement de protection thermique. Les neutrons, en revanche, "sautent" librement à travers ces revêtements et, après s'être glissés, frappent le "cœur" de l'ogive - un assemblage contenant des matières fissiles. Dans ce cas, une explosion nucléaire est impossible - l'assemblage est sous-critique, mais les neutrons donnent naissance à de nombreuses chaînes de fission amorties dans le plutonium. Le plutonium, qui dans des conditions normales, du fait de réactions nucléaires spontanées, a une température élevée perceptible au toucher, fond et se déforme sous un puissant échauffement interne, ce qui signifie qu'il ne pourra plus se transformer en un assemblage supercritique au bon moment .
Ces charges thermonucléaires biphasées sont équipées des missiles intercepteurs américains Sprint gardant les mines des missiles balistiques intercontinentaux. La forme conique des missiles lui permet de résister aux énormes surcharges qui se produisent lors du lancement et des manœuvres ultérieures.
Le but de la création d'armes à neutrons dans les années 60 à 70 était d'obtenir une ogive tactique, dont le principal facteur dommageable serait le flux de neutrons rapides émis par la zone d'explosion. Le rayon de la zone de niveau létal de rayonnement neutronique dans de telles bombes peut même dépasser le rayon de destruction par une onde de choc ou un rayonnement lumineux. La charge neutronique est structurellement
une charge nucléaire classique à faible rendement, à laquelle s'ajoute un bloc contenant une petite quantité de combustible thermonucléaire (un mélange de deutérium et de tritium). Lorsqu'elle explose, la charge nucléaire principale explose, dont l'énergie est utilisée pour déclencher une réaction thermonucléaire. La majeure partie de l'énergie de l'explosion lors de l'utilisation d'armes à neutrons est libérée à la suite d'une réaction de fusion déclenchée. La conception de la charge est telle que jusqu'à 80% de l'énergie de l'explosion est l'énergie du flux de neutrons rapides, et seulement 20% sont représentés par les facteurs de dommage restants (onde de choc, EMP, rayonnement lumineux).
De forts flux de neutrons à haute énergie apparaissent lors de réactions thermonucléaires, par exemple la combustion d'un plasma deutérium-tritium. Dans ce cas, les neutrons ne doivent pas être absorbés par les matériaux de la bombe et, ce qui est surtout important, il faut empêcher leur capture par les atomes de la matière fissile.
Par exemple, nous pouvons considérer l'ogive W-70-mod-0, avec un rendement énergétique maximal de 1 kt, dont 75% sont formés en raison de réactions de fusion, 25% - fission. Ce rapport (3:1) indique qu'il y a jusqu'à 31 réactions de fusion par réaction de fission. Cela implique la libération sans entrave de plus de 97% des neutrons de fusion, c'est-à-dire sans leur interaction avec l'uranium de la charge de départ. La synthèse doit donc avoir lieu dans une capsule physiquement séparée de la charge primaire.
Les observations montrent qu'à une température développée par une explosion de 250 tonnes et une densité normale (gaz comprimé ou un composé avec du lithium), même un mélange deutérium-tritium ne brûlera pas avec un rendement élevé. Le combustible thermonucléaire doit être pré-comprimé toutes les 10 fois pour chacune des mesures afin que la réaction se déroule assez rapidement. Ainsi, on peut conclure qu'une charge avec une sortie de rayonnement accrue est une sorte de schéma d'implosion de rayonnement.
Contrairement aux charges thermonucléaires classiques, où le deutérure de lithium est utilisé comme combustible thermonucléaire, la réaction ci-dessus a ses avantages. Premièrement, malgré le coût élevé et la faible technologie du tritium, cette réaction est facile à amorcer. Deuxièmement, la majeure partie de l'énergie, 80% - sort sous forme de neutrons à haute énergie, et seulement 20% - sous forme de chaleur et de rayons gamma et X.
Parmi les caractéristiques de conception, il convient de noter l'absence de tige d'allumage au plutonium. En raison de la faible quantité de combustible de fusion et de la basse température du début de la réaction, il n'est pas nécessaire. Il est très probable que la réaction soit déclenchée au centre de la capsule, où une pression et une température élevées se développent à la suite de la convergence de l'onde de choc.
La quantité totale de matières fissiles pour une bombe à neutrons de 1 kt est d'environ 10 kg. Le rendement énergétique de fusion de 750 tonnes signifie la présence de 10 grammes d'un mélange deutérium-tritium. Le gaz peut être comprimé jusqu'à une densité de 0,25 g/cm3, c'est-à-dire le volume de la capsule sera d'environ 40 cm3, c'est une boule de 5-6 cm de diamètre.
La création de telles armes a conduit à la faible efficacité des charges nucléaires tactiques conventionnelles contre des cibles blindées, telles que des chars, des véhicules blindés, etc. En raison de la présence d'une coque blindée et d'un système de filtration de l'air, les véhicules blindés sont capables de résister à toutes les facteurs dommageables des armes nucléaires: onde de choc, rayonnement lumineux, rayonnement pénétrant, contamination radioactive de la zone et peut résoudre efficacement des missions de combat même dans des zones relativement proches de l'épicentre.
De plus, pour un système de défense antimissile à ogives nucléaires créé à cette époque, il aurait été tout aussi inefficace pour les antimissiles d'utiliser des charges nucléaires conventionnelles. Dans des conditions d'explosion dans les couches supérieures de l'atmosphère (des dizaines de kilomètres), il n'y a pratiquement pas d'onde de choc dans l'air et le rayonnement X doux émis par la charge peut être intensément absorbé par l'obus de l'ogive.
Un puissant flux de neutrons n'est pas retardé par une armure en acier ordinaire et pénètre à travers les obstacles beaucoup plus fortement que les rayons X ou le rayonnement gamma, sans parler des particules alpha et bêta. De ce fait, les armes à neutrons sont capables de frapper la main-d'œuvre ennemie à une distance considérable de l'épicentre de l'explosion et dans des abris, même lorsqu'une protection fiable contre une explosion nucléaire conventionnelle est fournie.
L'effet néfaste des armes à neutrons sur les équipements est dû à l'interaction des neutrons avec les matériaux de structure et les équipements électroniques, ce qui conduit à l'apparition d'une radioactivité induite et, par conséquent, à un dysfonctionnement. Dans les objets biologiques, sous l'action des rayonnements, il se produit une ionisation des tissus vivants, entraînant une perturbation de l'activité vitale des systèmes individuels et de l'organisme dans son ensemble, et le développement du mal des rayons. Les gens sont affectés à la fois par le rayonnement neutronique lui-même et par le rayonnement induit. Des sources de radioactivité puissantes et à longue durée d'action peuvent se former dans des équipements et des objets sous l'action d'un flux de neutrons, entraînant la défaite de personnes longtemps après l'explosion. Ainsi, par exemple, l'équipage d'un char T-72 situé à 700 mètres de l'épicentre d'une explosion de neutrons d'une puissance de 1 kt recevra instantanément une dose de rayonnement inconditionnellement mortelle et mourra en quelques minutes. Mais si ce réservoir est réutilisé après l'explosion (physiquement, il ne souffrira guère), alors la radioactivité induite conduira le nouvel équipage à recevoir une dose mortelle de rayonnement en une journée.
En raison de la forte absorption et diffusion des neutrons dans l'atmosphère, la gamme des dommages causés par le rayonnement neutronique est faible. Par conséquent, la fabrication de charges neutroniques de haute puissance n'est pas pratique - le rayonnement n'ira toujours pas plus loin et d'autres facteurs dommageables seront réduits. Les munitions à neutrons réellement produites ont un rendement ne dépassant pas 1 kt. Saper une telle munition donne une zone de destruction par rayonnement neutronique d'un rayon d'environ 1,5 km (une personne non protégée recevra une dose de rayonnement potentiellement mortelle à une distance de 1350 m). Contrairement aux idées reçues, une explosion de neutrons ne laisse pas du tout indemne les valeurs matérielles : la zone de forte destruction par une onde de choc pour une même charge en kilotonnes a un rayon d'environ 1 km. l'onde de choc peut détruire ou gravement endommager la plupart des bâtiments.
Naturellement, après l'apparition de rapports sur le développement d'armes à neutrons, des méthodes de protection contre celles-ci ont commencé à être développées. De nouveaux types d'armures ont été développés qui sont déjà capables de protéger l'équipement et son équipage du rayonnement neutronique. A cet effet, des tôles à haute teneur en bore, qui est un bon absorbeur de neutrons, sont ajoutées au blindage, et de l'uranium appauvri (uranium avec une proportion réduite d'isotopes U234 et U235) est ajouté à l'acier du blindage. De plus, la composition de l'armure est choisie de manière à ce qu'elle ne contienne pas d'éléments donnant une forte radioactivité induite sous l'action de l'irradiation neutronique.
Des travaux sur les armes à neutrons ont été menés dans plusieurs pays depuis les années 1960. Pour la première fois, la technologie de sa production a été développée aux États-Unis dans la seconde moitié des années 1970. Désormais, la Russie et la France ont également la capacité de produire de telles armes.
Le danger des armes à neutrons, ainsi que des armes nucléaires à faible rendement et à très faible rendement en général, ne réside pas tant dans la possibilité de destruction massive de personnes (cela peut être fait par beaucoup d'autres, y compris des types existants de longue date et plus efficaces d'ADM à cette fin), mais en brouillant la frontière entre la guerre nucléaire et la guerre conventionnelle lors de son utilisation. Par conséquent, un certain nombre de résolutions de l'Assemblée générale des Nations Unies notent les conséquences dangereuses de l'émergence d'une nouvelle variété d'armes de destruction massive - les neutrons, et appellent à son interdiction. En 1978, alors que la question de la production d'armes à neutrons n'était pas encore résolue aux États-Unis, l'URSS proposa un accord sur le rejet de son utilisation et soumit un projet de convention internationale sur son interdiction à l'examen du Comité du désarmement. Le projet n'a pas trouvé le soutien des États-Unis et d'autres pays occidentaux. En 1981, la production de charges neutroniques a commencé aux États-Unis, et elles sont actuellement en service.
L'explosion d'une bombe à neutrons ne détruit pas les équipements et les bâtiments
Il existe une idée fausse très répandue selon laquelle lorsqu'une bombe à neutrons explose, les maisons et les équipements restent intacts. En fait, l'explosion d'une telle bombe produit également une onde de choc, mais elle est beaucoup plus faible que l'onde de choc générée par une explosion atomique. Jusqu'à 20% de l'énergie libérée lors de l'explosion d'une charge neutronique tombe sur l'onde de choc, alors que lors d'une explosion atomique environ 50%.
Plus la puissance de charge d'une bombe à neutrons est grande, plus elle est efficace.
Du fait que le rayonnement neutronique est rapidement absorbé par l'atmosphère, l'utilisation de bombes à neutrons à haut rendement est inefficace. Pour cette raison, le rendement de ces charges est inférieur à 10 kilotonnes et elles sont classées comme armes nucléaires tactiques. Le rayon effectif réel de destruction par un flux neutronique lors de l'explosion d'une telle bombe est d'environ 2000 m.
Les bombes à neutrons ne peuvent toucher que des objets situés au sol
En raison du fait que le principal effet dommageable des armes nucléaires conventionnelles est une onde de choc, ces armes deviennent inefficaces pour les cibles volant à haute altitude. En raison de la forte raréfaction de l'atmosphère, une onde de choc ne se forme pratiquement pas et il est possible de détruire des ogives avec un rayonnement lumineux uniquement si elles sont proches de l'explosion, le rayonnement gamma est presque complètement absorbé par les obus et ne cause pas de dommages importants aux ogives. À cet égard, il existe une idée fausse très répandue selon laquelle l'utilisation d'une bombe à neutrons dans l'espace et à haute altitude est pratiquement inutile. Ce n'est pas vrai. La recherche et le développement dans le domaine de l'utilisation des bombes à neutrons visaient à l'origine à les utiliser dans les systèmes de défense aérienne. Étant donné que la majeure partie de l'énergie de l'explosion est libérée sous forme de rayonnement neutronique, les charges de neutrons peuvent détruire les satellites et les ogives ennemis s'ils ne bénéficient pas d'une protection spéciale.
Aucune armure ne peut vous protéger du flux de neutrons
Oui, une armure en acier ordinaire ne sauve pas du rayonnement qui se produit lors de l'explosion d'une bombe à neutrons, de plus, en raison du flux de neutrons, il est possible que l'armure devienne hautement radioactive et, par conséquent, frappe des personnes pendant un longue durée. Mais de tels types d'armures ont déjà été développés pour protéger efficacement les personnes contre les rayonnements neutroniques. Pour ce faire, lors de la réservation, des feuilles contenant une grande quantité de bore sont également utilisées, car elles peuvent bien absorber les neutrons, et la composition de l'armure est choisie de manière à ne pas contenir de substances qui, lorsqu'elles sont exposées aux radiations, ne donnerait pas de radioactivité induite. L'une des meilleures protections contre le rayonnement neutronique est assurée par des matériaux contenant de l'hydrogène (polypropylène, paraffine, eau, etc.)
La durée d'émission radioactive après l'explosion d'une bombe à neutrons et d'une bombe atomique est la même
Bien que la bombe à neutrons soit très dangereuse, elle ne crée pas de contamination à long terme de la zone lorsqu'elle explose. Selon les scientifiques, en une journée, vous pouvez être à l'épicentre de l'explosion en toute sécurité. Mais la bombe à hydrogène après l'explosion provoque une contamination du territoire dans un rayon de plusieurs kilomètres pendant de nombreuses années.
Quels sont les effets d'une explosion de bombe à neutrons à différentes distances (cliquez sur l'image pour agrandir l'image)