На практике, кстати, люди чаще говорят о ядерной энергии, когда речь идет о производстве, потому что слово «ядерная» переносит обсуждение на физические процессы и технологии. Таким образом, исторически сложилось, что работники промышленности являются учеными-ядерщиками, а физики — учеными-ядерщиками.
Деление урана
Ядерное деление урана было открыто в 1938 году немецкими учеными О. Ханом и Ф. Штрассманом. Они смогли доказать, что при бомбардировке ядер урана нейтронами образуются элементы средней части периодической таблицы: Барий, криптон и т.д. Австрийский физик Л. Мейтнер и английский физик О. Фриш дали правильное объяснение этому событию. Они объяснили возникновение этих элементов распадом первобытных ядер путем захвата нейтрона на две примерно равные части. Это явление было названо ядерным делением, а образовавшиеся ядра — осколками деления.
См. также
Капельная модель ядра
Эта реакция деления может быть объяснена с помощью модели ядерной капли. В этой модели ядро рассматривается как капля электрически заряженной несжимаемой жидкости. Помимо ядерных сил, действующих между всеми нуклонами ядра, протоны испытывают дополнительное электростатическое отталкивание, благодаря которому они находятся на периферии ядра. В невозбужденном состоянии электростатические отталкивающие силы компенсируются, поэтому ядро имеет сферическую форму (рис. 1, a).
После захвата ядром \(((~(^_U\) нейтрона, промежуточного ядра \(~(^_U)^*\), который находится в возбужденном состоянии. В этом случае энергия нейтрона распределяется поровну между всеми нуклонами, а промежуточное ядро деформируется и начинает колебаться. Если возбуждение невелико, ядро (рис. 1, b) высвобождает избыточную энергию, испуская γ-квант или нейтрон, и возвращается в устойчивое состояние. Если энергия возбуждения достаточно высока, то искажение ядра под действием колебаний может быть настолько велико, что в ядре образуется сила притяжения (рис. 1, c), подобная силе притяжения между двумя частями капли жидкости, разрывающейся на части. Ядерные силы, действующие на плотный шар, больше не могут противостоять сильным кулоновским силам отталкивания сегментов ядра. Шар разрывается, и ядро распадается на два «куска» (рис. 1, г), разлетающихся в противоположные стороны.
Известно, что в результате этого деления образовалось около 100 различных изотопов с массовыми числами от 90 до 145. Две типичные реакции деления этого ядра имеют вид:
Обратите внимание, что при делении ядра, начинающегося с нейтрона, образуются новые нейтроны, которые могут вызвать реакции деления других ядер. Другие изотопы бария, ксенона, стронция, рубидия и т.д. также могут быть продуктами деления ядер урана-235.
При делении тяжелых атомных ядер (\(~(^_U\)), при делении выделяется очень большое количество энергии, около 200 МэВ на ядро. Около 80 % этой энергии высвобождается в виде кинетической энергии осколков; остальные 20 % приходятся на энергию радиоактивного излучения осколков и кинетическую энергию мгновенных нейтронов.
Оценка энергии, выделяемой при делении, может быть сделана с помощью удельной энергии связи нуклонов в ядре. Удельная энергия связи нуклонов в ядрах с массовым числом A ≈ 240 составляет около 7,6 МэВ/нуклон, а удельная энергия в ядрах с массовым числом A = 90 — 145 составляет около 8,5 МэВ/нуклон. Поэтому при делении ядра урана высвобождается энергия около 0,9 МэВ на нуклон, что соответствует примерно 210 МэВ на атом урана. При полном делении всех ядер, содержащихся в 1 г урана, выделяется столько же энергии, сколько при сгорании 3 т угля или 2,5 т нефти.
См. также
Цепная реакция
Цепная реакция — ядерная реакция, при которой частицы, запускающие реакцию, образуются в качестве продуктов реакции.
При делении ядра урана-235, вызванном столкновением с нейтроном, высвобождается 2 или 3 нейтрона. При подходящих условиях эти нейтроны могут проникнуть в другие ядра урана и вызвать их деление. На этой стадии возникает от 4 до 9 нейтронов, которые могут делить новые ядра урана, и так далее. Этот лавинообразный процесс называется цепной реакцией. На рисунке представлена схема последовательности цепной реакции ядерного деления урана. 3.
Уран встречается в природе в виде двух изотопов \~^_U\ (99,3 %) и \(((~При бомбардировке нейтронами ядра обоих изотопов могут распадаться на два фрагмента. Реакция деления \(~^_U\) наиболее интенсивно используется медленными (тепловыми) нейтронами, в то время как \(~^_U\) реагирует только с быстрыми нейтронами с энергией порядка 1 МэВ. В противном случае, энергия возбуждения образующихся ядер \(~(^_U\) недостаточно для деления, и тогда вместо деления происходят ядерные реакции:
Изотоп урана \(~^_U\) b-радиоактивный, период полураспада 23 минуты. Изотоп нептуния \(((~^_Np\) также радиоактивен и имеет период полураспада около 2 дней.
Изотоп плутония \(~^_Np\) относительно стабилен с периодом полураспада 24 000 лет. Наиболее важным свойством плутония является то, что он делится под воздействием нейтронов так же, как \(~^_U\). Следовательно, с \(~^_Np\) можно использовать для осуществления цепной реакции.
Схема цепной реакции, описанная выше, является идеальным случаем. В действительности, не все нейтроны, образующиеся при делении, способствуют делению других ядер. Некоторые из них захватываются ядрами чужеродных атомов, которые не распадаются, другие выбрасываются из урана (утечка нейтронов).
Поэтому цепная реакция деления тяжелых ядер происходит не со всеми массами урана.
Коэффициент размножения нейтронов
Развитие цепной реакции характеризуется так называемым коэффициентом размножения нейтронов K, который определяется как отношение числа Niнейтронов, вызывающих деление ядер вещества на шаге реакции, к числу Ni-1нейтронов, которые вызвали деление на предыдущем этапе реакции:
Коэффициент умножения зависит от нескольких факторов, в частности, от типа и количества делящегося материала и геометрической формы занимаемого им объема. Одно и то же количество данного вещества будет иметь разное значение K. K больше всего, когда вещество сферическое, так как в этом случае потери мгновенных нейтронов через поверхность минимальны.
Масса делящегося материала, при которой цепная реакция протекает с коэффициентом умножения K = 1, называется критической массой. В маленьких кусках урана большинство нейтронов, которые не проникают в ядра, снова вылетают наружу.
Значение критической массы определяется геометрией физической системы, ее структурой и внешней средой. Например, для сферы из чистого урана \(~^_U\), критическая масса составляет 47 кг (сфера диаметром 17 см). Критическая масса урана может быть уменьшена во много раз за счет использования так называемых нейтронных буферов. Нейтроны, образующиеся при распаде ядер урана, имеют высокие скорости, и вероятность захвата медленных нейтронов ядрами урана-235 в сотни раз выше, чем быстрых нейтронов. Лучшим замедлителем нейтронов является тяжелая вода D2O. Обычная вода превращается в тяжелую при взаимодействии с нейтронами.
Ядерный взрыв
В начале 20 века, благодаря усилиям Альберта Эйнштейна, человечество впервые узнало, что на атомном уровне из небольшого количества материи при определенных условиях можно извлечь огромное количество энергии. В 1930-х годах работу в этом направлении продолжили немецкий физик-ядерщик Отто Хан, англичанин Роберт Фриш и француз Жолио-Кюри. Им удалось на практике продемонстрировать эффект расщепления атомов радиоактивных химических элементов. Цепная реакция, смоделированная в лабораториях, подтвердила теорию Эйнштейна о способности материи в малых количествах выделять большое количество энергии. В этих условиях родилась физика ядерного взрыва, наука, которая поставила под вопрос возможность дальнейшего существования человеческой цивилизации.
- 1 Рождение ядерного оружия
- 2 Классификация ядерных взрывов
- 2.1 Классификация по мощности
- 2.2 Классификация по местоположению центра ядерного взрыва
- 2.2.1 Космический ядерный взрыв
- 2.2.2 Воздушный ядерный взрыв и его особенности
- 2.2.3 Наземный ядерный взрыв и его особенности
- 2.2.4 Подземный ядерный взрыв и его особенности
- 2.2.5 Надводный ядерный взрыв и его особенности
- 2.2.6 Подводный ядерный взрыв и его особенности
Рождение ядерного оружия
Еще в 1939 году француз Жолио-Кюри понял, что при определенных условиях воздействие на ядра урана может привести к взрывной реакции большой силы. В ядерной цепной реакции происходит спонтанное экспоненциальное деление ядер урана с выделением огромного количества энергии. В одно мгновение радиоактивный материал взрывается, и возникший взрыв имеет огромный смертельный эффект. В результате экспериментов стало ясно, что уран (U235) можно превратить из химического элемента в мощное взрывчатое вещество.
В мирных целях процесс ядерного деления радиоактивных компонентов осуществляется в ядерном реакторе мирным и контролируемым образом. Основное отличие ядерного взрыва заключается в том, что огромное количество энергии высвобождается немедленно и продолжает высвобождаться до тех пор, пока не исчерпается запас радиоактивной взрывчатки. Именно 16 июля 1945 года впервые стало известно о боевом потенциале нового взрывчатого вещества. В то время, когда в Потсдаме проходила последняя встреча глав государств держав-победительниц в войне с Германией, на полигоне Аламогордо в Нью-Мексико было проведено первое испытание ядерной боеголовки. Параметры первого ядерного взрыва были довольно скромными. Масса атомного заряда была эквивалентна массе 21 килотонны тринитротолуола (ТНТ), но сила взрыва и его воздействие на окружающие предметы оставили неизгладимое впечатление у всех, кто был свидетелем испытания.
Классификация ядерных взрывов
Ядерные взрывы обычно делятся на две категории:
- по местоположению центра ядерного взрыва (точки нахождения заряда в момент подрыва боеприпаса)
- по мощности ядерного заряда
Классификация по мощности
Мощность ядерного взрыва описывается тротиловым эквивалентом (масса тринитротолуола, при которой высвобождается такое же количество энергии, как при ядерном взрыве). Единицей измерения мощности ядерного взрыва является 1 килотонна (кт) или 1 мегатонна (мт) в тротиловом эквиваленте.
Диаметр огненного шара, м
Максимальная светимость, сек
Время вспышки, сек
Высота гриба, км
Высота облака, км
Диаметр облака, км
Сверхмалые (менее 1 кт)
Средний (10-100 кт)
Крупные (100 тыс. тон н-1 млн тонн)
Очень крупные (более 1 Мт)
Классификация по местоположению центра ядерного взрыва
В зависимости от задач, которые призвано решать ядерное оружие, ядерные взрывы можно разделить на следующие типы:
- космические
- воздушные (атмосферные);
- наземные
- надводные
- подземные
- подводные.
Космический ядерный взрыв
Воздушный ядерный взрыв — это ядерный взрыв, который происходит на высоте более 100 км.
Воздушный ядерный взрыв и его особенности
Отличие воздушного ядерного взрыва от других видов взрывов заключается в том, что область света от ядерного взрыва не касается земной поверхности. Еще одной особенностью воздушной вспышки является то, что столб пыли обычно не сливается с облаком взрыва. Воздушная вспышка может быть высокой и низкой.
Высотный воздушный заряд поражает большую площадь, чем наземный, и не вызывает значительного радиоактивного заражения местности, поэтому его используют для поражения войск и техники противника на открытой местности.
Низкоуровневая атака используется для нападения на войска и технику противника, защищенные в различных типах укрытий (траншеях, окопах и бункерах).
Ядерные взрывы в ионосфере создают области или регионы повышенной ионизации в атмосфере, которые могут влиять на распространение радиоволн (УКВ-диапазон) и создавать помехи для радиооборудования. На высоте до 25 км основными опасностями ядерного взрыва являются ударная волна, световое излучение и проникающая радиация. Поскольку плотность воздуха уменьшается с высотой, площадь воздействия проникающего излучения увеличивается. Основной составляющей суммарной дозы радиации на этой высоте является поток нейтронов (в 1,5-2 раза больше гамма-лучевой составляющей).
Высотный взрыв используется для уничтожения самолетов, ракет, реактивных снарядов, ракет и т.д. На высоте до 25 км они разрушаются однонаправленным волновым и световым излучением, а в случае пилотируемых аппаратов — еще и действием проникающей радиации. При взрывах на высоте 50 км и более баллистические ракеты, боеголовки и их системы управления становятся безвредными, а тела уничтожаются потоками рентгеновского излучения, газа или нейтронов, образующихся при взрыве.
Наземный ядерный взрыв и его особенности
Наземный взрыв — это взрыв, который происходит непосредственно на поверхности земли (контактный взрыв) или на таком расстоянии, что огненный шар (яркая область) касается поверхности земли.
Термоядерное оружие
В термоядерном оружии энергия взрыва генерируется в результате реакций синтеза легких ядер, таких как дейтерий или тритий, изотопов водорода или лития. Такие реакции могут происходить только при очень высоких температурах, при которых кинетическая энергия ядер достаточна для того, чтобы ядра оказались на достаточно близком расстоянии друг от друга. Эти температуры составляют около 10 7-10 8 К.
Использование термоядерных реакций для увеличения мощности взрыва может быть осуществлено несколькими способами. В первом методе контейнер с дейтерием или тритием (или дейтеридом лития) вставляется в обычное ядерное устройство. Из-за высокой температуры взрыва ядра легких элементов вступают в реакцию и выделяют дополнительную энергию. Сила взрыва может быть значительно увеличена с помощью такого метода. Однако мощность такого взрывного механизма ограничена конечным временем рассеивания делящегося материала.
Другим методом является производство многоступенчатых взрывных устройств, в которых, благодаря специальной конфигурации взрывного механизма, энергия обычного ядерного заряда (так называемого первичного заряда) используется для создания необходимых температур в отдельно размещенном «вторичном» термоядерном заряде, энергия которого в свою очередь может быть использована для детонации третьего заряда, и так далее. Первое испытание такого устройства — взрыв «Майка» — состоялось в США 1 ноября 1952 года. В СССР такое устройство было впервые испытано 22 ноября 1955 года. Самый мощный ядерный взрыв был произведен с помощью многоступенчатого взрывного устройства. Сила взрыва составила 60 Мт, при этом была использована только одна треть мощности устройства.
Последовательность событий при ядерном взрыве
Огромное количество энергии, выделяемое в цепной реакции деления, быстро нагревает взрывчатое вещество до температуры 10 7 К. Это вещество представляет собой ионное соединение. При таких температурах материал представляет собой ионизированную плазму, которая сильно излучает. В этот момент около 80 % энергии взрыва высвобождается в виде электромагнитной энергии. Энергетический максимум этого излучения, так называемое первичное излучение, лежит в рентгеновской области спектра. Дальнейший ход ядерного взрыва определяется, прежде всего, типом взаимодействия первичного теплового излучения с окружающей средой взрыва и свойствами этой среды.
Если взрыв происходит на небольшой высоте в атмосфере, первичное излучение от взрыва поглощается воздухом на расстоянии нескольких метров. Поглощение рентгеновских лучей приводит к образованию взрывного облака, характеризующегося очень высокими температурами. На первом этапе это облако увеличивается в размерах за счет излучения, передающего энергию из горячей внутренней части облака в более холодную окружающую среду. Температура газа в облаке приблизительно постоянна по всему объему и уменьшается по мере увеличения объема. В точке, где температура облака падает примерно до 300 000 градусов, скорость облачного фронта уменьшается до значений, сравнимых со скоростью звука. В этот момент формируется ударная волна, которая «сдувается» с края облака взрыва. При взрыве мощностью 20 кт это событие происходит примерно через 0,1 мс после взрыва. Радиус облака взрыва в этот момент составляет около 12 м.
Интенсивность теплового излучения облака взрыва полностью определяется кажущейся температурой его поверхности. Воздух, нагретый прохождением ударной волны, на определенное время закрывает облако взрыва, поглощая испускаемое им излучение, так что видимая температура поверхности облака взрыва соответствует температуре воздуха за фронтом взрыва, которая уменьшается по мере увеличения размера фронта. Примерно через 10 миллисекунд после начала взрыва температура во фронте снижается до 3000o C и он снова становится прозрачным для излучения облака взрыва. Видимая температура поверхности облака взрыва снова начинает расти и достигает примерно 8000o C примерно через 0,1 секунды после начала взрыва (для взрыва мощностью 20 кт). В это время излучение облака взрыва достигает максимума. После этого температура видимой поверхности облака и, следовательно, испускаемая энергия излучения быстро падает. В результате большая часть энергии излучения высвобождается менее чем за секунду.
Формирование импульса теплового излучения и образование ударной волны происходит на ранних стадиях существования облака взрыва. Поскольку облако взрыва содержит большую часть радиоактивного материала, образовавшегося в результате взрыва, его дальнейшее развитие определяет формирование трека осадков. Когда облако взрыва остывает настолько, что больше не излучает в видимом спектре, оно еще больше увеличивается за счет теплового расширения и начинает подниматься вверх. Во время этого подъема облако увлекает за собой значительное количество воздуха и почвы. В течение нескольких минут облако достигает высоты в несколько километров и может проникнуть в стратосферу. Скорость осаждения зависит от размера частиц, на которые он конденсируется. Когда облако взрыва достигает поверхности в процессе своего формирования, количество почвы, увлекаемой при подъеме облака, будет довольно большим, и радиоактивный материал будет оседать в основном на поверхности частиц почвы, размер которых может достигать нескольких миллиметров. Эти частицы осаждаются на поверхности в относительной близости от источника взрыва, и их радиоактивность почти не снижается во время их осаждения.
Чья кнопка больше
«Ядерная кнопка всегда находится на моем столе», — заявил лидер Северной Кореи Ким Чен Ын во время своего новогоднего обращения. В ответ президент США Дональд Трамп написал в своем любимом микроблоге Twitter: «Кто-то из обнищавшего и прожорливого режима сказал ему, что у меня тоже есть ядерная кнопка, но она намного больше и намного мощнее, чем у него, и моя кнопка работает».
Трамп и Ким — угроза миру и праздник для карикатуристов
Ядерные/термоядерные реакции
Итак, теперь можно сделать необходимые определения:
Реакция синтеза — это тип ядерной реакции, при которой легкие атомные ядра сливаются с образованием более тяжелых ядер за счет энергии их кинетического движения (тепла).
Термоядерная реакция
Реакция ядерного деления (также называемая реакцией деления ядер) — это тип ядерной реакции, при которой атомные ядра распадаются на фрагменты (обычно две или три более легкие частицы или ядра) спонтанно или под воздействием «вылетающей» частицы.
Реакция ядерного деления
В принципе, энергия высвобождается в обоих типах реакций: в первом случае за счет прямого прироста энергии процесса, во втором — за счет энергии, затраченной при «смерти» звезды на производство атомов тяжелее железа.
Нейтронная бомба
После первой атомной бомбы ученые СССР и США начали думать об оружии, которое не вызывало бы столько разрушений и заражения территории противника, а оказывало бы целенаправленное воздействие на организм человека. Родилась идея нейтронной бомбы.
Принцип действия заключается во взаимодействии потока нейтронов с живой плотью и военной техникой.
Читайте также.
. Произведенные радиоактивные изотопы уничтожают людей мгновенно, а танки, транспортные средства и другое оружие на короткое время становятся мощными источниками радиации.
Нейтронная бомба взрывается на расстоянии 200 метров от земли и особенно эффективна при танковой атаке на противника. Броня военных машин толщиной 250 мм может многократно снизить поражающее действие ядерной бомбы, но бессильна против гамма-излучения нейтронной бомбы. Подумайте о нейтронном снаряде мощностью до 1 килотонны для экипажа танка:
Радиус взрыва 4 00 метров 400-800 метров 800-1400 метров Вредные действия для экипажа оборудования Происходит немедленная потеря боевой мощи экипажа. Смерть в течение 24 часов. Инкапаситация — 2…3 минуты, смерть в течение 5-6 дней. Потеря боевой мощи — 1 час, смерть в течение двух недель. 
Как видите, разница между водородной и атомной бомбой огромна. Разница в реакции деления ядер между двумя зарядами делает водородную бомбу в сто раз более разрушительной, чем атомная.
Термоядерная бомба мощностью 1 мегатонна уничтожит все в радиусе 10 километров. Будут уничтожены не только здания и сооружения, но и все живое.
Главы государств, обладающих ядерным оружием, должны помнить об этом и использовать ядерную угрозу исключительно как средство сдерживания, а не как оружие нападения.
Оружие повышенной радиации.
Фугасное оружие не менее мощное, чем ядерное оружие, основанное на делении, которое оно призвано заменить, с точки зрения проникающей радиации, но оно выделяет гораздо меньше тепла, создает более слабую ударную волну и производит меньше радиоактивных осадков. Одна из таких «нейтронных бомб» (на самом деле это не бомба, а артиллерийский снаряд), уничтожающая человеческие жизни, является тактическим оружием, предназначенным для использования против бронетехники на небольших полях сражений. Нейтронная бомба была испытана в США, Франции, Советском Союзе и, возможно, в КНР, но, по-видимому, не была применена. См. также ФЕЙЕРВЕРКИ; ОГНЕННОЕ ГОСУДАРСТВО.
Ядерные испытания проводятся с общей целью изучения ядерных реакций, совершенствования технологии вооружений, испытания новых систем доставки, а также проверки надежности и безопасности методов хранения и обслуживания оружия. Одной из главных проблем при проведении испытаний является безопасность. Помимо вопросов защиты от прямого воздействия вибрации, тепла и света, проблема радиоактивных осадков имеет первостепенное значение. До сих пор не разработано «чистое» ядерное оружие, не производящее радиоактивных осадков.
Испытания ядерного оружия могут проводиться в космосе, в атмосфере, в воде или на суше, под землей или под водой. При проведении над землей или над водой в атмосферу попадает облако мелкой радиоактивной пыли, которая затем широко распространяется. В результате испытаний в атмосфере образуется зона долгоживущей остаточной радиоактивности. США, Великобритания и Советский Союз отказались от атмосферных испытаний, ратифицировав Договор о запрещении тройных испытаний в 1963 году. Франция провела свое последнее атмосферное испытание в 1974 году. Последнее атмосферное испытание было проведено в Китайской Народной Республике в 1980 году. Впоследствии все испытания проводились под землей, а Франция проводила испытания под морским дном.
Советский Союз взорвал свою первую атомную бомбу в 1949 году, а термоядерную бомбу — в 1953 году. СССР имел в своем арсенале тактическое и стратегическое ядерное оружие, включая сложные системы доставки. После распада Советского Союза в декабре 1991 года президент России Борис Ельцин пытался добиться того, чтобы ядерное оружие, размещенное в Украине, Беларуси и Казахстане, было доставлено в Россию для нейтрализации или хранения. К июню 1996 года в Беларуси, Казахстане и Украине было выведено из эксплуатации в общей сложности 2 700 ядерных боеголовок, а в России — 1 000.
Великобритания взорвала свою первую ядерную бомбу в 1952 г. и водородную бомбу в 1957 г. Эта страна имеет небольшой стратегический арсенал баллистических ракет, запускаемых с подводных лодок и (до 1998 г.) с пусковых установок воздушного базирования.
Франция испытала ядерное оружие в пустыне Сахара в 1960 году и термоядерное оружие в 1968 году. До начала 1990-х годов арсенал тактического ядерного оружия Франции состоял из баллистических ракет малой дальности и ядерных бомб авиационного базирования. Стратегическим оружием Франции были баллистические ракеты средней дальности и БРПЛ, а также ядерные бомбардировщики. Франция приостановила испытания ядерного оружия в 1992 году, но возобновила их в 1995 году, чтобы усовершенствовать боеголовки своих подводных лодок. В марте 1996 года французское правительство объявило, что полигон для испытания стратегических баллистических ракет на Плато д’Альбион в центральной Франции будет постепенно закрыт.
КНР стала пятой ядерной державой в 1964 году и взорвала термоядерную бомбу в 1967 году. Стратегический арсенал Китая состоит из ядерных бомбардировщиков и баллистических ракет средней дальности, а тактический арсенал — из баллистических ракет средней дальности. В начале 1990-х годов КНР пополнила свой стратегический арсенал баллистическими ракетами подводного базирования. После апреля 1996 года Китай остался единственным государством, обладающим ядерным оружием, которое не приостановило свои ядерные испытания.
Распространение ядерного оружия.
Помимо вышеперечисленных стран, существуют и другие государства, обладающие необходимыми технологиями для разработки и производства ядерного оружия, но подписавшие Договор о нераспространении ядерного оружия и отказавшиеся от использования ядерной энергии в военных целях. Израиль, Пакистан и Индия, которые не подписали договор, как известно, обладают ядерным оружием. Северная Корея, подписавшая договор, подозревается в тайной работе над созданием ядерного оружия. В 1992 году Южная Африка заявила, что у нее было шесть единиц ядерного оружия, которые были уничтожены, и ратифицировала Договор о нераспространении ядерного оружия. Инспекции специальной комиссии ООН и МАГАТЭ в Ираке после войны в Персидском заливе (1990-1991 гг.) показали, что Ирак имел серьезную программу по разработке ядерного, биологического и химического оружия. Что касается ядерной программы, то во время войны в Персидском заливе Ирак был всего в двух-трех годах от того, чтобы иметь действующее ядерное оружие. Правительства Израиля и США утверждают, что у Ирана есть своя программа по разработке ядерного оружия. Однако Иран подписал договор о нераспространении ядерного оружия, и в 1994 году вступило в силу международное соглашение о проверке с МАГАТЭ. С тех пор инспекторы МАГАТЭ не нашли никаких доказательств того, что Иран разрабатывает ядерное оружие.
Почти двадцать лет назад ученые Мартин Флейман и Стэнли Пон заявили, что нашли способ производить ядерную реакцию при комнатной температуре. Это явление стало известно как «холодный синтез». Если бы мы смогли заставить это работать, у нас были бы постоянные поставки ядерной энергии, свободной от радиоактивности и загрязнения. Неудивительно, что люди были взволнованы заявлениями ученых и начали проверять, проверять, проверять. Их ждало разочарование. Никто не смог воспроизвести эксперимент ученых, и никто еще не разработал теоретическую модель этого очень холодного синтеза. Хотя заявления о возможности холодного синтеза звучат отовсюду, скептики остаются упрямыми. И, судя по всему, у них будет много пищи для размышлений. По-настоящему спокойного человека трудно найти.
Бесчеловечное оружие
Но давайте вернемся к двухфазному боеприпасу. Их главный убийственный фактор — потоки быстрых нейтронов. Это породило многочисленные легенды о «варварском оружии» — нейтронных бомбах, которые, как писали советские газеты в начале 1980-х годов, при взрыве уничтожают все живое, оставляя при этом материальные ценности (здания, оборудование) практически нетронутыми. Настоящее оружие грабежа — взорвать его, а потом прийти и разграбить! Фактически, любой объект, подвергающийся воздействию значительных потоков нейтронов, опасен для жизни, поскольку нейтроны, взаимодействуя с ядрами, запускают в них различные реакции, вызывающие вторичное (наведенное) излучение, которое испускается спустя долгое время после распада излучающих нейтронов.
Почему было разработано это «варварское оружие»? Двухфазные термоядерные заряды были использованы в боеголовках ракет «Ланс» и 203-мм гаубичных снарядов. Выбор пусковых установок и их дальность (несколько десятков километров) позволяют предположить, что это оружие было разработано для достижения оперативных и тактических целей. Нейтронные боеприпасы (в американской терминологии: «с повышенным выбросом радиации») предназначались для уничтожения бронетехники, количество которой в Варшавском договоре многократно превышало количество в НАТО. После расчетов применения ядерного оружия различных категорий против бронетехники и с учетом последствий загрязнения грунта продуктами деления и разрушения сильными ударными волнами было решено, что основным средством уничтожения будут нейтроны.
В попытке получить такой термоядерный заряд была предпринята попытка лишить его ядерного «взрывателя», заменив деление на сверхбыстрое кумулятивное деление: Элемент головки пучка, состоящий из термоядерного топлива, был разогнан до скорости сто километров в секунду (в момент удара температура и плотность значительно возрастают). Однако в контексте взрыва килограмма модулированного заряда «термоядерное» усиление было незначительным, и эффект лишь косвенно улавливался выходом нейтронов. Отчет об этих экспериментах, проведенных в США, был опубликован в 1961 году в книге «Атом и оружие», которая по своей параноидальной секретности в то время сама по себе была свидетельством неудачи. В 1970-х годах Сильвестр Калиски теоретически исследовал сжатие термоядерного топлива сферическим взрывом в «неядерной» Польше и пришел к очень благоприятным оценкам. Однако экспериментальная проверка показала, что хотя выход нейтронов на несколько порядков выше по сравнению со «струйным вариантом», неустойчивости фронта не позволяют достичь желаемой температуры в точке схождения волны, и реагируют только те частицы топлива, скорость которых значительно выше среднего значения из-за статистических флуктуаций. Поэтому было невозможно произвести полностью «чистый» заряд.
В надежде остановить натиск «бронированных» ракет штаб НАТО разработал концепцию «боя на второй линии» и попытался расширить границы применения нейтронного оружия против противника. Основной задачей бронетанковых войск является достижение успеха в оперативной глубине после образования бреши в обороне, вызванной, например, крупномасштабным ядерным нападением. В этот момент уже слишком поздно использовать радиационные боеприпасы: нейтроны с энергией 14 МэВ почти не поглощаются танками, но радиационный ущерб экипажам не влияет напрямую на боевую эффективность. Поэтому эти удары предназначались для зон удержания, где основная масса бронетехники готовилась к прорыву: во время марша к линии фронта экипажи подверглись бы воздействию радиации.
