O bombă atomică este un proiectil conceput pentru a produce o explozie de mare putere ca urmare a unei eliberări foarte rapide de energie nucleară (atomică).
Principiul de funcționare al bombelor atomice
Sarcina nucleară este împărțită în mai multe părți la dimensiuni critice, astfel încât în fiecare dintre ele nu poate începe o reacție în lanț necontrolată de auto-dezvoltare de fisiune a atomilor substanței fisionabile. O astfel de reacție va avea loc numai atunci când toate părțile încărcăturii sunt conectate rapid într-un singur întreg. Completitudinea reacției și, în cele din urmă, puterea exploziei depind în mare măsură de viteza de convergență a părților individuale. Pentru a conferi viteză mare părților încărcăturii, poate fi utilizată o explozie a unui exploziv convențional. Dacă părți ale unei sarcini nucleare sunt plasate în direcții radiale la o anumită distanță de centru, iar sarcinile TNT sunt plasate în exterior, atunci este posibil să se efectueze o explozie a sarcinilor convenționale îndreptate spre centrul încărcăturii nucleare. Toate părțile încărcăturii nucleare nu numai că se vor combina într-un singur întreg cu o viteză enormă, dar se vor găsi, de asemenea, pentru un timp, comprimate pe toate părțile de presiunea enormă a produselor de explozie și nu se vor putea separa imediat de îndată ce un reacția nucleară în lanț începe în sarcină. Ca rezultat, va avea loc o fisiune semnificativ mai mare decât fără o astfel de compresie și, în consecință, puterea exploziei va crește. Un reflector de neutroni contribuie, de asemenea, la creșterea puterii de explozie pentru aceeași cantitate de material fisionabil (cele mai eficiente reflectoare sunt beriliul).< Be >, grafit, apă grea< H3O >). Prima fisiune, care ar începe o reacție în lanț, necesită cel puțin un neutron. Este imposibil să se bazeze pe începerea în timp util a unei reacții în lanț sub influența neutronilor care apar în timpul fisiunii spontane a nucleelor, deoarece apare relativ rar: pentru U-235 - 1 descompunere pe oră la 1 g. substante. Există, de asemenea, foarte puțini neutroni existenți în formă liberă în atmosferă: prin S = 1 cm/mp. În medie, aproximativ 6 neutroni zboară pe secundă. Din acest motiv, o sursă artificială de neutroni este utilizată într-o încărcătură nucleară - un fel de capsulă detonatoare nucleară. De asemenea, asigură că multe fisiuni încep simultan, astfel încât reacția se desfășoară sub forma unei explozii nucleare.
Opțiuni de detonare (scheme de armă și implozie)
Există două scheme principale pentru detonarea unei încărcături fisionabile: tunul, altfel numit balistic și imploziv.
„Designul tunului” a fost folosit în unele arme nucleare de prima generație. Esența circuitului de tun este de a trage o încărcătură de praf de pușcă dintr-un bloc de material fisionabil de masă subcritică („glonț”) într-un altul staționar („țintă”). Blocurile sunt proiectate astfel încât atunci când sunt conectate, masa lor totală devine supercritică.
Această metodă de detonare este posibilă numai în muniția cu uraniu, deoarece plutoniul are un fond de neutroni cu două ordine de mărime mai mare, ceea ce crește considerabil probabilitatea dezvoltării premature a unei reacții în lanț înainte ca blocurile să fie conectate. Acest lucru duce la o eliberare incompletă de energie (așa-numita „fizzy”, engleză). Pentru a implementa circuitul de tun în muniția cu plutoniu, este necesar să creșteți viteza de conectare a pieselor de încărcare la un nivel de neatins din punct de vedere tehnic. În plus , uraniul rezistă supraîncărcărilor mecanice mai bine decât plutoniul.
Schema implozivă. Această schemă de detonare presupune atingerea unei stări supercritice prin comprimarea materialului fisionabil cu o undă de șoc focalizată creată de explozia unui exploziv chimic. Pentru focalizarea undei de șoc se folosesc așa-numitele lentile explozive, iar detonarea se efectuează simultan în multe puncte cu precizie de precizie. Crearea unui astfel de sistem pentru plasarea explozibililor și detonarea a fost la un moment dat una dintre cele mai dificile sarcini. Formarea unei unde de șoc convergente a fost asigurată prin utilizarea lentilelor explozive din explozivi „rapidi” și „lenti” - TATV (Triaminotrinitrobenzene) și baratol (un amestec de trinitrotoluen cu nitrat de bariu) și unii aditivi)
Armele nucleare sunt arme strategice capabile să rezolve probleme globale. Utilizarea sa este asociată cu consecințe grave pentru întreaga umanitate. Acest lucru face ca bomba atomică nu doar o amenințare, ci și o armă de descurajare.
Apariția armelor capabile să pună capăt dezvoltării omenirii a marcat începutul unei noi ere. Probabilitatea unui conflict global sau a unui nou război mondial este redusă la minimum datorită posibilității distrugerii totale a întregii civilizații.
În ciuda acestor amenințări, armele nucleare continuă să fie în serviciu cu țările lider ale lumii. Într-o anumită măsură, acesta devine factorul determinant în diplomația și geopolitica internațională.
Istoria creării unei bombe nucleare
Întrebarea cine a inventat bomba nucleară nu are un răspuns clar în istorie. Descoperirea radioactivității uraniului este considerată a fi o condiție prealabilă pentru lucrul cu armele atomice. În 1896, chimistul francez A. Becquerel a descoperit reacția în lanț a acestui element, marcând începutul dezvoltărilor în fizica nucleară.
În următorul deceniu au fost descoperite razele alfa, beta și gama, precum și o serie de izotopi radioactivi ai anumitor elemente chimice. Descoperirea ulterioară a legii dezintegrarii radioactive a atomului a devenit începutul studiului izometriei nucleare.
În decembrie 1938, fizicienii germani O. Hahn și F. Strassmann au fost primii care au efectuat o reacție de fisiune nucleară în condiții artificiale. La 24 aprilie 1939, conducerea germană a fost informată despre posibilitatea creării unui nou exploziv puternic.
Cu toate acestea, programul nuclear german a fost sortit eșecului. În ciuda progresului reușit al oamenilor de știință, țara, din cauza războiului, a întâmpinat constant dificultăți cu resursele, în special cu furnizarea de apă grea. În etapele ulterioare, cercetările au fost încetinite de evacuări constante. Pe 23 aprilie 1945, evoluțiile oamenilor de știință germani au fost capturate în Haigerloch și duse în SUA.
Statele Unite au devenit prima țară care și-a exprimat interesul față de noua invenție. În 1941, au fost alocate fonduri importante pentru dezvoltarea și crearea acestuia. Primele teste au avut loc pe 16 iulie 1945. La mai puțin de o lună mai târziu, Statele Unite au folosit pentru prima dată arme nucleare, aruncând două bombe asupra Hiroshima și Nagasaki.
Cercetările proprii ale URSS în domeniul fizicii nucleare au fost efectuate din 1918. Comisia pentru nucleul atomic a fost creată în 1938 la Academia de Științe. Cu toate acestea, odată cu izbucnirea războiului, activitățile sale în această direcție au fost suspendate.
În 1943, ofițerii de informații sovietici din Anglia au primit informații despre lucrări științifice în fizica nucleară. Agenții au fost introduși în mai multe centre de cercetare din SUA. Informațiile pe care le-au obținut le-au permis să accelereze dezvoltarea propriilor arme nucleare.
Invenția bombei atomice sovietice a fost condusă de I. Kurchatov și Yu. Khariton, ei sunt considerați creatorii bombei atomice sovietice. Informațiile despre aceasta au devenit impulsul pregătirii SUA pentru război preventiv. În iulie 1949, a fost elaborat planul troian, conform căruia era planificată începerea operațiunilor militare la 1 ianuarie 1950.
Data a fost ulterior mutată la începutul anului 1957, astfel încât toate țările NATO să se poată pregăti și să se alăture războiului. Potrivit informațiilor occidentale, testarea armelor nucleare în URSS nu ar fi putut fi efectuată până în 1954.
Cu toate acestea, pregătirile SUA pentru război au devenit cunoscute din timp, ceea ce i-a forțat pe oamenii de știință sovietici să-și accelereze cercetările. În scurt timp ei inventează și își creează propria lor bombă nucleară. La 29 august 1949, prima bombă atomică sovietică RDS-1 (motor special cu reacție) a fost testată la locul de testare din Semipalatinsk.
Astfel de teste au zădărnicit planul troian. Din acel moment, Statele Unite au încetat să mai aibă monopol asupra armelor nucleare. Indiferent de puterea loviturii preventive, a rămas riscul unei acțiuni de răzbunare, care ar putea duce la dezastru. Din acel moment, cea mai teribilă armă a devenit garantul păcii între marile puteri.
Principiul de funcționare
Principiul de funcționare al unei bombe atomice se bazează pe o reacție în lanț de descompunere a nucleelor grele sau fuziunea termonucleară a celor ușoare. În timpul acestor procese, se eliberează o cantitate imensă de energie, ceea ce transformă bomba într-o armă de distrugere în masă.
La 24 septembrie 1951, au fost efectuate teste ale RDS-2. Acestea ar putea fi deja livrate la punctele de lansare pentru a putea ajunge în Statele Unite. Pe 18 octombrie, RDS-3, livrat cu bombardier, a fost testat.
Testele ulterioare au trecut la fuziunea termonucleară. Primele teste ale unei astfel de bombe în Statele Unite au avut loc la 1 noiembrie 1952. În URSS, un astfel de focos a fost testat în decurs de 8 luni.
Bombă nucleară TX
Bombele nucleare nu au caracteristici clare din cauza varietății de utilizări ale unor astfel de muniții. Cu toate acestea, există o serie de aspecte generale care trebuie luate în considerare la crearea acestei arme.
Acestea includ:
- structura axisimetrică a bombei - toate blocurile și sistemele sunt așezate în perechi în recipiente cilindrice, sferocilindrice sau conice;
- la proiectare, reduc masa unei bombe nucleare prin combinarea unităților de putere, alegând forma optimă a carcasei și compartimentelor, precum și folosind materiale mai durabile;
- minimizați numărul de fire și conectori și utilizați o linie pneumatică sau un cablu de detonare explozivă pentru a transmite impactul;
- blocarea componentelor principale se efectuează folosind partiții care sunt distruse de sarcinile piroelectrice;
- substanțele active sunt pompate folosind un recipient separat sau un purtător extern.
Luând în considerare cerințele pentru dispozitiv, o bombă nucleară constă din următoarele componente:
- o carcasă care asigură protecția muniției împotriva efectelor fizice și termice - împărțită în compartimente și poate fi echipată cu un cadru portant;
- încărcare nucleară cu suport de putere;
- sistem de autodistrugere cu integrarea lui într-o încărcătură nucleară;
- o sursă de energie concepută pentru stocare pe termen lung - activată deja în timpul lansării rachetei;
- senzori externi - pentru a colecta informații;
- sisteme de armare, control și detonare, acestea din urmă încorporate în încărcătură;
- sisteme de diagnosticare, încălzire și menținere a unui microclimat în interiorul compartimentelor etanșe.
În funcție de tipul de bombă nucleară, în ea sunt integrate și alte sisteme. Acestea pot include un senzor de zbor, o telecomandă de blocare, calculul opțiunilor de zbor și un pilot automat. Unele muniții folosesc, de asemenea, dispozitive de bruiaj concepute pentru a reduce rezistența la o bombă nucleară.
Consecințele folosirii unei astfel de bombe
Consecințele „ideale” ale utilizării armelor nucleare au fost deja înregistrate când bomba a fost aruncată asupra Hiroshima. Incarcatura a explodat la o altitudine de 200 de metri, ceea ce a provocat o unda de soc puternica. Sobe pe cărbune au fost răsturnate în multe case, provocând incendii chiar și în afara zonei afectate.
Flashul de lumină a fost urmat de o insolație care a durat câteva secunde. Cu toate acestea, puterea sa a fost suficientă pentru a topi plăci și cuarț pe o rază de 4 km, precum și pentru a pulveriza stâlpi de telegraf.
Valul de căldură a fost urmat de un val de șoc. Viteza vântului a ajuns la 800 km/h, rafala lui a distrus aproape toate clădirile din oraș. Din cele 76 de mii de clădiri, aproximativ 6 mii au supraviețuit parțial, restul au fost complet distruse.
Valul de căldură, precum și creșterea aburului și a cenușii, au provocat condens puternic în atmosferă. Câteva minute mai târziu a început să plouă cu picături de cenușă neagră. Contactul cu pielea a provocat arsuri grave incurabile.
Oamenii care se aflau la 800 de metri de epicentrul exploziei au fost arse în praf. Cei care au rămas au fost expuși la radiații și boli de radiații. Simptomele sale au fost slăbiciune, greață, vărsături și febră. S-a înregistrat o scădere bruscă a numărului de celule albe din sânge.
În câteva secunde, aproximativ 70 de mii de oameni au fost uciși. Același număr a murit ulterior din cauza rănilor și arsurilor lor.
Trei zile mai târziu, o altă bombă a fost aruncată asupra Nagasaki cu consecințe similare.
Stocurile de arme nucleare din lume
Principalele stocuri de arme nucleare sunt concentrate în Rusia și Statele Unite. În plus față de acestea, următoarele țări au bombe atomice:
- Marea Britanie - din 1952;
- Franța - din 1960;
- China - din 1964;
- India - din 1974;
- Pakistan - din 1998;
- RPDC - din 2008.
Israelul deține și arme nucleare, deși nu a existat nicio confirmare oficială din partea conducerii țării.
Coreea de Nord amenință SUA cu testarea unei bombe cu hidrogen super-puternice în Oceanul Pacific. Japonia, care ar putea avea de suferit în urma testelor, a numit planurile Coreei de Nord complet inacceptabile. Președinții Donald Trump și Kim Jong-un se ceartă în interviuri și vorbesc despre conflictul militar deschis. Pentru cei care nu înțeleg armele nucleare, dar vor să fie la curent, The Futurist a alcătuit un ghid.
Cum funcționează armele nucleare?
Asemenea unui băț obișnuit de dinamită, o bombă nucleară folosește energie. Numai că este eliberat nu în timpul unei reacții chimice primitive, ci în procese nucleare complexe. Există două moduri principale de a extrage energia nucleară dintr-un atom. ÎN Fisiune nucleara nucleul unui atom se descompune în două fragmente mai mici cu un neutron. Fuziune nucleară – procesul prin care Soarele produce energie – presupune unirea a doi atomi mai mici pentru a forma unul mai mare. În orice proces, fisiune sau fuziune, se eliberează cantități mari de energie termică și radiații. În funcție de utilizarea fisiunii nucleare sau a fuziunii, bombele sunt împărțite în nuclear (atomic) Și termonuclear .
Îmi puteți spune mai multe despre fisiunea nucleară?
Explozia unei bombe atomice peste Hiroshima (1945)
După cum vă amintiți, un atom este format din trei tipuri de particule subatomice: protoni, neutroni și electroni. Centrul atomului, numit miez , este format din protoni și neutroni. Protonii sunt încărcați pozitiv, electronii sunt încărcați negativ, iar neutronii nu au nicio sarcină. Raportul proton-electron este întotdeauna unul la unu, astfel încât atomul în ansamblu are o sarcină neutră. De exemplu, un atom de carbon are șase protoni și șase electroni. Particulele sunt ținute împreună de o forță fundamentală - forță nucleară puternică .
Proprietățile unui atom se pot schimba semnificativ în funcție de câte particule diferite conține. Dacă modificați numărul de protoni, veți avea un alt element chimic. Dacă schimbi numărul de neutroni, primești izotop același element pe care îl ai în mâini. De exemplu, carbonul are trei izotopi: 1) carbon-12 (șase protoni + șase neutroni), care este o formă stabilă și comună a elementului, 2) carbon-13 (șase protoni + șapte neutroni), care este stabil, dar rar. și 3) carbon -14 (șase protoni + opt neutroni), care este rar și instabil (sau radioactiv).
Majoritatea nucleelor atomice sunt stabile, dar unele sunt instabile (radioactive). Aceste nuclee emit în mod spontan particule pe care oamenii de știință le numesc radiații. Acest proces se numește dezintegrare radioactivă . Există trei tipuri de degradare:
Dezintegrarea alfa : Nucleul emite o particulă alfa - doi protoni și doi neutroni legați împreună. Dezintegrare beta : Un neutron se transformă într-un proton, electron și antineutrin. Electronul ejectat este o particulă beta. Fisiune spontană: nucleul se dezintegrează în mai multe părți și emite neutroni și, de asemenea, emite un impuls de energie electromagnetică - o rază gamma. Acesta din urmă tip de descompunere este folosit într-o bombă nucleară. Încep neutronii liberi emiși ca urmare a fisiunii reacție în lanț , care eliberează o cantitate colosală de energie.
Din ce sunt făcute bombele nucleare?
Ele pot fi făcute din uraniu-235 și plutoniu-239. Uraniul apare în natură ca un amestec de trei izotopi: 238 U (99,2745% din uraniul natural), 235 U (0,72%) și 234 U (0,0055%). Cel mai comun 238 U nu suportă o reacție în lanț: doar 235 U este capabil de acest lucru. Pentru a obține puterea maximă de explozie, este necesar ca conținutul de 235 U în „umplerea” bombei să fie de cel puțin 80%. Prin urmare, uraniul este produs artificial îmbogăţi . Pentru a face acest lucru, amestecul de izotopi de uraniu este împărțit în două părți, astfel încât una dintre ele să conțină mai mult de 235 U.
De obicei, separarea izotopilor lasă în urmă o mulțime de uraniu sărăcit care nu poate suferi o reacție în lanț, dar există o modalitate de a face acest lucru. Cert este că plutoniul-239 nu apare în natură. Dar poate fi obținut prin bombardarea 238 U cu neutroni.
Cum se măsoară puterea lor?
Puterea unei sarcini nucleare și termonucleare este măsurată în echivalent TNT - cantitatea de trinitrotoluen care trebuie detonată pentru a obține un rezultat similar. Se măsoară în kilotone (kt) și megatone (Mt). Randamentul armelor nucleare ultra-mice este mai mic de 1 kt, în timp ce bombele super-puternice produc mai mult de 1 mt.
Puterea „bombei țar” sovietice a fost, conform diverselor surse, de la 57 la 58,6 megatone în echivalent TNT; puterea bombei termonucleare, pe care RPDC a testat-o la începutul lunii septembrie, a fost de aproximativ 100 de kilotone.
Cine a creat armele nucleare?
Fizicianul american Robert Oppenheimer și generalul Leslie Groves
În anii 1930, fizician italian Enrico Fermi a demonstrat că elementele bombardate de neutroni pot fi transformate în elemente noi. Rezultatul acestei lucrări a fost descoperirea neutroni lenți , precum și descoperirea unor noi elemente nereprezentate în tabelul periodic. La scurt timp după descoperirea lui Fermi, oamenii de știință germani Otto Hahn Și Fritz Strassmann a bombardat uraniu cu neutroni, rezultând formarea unui izotop radioactiv de bariu. Ei au ajuns la concluzia că neutronii de viteză mică fac ca nucleul de uraniu să se spargă în două bucăți mai mici.
Această lucrare a entuziasmat mințile lumii întregi. La Universitatea Princeton Niels Bohr lucrat cu John Wheeler pentru a dezvolta un model ipotetic al procesului de fisiune. Ei au sugerat că uraniul-235 suferă fisiune. Cam în aceeași perioadă, alți oameni de știință au descoperit că procesul de fisiune a produs și mai mulți neutroni. Acest lucru i-a determinat pe Bohr și Wheeler să pună o întrebare importantă: ar putea neutronii liberi creați prin fisiune să declanșeze o reacție în lanț care să elibereze cantități enorme de energie? Dacă este așa, atunci este posibil să creați arme de o putere de neimaginat. Ipotezele lor au fost confirmate de un fizician francez Frederic Joliot-Curie . Concluzia sa a devenit impulsul pentru evoluțiile în crearea de arme nucleare.
Fizicieni din Germania, Anglia, SUA și Japonia au lucrat la crearea armelor atomice. Înainte de începerea celui de-al Doilea Război Mondial Albert Einstein i-a scris presedintelui SUA Franklin Roosevelt că Germania nazistă intenționează să purifice uraniul-235 și să creeze o bombă atomică. Acum se dovedește că Germania era departe de a realiza o reacție în lanț: lucrau la o bombă „murdară”, foarte radioactivă. Oricum ar fi, guvernul SUA a depus toate eforturile pentru a crea o bombe atomică cât mai curând posibil. A fost lansat Proiectul Manhattan, condus de un fizician american Robert Oppenheimer şi generală Leslie Groves . La ea au participat oameni de știință de seamă care au emigrat din Europa. Până în vara anului 1945, armele atomice au fost create pe baza a două tipuri de material fisionabil - uraniu-235 și plutoniu-239. O bombă, plutoniul „Thing”, a fost detonată în timpul testării, iar alte două, uraniul „Baby” și plutoniul „Fat Man”, au fost aruncate asupra orașelor japoneze Hiroshima și Nagasaki.
Cum funcționează o bombă termonucleară și cine a inventat-o?
Bomba termonucleară se bazează pe reacție fuziune nucleară . Spre deosebire de fisiunea nucleară, care poate avea loc fie spontan, fie forțat, fuziunea nucleară este imposibilă fără furnizarea de energie externă. Nucleele atomice sunt încărcate pozitiv - așa că se resping reciproc. Această situație se numește bariera Coulomb. Pentru a depăși repulsia, aceste particule trebuie accelerate la viteze nebunești. Acest lucru se poate face la temperaturi foarte ridicate - de ordinul a câteva milioane de Kelvin (de unde și numele). Există trei tipuri de reacții termonucleare: auto-susținute (au loc în adâncurile stelelor), controlate și necontrolate sau explozive - sunt folosite în bombele cu hidrogen.
Ideea unei bombe cu fuziune termonucleară inițiată de o sarcină atomică a fost propusă de Enrico Fermi colegului său Edward Teller în 1941, chiar la începutul Proiectului Manhattan. Cu toate acestea, această idee nu era solicitată la acel moment. Evoluțiile lui Teller au fost îmbunătățite Stanislav Ulam , făcând fezabilă în practică ideea unei bombe termonucleare. În 1952, primul dispozitiv exploziv termonuclear a fost testat pe atolul Enewetak în timpul operațiunii Ivy Mike. Era însă o probă de laborator, nepotrivită pentru luptă. Un an mai târziu, Uniunea Sovietică a detonat prima bombă termonucleară din lume, asamblată după proiectul fizicienilor. Andrei Saharov Și Iulia Kharitona . Dispozitivul semăna cu un tort stratificat, așa că arma formidabilă a fost supranumită „Puff”. În cursul dezvoltării ulterioare, s-a născut cea mai puternică bombă de pe Pământ, „Tsar Bomba” sau „Mama lui Kuzka”. În octombrie 1961, a fost testat pe arhipelagul Novaya Zemlya.
Din ce sunt făcute bombele termonucleare?
Dacă ai crezut asta hidrogen iar bombele termonucleare sunt lucruri diferite, te-ai înșelat. Aceste cuvinte sunt sinonime. Hidrogenul (sau mai bine zis, izotopii săi - deuteriu și tritiu) este necesar pentru a desfășura o reacție termonucleară. Cu toate acestea, există o dificultate: pentru a detona o bombă cu hidrogen, este mai întâi necesar să se obțină o temperatură ridicată în timpul unei explozii nucleare convenționale - abia atunci nucleele atomice vor începe să reacționeze. Prin urmare, în cazul unei bombe termonucleare, designul joacă un rol important.
Două scheme sunt larg cunoscute. Primul este „aluatul foietaj” al lui Saharov. În centru se afla un detonator nuclear, care era înconjurat de straturi de deuterură de litiu amestecate cu tritiu, care erau intercalate cu straturi de uraniu îmbogățit. Acest design a făcut posibilă atingerea unei puteri în termen de 1 Mt. A doua este schema americană Teller-Ulam, unde bomba nucleară și izotopii de hidrogen au fost localizați separat. Arăta astfel: dedesubt era un recipient cu un amestec de deuteriu lichid și tritiu, în centrul căruia se afla o „bujie” - o tijă de plutoniu, iar deasupra - o sarcină nucleară convențională, și toate acestea într-un înveliș de metal greu (de exemplu, uraniu sărăcit). Neutronii rapizi produși în timpul exploziei provoacă reacții de fisiune atomică în învelișul de uraniu și adaugă energie la energia totală a exploziei. Adăugarea de straturi suplimentare de litiu uraniu-238 deuteridă face posibilă crearea de proiectile cu putere nelimitată. În 1953, fizician sovietic Victor Davidenko a repetat accidental ideea Teller-Ulam și, pe baza ei, Saharov a venit cu o schemă în mai multe etape care a făcut posibilă crearea de arme de o putere fără precedent. „Mama lui Kuzka” a funcționat exact conform acestei scheme.
Ce alte bombe mai sunt?
Există și neutroni, dar acest lucru este în general înfricoșător. În esență, o bombă cu neutroni este o bombă termonucleară de mică putere, a cărei energie de explozie este de 80% radiație (radiație cu neutroni). Arată ca o încărcătură nucleară obișnuită de mică putere, la care i s-a adăugat un bloc cu un izotop de beriliu - o sursă de neutroni. Când o sarcină nucleară explodează, se declanșează o reacție termonucleară. Acest tip de armă a fost dezvoltat de un fizician american Samuel Cohen . Se credea că armele cu neutroni distrug toate ființele vii, chiar și în adăposturi, dar aria de distrugere a unor astfel de arme este mică, deoarece atmosfera împrăștie fluxuri de neutroni rapizi, iar unda de șoc este mai puternică la distanțe mari.
Dar bomba cu cobalt?
Nu, fiule, asta e fantastic. Oficial, nicio țară nu are bombe cu cobalt. Teoretic, aceasta este o bombă termonucleară cu o carcasă de cobalt, care asigură o contaminare radioactivă puternică a zonei chiar și cu o explozie nucleară relativ slabă. 510 de tone de cobalt pot infecta întreaga suprafață a Pământului și pot distruge toată viața de pe planetă. Fizician Leo Szilard , care a descris acest design ipotetic în 1950, l-a numit „Doomsday Machine”.
Ce este mai tare: o bombă nucleară sau una termonucleară?
Model la scară completă a „Tsar Bomba”
Bomba cu hidrogen este mult mai avansată și mai avansată tehnologic decât cea atomică. Puterea sa explozivă o depășește cu mult pe cea a uneia atomice și este limitată doar de numărul de componente disponibile. Într-o reacție termonucleară se eliberează mult mai multă energie pentru fiecare nucleon (așa-numitele nuclee constitutive, protoni și neutroni) decât într-o reacție nucleară. De exemplu, fisiunea unui nucleu de uraniu produce 0,9 MeV (megaelectronvolt) per nucleon, iar fuziunea unui nucleu de heliu din nucleele de hidrogen eliberează o energie de 6 MeV.
Ca niște bombe livrala obiectiv?
La început, au fost aruncați din avioane, dar sistemele de apărare aeriană se îmbunătățiu constant, iar livrarea de arme nucleare în acest fel s-a dovedit a fi neînțeleaptă. Odată cu creșterea producției de rachete, toate drepturile de a livra arme nucleare au fost transferate către rachetele balistice și de croazieră ale diferitelor baze. Prin urmare, o bombă înseamnă acum nu o bombă, ci un focos.
Se crede că bomba cu hidrogen nord-coreeană este prea mare pentru a fi montată pe o rachetă - așa că, dacă RPDC decide să îndeplinească amenințarea, aceasta va fi transportată cu o navă la locul exploziei.
Care sunt consecințele unui război nuclear?
Hiroshima și Nagasaki sunt doar o mică parte din posibila apocalipsă. De exemplu, este cunoscută ipoteza „iarnii nucleare”, care a fost propusă de astrofizicianul american Carl Sagan și geofizicianul sovietic Georgy Golitsyn. Se presupune că explozia mai multor focoase nucleare (nu în deșert sau în apă, ci în zonele populate) va provoca multe incendii, iar o cantitate mare de fum și funingine se va revărsa în atmosferă, ceea ce va duce la răcirea globală. Ipoteza a fost criticată prin compararea efectului cu activitatea vulcanică, care are un efect redus asupra climei. În plus, unii oameni de știință notează că este mai probabil să se producă încălzirea globală decât răcirea - deși ambele părți speră că nu vom ști niciodată.
Sunt permise armele nucleare?
După cursa înarmărilor din secolul al XX-lea, țările și-au revenit în fire și au decis să limiteze utilizarea armelor nucleare. ONU a adoptat tratate privind neproliferarea armelor nucleare și interzicerea testelor nucleare (acestea din urmă nu a fost semnată de tinerele puteri nucleare India, Pakistan și RPDC). În iulie 2017, a fost adoptat un nou tratat privind interzicerea armelor nucleare.
„Fiecare stat parte nu se angajează niciodată să dezvolte, să testeze, să producă, să fabrice, să dobândească, să dețină sau să depoziteze în alt mod arme nucleare sau alte dispozitive explozive nucleare”, se precizează în primul articol al tratatului.
Cu toate acestea, documentul nu va intra în vigoare până când 50 de state îl vor ratifica.
Cel care a inventat bomba atomică nici nu și-a putut imagina la ce consecințe tragice ar putea duce această invenție minune a secolului al XX-lea. A fost o călătorie foarte lungă înainte ca locuitorii orașelor japoneze Hiroshima și Nagasaki să experimenteze această super-arme.
Un început
În aprilie 1903, prietenii lui Paul Langevin s-au adunat în grădina pariziană a Franței. Motivul a fost susținerea dizertației tinerei și talentate savante Marie Curie. Printre oaspeții distinși s-a numărat și celebrul fizician englez Sir Ernest Rutherford. În mijlocul distracției, luminile s-au stins. a anunțat tuturor că va fi o surpriză. Cu o privire solemnă, Pierre Curie a adus un tub mic cu săruri de radiu, care a strălucit cu lumină verde, provocând o încântare extraordinară în rândul celor prezenți. Ulterior, invitații au discutat aprins despre viitorul acestui fenomen. Toată lumea a fost de acord că radiul va rezolva problema acută a penuriei de energie. Acest lucru i-a inspirat pe toți pentru noi cercetări și perspective ulterioare. Dacă li s-ar fi spus atunci că munca de laborator cu elemente radioactive ar pune bazele armelor teribile ale secolului XX, nu se știe care ar fi fost reacția lor. Atunci a început povestea bombei atomice, ucigând sute de mii de civili japonezi.
Jucând înainte
La 17 decembrie 1938, omul de știință german Otto Gann a obținut dovezi incontestabile ale dezintegrarii uraniului în particule elementare mai mici. În esență, a reușit să despartă atomul. În lumea științifică, aceasta a fost privită ca o nouă piatră de hotar în istoria omenirii. Otto Gann nu împărtășea opiniile politice ale celui de-al Treilea Reich. Prin urmare, în același an, 1938, omul de știință a fost nevoit să se mute la Stockholm, unde, împreună cu Friedrich Strassmann, și-a continuat cercetările științifice. Temându-se că Germania nazistă va fi prima care va primi arme groaznice, el scrie o scrisoare în care avertizează despre acest lucru. Vestea unui posibil avans a alarmat foarte mult guvernul SUA. Americanii au început să acționeze rapid și hotărât.
Cine a creat bomba atomică? proiect american
Chiar înainte ca grupul, dintre care mulți erau refugiați din regimul nazist din Europa, să fie însărcinat cu dezvoltarea armelor nucleare. Cercetările inițiale, este de remarcat, au fost efectuate în Germania nazistă. În 1940, guvernul Statelor Unite ale Americii a început să-și finanțeze propriul program de dezvoltare a armelor atomice. Pentru implementarea proiectului a fost alocată o sumă incredibilă de două miliarde și jumătate de dolari. Fizicieni remarcabili ai secolului al XX-lea au fost invitați să implementeze acest proiect secret, printre care s-au numărat peste zece laureați ai Premiului Nobel. În total, au fost implicați aproximativ 130 de mii de angajați, printre care nu doar personal militar, ci și civili. Echipa de dezvoltare a fost condusă de colonelul Leslie Richard Groves, iar Robert Oppenheimer a devenit director științific. El este omul care a inventat bomba atomică. O clădire secretă specială de inginerie a fost construită în zona Manhattan, pe care o cunoaștem sub numele de cod „Proiectul Manhattan”. În următorii câțiva ani, oamenii de știință din proiectul secret au lucrat la problema fisiunii nucleare a uraniului și plutoniului.
Atomul nepașnic al lui Igor Kurchatov
Astăzi, fiecare școlar va putea răspunde la întrebarea cine a inventat bomba atomică în Uniunea Sovietică. Și apoi, la începutul anilor 30 ai secolului trecut, nimeni nu știa asta.
În 1932, academicianul Igor Vasilyevich Kurchatov a fost unul dintre primii din lume care a început să studieze nucleul atomic. Adunând în jurul său oameni cu gânduri asemănătoare, Igor Vasilyevici a creat primul ciclotron din Europa în 1937. În același an, el și oamenii săi cu gânduri similare au creat primele nuclee artificiale.
În 1939, I.V. Kurchatov a început să studieze o nouă direcție - fizica nucleară. După mai multe succese de laborator în studierea acestui fenomen, omul de știință primește la dispoziție un centru secret de cercetare, care a fost denumit „Laboratorul nr. 2”. În prezent, acest obiect clasificat se numește „Arzamas-16”.
Direcția țintă a acestui centru a fost cercetarea serioasă și crearea de arme nucleare. Acum devine evident cine a creat bomba atomică în Uniunea Sovietică. Echipa lui era formată atunci din doar zece oameni.
Va fi o bombă atomică
Până la sfârșitul anului 1945, Igor Vasilyevich Kurchatov a reușit să adune o echipă serioasă de oameni de știință în număr de peste o sută de oameni. Cele mai bune minți ale diferitelor specializări științifice au venit la laborator din toată țara pentru a crea arme atomice. După ce americanii au aruncat o bombă atomică asupra Hiroshima, oamenii de știință sovietici și-au dat seama că acest lucru se poate face cu Uniunea Sovietică. „Laboratorul nr. 2” primește de la conducerea țării o creștere bruscă a finanțării și un aflux mare de personal calificat. Lavrenty Pavlovich Beria este numit responsabil pentru un proiect atât de important. Eforturile enorme ale oamenilor de știință sovietici au dat roade.
Locul de testare Semipalatinsk
Bomba atomică din URSS a fost testată pentru prima dată la locul de testare din Semipalatinsk (Kazahstan). La 29 august 1949, un dispozitiv nuclear cu un randament de 22 de kilotone a zguduit solul kazah. Fizicianul laureat al Premiului Nobel Otto Hanz a spus: „Aceasta este o veste bună. Dacă Rusia are arme atomice, atunci nu va fi război.” Această bombă atomică din URSS, criptată ca produsul nr. 501, sau RDS-1, a fost cea care a eliminat monopolul SUA asupra armelor nucleare.
Bombă atomică. Anul 1945
În dimineața devreme a zilei de 16 iulie, Proiectul Manhattan a efectuat primul său test de succes al unui dispozitiv atomic - o bombă cu plutoniu - la locul de testare Alamogordo din New Mexico, SUA.
Banii investiți în proiect au fost bine cheltuiți. Prima din istoria omenirii a avut loc la ora 5:30.
„Am făcut treaba diavolului”, va spune mai târziu cel care a inventat bomba atomică în SUA, numit mai târziu „părintele bombei atomice”.
Japonia nu va capitula
Până la momentul testării finale și cu succes a bombei atomice, trupele și aliații sovietici au învins în sfârșit Germania nazistă. Cu toate acestea, a existat un stat care a promis că va lupta până la capăt pentru dominația Oceanului Pacific. De la mijlocul lunii aprilie până la jumătatea lui iulie 1945, armata japoneză a efectuat în mod repetat lovituri aeriene împotriva forțelor aliate, provocând astfel pierderi grele armatei americane. La sfârșitul lunii iulie 1945, guvernul militarist japonez a respins cererea aliaților de capitulare conform Declarației de la Potsdam. Acesta a afirmat, în special, că, în caz de neascultare, armata japoneză se va confrunta cu o distrugere rapidă și completă.
Președintele este de acord
Guvernul american s-a ținut de cuvânt și a început un bombardament țintit asupra pozițiilor militare japoneze. Atacurile aeriene nu au adus rezultatul dorit, iar președintele american Harry Truman decide să invadeze teritoriul japonez de către trupele americane. Comandamentul militar își descurajează însă președintele de la o astfel de decizie, invocând faptul că o invazie americană ar presupune un număr mare de victime.
La sugestia lui Henry Lewis Stimson și Dwight David Eisenhower, s-a decis să se folosească o modalitate mai eficientă de a pune capăt războiului. Un mare susținător al bombei atomice, secretarul prezidențial american James Francis Byrnes, credea că bombardarea teritoriilor japoneze va pune capăt războiului și va pune Statele Unite într-o poziție dominantă, ceea ce ar avea un impact pozitiv asupra cursului ulterioar al evenimentelor în lumea de după război. Astfel, președintele american Harry Truman era convins că aceasta este singura opțiune corectă.
Bombă atomică. Hiroshima
Micul oraș japonez Hiroshima, cu o populație de puțin peste 350 de mii de oameni, situat la cinci sute de mile de capitala japoneză Tokyo, a fost ales ca primă țintă. După ce bombardierul modificat B-29 Enola Gay a ajuns la baza navală americană de pe Insula Tinian, o bombă atomică a fost instalată la bordul aeronavei. Hiroshima avea să experimenteze efectele a 9 mii de lire sterline de uraniu-235.
Această armă nemaivăzută până acum a fost destinată civililor dintr-un mic oraș japonez. Comandantul bombardierului a fost colonelul Paul Warfield Tibbetts Jr. Bomba atomică din SUA a purtat numele cinic „Baby”. În dimineața zilei de 6 august 1945, la aproximativ 8:15 a.m., „Little” american a fost aruncat pe Hiroshima, Japonia. Aproximativ 15 mii de tone de TNT au distrus toată viața pe o rază de cinci mile pătrate. O sută patruzeci de mii de locuitori ai orașului au murit în câteva secunde. Japonezii supraviețuitori au murit de o moarte dureroasă din cauza radiațiilor.
Au fost distruși de atomicul american „Baby”. Cu toate acestea, devastarea de la Hiroshima nu a provocat predarea imediată a Japoniei, așa cum se aștepta toată lumea. Apoi s-a decis să se efectueze un alt bombardament asupra teritoriului japonez.
Nagasaki. Cerul este în flăcări
Bomba atomică americană „Fat Man” a fost instalată la bordul unui avion B-29 la 9 august 1945, încă acolo, la baza navală americană din Tinian. De data aceasta, comandantul aeronavei era maiorul Charles Sweeney. Inițial, ținta strategică a fost orașul Kokura.
Cu toate acestea, condițiile meteo nu au permis realizarea planului; norii grei au intervenit. Charles Sweeney a intrat în turul doi. La ora 11:02, nuclearul american „Fat Man” a cuprins Nagasaki. A fost un atac aerian distructiv mai puternic, care a fost de câteva ori mai puternic decât bombardamentul de la Hiroshima. Nagasaki a testat o armă atomică cântărind aproximativ 10 mii de lire sterline și 22 de kilotone de TNT.
Locația geografică a orașului japonez a redus efectul așteptat. Chestia este că orașul este situat într-o vale îngustă între munți. Prin urmare, distrugerea a 2,6 mile pătrate nu a dezvăluit întregul potențial al armelor americane. Testul bombei atomice de la Nagasaki este considerat proiectul Manhattan eșuat.
Japonia s-a predat
La prânz, pe 15 august 1945, împăratul Hirohito a anunțat capitularea țării sale într-o adresă radio către poporul Japoniei. Această știre s-a răspândit rapid în întreaga lume. În Statele Unite ale Americii au început sărbătorile pentru a marca victoria asupra Japoniei. Oamenii s-au bucurat.
La 2 septembrie 1945, la bordul cuirasatului american Missouri, ancorat în Golful Tokyo, a fost semnat un acord oficial de încheiere a războiului. Astfel s-a încheiat cel mai brutal și sângeros război din istoria omenirii.
De șase ani lungi, comunitatea mondială se îndreaptă către această dată semnificativă - de la 1 septembrie 1939, când au fost trase primele focuri ale Germaniei naziste în Polonia.
Atom pașnic
În total, în Uniunea Sovietică au fost efectuate 124 de explozii nucleare. Ceea ce este caracteristic este că toate au fost realizate în beneficiul economiei naționale. Doar trei dintre ele au fost accidente care au dus la scurgeri de elemente radioactive. Programele de utilizare a atomilor pașnici au fost implementate doar în două țări - SUA și Uniunea Sovietică. Energia nucleară pașnică cunoaște și un exemplu de catastrofă globală, când un reactor a explodat la a patra unitate de putere a centralei nucleare de la Cernobîl.
După cum se știe, la armele nucleare de prima generație, este adesea numit ATOMIC, se referă la focoase bazate pe utilizarea energiei de fisiune a nucleelor de uraniu-235 sau plutoniu-239. Primul test al unui astfel de încărcător de 15 kt a fost efectuat în Statele Unite pe 16 iulie 1945 la locul de testare Alamogordo.
Explozia primei bombe atomice sovietice în august 1949 a dat un nou impuls dezvoltării lucrărilor de creare. arme nucleare de a doua generație. Se bazează pe tehnologia utilizării energiei reacțiilor termonucleare pentru sinteza nucleelor izotopilor grei de hidrogen - deuteriu și tritiu. Astfel de arme se numesc termonucleare sau hidrogen. Primul test al dispozitivului termonuclear Mike a fost efectuat de Statele Unite la 1 noiembrie 1952 pe insula Elugelab (Insulele Marshall), al cărei randament a fost de 5-8 milioane de tone. În anul următor, o încărcătură termonucleară a fost detonată în URSS.
Implementarea reacțiilor atomice și termonucleare a deschis oportunități largi de utilizare a acestora în crearea unei serii de muniții diverse ale generațiilor ulterioare. Spre a treia generație de arme nucleare includ încărcături speciale (muniție), în care, datorită unui design special, realizează o redistribuire a energiei de explozie în favoarea unuia dintre factorii dăunători. Alte tipuri de taxe pentru astfel de arme asigură crearea unui focus al unuia sau altui factor dăunător într-o anumită direcție, ceea ce duce, de asemenea, la o creștere semnificativă a efectului său dăunător.
O analiză a istoriei creării și îmbunătățirii armelor nucleare indică faptul că Statele Unite au preluat invariabil conducerea în crearea de noi modele. Cu toate acestea, a trecut ceva timp și URSS a eliminat aceste avantaje unilaterale ale Statelor Unite. Armele nucleare de a treia generație nu fac excepție în acest sens. Unul dintre cele mai faimoase exemple de arme nucleare de a treia generație este armele NEUTRON.
Ce sunt armele cu neutroni?
Armele cu neutroni au fost discutate pe scară largă la începutul anilor '60. Cu toate acestea, s-a cunoscut mai târziu că posibilitatea creării sale a fost discutată cu mult înainte. Fostul președinte al Federației Mondiale a Oamenilor de Știință, profesorul din Marea Britanie E. Burop, și-a amintit că a auzit pentru prima dată despre asta în 1944, când a lucrat ca parte a unui grup de oameni de știință englezi din Statele Unite la Proiectul Manhattan. Lucrările la crearea armelor cu neutroni au fost inițiate de necesitatea de a obține o armă puternică cu capacitate de distrugere selectivă pentru utilizare direct pe câmpul de luptă.
Prima explozie a unui încărcător de neutroni (număr de cod W-63) a fost efectuată într-un imobil subteran din Nevada în aprilie 1963. Fluxul de neutroni obținut în timpul testării s-a dovedit a fi semnificativ mai mic decât valoarea calculată, ceea ce a redus semnificativ capacitățile de luptă ale noii arme. A fost nevoie de aproape încă 15 ani pentru ca încărcările cu neutroni să dobândească toate calitățile unei arme militare. Potrivit profesorului E. Burop, diferența fundamentală dintre dispozitivul unei sarcini neutronice și unul termonuclear este rata diferită de eliberare a energiei: „ Într-o bombă cu neutroni, eliberarea de energie are loc mult mai lent. Este ca un squib de timp«.
Datorită acestei încetiniri, energia cheltuită pentru formarea undei de șoc și a radiației luminoase scade și, în consecință, eliberarea acesteia sub formă de flux de neutroni crește. În cursul lucrărilor ulterioare, au fost obținute anumite succese în asigurarea focalizării radiației neutronice, ceea ce a făcut posibil nu numai îmbunătățirea efectului său distructiv într-o anumită direcție, ci și reducerea pericolului atunci când o folosește pentru trupele cuiva.
În noiembrie 1976, a fost efectuat un alt test al unui focos cu neutroni în Nevada, în timpul căruia s-au obținut rezultate foarte impresionante. Ca urmare, la sfârșitul anului 1976, a fost luată decizia de a produce componente pentru proiectile cu neutroni de calibrul 203 mm și focoase pentru racheta Lance. Mai târziu, în august 1981, la o reuniune a Grupului de planificare nucleară al Consiliului Național de Securitate al SUA, a fost luată o decizie privind producția la scară largă de arme cu neutroni: 2000 de obuze pentru un obuzier de 203 mm și 800 de focoase pentru racheta Lance.
Când un focos cu neutroni explodează, principalele daune aduse organismelor vii sunt cauzate de un flux de neutroni rapizi. Conform calculelor, pentru fiecare kilotonă de putere de încărcare sunt eliberați aproximativ 10 neutroni, care se propagă cu viteză enormă în spațiul înconjurător. Acești neutroni au un efect dăunător extrem de mare asupra organismelor vii, mult mai puternic decât radiațiile Y și undele de șoc. Pentru comparație, subliniem că, odată cu explozia unei sarcini nucleare convenționale cu o putere de 1 kilotonă, forța de muncă amplasată în mod deschis va fi distrusă de o undă de șoc la o distanță de 500-600 m. Odată cu explozia unui focos neutron al aceeași putere, distrugerea forței de muncă va avea loc la o distanță de aproximativ trei ori mai mare.
Neutronii produși în timpul exploziei se mișcă cu viteze de câteva zeci de kilometri pe secundă. Păstrând ca niște proiectile în celulele vii ale corpului, ele scot nucleele din atomi, rup legăturile moleculare și formează radicali liberi care sunt foarte reactivi, ceea ce duce la întreruperea ciclurilor de bază ale proceselor vieții.
Pe măsură ce neutronii se deplasează prin aer ca urmare a ciocnirilor cu nucleele atomilor de gaz, ei pierd treptat energie. Asta duce la la o distanţă de circa 2 km efectul lor dăunător practic încetează. Pentru a reduce efectul distructiv al undei de șoc însoțitoare, puterea sarcinii neutronilor este aleasă în intervalul de la 1 la 10 kt, iar înălțimea exploziei deasupra solului este de aproximativ 150-200 de metri.
Potrivit unor oameni de știință americani, experimente termonucleare se desfășoară la laboratoarele Los Alamos și Sandia din Statele Unite și la Institutul All-Russian de Fizică Experimentală din Sarov (Arzamas-16), în care, împreună cu cercetările privind obținerea energiei electrice , se studiază posibilitatea obținerii de explozibili pur termonucleari. Cel mai probabil produs secundar al cercetării în curs, în opinia lor, ar putea fi o îmbunătățire a caracteristicilor energie-masă ale focoaselor nucleare și crearea unei minibombe cu neutroni. Potrivit experților, un astfel de focos cu neutroni cu un echivalent TNT de doar o tonă poate crea o doză letală de radiații la distanțe de 200-400 m.
Armele cu neutroni sunt o armă defensivă puternică și utilizarea lor cea mai eficientă este posibilă atunci când respinge agresiunea, mai ales când inamicul a invadat teritoriul protejat. Munițiile cu neutroni sunt arme tactice și utilizarea lor este cel mai probabil în așa-numitele războaie „limitate”, în primul rând în Europa. Aceste arme pot deveni deosebit de importante pentru Rusia, deoarece odată cu slăbirea forțelor sale armate și cu amenințarea tot mai mare a conflictelor regionale, aceasta va fi forțată să pună un accent mai mare pe armele nucleare pentru a-și asigura securitatea.
Utilizarea armelor cu neutroni poate fi deosebit de eficientă atunci când respinge un atac masiv de tancuri. Se știe că blindajul tancului la anumite distanțe de epicentrul exploziei (mai mult de 300-400 m în timpul exploziei unei încărcături nucleare cu o putere de 1 kt) oferă protecție echipajelor împotriva undelor de șoc și radiațiilor Y. În același timp, neutronii rapizi pătrund în armura de oțel fără atenuare semnificativă.
Calculele arată că, în cazul unei explozii a unei încărcături de neutroni cu o putere de 1 kilotonă, echipajele tancurilor vor fi dezactivate instantaneu pe o rază de 300 m de epicentru și vor muri în două zile. Echipajele aflate la o distanță de 300-700 m vor eșua în câteva minute și vor muri și ele în 6-7 zile; la distante de 700-1300 m vor fi ineficiente in cateva ore, iar moartea celor mai multi dintre ei va dura cateva saptamani. La distanțe de 1300-1500 m, o anumită parte a echipajelor se va îmbolnăvi grav și treptat se va incapacita.
Ogioasele cu neutroni pot fi folosite și în sistemele de apărare antirachetă pentru a combate focoasele rachetelor de atac de-a lungul traiectoriei. Conform calculelor experților, neutronii rapizi, având o mare capacitate de penetrare, vor trece prin căptușeala focoaselor inamice și vor provoca daune echipamentelor lor electronice. În plus, neutronii care interacționează cu nucleele de uraniu sau plutoniu ale unui detonator de focoase atomice le vor determina fisiunea.
O astfel de reacție va avea loc cu o eliberare mare de energie, care în cele din urmă poate duce la încălzirea și distrugerea detonatorului. Acest lucru, la rândul său, va duce la eșecul întregii încărcături de focos. Această proprietate a armelor cu neutroni a fost folosită în sistemele de apărare antirachetă din SUA. La mijlocul anilor '70, focoase cu neutroni au fost instalate pe rachetele interceptoare Sprint ale sistemului Safeguard desfășurate în jurul bazei aeriene Grand Forks (Dakota de Nord). Este posibil ca viitorul sistem național de apărare antirachetă al SUA să folosească și focoase cu neutroni.
După cum se știe, în conformitate cu angajamentele anunțate de președinții Statelor Unite și Rusiei în septembrie-octombrie 1991, toate obuzele de artilerie nucleară și focoasele de rachete tactice la sol trebuie eliminate. Cu toate acestea, nu există nicio îndoială că, dacă situația militaro-politică se va schimba și se va lua o decizie politică, tehnologia dovedită a focoaselor cu neutroni face posibilă stabilirea producției lor în masă într-un timp scurt.
„Super EMP”
La scurt timp după încheierea celui de-al Doilea Război Mondial, cu un monopol asupra armelor nucleare, Statele Unite au reluat testele pentru a le îmbunătăți și a determina efectele dăunătoare ale unei explozii nucleare. La sfârșitul lunii iunie 1946, exploziile nucleare au fost efectuate în zona atolului Bikini (Insulele Marshall) sub codul „Operațiunea Crossroads”, în timpul căreia au fost studiate efectele dăunătoare ale armelor atomice.
În timpul acestor explozii de testare a fost descoperit un nou fenomen fizic — formarea unui impuls puternic de radiație electromagnetică (EMR), căruia i s-a manifestat imediat un mare interes. EMP sa dovedit a fi deosebit de semnificativ în timpul exploziilor puternice. În vara anului 1958, au avut loc explozii nucleare la altitudini mari. Prima serie, codificată „Hardtack”, a fost condusă peste Oceanul Pacific, lângă insula Johnston. În timpul testelor, au detonat două încărcături de clasă megatoni: „Tek” - la o altitudine de 77 de kilometri și „Orange” - la o altitudine de 43 de kilometri.
În 1962, exploziile la mare altitudine au continuat: la o altitudine de 450 km, sub codul „Starfish”, a fost detonat un focos cu un randament de 1,4 megatone. Uniunea Sovietică și în perioada 1961-1962. a efectuat o serie de teste în cadrul cărora s-a studiat impactul exploziilor la mare altitudine (180-300 km) asupra funcționării echipamentelor sistemului de apărare antirachetă.
În timpul acestor teste, au fost înregistrate impulsuri electromagnetice puternice, care au avut un mare efect dăunător asupra echipamentelor electronice, liniilor de comunicații și electrice, stațiilor radio și radar pe distanțe lungi. De atunci, experții militari au continuat să acorde o mare atenție cercetării asupra naturii acestui fenomen, a efectelor sale dăunătoare și modalităților de a-și proteja sistemele de luptă și sprijin împotriva acestuia.
Natura fizică a EMR este determinată de interacțiunea cuantei Y a radiației instantanee dintr-o explozie nucleară cu atomi de gaze din aer: cuantele Y elimină electronii din atomi (așa-numiții electroni Compton), care se mișcă cu o viteză enormă în direcția de la centrul exploziei. Fluxul acestor electroni, interacționând cu câmpul magnetic al Pământului, creează un impuls de radiație electromagnetică. Când o sarcină de clasă megatone explodează la altitudini de câteva zeci de kilometri, puterea câmpului electric de pe suprafața pământului poate atinge zeci de kilovolți pe metru.
Pe baza rezultatelor obținute în timpul testelor, experții militari americani au lansat cercetări la începutul anilor ’80, menite să creeze un alt tip de armă nucleară de a treia generație - Super-EMP cu o putere îmbunătățită de radiație electromagnetică.
Pentru a crește randamentul cuantei Y, s-a propus crearea unei învelișuri a unei substanțe în jurul sarcinii, ale cărei nuclee, interacționând activ cu neutronii unei explozii nucleare, emit radiații Y de înaltă energie. Experții cred că cu ajutorul Super-EMP este posibil să se creeze o putere de câmp la suprafața Pământului de ordinul a sute și chiar mii de kilovolți pe metru.
Conform calculelor teoreticienilor americani, explozia unei astfel de încărcături cu o capacitate de 10 megatone la o altitudine de 300-400 km deasupra centrului geografic al Statelor Unite - statul Nebraska - va perturba funcționarea radio-electronică. echipament pe aproape întregul teritoriu al țării pentru un timp suficient pentru a perturba o lovitură de rachetă nucleară de represalii.
Direcția ulterioară de lucru privind crearea Super-EMP a fost asociată cu îmbunătățirea efectului său distructiv prin focalizarea radiației Y, care ar fi trebuit să ducă la o creștere a amplitudinii pulsului. Aceste proprietăți ale Super-EMP o fac o armă de primă lovitură concepută pentru a dezactiva sistemele guvernamentale și militare de control, ICBM-uri, în special rachete pe bază de mobil, rachete pe o traiectorie, stații radar, nave spațiale, sisteme de alimentare etc. Prin urmare, Super EMP este în mod clar de natură ofensivă și este o armă destabilizatoare de primă lovitură.
Focoase penetrante - penetratoare
Căutarea unor mijloace fiabile de distrugere a țintelor extrem de protejate a condus experții militari americani la ideea de a folosi în acest scop energia exploziilor nucleare subterane. Când încărcăturile nucleare sunt îngropate în pământ, proporția de energie cheltuită pentru formarea unui crater, a unei zone de distrugere și a undelor de șoc seismic crește semnificativ. În acest caz, cu precizia existentă a ICBM-urilor și SLBM-urilor, fiabilitatea distrugerii „punctului”, în special a țintelor durabile de pe teritoriul inamic, este semnificativ crescută.
Lucrările la crearea de penetratori au fost începute din ordinul Pentagonului încă de la mijlocul anilor '70, când conceptul de lovitură „contraforță” a primit prioritate. Primul exemplu de focos penetrant a fost dezvoltat la începutul anilor 1980 pentru racheta cu rază medie de acțiune Pershing 2. După semnarea Tratatului privind forțele nucleare cu rază intermediară (INF), eforturile specialiștilor americani au fost redirecționate către crearea unor astfel de muniții pentru ICBM-uri.
Dezvoltatorii noului focos au întâmpinat dificultăți semnificative asociate, în primul rând, cu necesitatea de a asigura integritatea și performanța acestuia la deplasarea în sol. Supraîncărcările enorme care acționează asupra focosului (5000-8000 g, accelerație de gravitate g) impun cerințe extrem de stricte asupra designului muniției.
Efectul distructiv al unui astfel de focos asupra țintelor îngropate, deosebit de puternice, este determinat de doi factori - puterea încărcăturii nucleare și gradul de penetrare a acesteia în pământ. Mai mult, pentru fiecare valoare a puterii de încărcare există o valoare optimă a adâncimii la care se asigură cea mai mare eficiență a penetratorului.
De exemplu, efectul distructiv al unei încărcături nucleare de 200 de kilotone asupra țintelor deosebit de dure va fi destul de eficient atunci când este îngropată la o adâncime de 15-20 de metri și va fi echivalent cu efectul unei explozii la sol a unei rachete MX de 600 de kilotone. focos. Experții militari au stabilit că, cu precizia de livrare a focosului penetrator, caracteristică rachetelor MX și Trident-2, probabilitatea de a distruge un siloz de rachete sau un post de comandă inamic cu un focos este foarte mare. Aceasta înseamnă că, în acest caz, probabilitatea distrugerii țintei va fi determinată numai de fiabilitatea tehnică a livrării focoaselor.
Evident, focoasele penetrante sunt concepute pentru a distruge guvernele inamice și centrele de control militar, ICBM-urile situate în silozuri, posturile de comandă etc. În consecință, penetratorii sunt arme ofensive, „contraforțe”, concepute pentru a lansa o primă lovitură și, ca atare, au un caracter destabilizator.
Importanța focoaselor penetrante, dacă va fi adoptată, ar putea crește semnificativ în contextul unei reduceri a armelor strategice ofensive, când o scădere a capacităților de luptă pentru lansarea unei prime lovituri (o scădere a numărului de purtători și focoase) va necesita o creștere a probabilitatea de a lovi ținte cu fiecare muniție. În același timp, pentru astfel de focoase este necesar să se asigure o precizie suficient de mare a lovirii țintei. Prin urmare, a fost luată în considerare posibilitatea de a crea focoase de penetrare echipate cu un sistem de orientare în partea finală a traiectoriei, similare cu armele de înaltă precizie.
Laser cu raze X cu pompare nucleară
În a doua jumătate a anilor '70, cercetările au început la Laboratorul de radiații Livermore pentru a crea " arme antirachetă ale secolului 21" - un laser cu raze X cu excitație nucleară. De la bun început, această armă a fost concepută ca principalul mijloc de distrugere a rachetelor sovietice în partea activă a traiectoriei, înainte ca focoasele să fie separate. Noua armă a primit numele de „armă cu rachetă cu lansare multiplă”.
În formă schematică, noua armă poate fi reprezentată ca un focos, pe suprafața căruia sunt atașate până la 50 de tije laser. Fiecare lansetă are două grade de libertate și, ca și țeava de pistol, poate fi direcționată autonom în orice punct din spațiu. De-a lungul axei fiecărei tije, lung de câțiva metri, este plasat un fir subțire de material activ dens, „cum ar fi aurul”. O sarcină nucleară puternică este plasată în interiorul focosului, a cărei explozie ar trebui să servească drept sursă de energie pentru pomparea laserelor.
Potrivit unor experți, pentru a asigura distrugerea rachetelor de atac la o rază de acțiune mai mare de 1000 km, va fi necesară o încărcare cu un randament de câteva sute de kilotone. De asemenea, focosul găzduiește un sistem de țintire cu un computer de mare viteză, în timp real.
Pentru a combate rachetele sovietice, specialiștii militari americani au dezvoltat tactici speciale pentru utilizarea lor în luptă. În acest scop, s-a propus amplasarea focoaselor laser nucleare pe rachete balistice lansate de submarine (SLBM). Într-o „situație de criză” sau în perioada de pregătire pentru o primă lovitură, submarinele echipate cu aceste SLBM trebuie să se deplaseze în secret în zonele de patrulare și să ocupe poziții de luptă cât mai aproape de zonele de poziție ale ICBM-urilor sovietice: în partea de nord a Oceanul Indian, în mările Arabiei, Norvegiei, Ohotsk.
Când se primește un semnal pentru lansarea rachetelor sovietice, sunt lansate rachete submarine. Dacă rachetele sovietice s-au ridicat la o altitudine de 200 km, atunci pentru a atinge raza de vizibilitate, rachetele cu focoase laser trebuie să se ridice la o altitudine de aproximativ 950 km. După aceasta, sistemul de control, împreună cu computerul, îndreaptă tijele laser către rachetele sovietice. De îndată ce fiecare tijă ia o poziție în care radiația lovește exact ținta, computerul va da o comandă de detonare a încărcăturii nucleare.
Energia enormă eliberată în timpul exploziei sub formă de radiație va transforma instantaneu substanța activă a tijelor (sârmă) într-o stare de plasmă. Într-o clipă, această plasmă, răcindu-se, va crea radiații în domeniul de raze X, răspândindu-se în spațiu fără aer pe mii de kilometri în direcția axei tijei. Focosul laser în sine va fi distrus în câteva microsecunde, dar înainte de asta va avea timp să trimită impulsuri puternice de radiație către ținte.
Absorbite într-un strat subțire de suprafață de material rachetă, razele X pot crea o concentrație extrem de mare de energie termică în el, ceea ce o va face să se evapore exploziv, ducând la formarea unei unde de șoc și, în cele din urmă, la distrugerea corp.
Cu toate acestea, crearea laserului cu raze X, care era considerat piatra de temelie a programului SDI al lui Reagan, a întâmpinat mari dificultăți care nu au fost încă depășite. Printre acestea, dificultățile de focalizare a radiației laser, precum și crearea unui sistem eficient de îndreptare a tijelor laser, sunt pe primul loc.
Primele teste subterane ale unui laser cu raze X au fost efectuate în holurile Nevada în noiembrie 1980 sub numele de cod „Dauphine”. Rezultatele obținute au confirmat calculele teoretice ale oamenilor de știință, cu toate acestea, emisia de radiații cu raze X s-a dovedit a fi foarte slabă și în mod clar insuficientă pentru a distruge rachetele. Au urmat o serie de explozii de testare „Excalibur”, „Super-Excalibur”, „Cabana”, „Romano”, în timpul cărora specialiștii și-au urmărit principalul obiectiv - creșterea intensității radiațiilor X prin focalizare.
La sfârșitul lunii decembrie 1985, a avut loc o explozie subterană Goldstone cu un randament de aproximativ 150 kt, iar în aprilie a anului următor a fost efectuat testul Mighty Oak cu obiective similare. Sub interzicerea testelor nucleare, au apărut obstacole serioase în crearea acestor arme.
Trebuie subliniat că un laser cu raze X este, în primul rând, o armă nucleară și, dacă detonează lângă suprafața Pământului, va avea aproximativ același efect distructiv ca o încărcătură termonucleară convențională de aceeași putere.
„Șrapnel hipersonic”
În timpul lucrului la programul SDI, calculele teoretice și rezultatele de simulare ale procesului de interceptare a focoaselor inamice au arătat că primul eșalon de apărare antirachetă, conceput pentru a distruge rachete în partea activă a traiectoriei, nu va putea rezolva complet această problemă. . Prin urmare, este necesar să se creeze arme de luptă capabile să distrugă în mod eficient focoasele în timpul fazei de zbor liber.
În acest scop, experții americani au propus utilizarea unor particule de metal mici accelerate la viteze mari folosind energia unei explozii nucleare. Ideea principală a unei astfel de arme este că, la viteze mari, chiar și o particulă densă mică (care nu cântărește mai mult de un gram) va avea energie cinetică mare. Prin urmare, la impactul cu o țintă, particula poate deteriora sau chiar străpunge carcasa focosului. Chiar dacă carcasa este doar deteriorată, la intrarea în straturile dense ale atmosferei va fi distrusă ca urmare a impactului mecanic intens și a încălzirii aerodinamice.
Desigur, dacă o astfel de particulă lovește o țintă de momeală gonflabilă cu pereți subțiri, coaja acesteia va fi străpunsă și își va pierde imediat forma în vid. Distrugerea momelilor ușoare va facilita foarte mult selecția focoaselor nucleare și, astfel, va contribui la lupta cu succes împotriva acestora.
Se presupune că, din punct de vedere structural, un astfel de focos va conține o sarcină nucleară de putere relativ scăzută, cu un sistem automat de detonare, în jurul căruia se creează o carcasă, constând din multe elemente distructive metalice mici. Cu o masă de coajă de 100 kg, pot fi obținute peste 100 de mii de elemente de fragmentare, care va crea un câmp de leziune relativ mare și dens. În timpul exploziei unei sarcini nucleare, se formează un gaz fierbinte - plasmă, care, împrăștiindu-se cu o viteză enormă, transportă și accelerează aceste particule dense. O provocare tehnică dificilă în acest caz este menținerea unei mase suficiente de fragmente, deoarece atunci când un flux de gaz de mare viteză curge în jurul lor, masa va fi dusă departe de suprafața elementelor.
În Statele Unite, au fost efectuate o serie de teste pentru a crea „shrapnel nuclear” în cadrul programului Prometheus. Puterea încărcăturii nucleare în timpul acestor teste a fost de doar câteva zeci de tone. Când se evaluează capacitățile distructive ale acestei arme, trebuie avut în vedere că în straturile dense ale atmosferei, particulele care se mișcă cu viteze mai mari de 4-5 kilometri pe secundă vor arde. Prin urmare, „shrapnelul nuclear” poate fi folosit doar în spațiu, la altitudini mai mari de 80-100 km, în condiții fără aer.
În consecință, focoasele de schije pot fi utilizate cu succes, pe lângă combaterea focoaselor și momelilor, și ca arme antispațiale pentru distrugerea sateliților militari, în special a celor incluse în sistemul de avertizare a atacurilor cu rachete (MAWS). Prin urmare, este posibil să îl folosiți în luptă în prima lovitură pentru a „orbi” inamicul.
Diferitele tipuri de arme nucleare discutate mai sus nu epuizează în niciun caz toate posibilitățile în crearea modificărilor lor. Acest lucru, în special, se referă la proiectele de arme nucleare cu un efect sporit al unui val nuclear în aer, un randament crescut de radiație Y, o contaminare radioactivă crescută a zonei (cum ar fi faimoasa bombă „cobalt”) etc.
Recent, Statele Unite au luat în considerare proiecte pentru încărcături nucleare de putere ultra-scăzută.:
- mini-newx (capacitate sute de tone),
— micro-știri (zeci de tone),
- Tiny-News (unități de tone), care, pe lângă puterea scăzută, ar trebui să fie semnificativ mai „curate” decât predecesorii lor.
Procesul de îmbunătățire a armelor nucleare continuă și nu poate fi exclus ca în viitor să apară încărcături nucleare subminiaturale create folosind elemente de transplutoniu super-grele cu o masă critică de la 25 la 500 de grame. Elementul transplutoniu Kurchatovium are o masă critică de aproximativ 150 de grame.
Un dispozitiv nuclear care folosește unul dintre izotopii din California va avea dimensiuni atât de mici încât, cu o putere de câteva tone de TNT, poate fi adaptat pentru tragerea cu lansatoare de grenade și arme de calibru mic.
Toate cele de mai sus indică faptul că utilizarea energiei nucleare în scopuri militare are un potențial semnificativ și dezvoltarea continuă în direcția creării de noi tipuri de arme poate duce la o „recunoaștere tehnologică” care va scădea „pragul nuclear” și va avea un impact negativ. privind stabilitatea strategică.
Interdicția tuturor testelor nucleare, dacă nu blochează complet dezvoltarea și îmbunătățirea armelor nucleare, atunci le încetinește semnificativ. În aceste condiţii, deschiderea reciprocă, încrederea, eliminarea contradicţiilor acute dintre state şi, în cele din urmă, crearea unui sistem internaţional eficient de securitate colectivă capătă o importanţă deosebită.
/Vladimir Belous, general-maior, profesor al Academiei de Științe Militare, nasledie.ru/
