Atominiai ginklai. Grynas termobranduolinis ginklas Termobranduolinis pistoletas

Branduoliniai ginklai yra ginklai Masinis naikinimas sprogstamasis veikimas, pagrįstas kai kurių urano ir plutonio izotopų sunkiųjų branduolių dalijimosi energijos panaudojimu arba lengvųjų deuterio ir tričio izotopų branduolių termobranduolinės sintezės reakcijose į sunkesnius branduolius, pavyzdžiui, helio izotopų branduolius.

Branduoliniais užtaisais gali būti įrengtos raketų ir torpedų kovinės galvutės, aviacijos ir giluminiai užtaisai, artilerijos sviediniai ir minos. Pagal galią branduoliniai ginklai skirstomi į itin mažus (mažiau nei 1 kt), mažus (1-10 kt), vidutinius (10-100 kt), didelius (100-1000 kt) ir ypač didelius (daugiau nei 1000 kt). ). Priklausomai nuo sprendžiamų užduočių, galima panaudoti branduolinius ginklus požeminių, antžeminių, oro, povandeninių ir paviršinių sprogimų pavidalu. Branduolinio ginklo žalingo poveikio gyventojams ypatybes lemia ne tik šaudmenų galia ir sprogimo tipas, bet ir branduolinio įrenginio tipas. Priklausomai nuo krūvio, jie išskiria: atominius ginklus, kurių pagrindas – dalijimosi reakcija; termobranduolinis ginklas- kai naudojama sintezės reakcija; kombinuoti mokesčiai; neutroniniai ginklai.

Vienintelė dalioji medžiaga, randama dideliais kiekiais, yra urano izotopas, kurio branduolio masė yra 235 atominės masės vienetai (uranas-235). Šio izotopo kiekis gamtiniame urane yra tik 0,7%. Likusi dalis yra uranas-238. Tiek, kiek Cheminės savybės izotopai yra lygiai tokie patys, norint išskirti uraną-235 nuo gamtinio urano, reikia atlikti gana sudėtingą izotopų atskyrimo procesą. Rezultatas gali būti labai prisodrintas uranas, kuriame yra apie 94% urano-235, kuris yra tinkamas naudoti branduoliniuose ginkluose.

Daliąsias medžiagas galima gauti dirbtinai, o praktiniu požiūriu mažiausiai sudėtinga yra plutonio-239 gamyba, susidaranti urano-238 branduoliui (ir vėlesnei radioaktyviųjų medžiagų grandinei) gaudant neutroną. tarpinių branduolių irimas). Panašus procesas gali būti atliktas branduolinis reaktorius naudojant gamtinį arba mažai prisodrintą uraną. Be to, proceso metu plutonis gali būti atskirtas nuo panaudoto reaktoriaus kuro cheminis apdorojimas kuro, kuris yra daug paprastesnis nei izotopų atskyrimo procesas, atliekamas gaminant ginklams skirtą uraną.

Branduoliniams sprogstamiesiems įtaisams kurti gali būti naudojamos ir kitos skiliosios medžiagos, pavyzdžiui, uranas-233, gaunamas apšvitinant torį-232 branduoliniame reaktoriuje. Tačiau tik uranas-235 ir plutonis-239 buvo pritaikyti praktiškai, visų pirma dėl santykinai lengvo šių medžiagų gavimo.

Galimybę praktiškai panaudoti branduolio dalijimosi metu išsiskiriančią energiją lemia tai, kad dalijimosi reakcija gali turėti grandininį, savaime išsilaikantį pobūdį. Kiekviename dalijimosi įvykyje susidaro maždaug du antriniai neutronai, kurie, užfiksuoti skiliosios medžiagos branduolių, gali sukelti jų dalijimąsi, o tai savo ruožtu lemia kito neutronų susidarymą. daugiau neutronų. Kuriant specialios sąlygos neutronų skaičius, taigi ir dalijimosi įvykių skaičius, auga iš kartos į kartą.

Pirmojo branduolinio sprogstamojo įtaiso sprogdinimą JAV įvykdė 1945 metų liepos 16 dieną Alamogordo mieste, Naujojoje Meksikoje. Prietaisas buvo plutonio bomba, kuri panaudojo nukreiptą sprogimą, kad sukurtų kritiškumą. Sprogimo galia buvo apie 20 kt. SSRS pirmasis branduolinis sprogstamasis įtaisas, panašus į amerikietišką, buvo susprogdintas 1949 metų rugpjūčio 29 dieną.

Termobranduoliniuose ginkluose sprogimo energija susidaro vykstant lengvųjų branduolių, tokių kaip deuteris, tritis, kurie yra vandenilio ar ličio izotopai, sintezės reakcijose. Tokios reakcijos gali vykti tik esant labai aukštai temperatūrai, kuriai esant pakanka branduolių kinetinės energijos, kad branduoliai suartėtų pakankamai nedideliu atstumu.

Sintezės reakcijas, siekiant padidinti sprogimo galią, galima panaudoti įvairiais būdais. Pirmasis būdas – į įprastą branduolinį įrenginį įdėti indą su deuteriu arba tričiu (arba ličio deuteridu). Aukšta temperatūra, kylanti sprogimo metu, lemia tai, kad lengvųjų elementų branduoliai pradeda reakciją, dėl kurios išsiskiria papildoma energija. Naudodami šį metodą galite žymiai padidinti sprogimo galią. Tuo pačiu metu tokio sprogstamojo įtaiso galią vis dar riboja ribotas skiliosios medžiagos plėtimosi laikas.

Kitas būdas – daugiapakopių sprogstamųjų užtaisų kūrimas, kai dėl specialios sprogstamojo įtaiso konfigūracijos įprasto branduolinio užtaiso (vadinamojo pirminio užtaiso) energija naudojama norint sukurti reikiamas temperatūras atskirai. esantis „antrinis“ termobranduolinis krūvis, kurio energija, savo ruožtu, gali būti panaudota trečiajam krūviui susprogdinti ir kt. Pirmasis tokio įtaiso bandymas - Mike'o sprogimas - JAV buvo atliktas 1952 metų lapkričio 1 dieną, SSRS toks prietaisas pirmą kartą buvo išbandytas 1955 metų lapkričio 22 dieną. Taip suprojektuoto sprogstamojo užtaiso galia gali būti savavališkai didelis. Galingiausias branduolinis sprogimas buvo pagamintas pasitelkus daugiapakopį sprogstamąjį įtaisą. Sprogimo galia siekė 60 Mt, o įrenginio galią panaudojo tik trečdalis.

Grynas termobranduolinis ginklas(taip pat galima formuluotė " gryni termobranduoliniai ginklai"") – teorinis termobranduolinio ginklo tipas, kuriame sąlygos termobranduolinės sintezės reakcijai sukuriamos nenaudojant urano arba plutonio sprogimo iniciatoriaus (paleidimo). Šio tipo ginklai nesukelia ilgalaikio radioaktyvaus užterštumo, nes juose nėra yrančių medžiagų. Šiuo metu teoriškai tai, žinoma, laikoma įmanoma, tačiau praktinio įgyvendinimo būdai nėra aiškūs.

Koncepcija [ | ]

Šiuolaikiniuose termobranduoliniuose ginkluose sąlygos, būtinos branduolių sintezės reakcijai pradėti, sukuriamos susprogdinant gaiduką – nedidelį plutonio branduolio užtaisą. Trigerio sprogimas sukuria šilumą ir slėgį, reikalingą termo įjungti branduolinė reakcija ličio deuteride. Tuo pačiu metu pagrindinę ilgalaikio radioaktyviojo užterštumo dalį termobranduolinio sprogimo metu sudaro trigeryje esančios radioaktyviosios medžiagos.

Tačiau sąlygas termobranduolinės reakcijos pradžiai galima sukurti nenaudojant branduolinio trigerio. Tokios sąlygos sukuriamos laboratoriniuose eksperimentuose ir eksperimentiniuose termobranduoliniuose reaktoriuose. Teoriškai įmanoma sukurti termobranduolinį ginklą, kuriame reakcija bus pradėta nenaudojant paleidimo užtaiso – „gryną termobranduolinį“ ginklą.

Toks ginklas turės šiuos privalumus:

Gryno termobranduolinio ginklo neutroninis variantas[ | ]

Pagrindinis žalingas veiksnys grynai termobranduoliniame įrenginyje gali būti galingas neutroninės spinduliuotės pliūpsnis [ ] , o ne šiluminė blykstė ar smūginė banga [ ] . Taigi, detonuojant tokius ginklus gali būti apribota žala. Kita vertus, dėl to grynai termobranduoliniai ginklai nėra geriausia priemonė toms situacijoms, kai reikia sunaikinti tvirtas konstrukcijas, kuriose nėra biologinių medžiagų ar elektroninių prietaisų (pavyzdžiui, tiltus).

Gryno termobranduolinio ginklo neutroninės versijos trūkumai yra tokie patys kaip ir bet kurio neutroninio ginklo:

Galimi sprendimai[ | ]

Įvairūs švaraus termobranduolinio ginklo problemos sprendimo būdai buvo nuolat svarstomi nuo 1992 m., tačiau šiuo metu jie neduoda teigiamo rezultato. Pagrindinė problema yra didelis sudėtingumas kuriant sąlygas termobranduolinės reakcijos pradžiai. Laboratoriniuose eksperimentuose ir termobranduoliniuose reaktoriuose tokias sąlygas sukuria didelių gabaritų įrenginiai, kurie taip pat yra labai imlūs energijai. Šiuo metu neįmanoma sukurti termobranduolinio ginklo, tinkamo naudoti kovinėmis sąlygomis, paremto, pavyzdžiui, reakcijos uždegimu lazeriu – tam reikalingi lazeriai yra didžiuliai ir sunaudoja nemažą kiekį energijos.

Yra keli teoriškai galimi problemos sprendimo būdai:

Grynas termobranduolinis ginklas ant smūginės bangos skleidėjo[ | ]

Atrodo, kad teoriškai įmanoma sukurti gana kompaktišką grynai termobranduolinį ginklą, pagrįstą smūginės bangos skleidėju. Tuo pačiu metu radijo dažnių diapazono elektromagnetinės spinduliuotės impulsas naudojamas termobranduolinei reakcijai pradėti.

Remiantis teoriniais skaičiavimais, grynas termobranduolinis įtaisas ant smūginės bangos spinduliuotojo turės TNT ekvivalentą, kuris bus maždaug panašus į jo paties masę arba net mažiau. Taigi, kaip sprogstamasis įtaisas, jis bus visiškai neveiksmingas. Tačiau didžioji dalis energijos (iki 80%) išsiskirs kaip neutronų srautas, galintis smogti priešui šimtų metrų atstumu nuo epicentro. Toks ginklas iš tikrųjų būtų grynas neutroninis ginklas – nepaliktų radioaktyvaus užterštumo ir nesukeltų jokios papildomos žalos.

atominiai ginklai - įtaisas, kuris gauna didžiulę sprogstamą galią iš BRANDUOLIŲ SKILDYMO ir BRANDUOLIO sintezės reakcijų.

Apie atominius ginklus

Branduoliniai ginklai yra galingiausias iki šiol ginklas, naudojamas penkiose šalyse: Rusijoje, JAV, Didžiojoje Britanijoje, Prancūzijoje ir Kinijoje. Taip pat yra nemažai valstybių, kurioms daugiau ar mažiau sekasi kurti atominius ginklus, tačiau jų tyrimai arba nebaigti, arba šios šalys neturi reikiamų priemonių pristatyti ginklus į taikinį. Indija, Pakistanas, Šiaurės Korėja, Irakas, Iranas kuria skirtingo lygio branduolinius ginklus, Vokietija, Izraelis, Pietų Afrika ir Japonija teoriškai turi reikiamų pajėgumų sukurti branduolinį ginklą per gana trumpą laiką.

Sunku pervertinti branduolinių ginklų vaidmenį. Viena vertus, tai yra galinga atgrasymo priemonė, kita vertus, tai yra pati veiksmingiausia priemonė stiprinti taiką ir užkirsti kelią kariniams konfliktams tarp jėgų, turinčių šiuos ginklus. Praėjo 52 metai nuo pirmojo atominės bombos panaudojimo Hirosimoje. Pasaulinė bendruomenė priartėjo prie to suvokimo branduolinis karas neišvengiamai sukels pasaulinę ekologinę katastrofą, dėl kurios tolesnis žmonijos egzistavimas taps neįmanomas. Per metus sukurta teisinius mechanizmus skirtas sumažinti įtampą ir palengvinti konfrontaciją tarp branduolinių valstybių. Pavyzdžiui, buvo pasirašyta daug sutarčių, mažinančių valstybių branduolinį potencialą, pasirašyta Branduolinio ginklo neplatinimo konvencija, pagal kurią valdančiosios šalys įsipareigojo neperduoti šių ginklų gamybos technologijos kitoms valstybėms. , o šalys, kurios neturi branduolinių ginklų, įsipareigojo nesiimti veiksmų, susijusių su plėtra; Galiausiai, visai neseniai supervalstybės susitarė dėl visiško branduolinių bandymų uždraudimo. Akivaizdu, kad branduoliniai ginklai yra svarbiausia priemonė, tapusi ištisos eros tarptautinių santykių ir žmonijos istorijoje reguliavimo simboliu.

atominiai ginklai

BRANDUOLINIS GINKLAS – įtaisas, kuris gauna didžiulę sprogstamą galią iš ATOMO BRANDUOLIŲ SKILDYMO ir BRANDUOLIO sintezės reakcijų. Pirmuosius branduolinius ginklus JAV panaudojo prieš Japonijos miestus Hirosimą ir Nagasakį 1945 m. rugpjūčio mėn. Šias atomines bombas sudarė dvi stabilios doktritinės URANO ir PLUTONIO masės, kurios stipriai susidūrusios sukėlė KRITINĖS MASĖS perteklių. išprovokuoti nekontroliuojamą GRANDINĖS atomų dalijimosi reakciją. Tokių sprogimų metu išsiskiria didžiulis kiekis energijos ir destruktyvios spinduliuotės: sprogimo galia gali prilygti 200 000 tonų trinitrotolueno galiai. Daug galingesnė vandenilio bomba (termobranduolinė bomba), pirmą kartą išbandyta 1952 m., susideda iš atominės bombos, kuri sprogus sukuria pakankamai aukštą temperatūrą, kad sukeltų branduolio sintezę netoliese esančiame kietame sluoksnyje, dažniausiai ličio deterrite. Sprogimo galia gali būti lygi kelių milijonų tonų (megatonų) trinitrotolueno galiai. Tokių bombų sukeltas sunaikinimo plotas pasiekia didelį dydį: 15 megatonų bomba susprogs visas degančias medžiagas 20 km atstumu. Trečiasis branduolinio ginklo tipas, neutronine bomba, yra maža vandenilinė bomba, dar vadinama didelės spinduliuotės ginklu. Tai sukelia silpną sprogimą, tačiau jį lydi intensyvus didelės spartos NEUTRONŲ išsiskyrimas. Sprogimo silpnumas reiškia, kad pastatai nėra labai apgadinti. Kita vertus, neutronai sukelia rimtą spindulinę ligą žmonėms, esantiems tam tikru spinduliu nuo sprogimo vietos, ir per savaitę nužudo visus nukentėjusiuosius.

Iš pradžių atominės bombos sprogimas (A) suformuoja ugnies rutulį (1), kurio temperatūra siekia milijonus laipsnių Celsijaus ir skleidžia spinduliuotę (?) Po kelių minučių (B) rutulio tūris padidėja ir sukuria aukšto slėgio smūgio bangą ( 3). Ugnies kamuolys pakyla (C), susiurbdamas dulkes ir šiukšles ir suformuoja grybų debesį (D). Plečiantis tūriui, ugnies kamuolys sukuria galingą konvekcinę srovę (4), skleidžia karštą spinduliuotę (5) ir sudaro debesį ( 6), kai sprogsta 15 megatonų bomba, sunaikinimas baigtas (7) 8 km spinduliu, stiprus (8) 15 km spinduliu ir pastebimas (I) 30 km spinduliu Net 20 km atstumu (10 ) visos degiosios medžiagos sprogsta per dvi dienas iškritimas tęsiasi su 300 rentgeno radioaktyviąja doze sprogus bombai už 300 km. Prisegtoje nuotraukoje matyti, kaip didelis branduolinio ginklo sprogimas ant žemės sukuria didžiulį grybinį radioaktyvių dulkių ir šiukšlių debesį, kuris gali pasiekti kelių kilometrų aukštį. Tuomet ore esančias pavojingas dulkes vyraujantys vėjai laisvai neša bet kuria kryptimi.Niovėja apima didžiulę teritoriją.

Šiuolaikinės atominės bombos ir sviediniai

Veikimo spindulys

Priklausomai nuo atominio krūvio galios, atominės bombos skirstomos į kalibrus: mažas, vidutinis ir didelis . Norint gauti energiją, lygią mažo kalibro atominės bombos sprogimo energijai, reikia susprogdinti kelis tūkstančius tonų trotilo. Vidutinio kalibro atominės bombos TNT atitikmuo yra dešimtys tūkstančių, o didelio kalibro bombų – šimtai tūkstančių tonų trotilo. Termobranduoliniai (vandeniliniai) ginklai gali turėti dar didesnę galią, jų trotilo ekvivalentas gali siekti milijonus ir net dešimtis milijonų tonų. Atominės bombos, kurių trotilo ekvivalentas yra 1-50 tūkst. tonų, priskiriamos taktinėms atominėms bomboms ir yra skirtos operatyvinėms-taktinėms problemoms spręsti. Taktiniams ginklams taip pat priskiriami: artilerijos sviediniai su atominiu užtaisu, kurių talpa 10-15 tūkst.t, ir atominiai užtaisai (kurių talpa apie 5-20 tūkst.t) priešlėktuviniams valdomiems sviediniams ir sviediniams, naudojamiems naikintuvams apginkluoti. Atominės ir vandenilinės bombos, kurių talpa viršija 50 tūkst. tonų, priskiriamos strateginiams ginklams.

Pažymėtina, kad tokia atominių ginklų klasifikacija yra tik sąlyginė, nes iš tikrųjų taktinių atominių ginklų panaudojimo pasekmės gali būti ne mažesnės nei Hirosimos ir Nagasakio gyventojų patirtos ir net didesnės. Dabar akivaizdu, kad tik vienos vandenilinės bombos sprogimas gali sukelti tokias sunkias pasekmes didžiulėse teritorijose, kurių nesinešė dešimtys tūkstančių praeituose pasauliniuose karuose naudotų sviedinių ir bombų. Ir pakanka kelių vandenilinių bombų, kad didžiulės teritorijos pavirstų dykumos zona.

Branduoliniai ginklai skirstomi į 2 pagrindinius tipus: atominius ir vandenilinius (termobranduolinius). V atominiai ginklai energijos išsiskyrimas vyksta dėl urano ar plutonio sunkiųjų elementų atomų branduolių dalijimosi reakcijos. Vandeniliniuose ginkluose energija išsiskiria dėl helio atomų branduolių susidarymo (arba susiliejimo) iš vandenilio atomų.

termobranduoliniai ginklai

Šiuolaikiniai termobranduoliniai ginklai yra strateginiai ginklai, kuriuos aviacija gali panaudoti sunaikinti svarbiausius pramonės ir karinius objektus už priešo linijų, didieji miestai kaip civilizacijos centrai. Labiausiai žinomas termobranduolinių ginklų tipas yra termobranduolinės (vandenilio) bombos, kurias į taikinį gali nugabenti lėktuvai. Termobranduolinės galvutės taip pat gali būti naudojamos įvairiems tikslams paleisti raketas, įskaitant tarpžemynines balistines raketas. Pirmą kartą tokia raketa SSRS buvo išbandyta dar 1957 m., o šiuo metu tarnauja raketų pajėgose. Strateginis tikslas kelių tipų raketos yra pagrįstos mobiliaisiais paleidimo įrenginiais, siloso paleidimo įrenginiais ir povandeniniais laivais.

Atominė bomba

Termobranduolinių ginklų veikimas pagrįstas termobranduolinės reakcijos su vandeniliu ar jo junginiais panaudojimu. Šiose reakcijose, vykstančiose esant itin aukštai temperatūrai ir slėgiui, energija išsiskiria dėl helio branduolių susidarymo iš vandenilio branduolių arba iš vandenilio ir ličio branduolių. Heliui susidaryti daugiausia naudojamas sunkusis vandenilis - deuteris, kurio branduoliai turi neįprastą struktūrą - vienas protonas ir vienas neutronas. Kai deuteris įkaitinamas iki kelių dešimčių milijonų laipsnių temperatūros, per pirmuosius susidūrimus su kitais atomais jo atomai praranda elektronų apvalkalus. Dėl to terpę, pasirodo, sudaro tik protonai ir elektronai, judantys nepriklausomai nuo jų. Dalelių šiluminio judėjimo greitis pasiekia tokias vertes, kad deuterio branduoliai gali priartėti vienas prie kito ir, veikiant galingoms branduolinėms jėgoms, jungtis tarpusavyje, sudarydami helio branduolius. Šio proceso rezultatas – energijos išlaisvinimas.

Pagrindinė vandenilinės bombos schema yra tokia. Skystas deuteris ir tritis dedami į talpyklą su karščiui nepralaidžiu apvalkalu, kuris padeda ilgą laiką išlaikyti deuterį ir tritį stipriai atšaldytą (išlaikyti jį iš skystos būsenos). agregacijos būsena). Karščiui nepralaidų apvalkalą gali sudaryti 3 sluoksniai, susidedantys iš kietojo lydinio, kieto anglies dioksido ir skysto azoto. Atominis krūvis dedamas šalia vandenilio izotopų rezervuaro. Susprogdinus atominį užtaisą, vandenilio izotopai įkaista iki aukštos temperatūros, susidaro sąlygos įvykti termobranduolinei reakcijai ir vandenilinės bombos sprogimui. Tačiau kuriant vandenilines bombas buvo nustatyta, kad naudoti vandenilio izotopus buvo nepraktiška, nes šiuo atveju bomba taip pat įgyja didelis svoris(daugiau nei 60 tonų), dėl ko nebuvo galima net pagalvoti apie tokių užtaisų panaudojimą strateginiuose bombonešiuose, o juo labiau bet kokio nuotolio balistinėse raketose. Antroji problema, su kuria susidūrė vandenilinės bombos kūrėjai, buvo tričio radioaktyvumas, dėl kurio buvo neįmanoma jo ilgą laiką laikyti.

2 tyrime aukščiau išvardintos problemos buvo išspręstos. Skystieji vandenilio izotopai buvo pakeisti kietu cheminiu deuterio junginiu su ličiu-6. Tai leido žymiai sumažinti vandenilinės bombos dydį ir svorį. Be to, vietoj tričio buvo naudojamas ličio hidridas, dėl kurio buvo galima įdėti termobranduolinius užtaisus ant naikintuvų ir balistinių raketų.

Vandenilinės bombos sukūrimas nebuvo termobranduolinių ginklų kūrimo pabaiga, atsirado vis daugiau jos pavyzdžių, buvo sukurta vandenilio-urano bomba, taip pat kai kurios jos atmainos – itin galingos ir, atvirkščiai, mažos. kalibro bombos. Paskutinis termobranduolinių ginklų tobulinimo etapas buvo vadinamosios „švarios“ vandenilinės bombos sukūrimas.

H-bomba

Pirmieji šios termobranduolinės bombos modifikacijos patobulinimai pasirodė dar 1957 m., po JAV propagandos pareiškimų apie kažkokio „humaniško“ termobranduolinio ginklo sukūrimą, kuris nedaro tiek žalos ateities kartoms, kiek paprasta termobranduolinė bomba. Teiginiuose apie „žmoniją“ buvo dalis tiesos. Nors bombos naikinamoji galia buvo ne mažesnė, tačiau tuo pačiu ji galėjo būti susprogdinta taip, kad stroncis-90, kuris įprastinio vandenilio sprogimo metu ilgam nuodija žemės atmosferą, neišplistų. Viskas, kas yra tokios bombos veikimo zonoje, bus sunaikinta, tačiau sumažės pavojus gyviems organizmams, kurie bus pašalinti iš sprogimo, ir ateities kartoms. Tačiau šiuos kaltinimus paneigė mokslininkai, prisiminę, kad sprogstant atominėms ar vandenilinėms bomboms susidaro didelis kiekis radioaktyvių dulkių, kurios su galingu oro srautu pakyla iki 30 km aukščio, o vėliau palaipsniui nusėda. į žemę dideliame plote, užkrėsdamas ją. Mokslininkų tyrimai rodo, kad prireiks 4–7 metų, kol pusė šių dulkių nukris ant žemės.

Vaizdo įrašas

koncepcija atominis ginklas jungia sprogstamuosius įtaisus, kuriuose sprogimo energija susidaro dalijantis arba susiliejus branduoliams. Siaurąja prasme, pagal atominiai ginklai suprasti sprogstamuosius įtaisus, naudojančius sunkiųjų branduolių dalijimosi metu išsiskiriančią energiją. Prietaisai, kurie naudoja šviesos branduolių sintezės metu išsiskiriančią energiją, vadinami termobranduolinės.

Atominis ginklas

Branduolinė reakcija, kurios energija naudojama branduoliniuose sprogstamuosiuose įtaisuose, susideda iš branduolio dalijimosi, kai šis branduolys užfiksuoja neutroną. Neutrono sugertis gali sukelti beveik bet kurio branduolio skilimą, tačiau daugumos elementų dalijimosi reakcija įmanoma tik tuo atveju, jei neutrono energija, prieš jį sugerdama savo branduolyje, turėjo viršijančią tam tikrą ribinę vertę. Galimybė praktiškai panaudoti branduolinę energiją branduoliniuose sprogstamuosiuose įtaisuose ar branduoliniuose reaktoriuose atsiranda dėl elementų, kurių branduoliai yra suskilę veikiami bet kokios energijos neutronų, įskaitant savavališkai mažus. Šią savybę turinčios medžiagos vadinamos skiliųjų medžiagų.

Vienintelė dalioji medžiaga, randama dideliais kiekiais, yra urano izotopas, kurio branduolio masė yra 235 atominės masės vienetai (uranas-235). Šio izotopo kiekis gamtiniame urane yra tik 0,7%. Likusi dalis yra uranas-238. Kadangi izotopų cheminės savybės yra visiškai vienodos, urano-235 atskyrimas nuo gamtinio urano reikalauja gana sudėtingo izotopų atskyrimo proceso. Dėl to galima gauti labai prisodrintas uranas, kuriame yra apie 94% urano-235, kuris tinkamas naudoti branduoliniuose ginkluose.

Daliąsias medžiagas galima gauti dirbtinai, o praktiniu požiūriu nesunkiausia yra gauti plutonis-239, susidariusį urano-238 branduoliui užfiksavus neutroną (ir vėlesnę tarpinių branduolių radioaktyvaus skilimo grandinę). Panašus procesas gali būti atliekamas naudojant natūralų arba mažai prisodrintą uraną. Ateityje plutonį nuo panaudoto reaktoriaus kuro bus galima atskirti cheminio kuro apdorojimo procese, kuris yra daug paprastesnis nei izotopų atskyrimo procesas, atliekamas gaminant ginklams tinkamo urano.

Pavyzdžiui, branduoliniams sprogstamiesiems įtaisams kurti gali būti naudojamos ir kitos skiliosios medžiagos uranas-233 gaunamas apšvitinant torio-232 branduoliniame reaktoriuje. Tačiau tik uranas-235 ir plutonis-239 buvo panaudoti praktiškai, visų pirma dėl santykinai lengvo šių medžiagų gavimo.

Galimybę praktiškai panaudoti branduolio dalijimosi metu išsiskiriančią energiją lemia tai, kad dalijimosi reakcija gali turėti grandininį, savaime išsilaikantį pobūdį. Kiekviename dalijimosi įvykyje susidaro maždaug du antriniai neutronai, kurie, užfiksuoti skiliosios medžiagos branduolių, gali sukelti jų dalijimąsi, o tai savo ruožtu veda prie dar daugiau neutronų susidarymo. Kai susidaro ypatingos sąlygos, neutronų skaičius, taigi ir dalijimosi aktai, auga iš kartos į kartą.

Skilimo įvykių skaičiaus priklausomybę nuo laiko galima apibūdinti naudojant vadinamąjį neutronų dauginimo koeficientą k, lygų skirtumui tarp neutronų, pagamintų per vieną dalijimosi įvykį, ir neutronų, prarastų dėl absorbcijos, kuri nevykdo, skaičiaus skirtumui. dalijimosi arba dėl to, kad viršija skiliosios medžiagos masę. Taigi parametras k atitinka dalijimosi įvykių, sukeliančių vieno branduolio skilimą, skaičių. Jei parametras k yra mažesnis už vieną, tada dalijimosi reakcija neturi grandininio pobūdžio, nes neutronų, galinčių sukelti dalijimąsi, skaičius yra mažesnis už pradinį jų skaičių. Pasiekus reikšmę k=1, neutronų, sukeliančių dalijimąsi, taigi ir skilimo veiksmus, skaičius iš kartos į kartą nesikeičia. Dalijimosi reakcija įgauna grandininį savaiminį pobūdį. Medžiagos būsena, kurioje ji atsiranda grandininė reakcija vadinamas padalijimu su k=1 kritiškas. Kai k>1, kalbama apie superkritinę būseną.

Skilimo įvykių skaičiaus priklausomybę nuo laiko galima pavaizduoti taip:

N=N o *exp((k-1)*t/T)

N yra bendras per tą laiką įvykusių dalijimosi įvykių skaičius t nuo reakcijos pradžios
N0 yra pirmosios kartos branduolių, kurie dalijasi, skaičius, k yra neutronų dauginimo koeficientas,
T – „kartų kaitos“ metas, t.y. vidutinis laikas tarp nuoseklių dalijimosi įvykių, būdinga vertė kuri yra 10 -8 sek.

Jei darysime prielaidą, kad grandininė reakcija prasideda vienu dalijimosi įvykiu, o dauginimo koeficiento reikšmė yra 2, tuomet nesunku įvertinti kartų skaičių, kurio reikia norint išleisti energiją, lygiavertę 1 kilotonos trinitrotolueno sprogimui (10 12 kalorijų arba 4.1910 12 J). Kadangi kiekvieno dalijimosi metu išsiskiria maždaug 180 MeV (2,910–11 J) energija, turi įvykti 1,4510 23 skilimo veiksmai (tai atitinka maždaug 57 g skiliosios medžiagos dalijimąsi). Panašus skilimų skaičius įvyks per maždaug 53 skiliųjų branduolių kartas. Visas procesas užtruks apie 0,5 mikrosekundės, o didžioji energijos dalis buvo išleista per pastarąsias kelias kartas. Procesą pratęsus vos keliomis kartomis, žymiai padidės išsiskiriančios energijos kiekis. Taigi, norint padidinti sprogimo energiją 10 kartų (iki 100 kt), reikia tik penkių papildomų kartų.

Pagrindinis parametras, lemiantis dalijimosi grandininės reakcijos galimybę ir energijos išsiskyrimo greitį šios reakcijos metu, yra neutronų dauginimo koeficientas. Šis koeficientas priklauso ir nuo skiliųjų branduolių savybių, pvz., antrinių neutronų skaičiaus, dalijimosi ir gaudymo reakcijų skerspjūvių ir nuo išoriniai veiksniai, kurie nustato neutronų praradimą, atsirandantį dėl jų ištrūkimo už skiliosios medžiagos masės ribų. Neutronų pabėgimo tikimybė priklauso nuo geometrinės bandinio formos ir didėja didėjant jo paviršiaus plotui. Neutronų pagavimo tikimybė yra proporcinga daliosios medžiagos branduolių koncentracijai ir kelio, kurį neutronas eina mėginyje, ilgiui. Jei imsime sferinį mėginį, tai didėjant mėginio masei, neutronų gaudymo, sukeliančio dalijimąsi, tikimybė didėja greičiau nei jo ištrūkimo tikimybė, o tai lemia dauginimo koeficiento padidėjimą. Vadinama masė, kuriai esant panašus mėginys pasiekia kritinę būseną (k=1). kritinė masė skiliosios medžiagos. Labai prisodrintam uranui kritinė masė yra apie 52 kg, ginklų klasės plutoniui – 11 kg. Kritinę masę galima sumažinti maždaug perpus, apjuosiant skiliosios medžiagos pavyzdį medžiagos sluoksniu, kuris atspindi neutronus, pavyzdžiui, berilį arba gamtinį uraną.

Grandininė reakcija galima ir esant mažesniam daliosios medžiagos kiekiui. Kadangi surinkimo tikimybė yra proporcinga branduolių koncentracijai, mėginio tankio padidėjimas, pavyzdžiui, dėl jo suspaudimo, gali sukelti kritinės būsenos atsiradimą mėginyje. Būtent šis metodas naudojamas branduoliniuose sprogstamuosiuose įtaisuose, kai subkritinėje būsenoje esanti skiliosios medžiagos masė nukreipiamojo sprogimo būdu perkeliama į superkritinę būseną, dėl kurios užtaisas labai suspaudžiamas. Mažiausias skiliosios medžiagos kiekis, reikalingas grandininei reakcijai atlikti, daugiausia priklauso nuo praktiškai pasiekiamo suspaudimo laipsnio.

Skiliosios medžiagos masės suspaudimo laipsnis ir greitis lemia ne tik skiliosios medžiagos kiekį, reikalingą sprogstamajam įtaisui sukurti, bet ir sprogimo galia. Taip yra dėl to, kad grandininės reakcijos metu išsiskirianti energija lemia greitą skiliosios medžiagos masės kaitinimą ir dėl to šios masės išsiplėtimą. Po kurio laiko įkrova praranda kritiškumą ir grandininė reakcija nutrūksta. Kadangi bendra sprogimo energija priklauso nuo branduolių, kurie sugebėjo dalytis per tą laiką, kai įkrova buvo kritinėje būsenoje, skaičiaus, norint gauti pakankamai didelę sprogimo galią, būtina išlaikyti sprogimo masę. skiliosios medžiagos kritinės būklės kuo ilgiau. Praktiškai tai pasiekiama greitai suspaudžiant užtaisą naudojant nukreiptą sprogimą, todėl tuo metu, kai prasideda grandininė reakcija, skiliosios medžiagos masė turi labai didelę kritiškumo ribą.

Kadangi suspaudimo proceso metu krūvis yra kritinėje būsenoje, būtina pašalinti pašalinius neutronų šaltinius, kurie gali pradėti grandininę reakciją dar prieš krūviui pasiekus reikiamą kritiškumo laipsnį. Anksti prasidėjus grandininei reakcijai, pirma, sumažės energijos išsiskyrimo greitis ir, antra, anksčiau padidės krūvis ir praras kritiškumą. Kai skiliosios medžiagos masė buvo kritinės būklės, grandininės reakcijos pradžią gali duoti savaiminio urano arba plutonio branduolių dalijimosi aktai. Tačiau savaiminio dalijimosi intensyvumas pasirodo esąs nepakankamas, kad būtų užtikrintas reikiamas grandininės reakcijos pradžios momento sinchronizavimo laipsnis su medžiagos suspaudimo procesu ir pakankamas. didelis skaičius Pirmosios kartos neutronai. Norint išspręsti šią problemą branduoliniuose sprogstamosiose įtaisuose, naudojamas specialus neutronų šaltinis, kuris suteikia neutronų „įpurškimą“ į skiliosios medžiagos masę. Neutronų „įpurškimo“ momentas turi būti kruopščiai sinchronizuotas su suspaudimo procesu, nes per anksti prasidėjus grandininei reakcijai greitai prasidės skiliosios medžiagos plėtra ir dėl to žymiai sumažės jo energija. sprogimas.

termobranduoliniai ginklai

Kitas būdas – sukurti daugiapakopius sprogstamuosius įtaisus, kuriuose dėl ypatingos sprogstamojo įtaiso konfigūracijos įprasto branduolinio užtaiso (vadinamojo pirminio užtaiso) energija naudojama tam, kad būtų sukurtos reikiamos temperatūros atskirai įrengtoje. „antrinis“ termobranduolinis krūvis, kurio energija savo ruožtu gali būti panaudota trečiajam krūviui susprogdinti ir kt. Pirmasis tokio įtaiso bandymas - Mike'o sprogimas - JAV buvo atliktas 1952 metų lapkričio 1 dieną, SSRS toks prietaisas pirmą kartą buvo išbandytas 1955 metų lapkričio 22 dieną. Taip suprojektuoto sprogstamojo užtaiso galia gali būti savavališkai didelis. Galingiausias branduolinis sprogimas buvo pagamintas pasitelkus daugiapakopį sprogstamąjį įtaisą. Sprogimo galia siekė 60 Mt, o įrenginio galią panaudojo tik trečdalis.

Branduolinio sprogimo įvykių seka

Didžiulis energijos kiekis, atsirandantis vykstant dalijimosi grandininei reakcijai, sukelia greitą sprogstamojo įtaiso medžiagos įkaitinimą iki maždaug 10 7 K temperatūros. Tokioje temperatūroje medžiaga yra intensyviai spinduliuojanti jonizuota medžiaga. plazma. Šiame etape apie 80% sprogimo energijos išsiskiria elektromagnetinės spinduliuotės energijos pavidalu. Didžiausia šios spinduliuotės energija, vadinama pirmine, patenka į spektro rentgeno diapazoną. Tolesnę įvykių eigą branduolinio sprogimo metu daugiausia lemia pirminės šiluminės spinduliuotės sąveikos su aplinka, supančia sprogimo epicentrą, pobūdis, taip pat šios aplinkos savybės.

Jei sprogimas vyksta mažame atmosferos aukštyje, pirminė sprogimo spinduliuotė sugeriama ore kelių metrų atstumu. Sugeriant rentgeno spindulius susidaro sprogimo debesis, kuriam būdinga labai aukšta temperatūra. Pirmajame etape šis debesis išauga dėl spinduliuotės energijos perdavimo iš karštos vidinės debesies dalies į šaltą aplinką. Dujų temperatūra debesyje yra maždaug pastovi virš jo tūrio ir mažėja, kai ji didėja. Tuo metu, kai debesies temperatūra nukrenta iki maždaug 300 tūkstančių laipsnių, debesų fronto greitis sumažėja iki verčių, panašių į garso greitį. Šiuo metu formavimas šoko banga, kurio priekis „atsiskiria“ nuo sprogimo debesies ribos. 20 kt galios sprogimo atveju šis įvykis įvyksta maždaug po 0,1 ms po sprogimo. Sprogimo debesies spindulys šiuo metu yra apie 12 metrų.

Sprogimo debesies šiluminės spinduliuotės intensyvumą visiškai lemia tariamoji jo paviršiaus temperatūra. Kurį laiką praeinant smūginei bangai įkaitintas oras užmaskuoja sprogimo debesį, sugerdamas jo skleidžiamą spinduliuotę, todėl matomo sprogimo debesies paviršiaus temperatūra atitinka oro temperatūrą už smūginės bangos fronto. , kuris mažėja didėjant priekinės dalies dydžiui. Praėjus maždaug 10 milisekundžių nuo sprogimo pradžios, temperatūra priekyje nukrenta iki 3000°C ir vėl tampa skaidrus sprogimo debesies spinduliuotei. Sprogimo debesies matomo paviršiaus temperatūra vėl pradeda kilti ir, praėjus maždaug 0,1 sek. nuo sprogimo pradžios, pasiekia maždaug 8000°C (20 kt galios sprogimui). Šiuo metu sprogimo debesies spinduliuotės galia yra maksimali. Po to debesies matomo paviršiaus temperatūra ir atitinkamai jo skleidžiama energija greitai krenta. Dėl to pagrindinė spinduliuotės energijos dalis išspinduliuojama greičiau nei per vieną sekundę.

Šiluminės spinduliuotės impulso susidarymas ir smūginės bangos susidarymas įvyksta ankstyviausiuose sprogimo debesies egzistavimo etapuose. Kadangi debesyje yra didžioji dalis radioaktyviųjų medžiagų, susidarančių per sprogimą, tolesnė jo raida lemia radioaktyvių nuosėdų pėdsakų susidarymą. Sprogimo debesiui atvėsus tiek, kad jis nebespinduliuoja matomoje spektro srityje, jo dydžio didėjimo procesas dėl šiluminio plėtimosi tęsiasi ir jis pradeda kilti aukštyn. Keldamasis debesis neša didelę oro ir dirvožemio masę. Per kelias minutes debesis pasiekia kelių kilometrų aukštį ir gali pasiekti stratosferą. Radioaktyviųjų nuosėdų kritimo greitis priklauso nuo kietųjų dalelių, ant kurių jie kondensuojasi, dydžio. Jei jo formavimosi metu sprogimo debesis pasieks paviršių, debesiui kylant įnešamo grunto kiekis bus pakankamai didelis ir radioaktyviosios medžiagos nusės daugiausia ant dirvožemio dalelių, kurių dydis gali siekti kelis milimetrus, paviršiuje. . Tokios dalelės iškrenta ant paviršiaus santykinai arti sprogimo epicentro, o jų radioaktyvumas iškritimo metu praktiškai nesumažėja.

Jei sprogimo debesis neliečia paviršiaus, jame esančios radioaktyviosios medžiagos kondensuojasi į daug mažesnes daleles, kurių būdingi dydžiai yra 0,01-20 mikronų. Kadangi tokios dalelės gali egzistuoti gana ilgą laiką viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, jos išsisklaido labai dideliame plote ir per laiką, praėjusį iki iškritimo į paviršių, turi laiko prarasti didelę savo radioaktyvumo dalį. Tokiu atveju radioaktyvus pėdsakas praktiškai nepastebėta. Mažiausias aukštis, kuriam esant sprogimui nesusidaro radioaktyvus pėdsakas, priklauso nuo sprogimo galios ir yra maždaug 200 metrų 20 kt sprogimo atveju ir apie 1 km, kai sprogimas 1 Mt.

Smūgio banga, kuri susidaro ankstyvose sprogimo debesies egzistavimo stadijose, yra vienas iš pagrindinių žalingų atmosferos branduolinio sprogimo veiksnių. Pagrindinės smūginės bangos charakteristikos yra didžiausias viršslėgis ir dinaminis slėgis bangos fronte. Objektų gebėjimas atlaikyti smūginės bangos poveikį priklauso nuo daugelio veiksnių, tokių kaip laikančiųjų elementų buvimo, statybinės medžiagos, orientacijos priekio atžvilgiu. 1 atm (15 psi) viršslėgis 2,5 km atstumu nuo žemės sprogimo, kurio išeiga yra 1 Mt, gali sunaikinti daugiaaukštį gelžbetoninį pastatą. Kad atlaikytų smūginės bangos poveikį, kariniai įrenginiai, ypač balistinių raketų silosai, suprojektuoti taip, kad galėtų atlaikyti šimtų atmosferų viršslėgį. Teritorijos, kurioje susidaro panašus slėgis 1 Mt sprogimo metu, spindulys yra apie 200 metrų. Atitinkamai, atakuojančių balistinių raketų tikslumas vaidina ypatingą vaidmenį pataikant į įtvirtintus taikinius.

Pradinėse smūgio bangos egzistavimo stadijose jos priekis yra sfera, kurios centras yra sprogimo taške. Frontui pasiekus paviršių, susidaro atspindėta banga. Kadangi atsispindėjusi banga sklinda terpėje, per kurią praėjo tiesioginė banga, jos sklidimo greitis yra šiek tiek didesnis. Dėl to tam tikru atstumu nuo epicentro šalia paviršiaus susilieja dvi bangos, sudarydamos frontą, kuriam būdingos maždaug dvigubai didesnės slėgio vertės. Kadangi tam tikros galios sprogimo atveju atstumas, kuriuo toks frontas susidaro, priklauso nuo sprogimo aukščio, sprogimo aukštis gali būti pasirinktas taip, kad būtų gautos didžiausios viršslėgio vertės tam tikroje srityje. Jei sprogimo tikslas yra sunaikinti įtvirtintus karinius objektus, optimalus sprogimo aukštis yra labai mažas, todėl neišvengiamai susidaro nemažas radioaktyviųjų nuosėdų kiekis.

Kitas žalingas branduoliniams ginklams veiksnys yra skvarbus, kuris yra didelės energijos neutronų ir gama kvantų srautas, susidarantis tiek tiesiogiai sprogimo metu, tiek irnt dalijimosi produktams. Branduolinių reakcijų metu kartu su neutronais ir gama spinduliais susidaro ir alfa bei beta dalelės, kurių įtakos galima nepaisyti dėl to, kad jos labai efektyviai sulaikomos kelių metrų atstumu. Neutronai ir gama kvantai ir toliau išsiskiria gana ilgą laiką po sprogimo, paveikdami radiacinę aplinką. Tikroji skverbiasi spinduliuotė paprastai apima neutronus ir gama kvantus, atsirandančius per pirmąją minutę po sprogimo. Toks apibrėžimas atsirado dėl to, kad per maždaug minutę sprogimo debesis spėja pakilti iki tokio aukščio, kad spinduliuotės srautas paviršiuje taptų beveik nepastebimas.

Prasiskverbiančio srauto intensyvumas ir atstumas, kuriuo jo veikimas gali sukelti didelę žalą, priklauso nuo sprogstamojo įtaiso galios ir jo konstrukcijos. gauto maždaug 3 km atstumu nuo 1 Mt galios termobranduolinio sprogimo epicentro pakanka rimtiems biologiniams pokyčiams žmogaus organizme sukelti. Branduolinis sprogstamasis įtaisas gali būti specialiai suprojektuotas taip, kad padidintų prasiskverbiančios spinduliuotės žalą, lyginant su kitų žalingų veiksnių (vadinamųjų) daroma žala. neutroniniai ginklai).

Procesai, vykstantys per sprogimą dideliame aukštyje, kur oro tankis mažas, šiek tiek skiriasi nuo tų, kurie vyksta sprogimo metu mažame aukštyje. Visų pirma, dėl mažo oro tankio pirminės šiluminės spinduliuotės sugertis vyksta daug didesniais atstumais, o sprogimo debesies dydis gali siekti keliasdešimt kilometrų. Didelę įtaką sprogimo debesies susidarymui pradeda daryti jonizuotų debesies dalelių sąveikos su Žemės magnetiniu lauku procesai. Sprogimo metu susidariusios jonizuotos dalelės taip pat turi pastebimą poveikį jonosferos būklei, todėl radijo bangoms pasklisti sunku, o kartais ir neįmanoma (šiuo efektu galima apakinti radarų stotis).

Vienas iš didelio aukščio sprogimo rezultatų yra galingo sprogimo atsiradimas elektromagnetinis impulsas pasklido labai dideliame plote. Elektromagnetinis impulsas taip pat atsiranda dėl sprogimo mažame aukštyje, tačiau intensyvumas elektromagnetinis laukasšiuo atveju jis greitai mažėja didėjant atstumui nuo epicentro. Sprogimo dideliame aukštyje atveju elektromagnetinio impulso veikimo sritis apima beveik visą Žemės paviršių, matomą iš sprogimo taško.

Jei sprogimas vykdomas po žeme, pradinėje sprogimo stadijoje pirminės šiluminės spinduliuotės sugėrimas į aplinką sukelia ertmės susidarymą, kurio slėgis per mažiau nei mikrosekundę pakyla iki kelių milijonų atmosferų. Be to, per sekundės dalis aplinkinėje uolienoje susidaro smūginė banga, kurios priekis aplenkia sprogimo ertmės plitimą. Smūgio banga sukelia arti epicentro esančios uolos sunaikinimą ir, jai judant, susilpnėja, sukelia daugybę seisminių impulsų, kurie lydi požeminį sprogimą. Sprogimo ertmė ir toliau plečiasi šiek tiek lėčiau nei pradžioje, galiausiai pasiekdama reikšmingą dydį. Taigi, 150 kt galios sprogimo suformuotos ertmės spindulys gali siekti 50 metrų. Šiame etape ertmės sienos yra išlydyta uoliena. Trečiajame etape dujos ertmės viduje atvėsta, o išlydyta uoliena sukietėja apačioje.

Per kitą etapą, kuris gali trukti nuo kelių sekundžių iki kelių valandų, dujų slėgis ertmėje nukrenta taip, kad jos nebeatlaiko apkrovos. viršutiniai sluoksniai uolos, kurios krenta žemyn. Rezultatas yra vertikali cigaro formos struktūra, užpildyta uolienų fragmentais. Šios konstrukcijos matmenys priklauso nuo uolos, kurioje buvo įvykdytas sprogimas, pobūdžio. Viršutiniame šios konstrukcijos gale lieka ertmė, užpildyta radioaktyviomis dujomis. Jei sprogimas įvyko nepakankamai dideliame gylyje, dalis dujų gali iškilti į paviršių.

Yra labiausiai destruktyvus iš visų esamų rūšių ginklai. Branduolinio ginklo atsargų skaičius Žemėje pasiekia tokias proporcijas, kad užtenka mūsų planetą sunaikinti kelis kartus.

Nauja karta gali drastiškai sumažinti branduolinio ginklo pritaikymo slenkstį ir sutrikdyti esamą strateginę pusiausvyrą

2006 m. liepos mėn., vykdydama operacijas prieš Libano „Hezbollah“ kovotojus, Izraelio armija panaudojo vadinamąsias antibunkerio bombas. Tuo pat metu dirvožemio mėginiuose, paimtuose iš bombų piltuvėlių, buvo rasta prisodrinto urano pėdsakų. Tuo pačiu metu nustatyta, kad skilimo fragmentų radioaktyvusis skilimas nebuvo lydimas gama spinduliuotės ir cezio izotopo137 susidarymo, o radiacijos lygis, kuris buvo aukštas piltuvėlių viduje, kelių atstumu sumažėjo maždaug perpus. metrų nuo jų.

Gali būti, kad Izraelis Pietų Libane panaudojo naujos kartos branduolinius ginklus (ŠV). Jis galėjo būti atgabentas į Izraelį iš JAV specialiai bandymams kovinėmis sąlygomis. Ekspertai taip pat siūlo panašių ginklų jau naudojamas Irake ir Afganistane.

Ilgą skilimo laikotarpį turinčių sprogimo produktų nebuvimas, taip pat nežymi radioaktyvioji teritorijos tarša leidžia daryti prielaidą, kad Pietų Libane galėtų būti naudojama vadinamoji „švari“ termobranduolinė amunicija.

Yra žinoma, kad esami termobranduoliniai krūviai nesuteikia pastebimos lokalizacijos (tiek laike, tiek plote) aplinkos radioaktyviojo užterštumo masto, nes jų antrinio bloko veikimą inicijuoja sunkiųjų branduolių dalijimosi reakcija, kurios pasekmė o tai yra būtent ilgalaikis radioaktyvusis vietovės užterštumas.

Iki šiol būtent pastaroji aplinkybė garantavo aukštą slenkstį panaudoti bet kokio tipo dabartinius branduolinius ginklus, įskaitant mažos ir itin mažos galios branduolinius ginklus. Dabar, jei nepriklausomų tyrimų rezultatai atitinka tikrovę, galime kalbėti apie naujos termobranduolinės amunicijos atsiradimą, kurios buvimas eksploatacijoje drastiškai sumažina psichologinį branduolinio ginklo pritaikymo slenkstį.

Tuo pačiu metu „švariai“ termobranduolinei amunicijai šiuo metu netaikomi jokių galiojančių tarptautinių sutarčių apribojimai ir formaliai jos panaudojimo lygis prilygsta įprastinei. tikslūs ginklai(PPO), pastarąją ženkliai lenkiančia griaunamąja galia.

Ekspertai vis dar nesutaria, kiek JAV ir kitos pirmaujančios užsienio valstybės pažengė „švarios“ termobranduolinės amunicijos kūrimo procese.

Tuo tarpu netiesioginis patvirtinimas, kad JAV griežtos paslapties sąlygomis jų kūrimo darbai jau įsibėgėja, yra praktinės dabartinės JAV administracijos veiklos reformuojant strategines puolamąsias pajėgas (SNA) rezultatai. ).

Naujos kartos termobranduolinės amunicijos planus liudija ir JK nuolatinės pastangos, kuriomis siekiama pakeisti esamą strateginių branduolinių pajėgų (SNP) struktūrą ir diegti naują mokslinių tyrimų infrastruktūrą sintezės tyrimams.

Amerikos vadovybė pirmoji tarp pirmaujančių užsienio valstybių suprato, kad tiek dabartiniai „nešvarūs“ strateginiai branduoliniai ginklai, tiek įprastiniai PPO, apie kuriuos daug kalbėta diskusijose apie būtinybę greitai pereiti prie „nebranduolinės“ koncepcijos. atgrasymas“, dabar neleidžia spręsti visų užduočių, priskirtų strateginėms pajėgoms.

Visų pirma, tai susiję su garantuotu priešo strateginių labai saugomų ir stipriai palaidotų taikinių sunaikinimu, taip pat su masinio naikinimo ginklų (MNG) cheminių ir biologinių komponentų neutralizavimu.

Nauja Amerikos branduolinė strategija

2002 m. JAV priimtos naujos branduolinės strategijos analizė rodo, kad „švariems“ termobranduoliniams ginklams priskiriamas perspektyvaus amerikiečio kertinis akmuo. strateginė triada.

Tai taip pat itin gerai dera su neseniai JAV priimta „prevencinių“ branduolinių smūgių koncepcija, pagal kurią JAV ginkluotosios pajėgos gavo teisę naudoti branduolinį ginklą net taikos metu.

Pagrindinės naujosios JAV branduolinės strategijos nuostatos išdėstytos 2002 m. sausio mėn. JAV Kongresui pateiktoje „Nuclear Posture Review“ apžvalgoje (toliau trumpai vadinama „Apžvalga...“).

Šiame koncepcijos dokumente poreikis sukurti ir pradėti naudoti naujos kartos branduolinius ginklus yra pagrįstas taip.

„... Modernus branduolinis arsenalas, vis dar atspindintis to laikotarpio poreikius“ Šaltasis karas“, pasižymi mažu šaudymo tikslumu, ribotomis pakartotinio nukreipimo galimybėmis, didele branduolinių galvučių įkroviklių galia, silosinėmis, sausumos ir jūros balistinėmis raketomis su individualiai nukreiptomis kovinėmis galvutėmis, mažu gebėjimu pataikyti į gilius taikinius“, todėl „... branduolinė strategija paremtas vien strateginių puolamųjų branduolinių pajėgų pajėgumais, negali atgrasyti potencialių priešų, su kuriais Jungtinėms Valstijoms teks susidurti XXI amžiuje.

Toliau „Apžvalgoje...“ suformuluoti pagrindiniai reikalavimai naujos kartos branduoliniams ginklams: „...suteikiant šiuolaikinėms branduolinėms pajėgoms naujus pajėgumus turėtų būti užtikrinta: grėsmę keliančių objektų, tokių kaip itin saugomi ir palaidoti taikiniai, cheminių medžiagų nešėjai ir biologiniai ginklai; mobilių ir judančių taikinių aptikimas ir sunaikinimas; padidinti šaudymo tikslumą; ribojant branduolinių ginklų naudojimo sukeliamą šalutinę žalą.

„Apžvalgoje...“ taip pat teigiama, kad „tokių pajėgumų suteikimas per intensyvius mokslinius tyrimus ir plėtrą bei naujų ginklų sistemų diegimas yra neatidėliotinas reikalavimas kuriant naują triadą“.

Kaip matyti, pateiktoje JAV branduolinių pajėgų plėtros koncepcijoje vienas esminių reikalavimų naujoms branduolinių ginklų rūšims yra šalutinės žalos ribojimas juos naudojant.

Kadangi „grynuose“ termobranduoliniuose šaudmenyse sintezės reakciją turi inicijuoti skilimo reakcijai alternatyvus energijos šaltinis, esminis jų vystymosi momentas yra esamo atominio „saugiklio“ pakeitimas galingu ir kompaktišku „detonatoriumi“.

Šiuo atveju pastarasis turi turėti pakankamai energijos, kad inicijuotų termobranduolinės sintezės reakciją, o pagal savo svorio ir dydžio charakteristikas „tilptų“ į esamų tiekimo transporto priemonių galvos dalis.

Galima tikėtis, kad pagrindiniai naujų branduolinių ginklų žalingi veiksniai bus momentinė gama-neutroninė spinduliuotė, smūginė banga, taip pat šviesos spinduliuotė. Šiuo atveju prasiskverbianti spinduliuotė, kuri yra dalijimosi fragmentų radioaktyvaus skilimo pasekmė, bus gana nereikšminga.

Nemažai ekspertų mano, kad visų pirma naujieji termobranduoliniai ginklai bus naudojami didelio tikslumo aprūpinti. valdomos raketos ir oro bombos. Tuo pačiu metu jo talpa gali svyruoti nuo vienetų iki šimtų ar daugiau tonų TNT ekvivalento.

Tai leis naudoti „švarius“ termobranduolinius ginklus selektyviai sunaikinti priešo taikinius, esančius tiek atvirose vietose (įskaitant mobilieji kompleksai balistines raketas) ir TZSZT, nebijodami ilgalaikės radioaktyviosios zonos užteršimo.

Kadangi radioaktyviųjų nuosėdų nėra, branduolinio ginklo nukentėjusioje teritorijoje antžeminiai daliniai galės veikti per 48 valandas.

Kai TZSZZ sunaikinti bus naudojama naujos rūšies amunicija, įskaitant branduolinių, cheminių ir biologinių ginklų saugyklas, neutronų ir gama spinduliuotę, kuri atsiranda iš karto sprogimo metu, beveik visiškai sugers šalia sprogimo vietos esantys dirvožemio sluoksniai. .

Ekspertų vertinimu, norint sunaikinti daugiau nei 300 metrų gylyje esantį TFGZZ, reikės sukurti termobranduolinę amuniciją, kurios išeiga būtų apie 100 kt ar daugiau.

Pasak amerikiečių ekspertų, „švarios“ termobranduolinės amunicijos panaudojimas kaip priešraketinių raketų (BC PR) galvutės taip pat turėtų gerokai padidinti sukurtų ginklų efektyvumą. nacionalinė sistema PRO.

Tikimasi, kad tokia amunicija turės gana platų įspūdingos galimybės už garantuotą priešo balistinių raketų kovinių galvučių, turinčių MNG, neutralizavimą. Tuo pačiu metu kovinės galvutės PR sumenkinimas virš jos teritorijos, net ir mažame aukštyje, reikšmingų rezultatų nesukels radioaktyvioji tarša aplinką.

Nauja Amerikos struktūra strateginės pajėgos

Dabar išsamiau apsvarstykime pokyčius, kurie turėtų įvykti tiesiogiai Amerikos SNA struktūroje.

Šiuo metu JAV SNA triada susideda iš tarpžemyninių balistinių raketų (ICBM), branduolinių balistinių raketų povandeninių laivų (SSBN) ir strateginių bombonešių (SBA), kurie yra ginkluoti apie 6000 „nešvarių“ branduolinių galvučių (YaBZ).

Naujoji Amerikos branduolinė strategija numato vietoj jos sukurti kokybiškai skirtingą strateginę triadą, kuri apims:

branduoliniai ir nebranduoliniai strateginiai puolimo ginklai;
aktyvūs ir pasyvūs strateginiai gynybiniai ginklai;
atnaujinta karinė, mokslinių tyrimų ir pramonės infrastruktūra.

Išvardytus naujosios triados komponentus į vieną visumą turi sujungti patobulinta ryšių, vadovavimo ir kontrolės, žvalgybos ir prisitaikančio planavimo sistema.

Pirmąjį (šoko) naujosios strateginės triados komponentą savo ruožtu sudarys dvi mažos triados: jėgų triada. pasauliniai streikai"ir senoji sumažintos sudėties SNS triada.

Planuojama, kad „pasaulinio smūgio“ pajėgos bus dislokuotos SBA orlaivių (įskaitant dalį dabartinės JAV SNA aviacijos komponento), daugiafunkcinių branduolinių povandeninių laivų (NPS) ir antvandeninių laivų, gabenančių jūrines sparnuotąsias raketas (SLCM), pagrindu. taip pat ICBM ir SLBM dalys iš SNA.

Tikimasi, kad „pasaulinių smūgių“ pajėgos bus ginkluotos su PPO tiek įprastine, tiek branduoline („švariu“ branduoliniu ginklu) įranga.

Esama SNA triada pagal Sutartį dėl strateginio puolimo potencialo mažinimo bus radikaliai sumažinta. Iki 2012 m. ji turės 17 002 200 operatyviai dislokuotų branduolinių galvučių. Likęs YaBZ bus perkeltas į aktyvų arba pasyvų rezervą.

Abiejų naujosios strateginės triados smūgio komponentų operatyvinė kontrolė šiuo metu patikėta JAV ginkluotųjų pajėgų Jungtinei strateginei vadovybei (USC).

Remiantis USC ir JAV ginkluotųjų pajėgų Jungtinėms komandoms (JC) pavestomis užduotimis priešakinėse zonose, galima daryti prielaidą, kad „pasaulinių smūgių“ pajėgos bus panaudotos operatyviai vykdyti prevencinius smūgius prieš strateginį priešą. taikinius bet kuriame taške pasaulis, taip pat kovinėms operacijoms regioniniuose konfliktuose.

Senosios SNA triados branduolinės pajėgos, kurios išsaugos esamus strateginių branduolinių ginklų tipus, ir toliau vykdys strateginio branduolinio atgrasymo uždavinius. Iš esmės pasikeitus karinei-politinei situacijai, jie bus naudojami „antijėginiams“ arba „antivertiniams“ branduolinių raketų smūgiams prieš svarbiausius priešo strateginius taikinius, kuriais pirmiausia laikomos Rusija ir Kinija. būti.

Antrasis JAV strateginės triados komponentas taip pat sudarytas iš dviejų komponentų: smogiančių (aktyviųjų) pajėgų, skirtų greitai sunaikinti priešo raketų sistemas jų pozicinėse zonose, taip pat priešraketinės gynybos pajėgas, kurios perimtų paleistas balistines raketas ir jų kovines galvutes (pasyviosios pajėgos). .

2003 m. JAV denonsavo Sistemų apribojimo sutartį priešraketinės gynybos. Ši aplinkybė leidžia jiems pradėti neribotą bet kokios klasės priešraketinių sistemų kūrimą, bandymus ir dislokavimą, dislokuojant jų komponentus tiek JAV teritorijoje, tiek užsienyje.

Naujoji termobranduolinė amunicija organiškai „įsilieja“ į trečiojo Amerikos strateginės triados komponento – atnaujintos gynybos infrastruktūros – sukūrimo planus.

Remiantis Amerikos vadovybės planais, ji raginama greitai sukurti, išbandyti, gaminti ir pradėti naudoti pažangias puolimo ir gynybos sistemas, įskaitant branduolines, reaguojant į bet kokias kylančias grėsmes.

Šiuo metu JAV yra dislokuota galinga bandymų bazė, skirta termobranduolinės sintezės problemai tirti trijose skirtingose srityse. Neabejotina, kad ši bazė bus naudojama ne tik pramoninei termobranduolinės energijos plėtrai, bet ir naujų termobranduolinių užtaisų kūrimui.

Taigi, Livermore laboratorijoje. Lawrence (Kalifornija) branduoliniams bandymams imituoti buvo sukurtas galingiausias pasaulyje lazerinis termobranduolinis objektas (LTU) NIF (National Ignition Facility), galintis realizuoti gamtoje stebimas temperatūras ir slėgius tik žvaigždžių centre. Apskaičiuota, kad iki 2008 m. bendra įrengimo kaina sieks 3,3 mlrd.

Tais pačiais tikslais Los Alamos nacionalinė laboratorija (Naujoji Meksika) ir Oro pajėgų tyrimų laboratorija (Kirtlando oro pajėgų bazė) kartu naudoja MTF (magnetizuoto taikinio sintezės) įrenginį.

Siekdama tirti fizinius procesus su dideliu energijos tankiu, Sandijos nacionalinė laboratorija (Albuquerque) modernizuoja galingą elektros impulsų generatorių, vadinamąjį „Zmachine“.

Naujų tipų branduolinių ginklų sukurti neįmanoma be branduolinių bandymų. Dėl šios priežasties Busho administracija atsisakė pakartotinai teikti Visuotinio branduolinių bandymų uždraudimo sutartį JAV Senatui ratifikuoti.

Todėl, nepaisydamos šios sutarties teisinės bazės, JAV užtikrino sau galimybę bet kuriuo jai patogiu metu įgyvendinti bet kokią branduolinių bandymų programą.

Lygiagrečiai su moksliniai tyrimai Jungtinės Valstijos aktyviai imasi priemonių, kad nuo 36 iki 12 mėnesių sutrumpėtų laikas, per kurį bandymų aikštelė Nevadoje būtų pasirengusi atnaujinti po žeme. branduoliniai sprogimai.

Prevencinių branduolinių smūgių strategija

2005 m. JAV padarė svarbių branduolinės strategijos pakeitimų.

Pagal „prevencinių smūgių“ koncepciją, kuri geriau žinoma kaip „Bušo doktrina“, JAV kariuomenė gavo teisę taikos metu pradėti prevencinius smūgius. branduolinių smūgiųšalių, iš kurių gali kilti grėsmė Nacionalinė apsauga JAV ar jos sąjungininkės.

Ypatingai pabrėžtina, kad ši doktrina numato galimybę grąžinti JAV oro pajėgoms ir kariniam jūrų laivynui (pirmiausia antvandeniniams karo laivams ir povandeniniams laivams) 1991 metais pašalintus taktinių branduolinių ginklų nešiklius.

Reikia pridurti, kad JAV beveik baigta dislokuoti strateginę smogimo sistemą, paremtą Ohajo tipo branduoliniais povandeniniais laivais (SSGN), aprūpintais sparnuotosiomis raketomis Tomahawk Block IV, kurios yra optimali priemonė tiekti naujus branduolinius ginklus į taikinius. .

Pagal savo eksploatacines charakteristikas Tomahawk Block IV SLCM yra pažangiausia šios klasės sparnuotoji raketa. Maksimalus jo skrydžio nuotolis – jau 2800 km. Raketa gali prasiskverbti tikslinėje zonoje 2 valandas jos paieškai ar papildomai žvalgybai. Įrengus SLCM palydovinio ryšio kanalą, taip pat galima pakartotinai nukreipti raketą skrendant.

Kiekvienas Ohajo klasės SSGN gali talpinti iki 154 SLCM.

2006 m. JK (po JAV) pradėjo radikalų branduolinio atgrasymo doktrinos peržiūrą.

Šiuo metu Didžiosios Britanijos strateginės branduolinės pajėgos yra pagrįstos keturiais Vanguard klasės raketas nešančiais povandeniniais laivais, kurių kiekvienas aprūpintas 16 balistinių raketų Trident-2 su keliomis kovinėmis galvutėmis. Atrodo, kad dabartinės britų strateginės branduolinės pajėgos yra pasenęs konfrontacijos su šiuolaikine modelis branduolinė grėsmė ir labiau atitinka Šaltojo karo realijas nei šiandien. Alternatyvi esamos Vanguard sistemos versija bus ginklų sistema, dislokuota branduolinių sparnuotųjų raketų aprūpintų povandeninių laivų pagrindu. Pabrėžiama, kad norint laikytis Branduolinio ginklo neplatinimo sutarties, sparnuotųjų raketų galvutes turi sukurti pati JK, o ne gauti iš JAV.

JK jau pradėjo konvertuoti savo daugiafunkcinius branduolinius povandeninius laivus į Tomahawk SLCM IV bloko modifikacijos laivus.

Branduolinis povandeninis laivas „Trafalgar“ tapo pirmuoju Britanijos laivyno laivu, galinčiu paleisti šias raketas. Laive buvo įdiegta naujausia Tomahawk SLCM gaisro valdymo sistema (TTWCS), kurią sukūrė amerikiečių kompanija Lockheed Martin, ir dvipusio palydovinio ryšio sistema TSN (Tomahawk Strike Network), skirta šios modifikacijos SLCM pakartotinai nukreipti skrydžio metu.

Pateikta Didžiosios Britanijos strateginių branduolinių pajėgų plėtros versija nėra kažkas naujo. Dar aštuntojo dešimtmečio viduryje. Didžiosios Britanijos gynybos ministerija išnagrinėjo klausimą dėl amerikietiškų Tomahawk tipo SLCM panaudojimo branduolinėje įrangoje, kad būtų galima naudoti savo strateginėse branduolinėse pajėgose. Tačiau 1979 m. dėl daugelio priežasčių Didžiosios Britanijos vyriausybė atsisakė šios galimybės ir pasirinko dabartinius Wangard klasės SSBN su Trident-2 SLBM.

Kartu su naujos branduolinio atgrasymo doktrinos kūrimu JK vykdoma nemažai programų, skirtų branduolinei infrastruktūrai plėtoti, kurios gali prireikti norint sukurti branduolinius ginklus, skirtus aprūpinti naująją Britanijos strateginių branduolinių pajėgų sudedamąją dalį.

Tuo pat metu Didžioji Britanija (kaip ir JAV) sutelkia savo pastangas kurdama bandymų bazę, skirtą termobranduolinės sintezės problemai tirti. Šiuo atžvilgiu tikimasi, kad po JAV „švari“ termobranduolinė amunicija netrukus pasirodys atnaujintose britų strateginėse branduolinėse pajėgose.

2005 m. vasarą Didžiosios Britanijos parlamento Bendruomenių rūmų Atrinkto gynybos komiteto posėdyje buvo paskelbta apie JK branduolinių ginklų kūrimo tyrimų centro išplėtimą. Aldermastono mieste (Berkšyras) pradėtas statyti apie milijardą svarų sterlingų vertės LTU, o iki 2008 metų šiame centre paskelbtas papildomas daugiau nei 1000 specialistų samdymas.

Anot spaudos, pradėjus eksploatuoti naująjį LTU „Orion“, jis turėtų užtikrinti branduolinės reakcijos sąlygomis vykstančių fizikinių procesų atkūrimą. Neperžengiant Visapusiško branduolinių bandymų uždraudimo sutarties, kurios šalis yra JK, taikymo srities, LTU taip pat bus naudojama kuriamo YaBZ elementams išbandyti.

Taigi galima daryti prielaidą, kad artimiausiu metu JK daugiausia dėmesio skirs naujos strateginės branduolinės „diados“ kūrimui, kurią sudarys keturi Vanguard klasės SSBN su Trident-2 SLBM ir keli Trafalgar klasės SSBN, aprūpinti Tomahawk SLCM. su „švaria“ termobranduoline amunicija.

„Vanguard“ tipo SSBN bus naudojami atnaujintose britų strateginėse branduolinėse pajėgose mažiausiai iki 2020–2025 m., kai baigsis „Trident2“ balistinių raketų tarnavimo laikas.

Skaičiuojama, kad naujos strateginės „diados“ sukūrimui Britanija galėtų išleisti apie 20 mlrd.

Apibendrinant reikėtų atkreipti dėmesį į vieną svarbią aplinkybę. Sėkmingai sukūrus naujos kartos branduolinius ginklus, JAV ir Didžioji Britanija įgyja reikšmingą karinį techninį pranašumą strateginiai ginklai. Dabartiniai „nešvarūs“ strateginiai branduoliniai ginklai apskritai jiems tampa nebereikalingi.

Šiuo atžvilgiu reikia pasiruošti, kad JAV ir Didžioji Britanija, remdamosi teze apie „nešvarių“ branduolinių ginklų keliamą grėsmę pasaulio civilizacijai, gali sugalvoti iniciatyvą jį apskritai uždrausti. Tuo pačiu metu ginkluotas branduolinės šalys turėtų likti tik „švarūs“ termobranduoliniai ginklai, kuriuose sintezės reakcijose turėtų išsiskirti ~ 99% energijos.

Akivaizdu, kad termobranduolinė amunicija, kuri dabar sudaro branduolinių valstybių strateginių ginklų pagrindą, tokių nesutiks. aukštus reikalavimus.

Taigi, naudodamosi kontroliuojamomis tarptautinėmis organizacijomis, JAV ir JK gali pastatyti tam tikrą mokslinį ir techninį barjerą prieš kitus branduolinio klubo narius. Tai gali būti, pavyzdžiui, tarptautiniai įsipareigojimai sukurti ir pradėti naudoti tik termobranduolines galvutes, kurių suskaidymo aktyvumas yra mažesnis nei vienas procentas.

Tam reikės, kad kitos branduolinės valstybės skubiai sukurtų galingą tyrimų, gamybos ir bandymų bazę, o tai turės didelių finansinių ir laiko sąnaudų.

Kartu esamas karinis-techninis rezervas „švarios“ termobranduolinės ginkluotės srityje leis JAV ir Didžiajai Britanijai įgyti vienašalių karinių-politinių pranašumų gana ilgą laiką.

Šiuo būdu:

JAV ir Didžioji Britanija aktyviai kuria naujos kartos branduolinius ginklus, kurių panaudojimas leidžia užtikrinti netiesioginės žalos apribojimą. Šiuo atžvilgiu jie pradėjo radikaliai reformuoti savo strateginių branduolinių pajėgų struktūrą ir sudėtį, taip pat formas ir metodus. koviniam naudojimuišios jėgos.
Nauji branduoliniai ginklai nepatenka į visų galiojančių tarptautinių sutarčių, susijusių su branduolinių ginklų kūrimu, bandymais, platinimu ar naudojimu, teisinę sistemą.
Naujos kartos branduolinių ginklų priėmimas leidžia žymiai sumažinti branduolinių ginklų panaudojimo slenkstį ir praktiškai panaikinti skirtumą tarp jų ir bendrosios paskirties PPO kovinio panaudojimo požiūriu.
Rusijos Federacija turi skubiai imtis tinkamų priemonių, kad sustiprintų vidaus atgrasymo pajėgumus.