Små atomsprænghoveder med lavt udbytte har historisk set været uheldige. I de velsignede tider, hvor nukleare ladninger af alle typer aktivt blev udviklet og testet, var der ingen passende isotop for dem. Kun plutonium-239 og uran-235 var tilgængelige, og du kunne ikke lave en kompakt atomladning ud af dem. Det amerikanske W54 -sprænghoved, der vejer 23 kg, så naturligvis meget positivt ud på baggrund af "Fat Man", der vejede 4,6 tons, men det var stadig ikke så kompakt, som vi gerne ville.
Dette sprænghoved var tilsyneladende et af de sidste, som faktisk blev testet af en atomeksplosion. Det efterfølgende moratorium for atomprøvninger bremsede arbejdet kraftigt, hvilket hovedsageligt forblev kraftfulde produkter i atomarsenalet. Nu hvor det ikke -spredte og begrænsende nukleare regime ser ud til at være ved at være udtømt, er det muligt at vende tilbage til udviklingen af nye typer af nukleare afgifter, der kan diversificere atomkrig.
Americium er den bedste kandidat
Plutonium som påfyldning af en atomladning er godt for alle, kun det tillader ikke at skabe en virkelig kompakt ladning, da den har en ret stor kritisk masse - 10,4 kg. Med en plutoniumtæthed på 19,8 g pr. Kubikcentimeter vil kuglens volumen være 525,2 kubikmeter. cm, og dens diameter er 10, 1 cm. Desuden må man for at knalde ikke tage én kritisk masse, men lidt mere, f.eks. 1, 2 eller 1, 35 kritisk masse. Dette skyldes det faktum, at detonationssystemet og neutronsikringen i en kompakt ladning ikke er så gode som i en luftbombe eller missilstridshoved, og for at opnå denne effekt skal man have et større udbud af sprækkeligt materiale. Derfor brugte kompakte plutoniumladninger normalt 13-15 kg plutonium (for 13 kg er kuglens diameter 10,7 cm), dannet til en ægformet eller cylindrisk kerne.
I princippet viste det sig, selv om det var tungt, men ganske velegnet til store kaliberartilleri, missiler og miner, ladninger i effektområdet fra flere hundrede kg til 10-15 kt TNT-ækvivalent. Men der var en alvorlig indvending: hvorfor bruge plutonium af ædle våben til en laveffektladning, hvis du kan lave en termonuklear ammunition med en uforligneligt større kraft? Et 400 kiloton sprænghoved vil opnå en effekt, der er meget større end 10-15 kt eller endnu mindre.
Generelt var der to grunde til pensionering af lavenergi-atomafgifter: ikke for kompakte dimensioner, hvilket gjorde det svært at bruge dem, og militærøkonomiske argumenter for irrationel at bruge den værdifulde isotop.
I 1950'erne var der ikke noget, der kunne erstatte uran og plutonium som isotoper af våbenklasse. Men der er gået noget tid siden, og en god kandidat er dukket op - americium -242. Denne isotop dannes under forfaldet af plutonium-241 (dannet under optagelse af en neutron af uran-238) og er indeholdt i plutoniumbehandlingsaffald og brugt atombrændstof (SNF). Efter 26 år vil alt plutonium-241 henfalde til americium-241, hvis halveringstid er meget længere-432,2 år. Således skulle SNF aflæsses fra reaktorer og lagres i slutningen af 1980'erne og begyndelsen af 1990'erne allerede skulle indeholde en betydelig mængde americium-241. Dens isolation, så vidt det kan bedømmes, giver ikke særlige vanskeligheder.
Hvis am-241 bestråles med neutroner, vil der blive opnået en endnu mere bemærkelsesværdig isotop af americium-242m. Da en reaktor baseret på americium-242 blev designet i Obninsk, beregnet til at opnå neutronstråling til medicinske formål, blev der givet nogle data om dets produktion. 1 gram am-242m dannes ved bestråling af 100 gram am-241 (det blev opnået ved den nu demonterede BN-350-reaktor i Shevchenko, Kasakhstan), og for at opnå denne mængde er det nok at behandle 200 kg ældet SNF. Vi har mange af disse ting: cirka 20 tusinde tons brugt atombrændstof og en årlig produktion på cirka 200 tons mere. Den akkumulerede SNF er tilstrækkelig til at producere ca. 1000 kg am-242m.
Hvad er AM-242M godt til? Ekstremt lav kritisk masse. Den rene isotop har en kritisk masse på kun 17 gram. Med en tæthed på americium på 13,6 g pr. Kubikcentimeter vil det være en kugle med en diameter på 1,33 cm. Hvis vi tager 1,35 af den kritiske masse, vil bolden være 1,45 cm i diameter. Med en reflektor og et sprængningssystem, det er ganske muligt at holde sig inden for størrelsen 40 mm projektil. Energifrigivelsen af 1 g am-242m svarer cirka til 4,6 kg TNT, så en sådan ladning med 22,9 g af isotopen vil give cirka 105 kg TNT.
En blanding af am-241 og am-242m kan bruges. Med indholdet af sidstnævnte på 8%vil den kritiske masse være 420 gram. Kuglens diameter vil være 3,8 cm. Det kan være en kernegranat til et RPG, en mine til en 82 mm mørtel og så videre. Energiudgivelsen vil være omkring 2 tons TNT -ækvivalent.
Generelt den bedste kandidat til udfyldningsrollen for meget kompakte nukleare afgifter, op til småkaliber atomprojektiler. Americium er også godt ved, at det udsender lidt varme under henfald, næsten ikke varmes op, og derfor kræver opbevaring af atomkraft ammunition fyldt med americium ikke køleskabe. Den lange halveringstid: am-241-433, 2 år, am-242m-141 år, tillader også produktion og akkumulering af americium til fremtidig brug. Sådan ammunition kan opbevares i 30-40 år uden væsentlige ændringer i deres egenskaber, mens plutonium skal sendes til rengøring fra henfaldsprodukter efter 10-15 år.
Den amerikanske ladning kan bruges alene såvel som en atom-neutronsikring til mere kraftfulde ladninger. Hvis det viser sig, at en americium -ladning kan starte en termonuklear reaktion (hvilket meget vel kan være), så åbnes muligheden for at skabe meget kompakte og lette, men samtidig kraftfulde termonukleære ladninger.
Sprænghoved til guidede missiler
Et vigtigt spørgsmål er, hvad sådan en meget kompakt amerikansk ladning kan bruges til. For eksempel vil vi tage en afgift udstyret med omkring 500 gram americium og en energifrigivelse på 2, 3-2, 5 tons TNT-ækvivalent. Den samlede vægt af dette produkt kan være så lav som 2-3 kg. Hvor og hvordan kan det anvendes?
Overflade-til-luft og luft-til-luft missiler, det vil sige luftværn og luftfart missiler, designet til at ødelægge fly. For et fly er et overtryk på 0,2 kgf / cm2 bestemt farligt (belastningen på vingen af Su-35 kan f.eks. Nå 0,06 kgf / cm2). En eksplosion af en kompakt atomladning med en kapacitet på 2,3 tons vil skabe et sådant overtryk i en afstand på omkring 210 meter, og et overtryk på 1,3 kgf / cm2, hvor ødelæggelsen af flyet helt sikkert vil forekomme, vil skabe en eksplosion i en afstand af 60 meter. Nærhedssikringer af flymissiler starter normalt en ladning i en afstand af 3-5 meter fra målet, og i dette tilfælde skinner målflyet bestemt ikke noget godt - garanteret nederlag! Fine stænk af metal og en sky af radioaktive dampe.
Anti-skib missiler. Små anti-skib missiler, såsom Kh-35 og lignende, de mest bekvemme til brug (der er fly, helikopter, skib, jord og endda container affyringsramper), desværre, er så svage, at de ikke kan synke, men endda alvorligt ødelægge ethvert stort skib. Dette ses tydeligt ved affyringen mod det nedlagte tanklandingsskib USS Racine (LST-1191). Det blev ramt af 12 anti-skib missiler, svarende til Kh-35, og skibet forblev flydende. De sluttede kun med ham med en torpedo. Dette er ikke overraskende, hvis missilernes sprænghoved har en vægt på 150-250 kg, og deres effekt er relativt lav. At udstyre X-35-missilet med en amerikansk atomladning med ovenstående egenskaber gør dette missil meget farligere selv for store skibe. Hvis en destroyer i Arleigh Burke-klasse bliver ramt af sådan et missil, vil det i bedste fald kræve langvarige fabriksreparationer. Men man kan også regne med at synke, da en eksplosion af en sådan kraft meget vel kan ødelægge skibets skrog.
Torpedoer. Generelt gør en afgift med en kapacitet på 2,3 tons TNT, installeret i en torpedo, endda ikke den mest moderne, den til et overbevisende argument mod selv store skibe og skibe.
ATGM. Hvis vægten af hele ammunitionen er i området 2-3 kg, kan de udstyres med missiler til anti-tank missilsystemer, for eksempel "Kornet". Den har en god skydebane, op til 5, 5 km, hvilket gør det ganske sikkert at bruge en kompakt og lav effekt nukleart opladning. Enhver, selv den nyeste og mest beskyttede tank, vil med garanti blive ødelagt af et sådant missil.
Allerede fra denne meget korte gennemgang er det klart, at den bedste transportør til sådanne meget kompakte atomafgifter er forskellige typer af guidede missiler. Den amerikanske afgift vil vise sig at være ret dyr, og det vil ikke være muligt at producere så mange af dem, flere hundrede, måske op til tusind stykker. Derfor skal de skyde på noget værdifuldt og vigtigt, som i det mindste økonomisk vil retfærdiggøre brugen af det. Mål: fly, skibe, luftforsvarssystemer, radarer, muligvis også de nyeste (det vil sige de dyreste) tanke og selvkørende kanoner. Kombinationen af præcisionen af guidede missiler med det meget højere udbytte af en amerikansk ladning i forhold til standard sprængstoffer ville gøre et sådant våben meget effektivt.
