Små og kjernefysiske kjernehoder har historisk sett vært uheldig. I de velsignede tider, da kjernefysiske ladninger av alle typer ble aktivt utviklet og testet, var det ingen passende isotop for dem. Bare plutonium-239 og uran-235 var tilgjengelig, og du kunne ikke lage en kompakt atomladning ut av dem. Selvfølgelig så det amerikanske W54 -stridshodet som veide 23 kg veldig gunstig ut på bakgrunn av "Fat Man" som veide 4,6 tonn, men det var fremdeles ikke så kompakt som vi skulle ønske.
Dette stridshodet var tilsynelatende en av de siste, som faktisk ble testet av en atomeksplosjon. Det påfølgende moratoriet på atomprøve forsinket arbeidet kraftig, på grunn av hvilket hovedsakelig kraftige produkter forble i atomarsenalet. Nå som kjernefysisk ikke -spredning og begrensningsregime ser ut til å være på nippet til å bli utmattet, er det mulig å gå tilbake til utviklingen av nye typer kjernefysiske avgifter som kan diversifisere atomkrig.
Americium er den beste kandidaten
Plutonium som fylling av en atomladning er bra for alle, bare det tillater ikke å lage en virkelig kompakt ladning, siden den har en ganske stor kritisk masse - 10,4 kg. Med en plutoniumtetthet på 19,8 g per kubikkcentimeter vil kulevolumet være 525,2 kubikkmeter. cm, og dens diameter er 10, 1 cm. I tillegg må man ikke ta en kritisk masse, men litt mer, si 1, 2 eller 1, 35 kritisk masse for å slå. Dette skyldes det faktum at detonasjonssystemet og nøytronsikringen i en kompakt ladning ikke er like gode som i en luftbombe eller missilstridshode, og for å oppnå denne effekten må man ha større tilførsel av splittbart materiale. Derfor bruker kompakte plutoniumladninger vanligvis 13-15 kg plutonium (for 13 kg er ballens diameter 10,7 cm), formet til en eggformet eller sylindrisk kjerne.
I prinsippet, selv om det var tungt, men ganske egnet for store kaliber artilleri, raketter og gruver, viste det seg at ladninger i kraftområdet fra flere hundre kg til 10-15 kt TNT-ekvivalent. Men det var en alvorlig innvending: hvorfor bruke dyrebart våpen av plutonium for lav effekt, hvis du kan lage en termonukleær ammunisjon med en makeløs større kraft? Et 400 kiloton stridshode vil oppnå en effekt som er mye større enn 10-15 kt eller enda mindre.
Generelt var det to årsaker til pensjonering av lavkrafts atomavgifter: ikke for kompakte dimensjoner, som gjorde det vanskelig å bruke dem, og militærøkonomiske argumenter for irrasjonaliteten i å bruke den verdifulle isotopen.
På 1950-tallet var det ingenting som kunne erstatte uran og plutonium som isotoper av våpenklasse. Men det har gått en tid siden den gang, og en god kandidat har dukket opp - americium -242. Denne isotopen dannes under forfallet av plutonium-241 (dannet under fangst av et nøytron av uran-238), og er inneholdt i plutoniumbehandlingsavfall og brukt kjernebrensel (SNF). Etter 26 år vil alt plutonium-241 forfalle til americium-241, hvis halveringstid er mye lengre-432,2 år. Dermed burde SNF losset fra reaktorer og lagret på slutten av 1980-tallet og begynnelsen av 1990-tallet allerede inneholde en betydelig mengde americium-241. Isolasjonen, så langt det kan dømmes, byr ikke på noen spesielle vanskeligheter.
Hvis am-241 bestråles med nøytroner, vil en enda mer bemerkelsesverdig isotop av americium-242m oppnås. Siden en reaktor basert på americium-242 ble designet i Obninsk, beregnet på å skaffe nøytronstråling til medisinske formål, ble det gitt noen data om produksjonen. 1 gram am-242m dannes ved bestråling av 100 gram am-241 (den ble oppnådd ved den demonterte BN-350-reaktoren i Shevchenko, Kasakhstan), og for å oppnå denne mengden er det nok å behandle 200 kg eldre SNF. Vi har mye av dette: omtrent 20 tusen tonn brukt atombrensel og en årlig produksjon på rundt 200 tonn mer. Den akkumulerte SNF er tilstrekkelig til å produsere omtrent 1000 kg am-242m.
Hva er AM-242M bra for? Ekstremt lav kritisk masse. Den rene isotopen har en kritisk masse på bare 17 gram. Med en tetthet på americium på 13,6 g per kubikkcentimeter vil det være en ball med en diameter på 1,33 cm. Hvis vi tar 1,35 av den kritiske massen, vil ballen ha en diameter på 1,45 cm. Med en reflektor og et sprengningssystem, det er fullt mulig å holde seg innenfor prosjektilet i størrelsen 40 mm. Energiutslipp av 1 g am-242m tilsvarer omtrent 4,6 kg TNT, slik at en slik ladning med 22,9 g av isotopen vil gi omtrent 105 kg TNT.
En blanding av am-241 og am-242m kan brukes. Med innholdet i sistnevnte på 8%, vil den kritiske massen være 420 gram. Diameteren på ballen vil være 3,8 cm. Det kan være en atomgranat for en RPG, en gruve for en 82 mm mørtel, og så videre. Energiutgivelsen vil være omtrent 2 tonn TNT -ekvivalent.
Generelt sett den beste kandidaten for fyllingsrollen for svært kompakte kjernefysiske avgifter, opp til småkaliber atomprosjektiler. Americium er også bra ved at det avgir liten varme under forfallet, nesten ikke varmes opp, og derfor krever lagring av kjernefysisk ammunisjon fylt med americium ikke kjøleskap. Den lange halveringstiden: am-241-433, 2 år, am-242m-141 år, tillater også produksjon og akkumulering av americium for fremtidig bruk. Slik ammunisjon kan lagres i 30-40 år uten vesentlige endringer i egenskapene, mens plutonium bør sendes for rengjøring fra forfallsprodukter etter 10-15 år.
Den amerikanske ladningen kan brukes alene, så vel som en atom-nøytronsikring for kraftigere ladninger. Hvis det viser seg at en americium -ladning kan starte en termonukleær reaksjon (noe som godt kan være), vil muligheten for å lage veldig kompakte og lette, men samtidig kraftige termonukleære ladninger åpne seg.
Stridshode for guidede missiler
Et viktig spørsmål er hva en så kompakt amerikansk ladning kan brukes til. For eksempel tar vi en ladning utstyrt med omtrent 500 gram americium og en energifrigjøring på 2, 3-2, 5 tonn TNT-ekvivalent. Totalvekten til dette produktet kan være så lav som 2-3 kg. Hvor og hvordan kan det brukes?
Overflate-til-luft og luft-til-luft-missiler, det vil si luftfartøyer og luftfartsmissiler, designet for å ødelegge fly. For et fly er et overtrykk på 0,2 kgf / cm2 definitivt farlig (belastningen på vingen på Su-35 kan for eksempel nå 0,06 kgf / cm2). En eksplosjon av en kompakt atomladning med en kapasitet på 2,3 tonn vil skape et slikt overtrykk i en avstand på omtrent 210 meter, og et overtrykk på 1,3 kgf / cm2, der ødeleggelsen av flyet sikkert vil oppstå, vil skape en eksplosjon i en avstand på 60 meter. Nærhetssikringer av flyraketter starter vanligvis en lading i en avstand på 3-5 meter fra målet, og i dette tilfellet lyser målflyet definitivt ikke noe godt - garantert nederlag! Fine sprut av metall og en sky av radioaktive damper.
Anti-skip missiler. Små anti-skip missiler, for eksempel Kh-35 og lignende, de mest praktiske for bruk (det er fly, helikopter, skip, bakken og til og med containerskyttere), dessverre, er så svake at de ikke kan synke, men til og med alvorlig skade et stort skip. Dette ses tydelig ved skytingen mot det nedlagte tanklandingsskipet USS Racine (LST-1191). Det ble truffet av 12 anti-skip-missiler, lik Kh-35, og skipet holdt seg flytende. De avsluttet med ham bare med en torpedo. Dette er ikke overraskende hvis rakettens hodehode har en vekt på 150-250 kg og effekten er relativt lav. Å utstyre X-35-missilet med en amerikansk atomladning med de ovennevnte egenskapene gjør dette missilet mye farligere selv for store skip. Hvis en ødelegger i Arleigh Burke-klasse blir truffet av en slik rakett, vil den på sitt beste kreve langvarige fabrikkreparasjoner. Men man kan også regne med å synke, siden en eksplosjon av slik kraft godt kan ødelegge skipets skrog.
Torpedoer. Generelt gjør en ladning med en kapasitet på 2,3 tonn TNT, installert i en torpedo, selv ikke den mest moderne, den til et overbevisende argument mot selv store skip og skip.
ATGM. Hvis vekten av hele ammunisjonen er i området 2-3 kg, kan de utstyres med missiler for anti-tank missilsystemer, for eksempel "Kornet". Den har et godt skyteområde, opptil 5, 5 km, noe som gjør det ganske trygt å bruke en kompakt og lavkraftig atomladning. Enhver, selv den nyeste og mest beskyttede tanken, vil garantert bli ødelagt av et slikt missil.
Allerede fra denne meget korte gjennomgangen er det klart at den beste transportøren for slike veldig kompakte atomavgifter er forskjellige typer guidede missiler. Den amerikanske ladningen vil vise seg å være ganske dyr, og det vil ikke være mulig å produsere så mange av dem, flere hundre, kanskje opptil tusen stykker. Derfor må de skyte på noe verdifullt og viktig, som i det minste økonomisk vil rettferdiggjøre bruken av det. Mål: fly, skip, luftvernsystemer, radarer, muligens også de nyeste (det vil si de dyreste) stridsvognene og selvgående kanoner. Kombinasjonen av presisjonen til guidede missiler med det mye høyere utbyttet av en amerikansk ladning sammenlignet med standard sprengstoff ville gjøre et slikt våpen veldig effektivt.
