Prima utilizare a bombei atomice. Cum funcționează o bombă atomică? Cum funcționează o bombă atomică?

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. Dezintegrarea 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 și 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 reală 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.

Cum funcționează armele nucleare?

Îmi puteți spune mai multe despre fisiunea nucleară?

Explozia unei bombe atomice peste Hiroshima (1945)

Din ce sunt făcute bombele nucleare?

Cum se măsoară puterea lor?

Cine a creat armele nucleare?

Fizicianul american Robert Oppenheimer și generalul Leslie Groves

Cum funcționează o bombă termonucleară și cine a inventat-o?

Din ce sunt făcute bombele termonucleare?

Ce alte bombe mai sunt?

Dar bomba cu cobalt?

Ce este mai tare: o bombă nucleară sau una termonucleară?

Model la scară reală a „Tsar Bomba”

Ca niște bombe livrala obiectiv?

Care sunt consecințele unui război nuclear?

Sunt permise armele 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.

După sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, țările coaliției anti-Hitler au încercat rapid să se devanseze în dezvoltarea unei bombe nucleare mai puternice.

Primul test, efectuat de americani pe obiecte reale din Japonia, a încălzit până la limită situația dintre URSS și SUA. Exploziile puternice care au tunat prin orașele japoneze și au distrus practic toată viața din ele l-au forțat pe Stalin să renunțe la multe pretenții pe scena mondială. Majoritatea fizicienilor sovietici au fost „aruncați” urgent în dezvoltarea armelor nucleare.

Când și cum au apărut armele nucleare?

Anul nașterii bombei atomice poate fi considerat 1896. Atunci chimistul francez A. Becquerel a descoperit că uraniul este radioactiv. Reacția în lanț a uraniului creează energie puternică, care servește drept bază pentru o explozie teribilă. Este puțin probabil ca Becquerel să-și imagineze că descoperirea sa va duce la crearea de arme nucleare - cea mai teribilă armă din întreaga lume.

Sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea a fost un punct de cotitură în istoria invenției armelor nucleare. În această perioadă, oamenii de știință din întreaga lume au putut descoperi următoarele legi, raze și elemente:

Raze alfa, gamma și beta;
Au fost descoperiți mulți izotopi ai elementelor chimice cu proprietăți radioactive;
A fost descoperită legea dezintegrarii radioactive, care determină timpul și dependența cantitativă a intensității dezintegrarii radioactive, în funcție de numărul de atomi radioactivi din proba de testat;
S-a născut izometria nucleară.

În anii 1930, ei au reușit să despartă pentru prima dată nucleul atomic al uraniului prin absorbția neutronilor. În același timp, au fost descoperiți și pozitroni și neuroni. Toate acestea au dat un impuls puternic dezvoltării armelor care foloseau energia atomică. În 1939, a fost brevetat primul proiect de bombă atomică din lume. Acest lucru a fost făcut de un fizician din Franța, Frederic Joliot-Curie.

Ca urmare a cercetărilor și dezvoltării ulterioare în acest domeniu, s-a născut o bombă nucleară. Puterea și gama de distrugere a bombelor atomice moderne este atât de mare încât o țară care are potențial nuclear practic nu are nevoie de o armată puternică, deoarece o bombă atomică poate distruge un întreg stat.

Cum funcționează o bombă atomică?

O bombă atomică este formată din mai multe elemente, principalele fiind:

Corpul bombei atomice;
Sistem de automatizare care controlează procesul de explozie;
Sarcină nucleară sau focos.

Sistemul de automatizare este situat în corpul bombei atomice, împreună cu încărcătura nucleară. Designul carcasei trebuie să fie suficient de fiabil pentru a proteja focosul de diferiți factori și influențe externe. De exemplu, diverse influențe mecanice, de temperatură sau similare, care pot duce la o explozie neplanificată de o putere enormă care poate distruge totul în jur.

Sarcina automatizării este controlul deplin asupra asigurării faptului că explozia are loc la momentul potrivit, astfel încât sistemul constă din următoarele elemente:

Un dispozitiv responsabil pentru detonarea de urgență;
Alimentarea sistemului de automatizare;
Sistem senzor de detonare;
Dispozitiv de armare;
Dispozitiv de siguranta.

Când au fost efectuate primele teste, bombe nucleare au fost livrate pe avioane care au reușit să părăsească zona afectată. Bombele atomice moderne sunt atât de puternice încât pot fi livrate numai folosind rachete de croazieră, balistice sau cel puțin antiaeriene.

Bombele atomice folosesc diverse sisteme de detonare. Cel mai simplu dintre ele este un dispozitiv convențional care se declanșează atunci când un proiectil lovește o țintă.

Una dintre principalele caracteristici ale bombelor și rachetelor nucleare este împărțirea lor în calibre, care sunt de trei tipuri:

Mic, puterea bombelor atomice de acest calibru este echivalentă cu câteva mii de tone de TNT;
Medie (putere de explozie – câteva zeci de mii de tone de TNT);
Mare, a cărui putere de încărcare este măsurată în milioane de tone de TNT.

Este interesant că cel mai adesea puterea tuturor bombelor nucleare este măsurată cu precizie în echivalent TNT, deoarece armele atomice nu au propria lor scară pentru măsurarea puterii exploziei.

Algoritmi pentru funcționarea bombelor nucleare

Orice bombă atomică funcționează pe principiul utilizării energiei nucleare, care este eliberată în timpul unei reacții nucleare. Această procedură se bazează fie pe divizarea nucleelor grele, fie pe sinteza celor ușoare. Deoarece în timpul acestei reacții se eliberează o cantitate imensă de energie și în cel mai scurt timp posibil, raza de distrugere a unei bombe nucleare este foarte impresionantă. Din cauza acestei caracteristici, armele nucleare sunt clasificate drept arme de distrugere în masă.

În timpul procesului care este declanșat de explozia unei bombe atomice, există două puncte principale:

Acesta este centrul imediat al exploziei, unde are loc reacția nucleară;
Epicentrul exploziei, care este situat la locul unde bomba a explodat.

Energia nucleară eliberată în timpul exploziei unei bombe atomice este atât de puternică încât pe pământ încep tremurături seismice. În același timp, aceste tremurături provoacă distrugeri directe doar la o distanță de câteva sute de metri (deși dacă țineți cont de forța exploziei bombei în sine, aceste tremurături nu mai afectează nimic).

Factorii de deteriorare în timpul unei explozii nucleare

Explozia unei bombe nucleare nu provoacă numai distrugeri instantanee teribile. Consecințele acestei explozii vor fi resimțite nu doar de persoanele prinse în zona afectată, ci și de copiii lor născuți în urma exploziei atomice. Tipurile de distrugere prin arme atomice sunt împărțite în următoarele grupuri:

Radiația luminoasă care apare direct în timpul unei explozii;
Unda de șoc propagată de bombă imediat după explozie;
Impuls electromagnetic;
radiații penetrante;
Contaminare radioactivă care poate dura zeci de ani.

Deși la prima vedere un fulger de lumină pare a fi cel mai puțin amenințător, este de fapt rezultatul eliberării de cantități enorme de căldură și energie luminoasă. Puterea și puterea sa depășesc cu mult puterea razelor soarelui, așa că daunele cauzate de lumină și căldură pot fi fatale la o distanță de câțiva kilometri.

Radiația eliberată în timpul unei explozii este, de asemenea, foarte periculoasă. Deși nu acționează mult timp, reușește să infecteze totul în jur, deoarece puterea sa de penetrare este incredibil de mare.

Unda de șoc în timpul unei explozii atomice acționează similar cu aceeași undă în timpul exploziilor convenționale, doar puterea și raza de distrugere a acesteia sunt mult mai mari. În câteva secunde, provoacă daune ireparabile nu numai oamenilor, ci și echipamentelor, clădirilor și mediului înconjurător.

Radiațiile penetrante provoacă dezvoltarea bolii radiațiilor, iar pulsul electromagnetic reprezintă un pericol numai pentru echipament. Combinația tuturor acestor factori, plus puterea exploziei, face din bomba atomică cea mai periculoasă armă din lume.

Primele teste de arme nucleare din lume

Prima țară care a dezvoltat și testat arme nucleare au fost Statele Unite ale Americii. Guvernul SUA a alocat subvenții financiare uriașe pentru dezvoltarea de noi arme promițătoare. Până la sfârșitul anului 1941, mulți oameni de știință remarcabili în domeniul dezvoltării atomice au fost invitați în Statele Unite, care până în 1945 au fost capabili să prezinte un prototip de bombă atomică potrivit pentru testare.

Primele teste din lume ale unei bombe atomice echipate cu un dispozitiv exploziv au fost efectuate în deșertul din New Mexico. Bomba, numită „Gadget”, a fost detonată pe 16 iulie 1945. Rezultatul testului a fost pozitiv, deși armata a cerut ca bomba nucleară să fie testată în condiții reale de luptă.

Văzând că mai rămăsese un singur pas înainte de victoria coaliției naziste și că s-ar putea să nu mai apară o astfel de oportunitate, Pentagonul a decis să lanseze o lovitură nucleară asupra ultimului aliat al Germaniei hitleriste - Japonia. În plus, utilizarea unei bombe nucleare trebuia să rezolve mai multe probleme simultan:

Pentru a evita vărsarea de sânge inutilă care ar avea loc în mod inevitabil dacă trupele americane ar pune piciorul pe pământul imperial japonez;
Cu o singură lovitură, îngenunchează-i pe japonezii neînduplecați, forțându-i să accepte condiții favorabile Statelor Unite;
Arătați URSS (ca posibil rival în viitor) că armata SUA are o armă unică capabilă să ștergă orice oraș de pe fața pământului;
Și, desigur, să vedem în practică de ce sunt capabile armele nucleare în condiții reale de luptă.

La 6 august 1945, prima bombă atomică din lume, care a fost folosită în operațiuni militare, a fost aruncată asupra orașului japonez Hiroshima. Această bombă a fost numită „Baby” deoarece cântărea 4 tone. Aruncarea bombei a fost planificată cu atenție și a lovit exact acolo unde era planificată. Acele case care nu au fost distruse de valul de explozie au ars, în timp ce sobele care au căzut în case au stârnit incendii, iar întreg orașul a fost cuprins de flăcări.

Blițul strălucitor a fost urmat de un val de căldură care a ars toată viața pe o rază de 4 kilometri, iar unda de șoc ulterioară a distrus majoritatea clădirilor.

Cei care au suferit un insolație pe o rază de 800 de metri au fost arși de vii. Valul de explozie a smuls pielea arsă a multora. Câteva minute mai târziu a început să cadă o ploaie neagră ciudată, constând din abur și cenușă. Cei prinși de ploaia neagră au suferit arsuri incurabile la nivelul pielii.

Acei puțini care au avut norocul să supraviețuiască au suferit de radiații, care la acea vreme nu era doar nestudiată, ci și complet necunoscută. Oamenii au început să dezvolte febră, vărsături, greață și atacuri de slăbiciune.

Pe 9 august 1945, a doua bombă americană, numită „Fat Man”, a fost aruncată asupra orașului Nagasaki. Această bombă avea aproximativ aceeași putere ca prima, iar consecințele exploziei sale au fost la fel de distructive, deși jumătate din mai mulți oameni au murit.

Cele două bombe atomice aruncate asupra orașelor japoneze au fost primele și singurele cazuri din lume de utilizare a armelor atomice. Peste 300.000 de oameni au murit în primele zile după bombardament. Încă aproximativ 150 de mii au murit din cauza radiațiilor.

După bombardarea nucleară a orașelor japoneze, Stalin a primit un adevărat șoc. I-a devenit clar că problema dezvoltării armelor nucleare în Rusia sovietică era o chestiune de securitate pentru întreaga țară. Deja pe 20 august 1945 a început să lucreze un comitet special pentru problemele de energie atomică, care a fost creat de urgență de I. Stalin.

Deși cercetările în fizica nucleară au fost efectuate de un grup de entuziaști în Rusia țaristă, nu i s-a acordat atenția cuvenită în perioada sovietică. În 1938, toate cercetările în acest domeniu au fost complet oprite, iar mulți oameni de știință nucleari au fost reprimați ca dușmani ai poporului. După exploziile nucleare din Japonia, guvernul sovietic a început brusc să restabilească industria nucleară din țară.

Există dovezi că dezvoltarea armelor nucleare a fost realizată în Germania nazistă, iar oamenii de știință germani au fost cei care au modificat bomba atomică americană „brută”, astfel încât guvernul SUA a scos din Germania toți specialiștii nucleari și toate documentele legate de dezvoltarea nucleară. arme.

Școala de informații sovietică, care în timpul războiului a reușit să ocolească toate serviciile de informații străine, a transferat documente secrete legate de dezvoltarea armelor nucleare către URSS încă din 1943. În același timp, agenții sovietici au fost infiltrați în toate centrele de cercetare nucleară majore americane.

Ca urmare a tuturor acestor măsuri, deja în 1946, specificațiile tehnice pentru producția a două bombe nucleare de fabricație sovietică erau gata:

RDS-1 (cu sarcină de plutoniu);
RDS-2 (cu două părți de sarcină de uraniu).

Abrevierea „RDS” înseamnă „Rusia face ea însăși”, ceea ce era aproape complet adevărat.

Vestea că URSS era pregătită să-și elibereze armele nucleare a forțat guvernul SUA să ia măsuri drastice. În 1949, a fost elaborat planul troian, conform căruia era planificată aruncarea bombelor atomice asupra a 70 dintre cele mai mari orașe ale URSS. Numai temerile de o grevă de răzbunare au împiedicat acest plan să devină realitate.

Aceste informații alarmante venite de la ofițerii de informații sovietici i-au forțat pe oamenii de știință să lucreze în regim de urgență. Deja în august 1949 au avut loc testele primei bombe atomice produse în URSS. Când Statele Unite au aflat despre aceste teste, planul troian a fost amânat pe termen nelimitat. A început epoca confruntării dintre două superputeri, cunoscută în istorie drept Războiul Rece.

Cea mai puternică bombă nucleară din lume, cunoscută sub numele de Tsar Bomba, aparține în mod special perioadei Războiului Rece. Oamenii de știință din URSS au creat cea mai puternică bombă din istoria omenirii. Puterea sa a fost de 60 de megatone, deși era planificat să creeze o bombă cu o putere de 100 de kilotone. Această bombă a fost testată în octombrie 1961. Diametrul mingii de foc în timpul exploziei a fost de 10 kilometri, iar valul de explozie a înconjurat globul de trei ori. Acest test a fost cel care a forțat majoritatea țărilor lumii să semneze un acord pentru a opri testele nucleare nu numai în atmosfera pământului, ci chiar și în spațiu.

Deși armele atomice sunt un mijloc excelent de intimidare a țărilor agresive, pe de altă parte, ele sunt capabile să elimine orice conflict militar din răsputeri, deoarece o explozie atomică poate distruge toate părțile în conflict.

Dar acesta este ceva ce adesea nu știm. Și de ce explodează și o bombă nucleară...

Să începem de departe. Fiecare atom are un nucleu, iar nucleul este format din protoni și neutroni - poate că toată lumea știe acest lucru. În același mod, toată lumea a văzut tabelul periodic. Dar de ce elementele chimice din el sunt plasate astfel și nu altfel? Cu siguranță nu pentru că Mendeleev și-a dorit așa. Numărul atomic al fiecărui element din tabel indică câți protoni sunt în nucleul atomului acelui element. Cu alte cuvinte, fierul este numărul 26 în tabel deoarece există 26 de protoni într-un atom de fier. Și dacă nu sunt 26, nu mai este fier.

Dar pot exista numere diferite de neutroni în nucleele aceluiași element, ceea ce înseamnă că masa nucleelor poate fi diferită. Atomii aceluiași element cu mase diferite se numesc izotopi. Uraniul are mai mulți astfel de izotopi: cel mai comun în natură este uraniul-238 (nucleul său are 92 de protoni și 146 de neutroni, însumând 238). Este radioactiv, dar nu poți face o bombă nucleară din ea. Dar izotopul uraniu-235, din care o cantitate mică se găsește în minereurile de uraniu, este potrivit pentru o încărcare nucleară.

Este posibil ca cititorul să fi dat peste expresiile „uraniu îmbogățit” și „uraniu sărăcit”. Uraniul îmbogățit conține mai mult uraniu-235 decât uraniul natural; într-o stare epuizată, în mod corespunzător, mai puțin. Uraniul îmbogățit poate fi folosit pentru a produce plutoniu, un alt element potrivit pentru o bombă nucleară (aproape niciodată nu se găsește în natură). Cum este îmbogățit uraniul și cum se obține plutoniul din acesta este un subiect pentru o discuție separată.

Deci de ce explodează o bombă nucleară? Cert este că unele nuclee grele au tendința de a se descompune dacă sunt lovite de un neutron. Și nu va trebui să așteptați mult pentru un neutron liber - sunt mulți dintre ei care zboară în jur. Deci, un astfel de neutron lovește nucleul de uraniu-235 și, prin urmare, îl sparge în „fragmente”. Acest lucru mai eliberează câțiva neutroni. Puteți ghici ce se va întâmpla dacă în jur există nuclee ale aceluiași element? Așa este, va avea loc o reacție în lanț. Așa se întâmplă.

Într-un reactor nuclear, în care uraniul-235 este „dizolvat” în uraniul-238 mai stabil, o explozie nu are loc în condiții normale. Majoritatea neutronilor care zboară din nucleele în descompunere zboară în lapte, fără a găsi nucleele de uraniu-235. În reactor, dezintegrarea nucleelor are loc „încet” (dar acest lucru este suficient pentru ca reactorul să furnizeze energie). Într-o singură bucată de uraniu-235, dacă are o masă suficientă, neutronii vor fi garantat să spargă nucleele, reacția în lanț va începe ca o avalanșă și... Oprește-te! La urma urmei, dacă faci o bucată de uraniu-235 sau plutoniu cu masa necesară unei explozii, aceasta va exploda imediat. Nu acesta este ideea.

Ce se întâmplă dacă iei două bucăți de masă subcritică și le împingi una împotriva celeilalte utilizând un mecanism controlat de la distanță? De exemplu, puneți ambele într-un tub și atașați o încărcătură de pulbere la unul, astfel încât, la momentul potrivit, o piesă, ca un proiectil, să fie trasă în cealaltă. Iată soluția problemei.

O puteți face altfel: luați o bucată sferică de plutoniu și atașați încărcături explozive pe întreaga sa suprafață. Când aceste încărcături detonează la comandă din exterior, explozia lor va comprima plutoniul din toate părțile, îl va comprima până la o densitate critică și va avea loc o reacție în lanț. Cu toate acestea, acuratețea și fiabilitatea sunt importante aici: toate încărcăturile explozive trebuie să se declanșeze în același timp. Dacă unele dintre ele funcționează, iar altele nu, sau unele lucrează târziu, nu va rezulta nicio explozie nucleară: plutoniul nu va fi comprimat la o masă critică, ci se va disipa în aer. În loc de o bombă nucleară, vei primi una așa-zisă „murdară”.

Așa arată o bombă nucleară de tip implozie. Încărcările, care ar trebui să creeze o explozie direcționată, sunt realizate sub formă de poliedre pentru a acoperi cât mai strâns suprafața sferei de plutoniu.

Primul tip de dispozitiv a fost numit un dispozitiv de tun, al doilea tip - un dispozitiv de implozie.
Bomba „Little Boy” aruncată pe Hiroshima avea o încărcătură cu uraniu-235 și un dispozitiv de tip tun. Bomba Fat Man, detonată deasupra Nagasaki, purta o încărcătură de plutoniu, iar dispozitivul exploziv era o implozie. În zilele noastre, dispozitivele de tip pistol nu sunt aproape niciodată folosite; cele de implozie sunt mai complicate, dar în același timp vă permit să reglați masa încărcăturii nucleare și să o cheltuiți mai rațional. Și plutoniul a înlocuit uraniul-235 ca explozibil nuclear.

Au trecut câțiva ani, iar fizicienii au oferit armatei o bombă și mai puternică - o bombă termonucleară sau, așa cum se mai spune, o bombă cu hidrogen. Se pare că hidrogenul explodează mai puternic decât plutoniul?

Hidrogenul este într-adevăr exploziv, dar nu atât de exploziv. Cu toate acestea, nu există hidrogen „obișnuit” într-o bombă cu hidrogen; ea își folosește izotopii – deuteriu și tritiu. Nucleul hidrogenului „obișnuit” are un neutron, deuteriul are doi, iar tritiul are trei.

Într-o bombă nucleară, nucleele unui element greu sunt împărțite în nuclee ale celor mai ușoare. În fuziunea termonucleară are loc procesul invers: nucleele ușoare se contopesc între ele în altele mai grele. Nucleele de deuteriu și tritiu, de exemplu, se combină pentru a forma nuclee de heliu (cunoscute și sub denumirea de particule alfa), iar neutronul „extra” este trimis în „zbor liber”. Acest lucru eliberează semnificativ mai multă energie decât în timpul dezintegrarii nucleelor de plutoniu. Apropo, acesta este exact procesul care are loc pe Soare.

Cu toate acestea, reacția de fuziune este posibilă numai la temperaturi ultra-înalte (de aceea este numită termonucleară). Cum se face să reacționeze deuteriul și tritiul? Da, este foarte simplu: trebuie să folosești o bombă nucleară ca detonator!

Deoarece deuteriul și tritiul sunt ele însele stabile, încărcarea lor într-o bombă termonucleară poate fi arbitrar uriașă. Aceasta înseamnă că o bombă termonucleară poate fi făcută incomparabil mai puternică decât una nucleară „simple”. „Copilul” aruncat pe Hiroshima avea un echivalent TNT de 18 kilotone, iar cea mai puternică bombă cu hidrogen (așa-numita „Bomba țarului”, cunoscută și sub numele de „Mama lui Kuzka”) avea deja 58,6 megatone, de peste 3255 de ori mai mult. puternic "Bebe"!

Norul „ciupercă” de la Bomba țarului s-a ridicat la o înălțime de 67 de kilometri, iar valul de explozie a înconjurat globul de trei ori.

Cu toate acestea, o astfel de putere gigantică este în mod clar excesivă. După ce „s-au jucat suficient” cu bombe de megatone, inginerii militari și fizicienii au luat o cale diferită - calea miniaturizării armelor nucleare. În forma lor convențională, armele nucleare pot fi aruncate de la bombardiere strategice precum bombe aeriene sau lansate de la rachete balistice; dacă le miniaturizi, obții o încărcătură nucleară compactă care nu distruge totul pe kilometri în jur și care poate fi plasată pe un obuz de artilerie sau pe o rachetă aer-sol. Mobilitatea va crește și gama de sarcini de rezolvat se va extinde. Pe lângă armele nucleare strategice, vom primi și cele tactice.

Au fost dezvoltate o varietate de sisteme de livrare pentru arme nucleare tactice - tunuri nucleare, mortare, puști fără recul (de exemplu, americanul Davy Crockett). URSS a avut chiar un proiect de gloanțe nucleare. Adevărat, a trebuit să fie abandonat - gloanțe nucleare erau atât de nesigure, atât de complicate și costisitoare de fabricat și depozitat, încât nu avea niciun rost.

— Davy Crockett. Un număr dintre aceste arme nucleare erau în serviciul forțelor armate ale SUA, iar ministrul vest-german al apărării a încercat fără succes să înarmeze Bundeswehr-ul cu ele.

Vorbind despre armele nucleare mici, merită menționat un alt tip de armă nucleară - bomba cu neutroni. Sarcina de plutoniu din ea este mică, dar acest lucru nu este necesar. Dacă o bombă termonucleară urmează calea creșterii forței exploziei, atunci o bombă cu neutroni se bazează pe un alt factor dăunător - radiația. Pentru a spori radiația, o bombă cu neutroni conține o cantitate de izotop de beriliu, care la explozie produce un număr mare de neutroni rapizi.

Potrivit creatorilor săi, o bombă cu neutroni ar trebui să omoare personalul inamic, dar să lase echipamentul intact, care poate fi apoi capturat în timpul unei ofensive. În practică, s-a dovedit oarecum diferit: echipamentul iradiat devine inutilizabil - oricine îndrăznește să-l piloteze va „câștiga” foarte curând boala de radiații. Acest lucru nu schimbă faptul că explozia unei bombe cu neutroni este capabilă să lovească un inamic prin armura tancului; muniția cu neutroni a fost dezvoltată de Statele Unite în mod special ca armă împotriva formațiunilor de tancuri sovietice. Cu toate acestea, în curând a fost dezvoltată armura tancului care a oferit un fel de protecție împotriva fluxului de neutroni rapizi.

Un alt tip de armă nucleară a fost inventat în 1950, dar nu s-a produs niciodată (din câte se știe). Aceasta este așa-numita bombă de cobalt - o încărcătură nucleară cu o carcasă de cobalt. În timpul exploziei, cobaltul, iradiat de un flux de neutroni, devine un izotop extrem de radioactiv și este împrăștiat în toată zona, contaminând-o. Doar o astfel de bombă cu o putere suficientă ar putea acoperi întregul glob cu cobalt și ar putea distruge întreaga umanitate. Din fericire, acest proiect a rămas un proiect.

Ce putem spune in concluzie? O bombă nucleară este o armă cu adevărat teribilă și, în același timp, (ce paradox!) a ajutat la menținerea unei relative păci între superputeri. Dacă inamicul tău are arme nucleare, te vei gândi de zece ori înainte de a-l ataca. Nicio țară cu un arsenal nuclear nu a fost atacată vreodată din exterior și nu au existat războaie între marile state din lume din 1945. Să sperăm că nu va fi niciunul.

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 țintele 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 rachete 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 de rachetă, razele X pot crea o concentrație extrem de mare de energie termică în el, determinând evaporarea exploziv, ducând la formarea unei unde de șoc și, în cele din urmă, la distrugerea carcasei.

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 de raze X prin focalizare.

La sfârșitul lunii decembrie 1985, a fost efectuată 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/