Atómová bomba je projektil na vyvolanie výbuchu veľkej sily v dôsledku veľmi rýchleho uvoľnenia jadrovej (atómovej) energie.
Princíp fungovania atómových bômb
Jadrový náboj je rozdelený na niekoľko častí na kritickú veľkosť, takže v každej z nich nemôže začať samorozvíjajúca sa nekontrolovaná reťazová reakcia štiepenia atómov štiepnej hmoty. Takáto reakcia nastane len vtedy, keď sa všetky časti náboja rýchlo spoja do jedného celku. Úplnosť priebehu reakcie a v konečnom dôsledku aj sila výbuchu závisí vo veľkej miere od rýchlosti zbiehania jednotlivých častí. Výbuch bežnej výbušniny môže byť použitý na udelenie vysokej rýchlosti častiam nálože. Ak sú časti jadrovej nálože usporiadané v radiálnych smeroch v určitej vzdialenosti od stredu a nálože TNT sú umiestnené zvonka, potom je možné vykonať výbuch obyčajných náloží nasmerovaných do stredu jadrovej nálože. Všetky časti jadrovej nálože sa nielenže spoja do jedného celku obrovskou rýchlosťou, ale budú aj nejaký čas stláčané zo všetkých strán obrovským tlakom produktov výbuchu a nebudú sa môcť okamžite oddeliť, akonáhle jadrová reťazová reakcia začína v náboji. V dôsledku toho dôjde k oveľa väčšiemu štiepeniu ako bez takejto kompresie a následne sa zvýši sila výbuchu. Zvýšenie sily výbuchu pri rovnakom množstve štiepneho materiálu napomáha aj neutrónový reflektor (najúčinnejšími reflektormi sú berýliové< Be >, grafit, ťažká voda< H3O >). Prvé štiepenie, ktoré by vyvolalo reťazovú reakciu, si vyžaduje aspoň jeden neutrón. Nie je možné počítať s včasným spustením reťazovej reakcie pôsobením neutrónov vznikajúcich pri spontánnom (spontánnom) štiepení jadier, pretože vyskytuje sa pomerne zriedkavo: pre U-235 - 1 rozpad za hodinu na 1 gram. látok. V atmosfére je tiež veľmi málo neutrónov vo voľnej forme: cez S = 1 cm / sq. za sekundu preletí v priemere asi 6 neutrónov. Z tohto dôvodu sa v jadrovej náloži používa umelý zdroj neutrónov – akýsi uzáver jadrovej rozbušky. Poskytuje tiež veľa štiepení začínajúcich súčasne, takže reakcia prebieha vo forme jadrového výbuchu.
Možnosti detonácie (kanónové a implozívne schémy)
Existujú dve hlavné schémy na odpálenie štiepnej nálože: delo, inak nazývané balistické, a implozívne.
"Schéma dela" bola použitá v niektorých jadrových zbraniach prvej generácie. Podstata kanónovej schémy spočíva v odpálení nálože strelného prachu z jedného bloku štiepneho materiálu podkritickej hmotnosti („guľka“) do druhého – nehybného („cieľa“). Bloky sú navrhnuté tak, že po spojení sa ich celková hmotnosť stane nadkritickou.
Tento spôsob detonácie je možný len pri uránovej munícii, keďže plutónium má neutrónové pozadie o dva rády vyššie, čo výrazne zvyšuje pravdepodobnosť predčasného rozvoja reťazovej reakcie pred spojením blokov. To vedie k neúplnému energetickému výdaju (tzv. „fizzy“, eng. Realizácia kanónovej schémy do plutóniovej munície si vyžaduje zvýšenie rýchlosti spájania častí nálože na technicky nedosiahnuteľnú úroveň. Okrem toho je urán lepší ako plutónium, odoláva mechanickému preťaženiu.
Implozívna schéma. Táto detonačná schéma predpokladá získanie superkritického stavu stláčaním štiepneho materiálu sústredenou rázovou vlnou vytvorenou výbuchom chemickej výbušniny. Na zaostrenie rázovej vlny sa používajú takzvané výbušné šošovky a detonácia sa vykonáva súčasne v mnohých bodoch s presnou presnosťou. Vytvorenie takéhoto systému na lokalizáciu výbušnín a detonácie bolo svojho času jednou z najťažších úloh. Vytvorenie zbiehajúcej sa rázovej vlny bolo zabezpečené použitím výbušných šošoviek vyrobených z „rýchlych“ a „pomalých“ trhavín – TATB (triaminotrinitrobenzén) a Baratol (zmes TNT s dusičnanom bárnatým), a niektorých aditív)
Jadrové zbrane sú strategické zbrane schopné riešiť globálne problémy. Jeho používanie je plné strašných následkov pre celé ľudstvo. To robí z atómovej bomby nielen hrozbu, ale aj odstrašujúci prostriedok.
Objavenie sa zbraní schopných ukončiť vývoj ľudstva znamenalo začiatok novej éry. Pravdepodobnosť globálneho konfliktu alebo novej svetovej vojny je minimalizovaná kvôli možnosti úplného zničenia celej civilizácie.
Napriek takýmto hrozbám zostávajú jadrové zbrane v prevádzke s poprednými svetovými krajinami. Práve to sa do určitej miery stáva určujúcim faktorom medzinárodnej diplomacie a geopolitiky.
História vytvorenia jadrovej bomby
Otázka, kto vynašiel jadrovú bombu, nemá v histórii jednoznačnú odpoveď. Objav rádioaktivity uránu sa považuje za predpoklad práce na atómových zbraniach. V roku 1896 francúzsky chemik A. Becquerel objavil reťazovú reakciu tohto prvku, čím podnietil rozvoj jadrovej fyziky.
V nasledujúcom desaťročí boli objavené lúče alfa, beta a gama, ako aj množstvo rádioaktívnych izotopov určitých chemických prvkov. Následné objavenie zákona rádioaktívneho rozpadu atómu bolo začiatkom pre štúdium jadrovej izometrie.
V decembri 1938 boli nemeckí fyzici O. Hahn a F. Strassmann prví, ktorí dokázali uskutočniť jadrovú štiepnu reakciu v umelých podmienkach. 24. apríla 1939 bolo nemecké vedenie informované o pravdepodobnosti vytvorenia novej silnej výbušniny.
Nemecký jadrový program bol však odsúdený na neúspech. Napriek úspešnému napredovaniu vedcov mala krajina v dôsledku vojny neustále ťažkosti so zdrojmi, najmä s dodávkami ťažkej vody. V neskorších fázach výskum spomaľovali neustále evakuácie. 23. apríla 1945 bol vývoj nemeckých vedcov zachytený v Haigerlochu a odvezený do Spojených štátov.
Spojené štáty americké sa stali prvou krajinou, ktorá prejavila záujem o nový vynález. V roku 1941 boli na jeho rozvoj a vytvorenie vyčlenené značné finančné prostriedky. Prvé testy sa uskutočnili 16. júla 1945. O necelý mesiac neskôr Spojené štáty prvýkrát použili jadrové zbrane a zhodili dve bomby na Hirošimu a Nagasaki.
Od roku 1918 sa v ZSSR uskutočňuje vlastný výskum v oblasti jadrovej fyziky. Atómová jadrová komisia bola založená v roku 1938 pri Akadémii vied. So začiatkom vojny však bola jej činnosť v tomto smere pozastavená.
V roku 1943 dostali informácie o vedeckej práci v jadrovej fyzike sovietski spravodajskí dôstojníci z Anglicka. Agenti boli nasadení do niekoľkých amerických výskumných centier. Informácie, ktoré získali, im umožnili urýchliť vývoj vlastných jadrových zbraní.
Vynález sovietskej atómovej bomby viedli I. Kurčatov a Y. Khariton, ktorí sú považovaní za tvorcov sovietskej atómovej bomby. Informácie o tom sa stali impulzom pre prípravu Spojených štátov na preventívnu vojnu. V júli 1949 bol vypracovaný trojanský plán, podľa ktorého sa 1. januára 1950 plánovalo začať bojové akcie.
Dátum bol neskôr posunutý na začiatok roku 1957, aby sa všetky krajiny NATO mohli pripraviť a zapojiť sa do vojny. Podľa západných spravodajských služieb sa test jadrových zbraní v ZSSR mohol uskutočniť najskôr v roku 1954.
Vopred sa však dozvedelo o príprave Spojených štátov na vojnu, čo prinútilo sovietskych vedcov urýchliť výskum. V krátkom čase vymyslia a vytvoria vlastnú jadrovú bombu. 29. augusta 1949 bola na testovacom mieste v Semipalatinsku testovaná prvá sovietska atómová bomba RDS-1 (špeciálny prúdový motor).
Takéto testy zmarili trojanský plán. Od tohto momentu Spojené štáty prestali mať monopol na jadrové zbrane. Bez ohľadu na silu preventívneho úderu hrozila odveta, ktorá hrozila katastrofou. Od tej chvíle sa najstrašnejšia zbraň stala garantom mieru medzi veľmocami.
Princíp činnosti
Princíp činnosti atómovej bomby je založený na reťazovej reakcii rozpadu ťažkých jadier alebo termonukleárnej syntéze svetla. V priebehu týchto procesov sa uvoľňuje obrovské množstvo energie, ktorá mení bombu na zbraň hromadného ničenia.
24. septembra 1951 bol testovaný RDS-2. Mohli by byť už doručené na štartovacie body, aby sa dostali do Spojených štátov. 18. októbra bol testovaný RDS-3, dodaný bombardérom.
Ďalšie testy sa obrátili na termonukleárnu fúziu. Prvé testy takejto bomby v USA sa uskutočnili 1. novembra 1952. V ZSSR bola takáto hlavica testovaná po 8 mesiacoch.
TH jadrová bomba
Jadrové bomby nemajú jasné vlastnosti kvôli rôznorodosti použitia takejto munície. Existuje však množstvo všeobecných aspektov, ktoré treba brať do úvahy pri vytváraní tejto zbrane.
Tie obsahujú:
- osovo symetrická konštrukcia bomby - všetky bloky a systémy sú umiestnené v pároch vo valcových, sférocylindrických alebo kužeľových kontajneroch;
- pri navrhovaní znižujú hmotnosť jadrovej bomby kombináciou pohonných jednotiek, výberom optimálneho tvaru plášťov a oddelení, ako aj použitím odolnejších materiálov;
- počet drôtov a konektorov je minimalizovaný a na prenos nárazu sa používa pneumatické vedenie alebo výbušná šnúra;
- blokovanie hlavných jednotiek sa vykonáva pomocou priečok zničených pyronábojmi;
- účinné látky sa čerpajú pomocou samostatnej nádoby alebo externého nosiča.
S prihliadnutím na požiadavky na zariadenie sa jadrová bomba skladá z nasledujúcich komponentov:
- telo, ktoré poskytuje ochranu munície pred fyzikálnymi a tepelnými vplyvmi - rozdelené na priehradky, môže byť doplnené o silový rám;
- jadrová nálož so silovým držiakom;
- systém samodeštrukcie s jeho integráciou do jadrovej nálože;
- zdroj energie určený na dlhodobé skladovanie - aktivuje sa už pri štarte rakety;
- vonkajšie senzory - na zhromažďovanie informácií;
- naťahovacie, riadiace a detonačné systémy, detonačný systém je zabudovaný do nálože;
- diagnostické systémy, vykurovanie a udržiavanie mikroklímy vo vnútri utesnených oddelení.
V závislosti od typu jadrovej bomby sú do nej integrované aj ďalšie systémy. Tie môžu zahŕňať letový senzor, blokovaciu konzolu, výpočet možností letu a autopilota. V niektorých muníciách sa používajú aj rušičky, určené na zníženie odolnosti voči jadrovej bombe.
Následky použitia takejto bomby
„Ideálne“ dôsledky použitia jadrových zbraní boli zaznamenané už pri zhodení bomby na Hirošimu. Nálož explodovala vo výške 200 metrov a spôsobila silnú rázovú vlnu. V mnohých domoch boli prevrátené kachle na uhlie, čo viedlo k požiarom aj mimo postihnutej oblasti.
Po záblesku svetla nasledoval úpal, ktorý trval len niekoľko sekúnd. Jeho sila však stačila na roztavenie kachlíc a kremeňa v okruhu 4 km, ako aj na postrek telegrafných stĺpov.
Po vlne horúčav nasledovala rázová vlna. Rýchlosť vetra dosahovala 800 km/h, jeho náraz zničil takmer všetky budovy v meste. Zo 76 tisíc budov sa čiastočne zachovalo asi 6 tisíc, zvyšok bol úplne zničený.
Vlna horúčav, ako aj stúpajúca para a popol spôsobili silnú kondenzáciu v atmosfére. O pár minút neskôr začalo pršať s kvapkami čiernymi od popola. Ich kontakt s pokožkou spôsobil ťažké, neliečiteľné popáleniny.
Ľudia, ktorí boli do 800 metrov od epicentra výbuchu, zhoreli na prach. Zvyšok bol vystavený ožiareniu a chorobe z ožiarenia. Jeho príznakmi boli slabosť, nevoľnosť, vracanie a horúčka. V krvi sa pozoroval prudký pokles počtu bielych krviniek.
Počas niekoľkých sekúnd bolo zabitých asi 70 tisíc ľudí. Rovnaký počet neskôr zomrel na zranenia a popáleniny.
Po 3 dňoch bola na Nagasaki zhodená ďalšia bomba s podobnými následkami.
Svetové jadrové zásoby
Hlavné zásoby jadrových zbraní sú sústredené v Rusku a Spojených štátoch. Okrem nich majú atómové bomby tieto krajiny:
- Veľká Británia - od roku 1952;
- Francúzsko - od roku 1960;
- Čína - od roku 1964;
- India - od roku 1974;
- Pakistan – od roku 1998;
- KĽDR - od roku 2008.
Izrael vlastní aj jadrové zbrane, hoci vedenie krajiny nedostalo žiadne oficiálne potvrdenie.
Severná Kórea pohrozila Spojeným štátom testovaním supervýkonnej vodíkovej bomby v Tichomorí. Japonsko, ktoré by mohlo trpieť procesmi, označilo plány KĽDR za úplne neprijateľné. Prezidenti Donald Trump a Kim Čong-un v rozhovoroch nadávajú a hovoria o otvorenom vojenskom konflikte. Pre tých, ktorí sa v jadrových zbraniach nevyznajú, no chcú sa tejto téme venovať, zostavil „Futurista“ príručku.
Ako fungujú jadrové zbrane?
Rovnako ako bežná palica dynamitu, aj jadrová bomba využíva energiu. Len sa neuvoľňuje v priebehu primitívnej chemickej reakcie, ale v zložitých jadrových procesoch. Existujú dva hlavné spôsoby uvoľnenia jadrovej energie z atómu. V jadrové štiepenie jadro atómu sa neutrónom rozdelí na dva menšie fragmenty. Jadrová fúzia - proces, pri ktorom slnko generuje energiu - zahŕňa spojenie dvoch menších atómov za vzniku väčšieho. Pri akomkoľvek procese, delení alebo fúzii sa uvoľňuje veľké množstvo tepelnej energie a žiarenia. Podľa toho, či sa používa jadrové štiepenie alebo fúzia, sa bomby delia na jadrový (atómový) a termonukleárna .
Môžete nám povedať viac o jadrovom štiepení?
Výbuch atómovej bomby nad Hirošimou (1945)
Pamätajte, že atóm sa skladá z troch typov subatomárnych častíc: protónov, neutrónov a elektrónov. Stred atómu tzv jadro , pozostáva z protónov a neutrónov. Protóny sú nabité kladne, elektróny záporne a neutróny nemajú žiadny náboj. Pomer protónu k elektrónu je vždy jedna k jednej, takže atóm ako celok má neutrálny náboj. Napríklad atóm uhlíka má šesť protónov a šesť elektrónov. Častice sú držané pohromade základnou silou - silná jadrová sila .
Vlastnosti atómu sa môžu výrazne líšiť v závislosti od toho, koľko rôznych častíc obsahuje. Ak zmeníte počet protónov, budete mať iný chemický prvok. Ak zmeníte počet neutrónov, dostanete izotop ten istý prvok, ktorý máte vo svojich rukách. Napríklad uhlík má tri izotopy: 1) uhlík-12 (šesť protónov + šesť neutrónov), stabilná a bežná forma prvku, 2) uhlík-13 (šesť protónov + sedem neutrónov), ktorý je stabilný, ale zriedkavý a 3) uhlík -14 (šesť protónov + osem neutrónov), ktorý je zriedkavý a nestabilný (alebo rádioaktívny).
Väčšina atómových jadier je stabilná, ale niektoré sú nestabilné (rádioaktívne). Tieto jadrá spontánne emitujú častice, ktoré vedci nazývajú žiarenie. Tento proces sa nazýva rádioaktívny rozpad ... Existujú tri typy rozpadu:
Alfa rozpad : jadro vyžaruje alfa časticu - dva protóny a dva neutróny, ktoré sú navzájom spojené. Beta rozpad : neutrón sa mení na protón, elektrón a antineutríno. Vyvrhnutý elektrón je beta častica. Spontánne rozdelenie: jadro sa rozdelí na niekoľko častí a vyžaruje neutróny a vyžaruje aj impulz elektromagnetickej energie - gama lúč. Práve posledný typ rozpadu sa používa v jadrovej bombe. Voľné neutróny vyvrhnuté zo štiepenia začínajú reťazová reakcia ktorý uvoľňuje obrovské množstvo energie.
Z čoho sú jadrové bomby vyrobené?
Môžu byť vyrobené z uránu-235 a plutónia-239. Urán sa prirodzene vyskytuje vo forme zmesi troch izotopov: 238 U (99,2745 % prírodného uránu), 235 U (0,72 %) a 234 U (0,0055 %). Najbežnejšia 238 U nepodporuje reťazovú reakciu: tej je schopná len 235 U. Na dosiahnutie maximálnej sily výbuchu je potrebné, aby obsah 235 U v „náplni“ bomby bol aspoň 80 %. Preto urán padá umelo obohatiť ... Na tento účel sa zmes izotopov uránu rozdelí na dve časti tak, že jedna z nich obsahuje viac ako 235 U.
Zvyčajne pri oddeľovaní izotopov existuje veľa ochudobneného uránu, ktorý nemôže vstúpiť do reťazovej reakcie - existuje však spôsob, ako to urobiť. Faktom je, že plutónium-239 sa v prírode nevyskytuje. Dá sa však získať bombardovaním 238 U neutrónmi.
Ako sa meria ich sila?
Sila jadrovej a termonukleárnej nálože sa meria v ekvivalente TNT - množstvo TNT, ktoré musí byť odpálené, aby sa dosiahol podobný výsledok. Meria sa v kilotónoch (kt) a megatónoch (Mt). Sila ultra malých jadrových zbraní je menšia ako 1 kt, zatiaľ čo supervýkonné bomby dávajú viac ako 1 Mt.
Sila sovietskej „cárskej bomby“ bola podľa rôznych zdrojov od 57 do 58,6 megaton v ekvivalente TNT, sila termonukleárnej bomby, ktorú KĽDR testovala začiatkom septembra, bola asi 100 kiloton.
Kto vytvoril jadrové zbrane?
Americký fyzik Robert Oppenheimer a generál Leslie Groves
V 30. rokoch 20. storočia taliansky fyzik Enrico Fermi demonštrovali, že prvky bombardované neutrónmi možno premeniť na nové prvky. Výsledkom tejto práce bol objav pomalé neutróny , ako aj objavenie nových prvkov, ktoré nie sú zastúpené v periodickej tabuľke. Krátko po objave Fermiho nemeckí vedci Otto Hahn a Fritz Strassmann bombardovali urán neutrónmi, čo malo za následok vznik rádioaktívneho izotopu bária. Dospeli k záveru, že neutróny s nízkou rýchlosťou spôsobujú, že sa jadro uránu roztrhne na dva menšie kusy.
Toto dielo nadchlo mysle celého sveta. Na Princetonskej univerzite Niels Bohr pracoval s Autor: John Wheeler vytvoriť hypotetický model štiepneho procesu. Navrhli, že urán-235 je štiepiteľný. Približne v rovnakom čase iní vedci zistili, že proces štiepenia viedol k produkcii ešte väčšieho množstva neutrónov. To podnietilo Bohra a Wheelera, aby položili dôležitú otázku: Mohli by voľné neutróny vytvorené štiepením spustiť reťazovú reakciu, ktorá by uvoľnila obrovské množstvo energie? Ak áno, potom je možné vytvoriť zbraň nepredstaviteľnej sily. Ich predpoklady potvrdil francúzsky fyzik Frederic Joliot-Curie ... Jeho záver bol impulzom pre vývoj jadrových zbraní.
Fyzici z Nemecka, Anglicka, USA, Japonska pracovali na vytvorení atómových zbraní. Pred vypuknutím 2. svetovej vojny Albert Einstein napísal prezidentovi Spojených štátov amerických Franklin Roosevelt že nacistické Nemecko plánuje vyčistiť urán-235 a vytvoriť atómovú bombu. Teraz sa ukázalo, že Nemecko ani zďaleka nerealizovalo reťazovú reakciu: pracovalo na „špinavej“, vysoko rádioaktívnej bombe. Nech je to akokoľvek, vláda USA vrhla všetky svoje sily do vytvorenia atómovej bomby v čo najkratšom čase. Bol spustený „Projekt Manhattan“, ktorý viedol americký fyzik Robert Oppenheimer a všeobecné Leslie Groves ... Zúčastnili sa ho významní vedci, ktorí emigrovali z Európy. Do leta 1945 boli vytvorené atómové zbrane, založené na dvoch typoch štiepneho materiálu - urán-235 a plutónium-239. Jedna bomba, plutóniová „Thing“, bola odpálená počas testovania a ďalšie dve, uránová „Kid“ a plutónium „Fat Man“ boli zhodené na japonské mestá Hirošima a Nagasaki.
Ako funguje termonukleárna bomba a kto ju vynašiel?
Termonukleárna bomba je založená na reakcii jadrovej fúzie ... Na rozdiel od jadrového štiepenia, ktoré môže prebiehať spontánne aj nedobrovoľne, je jadrová fúzia nemožná bez dodávky vonkajšej energie. Atómové jadrá sú kladne nabité – teda sa navzájom odpudzujú. Táto situácia sa nazýva Coulombova bariéra. Aby ste prekonali odpor, musíte tieto častice urýchliť na šialenú rýchlosť. Dá sa to robiť pri veľmi vysokých teplotách – rádovo niekoľko miliónov Kelvinov (odtiaľ názov). Existujú tri typy termonukleárnych reakcií: samoudržiavacie (prebiehajúce v útrobách hviezd), riadené a nekontrolované alebo výbušné – používajú sa vo vodíkových bombách.
Myšlienku fúznej bomby iniciovanej atómovým nábojom navrhol Enrico Fermi svojmu kolegovi Edward Teller už v roku 1941, na samom začiatku projektu Manhattan. Potom však táto myšlienka nebola žiadaná. Tellerove návrhy sa zlepšili Stanislav Ulam , vďaka čomu je myšlienka termonukleárnej bomby realizovateľná v praxi. V roku 1952 bolo na atole Enewetok počas operácie Ivy Mike testované prvé termonukleárne výbušné zariadenie. Išlo však o laboratórnu vzorku, v boji nepoužiteľnú. O rok neskôr Sovietsky zväz odpálil prvú termonukleárnu bombu na svete zostavenú podľa návrhu fyzikov. Andrej Sacharov a Júlia Kharitona ... Zariadenie pripomínalo bábovkový koláč, takže impozantná zbraň dostala prezývku „Puff“. V priebehu ďalšieho vývoja sa zrodila najsilnejšia bomba na Zemi, Cárska Bomba alebo Kuzkina matka. V októbri 1961 bol testovaný na súostroví Novaya Zemlya.
Z čoho sú vyrobené termonukleárne bomby?
Ak si to myslel vodík a termonuklearne bomby su rozne veci, mylili ste sa. Tieto slová sú synonymá. Je to vodík (alebo skôr jeho izotopy - deutérium a trícium), ktorý je potrebný na termonukleárnu reakciu. Je tu však problém: na odpálenie vodíkovej bomby musíte najskôr získať vysokú teplotu pri obyčajnom jadrovom výbuchu - až potom začnú reagovať atómové jadrá. Preto v prípade termonukleárnej bomby hrá dôležitú úlohu dizajn.
Dve schémy sú všeobecne známe. Prvým je Sacharovov „puf“. V strede bola jadrová rozbuška obklopená vrstvami deuteridu lítneho zmiešaného s tríciom, poprepletaným vrstvami obohateného uránu. Tento dizajn umožnil dosiahnuť výkon do 1 Mt. Druhým je americká Teller-Ulamova schéma, kde boli jadrová bomba a izotopy vodíka umiestnené oddelene. Vyzeralo to takto: na dne - nádoba so zmesou tekutého deutéria a trícia, v strede ktorej bola "zapaľovacia sviečka" - plutóniová tyč, a na vrchu - obyčajná jadrová nálož, a to všetko v plášť z ťažkého kovu (napríklad ochudobnený urán). Rýchle neutróny vznikajúce pri výbuchu spôsobujú štiepne reakcie v uránovom obale a pridávajú energiu k celkovej energii výbuchu. Pridanie ďalších vrstiev deuteridu lítneho uránu-238 umožňuje vytvorenie projektilov neobmedzenej sily. V roku 1953 sovietsky fyzik Viktor Davidenko náhodne zopakoval myšlienku Teller-Ulam a na jej základe prišiel Sacharov s viacstupňovou schémou, ktorá umožnila vytvoriť zbrane bezprecedentnej sily. Podľa tejto schémy pracovala „Kuz'kina matka“.
Aké ďalšie bomby existujú?
Existujú aj neutrónové, ale to je vo všeobecnosti desivé. Neutrónová bomba je v skutočnosti termonukleárna bomba s nízkym výkonom, ktorej 80 % energie výbuchu tvorí žiarenie (neutrónové žiarenie). Vyzerá ako bežná nízkoenergetická jadrová nálož, ku ktorej je pridaný blok s izotopom berýlia – zdroj neutrónov. Keď jadrová nálož vybuchne, spustí sa termonukleárna reakcia. Tento typ zbrane vyvinul americký fyzik Samuel Cohen ... Verilo sa, že neutrónové zbrane ničia všetko živé aj v prístreškoch, ale rozsah zničenia takýchto zbraní je malý, pretože atmosféra rozptyľuje toky rýchlych neutrónov a rázová vlna je silnejšia na veľké vzdialenosti.
Ale čo kobaltová bomba?
Nie syn, to je fantastické. Oficiálne žiadna krajina nemá kobaltové bomby. Teoreticky ide o termonukleárnu bombu s kobaltovým plášťom, ktorý zabezpečuje silné rádioaktívne zamorenie oblasti aj pri relatívne slabom jadrovom výbuchu. 510 ton kobaltu môže infikovať celý povrch Zeme a zničiť všetok život na planéte. Fyzik Leo Szilard ktorý opísal túto hypotetickú štruktúru v roku 1950, ju nazval „Stroj súdneho dňa“.
Čo je chladnejšie: jadrová bomba alebo termonukleárna bomba?
Kompletný model "Cár Bomba"
Vodíková bomba je oveľa vyspelejšia a technologicky vyspelejšia ako atómová. Jeho výbušná sila je oveľa vyššia ako atómová a je obmedzená iba počtom dostupných komponentov. Pri termonukleárnej reakcii sa pre každý nukleón (takzvané základné jadrá, protóny a neutróny) uvoľní oveľa viac energie ako pri jadrovej reakcii. Napríklad, keď sa štiepi jadro uránu, jeden nukleón predstavuje 0,9 MeV (megaelektrónvolt) a keď sa jadro hélia spája, z jadier vodíka sa uvoľní energia rovnajúca sa 6 MeV.
Ako bomby dodaťdo cieľa?
Najprv boli z lietadiel zhadzované, ale prostriedky protivzdušnej obrany sa neustále zdokonaľovali a ukázalo sa ako nerozumné dodávať jadrové zbrane týmto spôsobom. S rastom raketovej výroby boli všetky práva na dodávanie jadrových zbraní prevedené na balistické a riadené strely rôzneho typu. Preto sa teraz bombou nemyslí bomba, ale bojová hlavica.
Predpokladá sa, že severokórejská vodíková bomba je príliš veľká na to, aby sa dala nainštalovať na raketu – preto, ak sa KĽDR rozhodne realizovať hrozbu, prevezie ju loď na miesto výbuchu.
Aké sú dôsledky jadrovej vojny?
Hirošima a Nagasaki sú len malou časťou možnej apokalypsy. Známu hypotézu o „jadrovej zime“ predložili napríklad americký astrofyzik Carl Sagan a sovietsky geofyzik Georgij Golitsyn. Predpokladá sa, že keď vybuchne niekoľko jadrových hlavíc (nie v púšti alebo vo vode, ale v osadách), dôjde k mnohým požiarom a do atmosféry sa rozpráši veľké množstvo dymu a sadzí, čo povedie ku globálnemu ochladeniu. Hypotéza je kritizovaná porovnaním účinku so sopečnou činnosťou, ktorá má malý vplyv na klímu. Niektorí vedci navyše poznamenávajú, že je pravdepodobnejšie, že príde globálne otepľovanie ako ochladenie – obe strany však dúfajú, že sa to nikdy nedozvieme.
Je použitie jadrových zbraní legálne?
Po pretekoch v zbrojení v 20. storočí krajiny zmenili názor a rozhodli sa obmedziť používanie jadrových zbraní. OSN prijala zmluvy o nešírení jadrových zbraní a zákaze jadrových testov (ten nepodpísali mladé jadrové mocnosti India, Pakistan a KĽDR). V júli 2017 bola prijatá nová zmluva o zákaze jadrových zbraní.
„Každý zmluvný štát sa zaväzuje nikdy a za žiadnych okolností nevyvíjať, testovať, vyrábať, vyrábať, inak získavať, vlastniť alebo skladovať jadrové zbrane alebo iné jadrové výbušné zariadenia,“ uvádza sa v prvom článku zmluvy...
Dokument však nenadobudne platnosť, kým ho neratifikuje 50 štátov.
Ten, kto vynašiel atómovú bombu, ani netušil, aké tragické následky môže viesť tento zázračný vynález 20. storočia. Kým túto superzbraň otestovali obyvatelia japonských miest Hirošima a Nagasaki, prešla veľmi dlhá cesta.
Začiatok
V apríli 1903 sa jeho priatelia zhromaždili v parížskej záhrade Francúzska Paul Langevin. Dôvodom bola obhajoba dizertačnej práce mladej a talentovanej vedkyne Marie Curie. Medzi vzácnymi hosťami bol aj slávny anglický fyzik Sir Ernest Rutherford. Uprostred zábavy svetlá zhasli. všetkým oznámil, že teraz bude prekvapenie. Pierre Curie so slávnostným nádychom priniesol malú skúmavku s rádiovými soľami, ktorá svietila zeleným svetlom a vyvolala medzi prítomnými mimoriadnu radosť. V budúcnosti hostia horlivo hovorili o budúcnosti tohto fenoménu. Všetci sa zhodli, že akútny problém nedostatku energie vyrieši rádium. To všetkých inšpirovalo k novému výskumu a perspektívam do budúcnosti. Ak by im potom povedali, že laboratórna práca s rádioaktívnymi prvkami položí základ pre hroznú zbraň 20. storočia, nie je známe, aká by bola ich reakcia. Vtedy sa začala história atómovej bomby, ktorá si vyžiadala životy státisícov japonských civilistov.
Vedie cestu
Nemecký vedec Otto Gann získal 17. decembra 1938 nezvratné dôkazy o rozpade uránu na menšie elementárne častice. V skutočnosti sa mu podarilo rozdeliť atóm. Vo vedeckom svete to bolo považované za nový míľnik v histórii ľudstva. Otto Gann nezdieľal politické názory Tretej ríše. Preto bol vedec v tom istom roku 1938 nútený presťahovať sa do Štokholmu, kde spolu s Friedrichom Strassmannom pokračoval vo vedeckom výskume. V obave, že nacistické Nemecko dostane ako prvé strašnú zbraň, píše list s varovaním. Správy o možnom postupe veľmi znepokojili americkú vládu. Američania začali konať rýchlo a rozhodne.
Kto vytvoril atómovú bombu? americký projekt
Ešte predtým, ako skupina, z ktorej mnohí boli utečenci pred nacistickým režimom v Európe, bola poverená vývojom jadrových zbraní. Počiatočný výskum, stojí za zmienku, sa uskutočnil v nacistickom Nemecku. V roku 1940 začala vláda Spojených štátov amerických financovať svoj vlastný program jadrových zbraní. Na realizáciu projektu bola vyčlenená neskutočná suma dve a pol miliardy dolárov. K uskutočneniu tohto tajného projektu boli pozvaní vynikajúci fyzici 20. storočia, medzi ktorými bolo viac ako desať laureátov Nobelovej ceny. Celkovo bolo zapojených asi 130 tisíc zamestnancov, medzi ktorými boli nielen vojaci, ale aj civilisti. Vývojový tím viedol plukovník Leslie Richard Groves a vedeckým riaditeľom sa stal Robert Oppenheimer. Je to on, kto vynašiel atómovú bombu. V oblasti Manhattanu bola postavená špeciálna tajná inžinierska budova, ktorá je nám známa pod krycím názvom „Manhattan Project“. Počas niekoľkých nasledujúcich rokov vedci tajného projektu pracovali na probléme jadrového štiepenia uránu a plutónia.
Nemierový atóm Igora Kurčatova
Dnes bude každý študent vedieť odpovedať na otázku, kto vynašiel atómovú bombu v Sovietskom zväze. A potom, začiatkom 30. rokov minulého storočia, to nikto nevedel.
V roku 1932 akademik Igor Vasilievich Kurchatov ako jeden z prvých na svete začal študovať atómové jadro. Igor Vasilievič, ktorý okolo seba zhromaždil rovnako zmýšľajúcich ľudí, vytvoril v roku 1937 prvý cyklotrón v Európe. V tom istom roku on a jeho podobne zmýšľajúci ľudia vytvárajú prvé umelé jadrá.
V roku 1939 začal IV Kurchatov študovať nový smer - jadrovú fyziku. Po niekoľkých laboratórnych úspechoch pri štúdiu tohto javu dostane vedec k dispozícii utajované výskumné centrum, ktoré dostalo názov „Laboratórium č. 2“. Dnes sa tento klasifikovaný objekt nazýva "Arzamas-16".
Ťažiskom tohto centra bol seriózny výskum a vývoj jadrových zbraní. Teraz je zrejmé, kto vytvoril atómovú bombu v Sovietskom zväze. Jeho tím mal vtedy len desať ľudí.
Buď atómová bomba
Do konca roku 1945 sa Igorovi Vasilyevičovi Kurchatovovi podarilo zostaviť seriózny tím vedcov s viac ako stovkou ľudí. Do laboratória prichádzali z celej krajiny najlepšie mozgy rôznych vedeckých špecializácií, aby vytvorili atómové zbrane. Po tom, čo Američania zhodili atómovú bombu na Hirošimu, sovietski vedci pochopili, že sa to dá urobiť so Sovietskym zväzom. "Laboratórium č. 2" dostáva od vedenia krajiny prudký nárast financií a veľký prílev kvalifikovaného personálu. Lavrenty Pavlovič Beria je menovaný zodpovedným za taký dôležitý projekt. Obrovská práca sovietskych vedcov priniesla ovocie.
Semipalatinské testovacie miesto
Atómová bomba v ZSSR bola prvýkrát testovaná na testovacom mieste v Semipalatinsku (Kazachstan). 29. augusta 1949 otriaslo kazašskou krajinou 22 kilotonové jadrové zariadenie. Laureát Nobelovej ceny za fyziku Otto Hantz povedal: „To je dobrá správa. Ak má Rusko jadrové zbrane, vojna nebude." Práve táto atómová bomba v ZSSR, zakódovaná ako produkt číslo 501, alebo RDS-1, zlikvidovala americký monopol na jadrové zbrane.
Atómová bomba. 1945
V skorých ranných hodinách 16. júla uskutočnil projekt Manhattan svoj prvý úspešný test atómového zariadenia – plutóniovej bomby – na testovacom mieste Alamogordo v Novom Mexiku v USA.
Peniaze investované do projektu boli dobre vynaložené. Prvý v histórii ľudstva bol vyrobený o 5 hodín 30 minút ráno.
„Urobili sme prácu diabla,“ povie neskôr ten, kto vynašiel atómovú bombu v Spojených štátoch, neskôr nazvali „otcom atómovej bomby“.
Japonsko sa nevzdáva
V čase posledného a úspešného testovania atómovej bomby sovietske jednotky a spojenci konečne porazili nacistické Nemecko. Bol však len jeden štát, ktorý sľúbil, že bude až do konca bojovať o nadvládu v Tichom oceáne. Od polovice apríla do polovice júla 1945 japonská armáda opakovane podnikala letecké útoky proti spojeneckým silám, čím spôsobila americkej armáde ťažké straty. Koncom júla 1945 japonská militaristická vláda odmietla požiadavku Spojencov na kapituláciu v súlade s Postupimskou deklaráciou. V ňom sa hovorilo najmä o tom, že v prípade neuposlúchnutia bude japonská armáda čeliť rýchlemu a úplnému zničeniu.
Prezident súhlasí
Americká vláda dodržala slovo a začala cielené bombardovanie japonských vojenských pozícií. Letecké útoky nepriniesli želaný výsledok a americký prezident Harry Truman sa rozhodol napadnúť japonské územie. Vojenské velenie však svojho prezidenta od takéhoto rozhodnutia odrádza s argumentom, že americká invázia si vyžiada veľký počet obetí.
Na návrh Henryho Lewisa Stimsona a Dwighta Davida Eisenhowera sa rozhodlo použiť efektívnejší spôsob ukončenia vojny. Veľký zástanca atómovej bomby, tajomník prezidenta Spojených štátov amerických James Francis Byrnes, veril, že bombardovanie japonských území definitívne ukončí vojnu a postaví Spojené štáty do dominantného postavenia, čo pozitívne ovplyvní ďalší priebeh udalosti v povojnovom svete. Americký prezident Harry Truman sa teda presvedčil, že je to jediná správna možnosť.
Atómová bomba. Hirošima
Prvým cieľom bolo malé japonské mesto Hirošima s niečo vyše 350-tisíc obyvateľmi, ktoré sa nachádza päťsto míľ od hlavného mesta Japonska Tokia. Po tom, čo upravený bombardér B-29 Enola Gay dorazil na americkú námornú základňu na ostrove Tinian, bola na palubu lietadla umiestnená atómová bomba. Hirošima mala zažiť účinky 9000 libier uránu-235.
Táto bezprecedentná zbraň bola určená pre civilistov malého japonského mesta. Veliteľom bombardéra bol plukovník Paul Warfield Tibbets, Jr. Americká atómová bomba niesla cynický názov „Kid“. Ráno 6. augusta 1945, asi o 8:15, bol American Kid vysadený na Hirošimu v Japonsku. Asi 15 tisíc ton TNT zničilo všetok život v okruhu piatich štvorcových míľ. V priebehu niekoľkých sekúnd zomrelo stoštyridsaťtisíc obyvateľov mesta. Preživší Japonci zomreli mučivou smrťou na chorobu z ožiarenia.
Zničil ich americký atómový „Kid“. Devastácia Hirošimy však nepriniesla okamžitú kapituláciu Japonska, ako všetci očakávali. Potom sa rozhodlo o ďalšom bombardovaní japonského územia.
Nagasaki. Obloha je v plameňoch
Americká atómová bomba „Fat Man“ bola inštalovaná na palube lietadla B-29 9. augusta 1945 na rovnakom mieste, na americkej námornej základni v Tiniane. Tentoraz velil lietadlu major Charles Sweeney. Pôvodným strategickým cieľom bolo mesto Kokura.
Poveternostné podmienky však plán neumožnili zrealizovať, prekážala veľká oblačnosť. Charles Sweeney išiel do druhého kola. O 11 02 americký atómový „Fat Man“ pohltil Nagasaki. Išlo o silnejší ničivý letecký úder, ktorý svojou silou niekoľkonásobne prevyšoval bombardovanie v Hirošime. Nagasaki testovalo atómové zbrane s hmotnosťou asi 10 tisíc libier a 22 kiloton TNT.
Geografická poloha japonského mesta znížila očakávaný efekt. Ide o to, že mesto sa nachádza v úzkom údolí medzi horami. Preto zničenie 2,6 štvorcových míľ neodhalilo plný potenciál amerických zbraní. Test atómovej bomby v Nagasaki sa považuje za neúspešný projekt Manhattan.
Japonsko sa vzdalo
Na poludnie 15. augusta 1945 cisár Hirohito oznámil kapituláciu svojej krajiny v rádiovej správe pre ľud Japonska. Táto správa sa rýchlo rozšírila do celého sveta. Oslavy víťazstva nad Japonskom sa začali v Spojených štátoch amerických. Ľudia jasali.
2. septembra 1945 na palube americkej bojovej lode Missouri kotviacej v Tokijskom zálive bola podpísaná formálna dohoda o ukončení vojny. Tak sa skončila najbrutálnejšia a najkrvavejšia vojna v dejinách ľudstva.
Dlhých šesť rokov svetové spoločenstvo smerovalo k tomuto významnému dátumu – od 1. septembra 1939, keď v Poľsku zazneli prvé výstrely nacistického Nemecka.
Pokojný atóm
Celkovo bolo v Sovietskom zväze vykonaných 124 jadrových výbuchov. Je príznačné, že všetky boli realizované v prospech národného hospodárstva. Len tri z nich boli havárie, pri ktorých došlo k úniku rádioaktívnych prvkov. Programy na využitie mierovej jadrovej energie boli realizované len v dvoch krajinách – USA a Sovietskom zväze. Jadrová mierová energetika pozná aj príklad globálnej katastrofy, keď vybuchol reaktor na štvrtom bloku elektrárne černobyľskej jadrovej elektrárne.
ako je známe, na jadrové zbrane prvej generácie, často sa nazýva ATOMIC, zahŕňa hlavice založené na využití štiepnej energie jadier uránu-235 alebo plutónia-239. Vôbec prvý test takejto 15 kt nabíjačky sa uskutočnil v USA 16. júla 1945 na testovacom mieste Alamogordo.
Výbuch prvej sovietskej atómovej bomby v auguste 1949 dal nový impulz nasadeniu prác na vytvorenie jadrové zbrane druhej generácie... Je založený na technológii využitia energie termonukleárnych reakcií fúzie jadier ťažkých izotopov vodíka – deutéria a trícia. Takéto zbrane sa nazývajú TERMONUKLEÁRNE alebo vodíkové. Prvý test termonukleárneho zariadenia Mike uskutočnili Spojené štáty americké 1. novembra 1952 na ostrove Elugelab (Marshallove ostrovy), s kapacitou 5-8 miliónov ton. Nasledujúci rok bola v ZSSR odpálená termonukleárna nálož.
Realizácia atómových a termonukleárnych reakcií otvorila široké možnosti ich využitia pri vytváraní série rôznych munícií pre nasledujúce generácie. Smerom k jadrovej zbrani tretej generácie zahŕňajú špeciálne nálože (strelivo), ktoré vďaka špeciálnej konštrukcii dosahujú prerozdelenie energie výbuchu v prospech jedného zo škodlivých faktorov. Iné varianty nábojov takýchto zbraní poskytujú vytvorenie zamerania jedného alebo druhého škodlivého faktora v určitom smere, čo tiež vedie k výraznému zvýšeniu jeho škodlivého účinku.
Analýza histórie vytvárania a zdokonaľovania jadrových zbraní naznačuje, že Spojené štáty americké vždy viedli pri vytváraní nových typov zbraní. Prešiel však nejaký čas a ZSSR tieto jednostranné výhody USA zlikvidoval. Výnimkou v tomto smere nie sú ani jadrové zbrane tretej generácie. Jedným z najznámejších príkladov jadrových zbraní tretej generácie je NEUTRONOVÁ zbraň.
Čo sú to neutrónové zbrane?
Neutrónové zbrane boli široko diskutované na prelome 60. rokov. Neskôr sa však ukázalo, že o možnosti jeho vzniku sa hovorilo už dávno predtým. Bývalý prezident Svetovej federácie vedcov profesor z Veľkej Británie E. Burop pripomenul, že prvýkrát o tom počul už v roku 1944, keď ako súčasť skupiny britských vedcov pracoval v Spojených štátoch na „projekte Manhattan“. Práca na vytvorení neutrónových zbraní bola zahájená potrebou získať výkonnú bojovú zbraň so schopnosťou selektívneho ničenia pre použitie priamo na bojisku.
Prvý výbuch neutrónovej nabíjačky (kódové číslo W-63) sa odohral v podzemnej štole v Nevade v apríli 1963. Neutrónový tok získaný počas testu sa ukázal byť výrazne nižší ako vypočítaná hodnota, čo výrazne znížilo bojové schopnosti novej zbrane. Trvalo takmer 15 rokov, kým neutrónové nálože nadobudli všetky kvality vojenskej zbrane. Podľa profesora E. Buropa spočíva zásadný rozdiel medzi zariadením s neutrónovým nábojom a termonukleárnym v rozdielnej rýchlosti uvoľňovania energie: „ V neutrónovej bombe sa energia uvoľňuje oveľa pomalšie. Toto je druh oneskorenej akcie«.
V dôsledku tohto spomalenia sa energia vynaložená na vytvorenie rázovej vlny a svetelného žiarenia znižuje a v dôsledku toho sa zvyšuje jej uvoľňovanie vo forme toku neutrónov. V priebehu ďalšej práce sa dosiahli určité úspechy pri zabezpečení fokusácie neutrónového žiarenia, čo umožnilo nielen zabezpečiť zosilnenie jeho škodlivého účinku v určitom smere, ale aj znížiť nebezpečenstvo pri jeho použití. vojska.
V novembri 1976 sa v Nevade uskutočnili ďalšie testy neutrónovej hlavice, počas ktorých sa dosiahli veľmi pôsobivé výsledky. V dôsledku toho sa koncom roku 1976 rozhodlo o výrobe komponentov pre 203 mm neutrónové projektily a hlavice pre raketu Lance. Neskôr, v auguste 1981, sa na stretnutí Skupiny pre jadrové plánovanie Rady národnej bezpečnosti USA rozhodlo o plnohodnotnej výrobe neutrónových zbraní: 2000 nábojov pre 203 mm húfnicu a 800 hlavíc pre raketu Lance. .
Keď neutrónová hlavica vybuchne, hlavné škody na živých organizmoch spôsobí prúd rýchlych neutrónov.... Podľa výpočtov sa na každú kilotonu náboja uvoľní asi 10 neutrónov, ktoré sa šíria obrovskou rýchlosťou v okolitom priestore. Tieto neutróny majú extrémne vysoký škodlivý účinok na živé organizmy, oveľa silnejší ako Y-žiarenie a rázová vlna. Pre porovnanie uvádzame, že pri výbuchu konvenčnej jadrovej nálože s kapacitou 1 kilotona bude otvorene umiestnená živá sila zničená rázovou vlnou vo vzdialenosti 500-600 m. Keď neutrónová hlavica tej istej vybuchne sila, dôjde k zničeniu živej sily na vzdialenosť asi trikrát väčšiu.
Neutróny generované pri výbuchu sa pohybujú rýchlosťou niekoľkých desiatok kilometrov za sekundu. Vrážajú ako škrupiny do živých buniek tela, vyraďujú jadrá z atómov, rozbíjajú molekulárne väzby, vytvárajú voľné radikály s vysokou reaktivitou, čo vedie k narušeniu hlavných cyklov životných procesov.
Keď sa neutróny pohybujú vo vzduchu v dôsledku zrážok s jadrami atómov plynu, postupne strácajú energiu. To vedie k vo vzdialenosti asi 2 km ich škodlivý účinok prakticky ustáva... Aby sa znížil deštruktívny účinok sprievodnej rázovej vlny, sila neutrónovej nálože sa volí v rozmedzí od 1 do 10 kt a výška výbuchu nad zemou je asi 150-200 metrov.
Podľa svedectva niektorých amerických vedcov prebiehajú termonukleárne experimenty v laboratóriách Los Alamos a Sandia v Spojených štátoch amerických a vo Všeruskom inštitúte experimentálnej fyziky v Sarove (Arzamas-16), v ktorých sa spolu s výskumom o získavaní elektrickej energie sa skúma možnosť získania čisto termonukleárnych trhavín. Podľa ich názoru najpravdepodobnejším vedľajším produktom prebiehajúceho výskumu môže byť zlepšenie energeticko-hmotnostných charakteristík jadrových hlavíc a vytvorenie neutrónovej minibomby. Takáto neutrónová hlavica s ekvivalentom TNT iba jednej tony dokáže podľa odborníkov vytvoriť smrteľnú dávku žiarenia na vzdialenosti 200-400 m.
Neutrónové zbrane sú silnou obrannou zbraňou a ich najefektívnejšie využitie je možné pri odrážaní agresie, najmä keď nepriateľ napadol bránené územie. Neutrónová munícia je taktická zbraň a s najväčšou pravdepodobnosťou sa bude používať v takzvaných „obmedzených“ vojnách, predovšetkým v Európe. Tieto zbrane môžu nadobudnúť osobitný význam pre Rusko, keďže v kontexte oslabenia jeho ozbrojených síl a narastajúcej hrozby regionálnych konfliktov bude nútené klásť väčší dôraz na jadrové zbrane pri zabezpečovaní svojej bezpečnosti.
Použitie neutrónových zbraní môže byť obzvlášť účinné pri odrazení masívneho tankového útoku... Je známe, že pancier tanku v určitých vzdialenostiach od epicentra výbuchu (viac ako 300-400 m s výbuchom jadrovej nálože o sile 1 kt) chráni posádky pred rázovou vlnou a Y-žiarením. Rýchle neutróny zároveň prenikajú oceľovým pancierom bez výrazného útlmu.
Výpočty ukazujú, že pri výbuchu neutrónovej nálože s kapacitou 1 kilotony budú posádky tankov okamžite vyradené z činnosti v okruhu 300 m od epicentra a do dvoch dní zahynú. Posádky nachádzajúce sa vo vzdialenosti 300-700 m zlyhajú v priebehu niekoľkých minút a tiež zomrú do 6-7 dní; vo vzdialenostiach 700-1300 m budú neschopní za pár hodín a smrť väčšiny z nich sa natiahne na niekoľko týždňov. Na vzdialenostiach 1300-1500 m dostane určitá časť posádok vážne choroby a postupne zlyhá.
Neutrónové hlavice možno použiť aj v systémoch protiraketovej obrany na boj s hlavicami útočiacich rakiet na trajektórii. Podľa výpočtov špecialistov rýchle neutróny s vysokou penetračnou silou prejdú cez pokožku nepriateľských hlavíc a spôsobia poškodenie ich elektronických zariadení. Navyše neutróny pri interakcii s jadrami uránu alebo plutónia jadrovej rozbušky hlavice spôsobia ich štiepenie.
Takáto reakcia nastane pri veľkom uvoľnení energie, čo môže v konečnom dôsledku viesť k zahriatiu a zničeniu rozbušky. To zase povedie k zlyhaniu celej nálože hlavice. Táto vlastnosť neutrónových zbraní bola použitá v systémoch protiraketovej obrany USA. V polovici 70-tych rokov boli neutrónové hlavice nainštalované na prepadové rakety Sprint systému Safeguard rozmiestnené okolo leteckej základne Grand Forks (Severná Dakota). Je možné, že neutrónové hlavice budú použité aj v budúcom systéme národnej protiraketovej obrany USA.
Ako viete, v súlade so záväzkami, ktoré prezidenti Spojených štátov a Ruska oznámili v septembri až októbri 1991, musia byť zlikvidované všetky jadrové delostrelecké granáty a hlavice pozemných taktických rakiet. Niet však pochýb, že v prípade zmeny vojensko-politickej situácie a prijatia politického rozhodnutia, osvedčená technológia neutrónových hlavíc umožňuje v krátkom čase zaviesť ich masovú výrobu.
"Super-EMP"
Čoskoro po skončení druhej svetovej vojny, v rámci monopolu na jadrové zbrane, Spojené štáty obnovili testovanie s cieľom zlepšiť ich a určiť škodlivé faktory jadrového výbuchu. Koncom júna 1946 sa v oblasti atolu Bikini (Marshallove ostrovy) uskutočnili jadrové výbuchy pod kódom „Operation Crossroads“, počas ktorých sa skúmal škodlivý účinok atómových zbraní.
Počas týchto skúšobných výbuchov nový fyzikálny jav — tvorba silného pulzu elektromagnetického žiarenia (EMR), o ktoré bol okamžite prejavený veľký záujem. EMP bolo obzvlášť významné pri vysokých výbuchoch. V lete 1958 sa vo veľkých výškach uskutočnili jadrové výbuchy. Prvá séria pod kódom „Hardteck“ sa uskutočnila nad Tichým oceánom neďaleko ostrova Johnston. Počas testov boli odpálené dve nálože triedy megaton: "Tek" - vo výške 77 kilometrov a "Orange" - vo výške 43 kilometrov.
V roku 1962 pokračovali explózie vo veľkých výškach: vo výške 450 km podľa kódu Starfish vybuchla 1,4 megatonová hlavica. Sovietsky zväz aj v rokoch 1961-1962. vykonal sériu testov, počas ktorých sa skúmal vplyv výbuchov vo vysokej nadmorskej výške (180 - 300 km) na fungovanie vybavenia systémov protiraketovej obrany.
Počas týchto testov boli zaznamenané silné elektromagnetické impulzy, ktoré mali veľký škodlivý vplyv na elektronické zariadenia, komunikačné a napájacie vedenia, rádiové a radarové stanice na veľké vzdialenosti. Odvtedy vojenskí odborníci naďalej venovali veľkú pozornosť štúdiu podstaty tohto javu, jeho deštruktívneho účinku, spôsobov ochrany svojich bojových a podporných systémov pred ním.
Fyzikálna podstata EMP je daná interakciou Y-kvant okamžitého žiarenia jadrového výbuchu s atómami vzdušných plynov: Y-kvantá vyraďujú z atómov elektróny (tzv. Comptonove elektróny), ktoré sa pohybujú obrovskou rýchlosťou. v smere od stredu výbuchu. Prúd týchto elektrónov v interakcii s magnetickým poľom zeme vytvára impulz elektromagnetického žiarenia. Pri výbuchu nálože triedy megaton vo výškach niekoľkých desiatok kilometrov môže sila elektrického poľa na zemskom povrchu dosiahnuť desiatky kilovoltov na meter.
Na základe výsledkov získaných počas testov spustili americkí vojenskí špecialisti začiatkom 80. rokov výskum zameraný na vytvorenie ďalšieho typu jadrovej zbrane tretej generácie – Super-EMP so zvýšeným výstupom elektromagnetického žiarenia.
Na zvýšenie výťažku Y-kvant sa predpokladalo, že okolo náboja sa vytvorí obal hmoty, ktorého jadrá v aktívnej interakcii s neutrónmi jadrového výbuchu vyžarujú vysokoenergetické Y-žiarenie. Odborníci sa domnievajú, že pomocou Super-EMP je možné v blízkosti zemského povrchu vytvoriť intenzitu poľa rádovo stoviek a dokonca tisícok kilovoltov na meter.
Podľa výpočtov amerických teoretikov výbuch takejto nálože s kapacitou 10 megaton vo výške 300 – 400 km nad geografickým stredom Spojených štátov amerických – štátom Nebraska, naruší prevádzku rádioelektronických znamená takmer v celej krajine na čas dostatočný na prerušenie odvetného jadrového raketového útoku.
Ďalší smer práce na vytvorení Super-EMP bol spojený so zosilnením jeho škodlivého účinku v dôsledku zaostrenia žiarenia Y, čo malo viesť k zvýšeniu amplitúdy pulzu. Tieto vlastnosti Super-EMP z neho robia zbraň prvého úderu navrhnutú na deaktiváciu štátnych a vojenských riadiacich systémov, ICBM, najmä mobilných rakiet, rakiet na trajektórii, radarových staníc, kozmických lodí, systémov napájania atď. Touto cestou, Super-EMP má jednoznačne útočnú povahu a je to destabilizujúca zbraň prvého úderu..
Penetračné hlavice - penetrátory
Hľadanie spoľahlivých prostriedkov na ničenie vysoko chránených cieľov priviedlo amerických vojenských špecialistov k myšlienke využiť na to energiu podzemných jadrových výbuchov. Keď sú jadrové nálože pochované v zemi, výrazne sa zvyšuje podiel energie vynaloženej na vytvorenie krátera, zóny ničenia a seizmických rázových vĺn. V tomto prípade sa s existujúcou presnosťou ICBM a SLBM výrazne zvyšuje spoľahlivosť zničenia „bodových“, najmä silných cieľov na nepriateľskom území.
Práce na vytvorení penetrátorov sa začali na príkaz Pentagonu v polovici 70-tych rokov, keď sa uprednostnila koncepcia „protisilového“ úderu. Prvý prototyp priebojnej hlavice bol vyvinutý začiatkom 80. rokov pre raketu stredného doletu Pershing-2. Po podpísaní Zmluvy o jadrových silách stredného doletu (INF Treaty) sa úsilie amerických špecialistov presmerovalo na vytvorenie takejto munície pre ICBM.
Vývojári novej hlavice sa stretli so značnými ťažkosťami spojenými predovšetkým s potrebou zabezpečiť jej integritu a prevádzkyschopnosť pri pohybe v zemi. Obrovské preťaženie pôsobiace na hlavicu (5000-8000 g, g-gravitačné zrýchlenie) kladie mimoriadne prísne požiadavky na konštrukciu streliva.
Deštruktívny účinok takejto hlavice na zakopané, obzvlášť odolné ciele, určujú dva faktory – sila jadrovej nálože a veľkosť jej zakopania do zeme. V tomto prípade pre každú hodnotu výkonu náboja existuje optimálna hĺbka prieniku, pri ktorej je zabezpečená maximálna účinnosť penetrátora.
Takže napríklad deštruktívny účinok 200 kilotonovej jadrovej nálože na obzvlášť silné ciele bude dosť účinný, keď bude zakopaný v hĺbke 15-20 metrov a bude ekvivalentný účinku pozemného výbuchu o sile 600 kt. Raketová hlavica MX. Vojenskí experti zistili, že pri presnosti dodávky penetračnej hlavice, ktorá je charakteristická pre rakety MX a Trident-2, je pravdepodobnosť zničenia nepriateľského raketového sila alebo veliteľského stanovišťa jednou hlavicou veľmi vysoká. To znamená, že v tomto prípade bude pravdepodobnosť zničenia cieľov určená iba technickou spoľahlivosťou dodávky bojových hlavíc.
Je zrejmé, že penetračné hlavice sú navrhnuté tak, aby zničili štátne a vojenské veliteľské centrá nepriateľa, ICBM umiestnené v baniach, veliteľské stanovištia atď. V dôsledku toho sú penetrátory útočnou, „protisilovou“ zbraňou určenou na poskytnutie prvého úderu, a preto majú destabilizujúci charakter.
Význam priebojných hlavíc, ak sa prijmú, sa môže výrazne zvýšiť v kontexte znižovania strategických útočných zbraní, keď zníženie bojových schopností pre prvý úder (zníženie počtu nosičov a hlavíc) bude vyžadovať zvýšenie v pravdepodobnosti zasiahnutia cieľov každou muníciou. Zároveň je pre takéto hlavice potrebné zabezpečiť dostatočne vysokú presnosť zasiahnutia cieľa. Preto sa zvažovala možnosť vytvorenia penetračných hlavíc vybavených samonavádzacím systémom na poslednom úseku trajektórie, ako je to v prípade vysoko presnej zbrane.
Jadrovo čerpaný röntgenový laser
V druhej polovici 70. rokov sa v Livermore Radiation Laboratory začal výskum s cieľom vytvoriť „ protiraketové zbrane XXI storočia "- röntgenový laser s jadrovým budením... Od samého začiatku bola táto zbraň koncipovaná ako hlavný prostriedok na ničenie sovietskych rakiet v aktívnej fáze trajektórie, pred oddelením bojových hlavíc. Nová zbraň dostala názov – „raketová zbraň na viacnásobné odpálenie“.
V schematickej podobe môže byť nová zbraň znázornená vo forme hlavice, na ktorej povrchu je upevnených až 50 laserových tyčí. Každá tyč má dva stupne voľnosti a podobne ako hlaveň pištole môže byť autonómne nasmerovaná do akéhokoľvek bodu v priestore. Pozdĺž osi každej tyče dlhej niekoľko metrov je umiestnený tenký drôt vyrobený z hustého aktívneho materiálu, „ako je zlato“. Vo vnútri hlavice je umiestnená silná jadrová nálož, ktorej výbuch by mal pôsobiť ako zdroj energie pre čerpanie laserov.
Podľa niektorých odborníkov bude na zabezpečenie porážky útočiacich rakiet na vzdialenosť viac ako 1000 km potrebný náboj s kapacitou niekoľko stoviek kiloton. V hlavici sa nachádza aj zameriavací systém s vysokorýchlostným počítačom v reálnom čase.
Na boj proti sovietskym raketám vyvinuli americkí vojenskí špecialisti špeciálnu taktiku na ich bojové použitie. Na tento účel bolo navrhnuté umiestniť jadrové laserové hlavice na podmorské balistické rakety (SLBM). V „krízovej situácii“ alebo pri príprave na prvý úder sa ponorky vybavené týmito SLBM musia tajne presunúť do hliadkových oblastí a zaujať bojové pozície čo najbližšie k polohám sovietskych ICBM: v severnom Indickom oceáne, v Arabské, Nórske, Ochotské more.
Keď je prijatý signál o odpálení sovietskych rakiet, vypustia sa podmorské rakety. Ak sa sovietske rakety zdvihli do výšky 200 km, potom, aby dosiahli viditeľnosť, musia rakety s laserovými hlavicami stúpať do výšky asi 950 km. Potom riadiaci systém spolu s počítačom navádza laserové tyče na sovietske rakety. Akonáhle každá tyč zaujme polohu, v ktorej žiarenie zasiahne presne cieľ, počítač vydá príkaz na odpálenie jadrovej nálože.
Obrovská energia uvoľnená pri výbuchu vo forme žiarenia okamžite prevedie aktívnu látku tyčiniek (drôtu) do plazmového stavu. O chvíľu táto plazma ochladením vytvorí žiarenie v oblasti röntgenového žiarenia, šíriace sa v bezvzduchovom priestore tisíce kilometrov v smere osi tyče. Samotná laserová hlavica bude zničená v priebehu niekoľkých mikrosekúnd, no ešte predtým stihne vyslať silné radiačné impulzy smerom k cieľom.
Röntgenové lúče pohltené tenkou povrchovou vrstvou materiálu rakety môžu v nej vytvoriť extrémne vysokú koncentráciu tepelnej energie, ktorá spôsobí jej explozívne vyparovanie, čo vedie k vytvoreniu rázovej vlny a v konečnom dôsledku k zničeniu trup.
Vytvorenie röntgenového lasera, ktorý bol považovaný za základný kameň programu SDI Reagan, sa však stretlo s veľkými ťažkosťami, ktoré sa doteraz nepodarilo prekonať. Medzi nimi sú na prvom mieste ťažkosti so zaostrovaním laserového žiarenia, ako aj s vytvorením efektívneho navádzacieho systému pre laserové tyče.
Prvé podzemné testy röntgenového lasera sa uskutočnili v štôlňach v Nevade v novembri 1980 s kódovým označením „Dauphin“. Získané výsledky potvrdili teoretické výpočty vedcov, avšak výstup röntgenového žiarenia sa ukázal ako veľmi slabý a zjavne nepostačujúci na zničenie rakiet. Nasledovala séria testovacích výbuchov „Excalibur“, „Super-Excalibur“, „Chata“, „Romano“, počas ktorých špecialisti sledovali hlavný cieľ – zvýšiť intenzitu röntgenového žiarenia zaostrovaním.
Koncom decembra 1985 bola vykonaná podzemná explózia "Goldstone" s kapacitou asi 150 kt a v apríli nasledujúceho roku - test "Mighty Oak" na podobné účely. V súvislosti so zákazom jadrových testov vznikli vážne prekážky v ceste vývoja týchto zbraní.
Treba zdôrazniť, že röntgenový laser je v prvom rade jadrová zbraň a ak dôjde k jeho detonácii v blízkosti zemského povrchu, bude mať približne rovnaký škodlivý účinok ako konvenčná termonukleárna nálož rovnakej sily.
"Hypersonický šrapnel"
V priebehu práce v rámci programu SDI teoretické výpočty a výsledky modelovania procesu zachytávania nepriateľských hlavíc ukázali, že prvý stupeň protiraketovej obrany, určený na ničenie rakiet v aktívnom segmente trajektórie, nebude schopný úplne vyriešiť tento problém. Preto je potrebné vytvárať bojové prostriedky schopné efektívne ničiť hlavice vo fáze ich voľného letu.
Na tento účel americkí špecialisti navrhli použiť malé kovové častice zrýchlené na vysokú rýchlosť pomocou energie jadrového výbuchu. Hlavnou myšlienkou takejto zbrane je, že pri vysokých rýchlostiach aj malá hustá častica (s hmotnosťou nie viac ako gram) bude mať vysokú kinetickú energiu. Preto pri zrážke s cieľom môže častica poškodiť alebo dokonca preniknúť do plášťa hlavice. Aj keď je plášť iba poškodený, pri vstupe do hustých vrstiev atmosféry sa zničí v dôsledku intenzívneho mechanického nárazu a aerodynamického zahrievania.
Prirodzene, ak takáto častica zasiahne tenkostenný nafukovací návnadový cieľ, jeho plášť sa rozbije a vo vákuu okamžite stratí svoj tvar. Zničenie svetelných návnad výrazne uľahčí výber jadrových hlavíc a prispeje tak k úspešnému boju proti nim.
Predpokladá sa, že konštrukčne bude takáto hlavica obsahovať jadrovú nálož relatívne nízkeho výkonu s automatickým detonačným systémom, okolo ktorého je vytvorený plášť, pozostávajúci z mnohých malých kovových úderových prvkov. S hmotnosťou škrupiny 100 kg je možné získať viac ako 100 tisíc fragmentačných prvkov, čo vytvorí pomerne veľké a husté pole porážky. Počas výbuchu jadrovej nálože sa vytvára žeravý plyn - plazma, ktorá sa rozptýli obrovskou rýchlosťou, unáša a urýchľuje tieto husté častice. Zároveň je zložitým technickým problémom udržať dostatočnú hmotnosť úlomkov, pretože pri ich obtekaní vysokorýchlostným prúdom plynu dôjde k odneseniu hmoty z povrchu prvkov.
V Spojených štátoch bola vykonaná séria testov na vytvorenie „jadrového šrapnelu“ v rámci programu „Prometheus“. Sila jadrovej nálože pri týchto testoch bola len niekoľko desiatok ton. Pri hodnotení škodlivých schopností tejto zbrane je potrebné mať na pamäti, že v hustých vrstvách atmosféry budú horieť častice pohybujúce sa rýchlosťou vyššou ako 4-5 kilometrov za sekundu. Preto je možné "jadrový šrapnel" použiť iba vo vesmíre, vo výškach nad 80-100 km, v podmienkach bez vzduchu.
Črepinové hlavice je teda možné úspešne použiť okrem bojových hlavíc a návnad aj ako protivesmírnu zbraň na ničenie vojenských satelitov, najmä tých, ktoré sú súčasťou systému varovania pred raketovými útokmi (EWS). Preto je možné ho použiť v boji pri prvom údere na „oslepenie“ nepriateľa.
Rôzne typy jadrových zbraní diskutované vyššie v žiadnom prípade nevyčerpávajú všetky možnosti pri vytváraní ich modifikácií. Ide najmä o projekty jadrových zbraní so zvýšeným účinkom vzdušnej jadrovej vlny, so zvýšeným výnosom Y-žiarenia, so zvýšením rádioaktívnej kontaminácie územia (ako je notoricky známa „kobaltová“ bomba) atď.
V poslednej dobe sa v USA zvažujú projekty jadrových hlavíc s ultranízkym výkonom.:
- mini-newx (kapacita stoviek ton),
- micro-newx (desiatky ton),
- Tiny-nuky (jednotky ton), ktoré by okrem nízkeho výkonu mali byť oveľa čistejšie ako ich predchodcovia.
Proces zdokonaľovania jadrových zbraní pokračuje a nemožno vylúčiť, že sa v budúcnosti objavia subminiatúrne jadrové nálože vytvorené na základe použitia superťažkých transplutóniových prvkov s kritickou hmotnosťou 25 až 500 gramov. Transplutóniový prvok kurchatovia má kritickú hmotnosť asi 150 gramov.
Jadrové zariadenie využívajúce jeden z izotopov Kalifornie bude také malé, že s kapacitou niekoľkých ton TNT sa dá prispôsobiť na streľbu z granátometov a ručných zbraní.
Všetko uvedené naznačuje, že využitie jadrovej energie na vojenské účely má značný potenciál a pokračovanie vývoja smerom k vytvoreniu nových typov zbraní môže viesť k „technologickému prielomu“, ktorý zníži „jadrový prah“ a bude mať negatívny vplyv na strategickú stabilitu.
Zákaz všetkých jadrových testov, ak úplne nezablokuje cestu vývoja a zdokonaľovania jadrových zbraní, tak ich výrazne spomaľuje. V týchto podmienkach nadobúda osobitný význam vzájomná otvorenosť, dôvera, odstraňovanie akútnych rozporov medzi štátmi a v konečnom dôsledku vytvorenie efektívneho medzinárodného systému kolektívnej bezpečnosti.
/Vladimír Belous, generálmajor, profesor Akadémie vojenských vied, nasledie.ru/
