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 iba 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 ani skladovať jadrové zbrane alebo iné jadrové výbušné zariadenia,“ uvádza sa v prvom článku zmluvy...
Dokument však nenadobudne platnosť, kým ho neratifikuje 50 štátov.
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 iba 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 ani skladovať jadrové zbrane alebo iné jadrové výbušné zariadenia,“ uvádza sa v prvom článku zmluvy...
Dokument však nenadobudne platnosť, kým ho neratifikuje 50 štátov.
Po skončení druhej svetovej vojny sa krajiny protihitlerovskej koalície rýchlym tempom snažili predbehnúť vo vývoji silnejšej jadrovej bomby.
Prvý test, ktorý vykonali Američania v skutočných zariadeniach v Japonsku, rozpálil situáciu medzi ZSSR a USA na maximum. Silné výbuchy, ktoré zahrmeli v japonských mestách a prakticky v nich zničili všetok život, prinútili Stalina opustiť mnohé zo svojich tvrdení na svetovej scéne. Väčšina sovietskych fyzikov bola naliehavo „vrhnutá“ do vývoja jadrových zbraní.
Kedy a ako sa objavili jadrové zbrane?
Za rok narodenia atómovej bomby možno považovať rok 1896. Vtedy francúzsky chemik A. Becquerel zistil, že urán je rádioaktívny. Reťazová reakcia uránu vytvára silnú energiu, ktorá slúži ako základ pre hrozný výbuch. Becquerel si len ťažko predstavoval, že jeho objav povedie k vytvoreniu jadrových zbraní - najstrašnejšej zbrane na celom svete.
Koniec 19. a začiatok 20. storočia bol prelomom v histórii vynálezu jadrových zbraní. Práve v tomto časovom intervale boli vedci z rôznych krajín sveta schopní objaviť tieto zákony, lúče a prvky:
- Alfa, gama a beta lúče;
- Bolo objavených veľa izotopov chemických prvkov s rádioaktívnymi vlastnosťami;
- Bol objavený zákon rádioaktívneho rozpadu, ktorý určuje časovú a kvantitatívnu závislosť intenzity rádioaktívneho rozpadu, ktorá závisí od počtu rádioaktívnych atómov v testovanej vzorke;
- Zrodila sa jadrová izometria.
V 30. rokoch 20. storočia sa im po prvýkrát podarilo rozdeliť atómové jadro uránu absorpciou neutrónov. Zároveň boli objavené pozitróny a neuróny. To všetko dalo silný impulz vývoju zbraní, ktoré využívali atómovú energiu. V roku 1939 bol patentovaný prvý dizajn atómovej bomby na svete. Urobil to fyzik z Francúzska Frederic Joliot-Curie.
V dôsledku ďalšieho výskumu a vývoja v tejto oblasti sa zrodila jadrová bomba. Sila a polomer zničenia moderných atómových bômb je taká veľká, že krajina, ktorá má jadrový potenciál, prakticky nepotrebuje silnú armádu, pretože jedna atómová bomba je schopná zničiť celý štát.
Ako funguje atómová bomba
Atómová bomba pozostáva z mnohých prvkov, z ktorých hlavné sú:
- zbor pre atómové bomby;
- Automatizačný systém, ktorý riadi proces výbuchu;
- Jadrová nálož alebo hlavica.
Automatizačný systém je umiestnený v tele atómovej bomby spolu s jadrovou náložou. Konštrukcia trupu musí byť dostatočne spoľahlivá, aby chránila hlavicu pred rôznymi vonkajšími faktormi a vplyvmi. Napríklad rôzne mechanické, teplotné či podobné vplyvy, ktoré môžu viesť k neplánovanej explózii obrovskej sily, schopnej zničiť všetko naokolo.
Úloha automatizácie zahŕňa plnú kontrolu nad výbuchom v správnom čase, preto systém pozostáva z nasledujúcich prvkov:
- Zariadenie zodpovedné za núdzovú detonáciu;
- Napájanie automatizačného systému;
- Systém snímačov výbuchu;
- Naťahovacie zariadenie;
- Ochranné zariadenie.
Keď sa uskutočnili prvé testy, jadrové bomby dodali lietadlá, ktorým sa podarilo opustiť postihnutú oblasť. Moderné atómové bomby sú také silné, že ich dodanie je možné vykonať iba pomocou krídlových, balistických alebo aspoň protilietadlových rakiet.
V atómových bombách sa používajú rôzne detonačné systémy. Najjednoduchším z nich je konvenčné zariadenie, ktoré sa spustí, keď projektil zasiahne cieľ.
Jednou z hlavných charakteristík jadrových bômb a rakiet je ich rozdelenie do kalibrov, ktoré sú troch typov:
- Malá, sila atómových bômb tohto kalibru je ekvivalentná niekoľkým tisícom ton TNT;
- Stredná (sila výbuchu - niekoľko desiatok tisíc ton TNT);
- Veľký, ktorého nabíjacia kapacita sa meria v miliónoch ton TNT.
Je zaujímavé, že sila všetkých jadrových bômb sa najčastejšie meria presne v ekvivalente TNT, keďže pre atómové zbrane neexistuje samostatná stupnica na meranie sily výbuchu.
Algoritmy pôsobenia jadrových bômb
Akákoľvek atómová bomba funguje na princípe využitia jadrovej energie, ktorá sa uvoľňuje pri jadrovej reakcii. Tento postup je založený buď na delení ťažkých jadier alebo na syntéze pľúc. Pretože v priebehu tejto reakcie sa uvoľňuje obrovské množstvo energie a v čo najkratšom čase je polomer zničenia jadrovej bomby veľmi pôsobivý. Kvôli tejto vlastnosti sú jadrové zbrane klasifikované ako zbrane hromadného ničenia.
V procese, ktorý sa začína výbuchom atómovej bomby, existujú dva hlavné body:
- Toto je bezprostredné centrum výbuchu, kde prebieha jadrová reakcia;
- Epicentrum výbuchu, ktoré sa nachádza na mieste, kde vybuchla bomba.
Jadrová energia uvoľnená pri výbuchu atómovej bomby je taká silná, že na zemi začínajú seizmické otrasy. Tieto otrasy zároveň prinášajú priamu deštrukciu až na vzdialenosť niekoľkých stoviek metrov (aj keď ak vezmeme do úvahy silu výbuchu samotnej bomby, tieto otrasy už nič neovplyvňujú).
Faktory poškodenia pri jadrovom výbuchu
Výbuch jadrovej bomby prináša viac než strašnú okamžitú skazu. Následky tejto explózie pocítia nielen ľudia prichytení v postihnutej oblasti, ale aj ich deti narodené po atómovom výbuchu. Typy ničenia atómovými zbraňami sú rozdelené do nasledujúcich skupín:
- Emisia svetla, ku ktorej dochádza priamo počas výbuchu;
- Rázová vlna šírená bombou bezprostredne po výbuchu;
- Elektromagnetický impulz;
- Prenikajúce žiarenie;
- Rádioaktívna kontaminácia, ktorá môže pretrvávať desaťročia.
Aj keď na prvý pohľad záblesk svetla predstavuje najmenšiu hrozbu, v skutočnosti vzniká v dôsledku uvoľnenia obrovského množstva tepelnej a svetelnej energie. Jeho sila a sila ďaleko prevyšuje silu slnečných lúčov, takže poškodenie svetlom a teplom môže byť na vzdialenosť niekoľkých kilometrov fatálne.
Veľmi nebezpečné je aj žiarenie, ktoré sa uvoľňuje pri výbuchu. Hoci nevydrží dlho, dokáže nakaziť všetko naokolo, keďže jeho penetračná schopnosť je neskutočne veľká.
Rázová vlna pri atómovom výbuchu pôsobí ako rovnaká vlna pri konvenčných výbuchoch, len jej sila a polomer poškodenia sú oveľa väčšie. Za pár sekúnd napácha nenapraviteľné škody nielen na ľuďoch, ale aj na zariadení, budovách a okolitej prírode.
Prenikajúce žiarenie vyvoláva rozvoj choroby z ožiarenia a elektromagnetický impulz je nebezpečný len pre technológiu. Kombinácia všetkých týchto faktorov plus sila výbuchu robí z atómovej bomby najnebezpečnejšiu zbraň na svete.
Prvé testy jadrových zbraní na svete
Prvou krajinou, ktorá vyvinula a testovala jadrové zbrane, boli Spojené štáty americké. Bola to americká vláda, ktorá pridelila obrovské peňažné dotácie na vývoj nových sľubných zbraní. Do konca roku 1941 boli do USA pozvaní mnohí významní vedci v oblasti vývoja atómov, ktorí do roku 1945 dokázali predstaviť prototyp atómovej bomby vhodnej na testovanie.
Prvé testy atómovej bomby vybavenej výbušným zariadením na svete sa uskutočnili v púšti v štáte Nové Mexiko. Bomba s názvom „Gadget“ bola odpálená 16. júla 1945. Výsledok testu bol pozitívny, hoci armáda požadovala testovanie jadrovej bomby v reálnych bojových podmienkach.
Keďže Pentagon videl, že do víťazstva v hitlerovskej koalícii zostáva už len krôčik a viac takých príležitostí sa už nenaskytne, rozhodol sa spustiť jadrový úder na posledného spojenca hitlerovského Nemecka – Japonsko. Okrem toho, použitie jadrovej bomby malo vyriešiť niekoľko problémov naraz:
- Vyhnite sa zbytočnému krviprelievaniu, ktoré by sa nevyhnutne stalo, keby americké jednotky vstúpili na územie cisárskeho Japonska;
- Jedným úderom zraziť neústupných Japoncov na kolená a prinútiť ich súhlasiť s podmienkami priaznivými pre Spojené štáty;
- Ukážte ZSSR (ako možnému rivalovi v budúcnosti), že armáda USA vlastní jedinečné zbrane schopné vyhladiť akékoľvek mesto;
- A samozrejme v praxi sa presvedčiť, čoho sú schopné jadrové zbrane v reálnych bojových podmienkach.
6. augusta 1945 bola na japonské mesto Hirošima zhodená prvá atómová bomba na svete, ktorá bola použitá pri nepriateľských akciách. Táto bomba dostala názov „Kid“, keďže jej hmotnosť bola 4 tony. Zhodenie bomby bolo starostlivo naplánované a zasiahlo presne tam, kde bolo plánované. Tie domy, ktoré nezničila tlaková vlna, zhoreli, pretože kachle, ktoré spadli do domov, vyvolali požiare a celé mesto zachvátili plamene.
Po jasnom záblesku nasledovala vlna horúčav, ktorá spálila všetok život v okruhu 4 kilometrov a následná rázová vlna zničila väčšinu budov.
Tí, ktorí dostali úpal v okruhu 800 metrov, boli upálení zaživa. Tlaková vlna mnohým strhla spálenú kožu. O pár minút neskôr sa spustil zvláštny čierny dážď, ktorý pozostával z pary a popola. Tí, ktorí boli vystavení čiernemu dažďu, mali na koži nevyliečiteľné popáleniny.
Tých pár, ktorí mali to šťastie, že prežili, ochorelo na chorobu z ožiarenia, ktorá bola v tom čase nielen neprebádaná, ale aj úplne neznáma. U ľudí sa objavila horúčka, vracanie, nevoľnosť a záchvaty slabosti.
9. augusta 1945 bola na mesto Nagasaki zhodená druhá americká bomba s názvom „Fat Man“. Táto bomba mala približne rovnakú silu ako prvá a následky jej výbuchu boli rovnako ničivé, hoci zahynula polovica ľudí.
Dve atómové bomby zhodené na japonské mestá boli prvým a jediným prípadom použitia atómových zbraní na svete. V prvých dňoch po bombardovaní zomrelo viac ako 300 000 ľudí. Ďalších asi 150 tisíc zomrelo na choroby z ožiarenia.
Po jadrovom bombardovaní japonských miest zažil Stalin poriadny šok. Bolo mu jasné, že otázka vývoja jadrových zbraní v sovietskom Rusku je otázkou bezpečnosti celej krajiny. Už 20. augusta 1945 začal pracovať osobitný výbor pre otázky atómovej energie, ktorý urgentne vytvoril I. Stalin.
Hoci výskum v jadrovej fyzike realizovala skupina nadšencov ešte v cárskom Rusku, v sovietskych časoch sa mu venovala malá pozornosť. V roku 1938 bol celý výskum v tejto oblasti úplne zastavený a mnohí nukleárni vedci boli potláčaní ako nepriatelia ľudu. Po jadrových výbuchoch v Japonsku sovietska vláda náhle začala s obnovou jadrového priemyslu v krajine.
Existujú dôkazy o tom, že vývoj jadrových zbraní sa uskutočnil v nacistickom Nemecku a boli to nemeckí vedci, ktorí dokončili „surovú“ americkú atómovú bombu, takže vláda USA odstránila z Nemecka všetkých jadrových špecialistov a všetky dokumenty súvisiace s vývojom jadrové zbrane.
Sovietska spravodajská škola, ktorá počas vojny dokázala obísť všetky zahraničné spravodajské služby, v roku 1943 preniesla do ZSSR tajné dokumenty súvisiace s vývojom jadrových zbraní. Sovietski agenti boli zároveň uvedení do všetkých veľkých amerických centier jadrového výskumu.
V dôsledku všetkých týchto opatrení bola už v roku 1946 pripravená technická úloha na výrobu dvoch sovietskych jadrových bômb:
- RDS-1 (s plutóniovou náplňou);
- RDS-2 (s dvoma časťami uránovej náplne).
Skratka „RDS“ znamená „Rusko sa robí“, čo je takmer úplná pravda.
Správy, že ZSSR je pripravený uvoľniť svoje jadrové zbrane, prinútili americkú vládu prijať drastické opatrenia. V roku 1949 bol vypracovaný trojanský plán, podľa ktorého sa plánovalo zhodiť atómové bomby na 70 najväčších miest ZSSR. Realizácii tohto plánu zabránili len obavy z odvety.
Tieto alarmujúce informácie pochádzajúce od sovietskych spravodajských dôstojníkov prinútili vedcov pracovať v núdzovom režime. Už v auguste 1949 bola otestovaná prvá atómová bomba vyrobená v ZSSR. Keď sa USA o týchto testoch dozvedeli, plán trójskych koní bol odložený na neurčito. Začala sa éra konfrontácie dvoch superveľmocí, v histórii známa ako studená vojna.
Najsilnejšia jadrová bomba na svete, známa ako Car Bomba, patrí práve do obdobia studenej vojny. Vedci ZSSR vytvorili najsilnejšiu bombu v histórii ľudstva. Jeho sila bola 60 megaton, hoci sa plánovalo vytvoriť bombu s výkonom 100 kiloton. Táto bomba bola testovaná v októbri 1961. Priemer ohnivej gule počas výbuchu bol 10 kilometrov a tlaková vlna trikrát obletela zemeguľu. Práve tento test prinútil väčšinu krajín sveta podpísať dohodu o ukončení jadrových testov nielen v zemskej atmosfére, ale dokonca aj vo vesmíre.
Hoci sú atómové zbrane vynikajúcim odstrašujúcim prostriedkom pre agresívne krajiny, na druhej strane sú schopné uhasiť akékoľvek vojenské konflikty v zárodku, pretože atómový výbuch môže zničiť všetky strany konfliktu.
To je však niečo, čo často nevieme. A prečo vybuchne aj jadrová bomba...
Začnime z diaľky. Každý atóm má jadro a jadro pozostáva z protónov a neutrónov - to snáď každý vie. Rovnakým spôsobom každý videl periodickú tabuľku. Prečo sú však chemické prvky v ňom umiestnené presne tak a nie inak? Určite nie preto, že by to Mendelejev tak chcel. Poradové číslo každého prvku v tabuľke udáva, koľko protónov je v jadre atómu tohto prvku. Inými slovami, železo je v tabuľke číslo 26, pretože v atóme železa je 26 protónov. A ak ich nie je 26, toto už nie je železo.
Ale počet neutrónov v jadrách toho istého prvku môže byť rôzny, čo znamená, že hmotnosť jadier je iná. Atómy toho istého prvku s rôznymi hmotnosťami sa nazývajú izotopy. Urán má niekoľko takýchto izotopov: najbežnejší v prírode je urán-238 (v jeho jadre je 92 protónov a 146 neutrónov, spolu je to 238). Je rádioaktívny, ale jadrovú bombu z neho nevyrobíte. Ale izotop urán-235, ktorého malé množstvo sa nachádza v uránových rudách, je vhodný pre jadrovú nálož.
Možno sa čitateľ stretol s výrazmi „obohatený urán“ a „ochudobnený urán“. Obohatený urán obsahuje viac uránu-235 ako prírodný urán; v vyčerpaných, respektíve - menej. Obohatený urán možno použiť na získanie plutónia, ďalšieho prvku vhodného pre jadrovú bombu (v prírode sa takmer vôbec nevyskytuje). Ako sa obohacuje urán a ako sa z neho získava plutónium je téma na inú diskusiu.
Prečo teda vybuchne jadrová bomba? Faktom je, že niektoré ťažké jadrá majú tendenciu sa rozpadať, ak ich zasiahne neutrón. A na voľný neutrón nebudete musieť dlho čakať – lieta ich veľa. Takže takýto neutrón sa dostane do jadra uránu-235 a tým ho rozbije na „úlomky“. Tým sa uvoľní niekoľko ďalších neutrónov. Dokážete uhádnuť, čo sa stane, ak sa v okolí nachádzajú jadrá rovnakého prvku? Je to tak, dôjde k reťazovej reakcii. Takto to chodí.
V jadrovom reaktore, kde je urán-235 „rozpustený“ v stabilnejšom uráne-238, za normálnych podmienok k výbuchu nedochádza. Väčšina neutrónov, ktoré sú emitované z rozpadajúcich sa jadier, odletí „do mlieka“ a nenájde jadrá uránu-235. V reaktore je rozpad jadier "pomalý" (ale to stačí na to, aby reaktor dal energiu). Tu v jedinom kuse uránu-235, ak má dostatočnú hmotnosť, neutróny zaručene rozbijú jadrá, reťazová reakcia prebehne ako lavína a ... Stop! Ak totiž vyrobíte kúsok uránu-235 alebo plutónia v množstve potrebnom na výbuch, okamžite vybuchne. Toto nie je ten prípad.
A ak vezmete dva kusy podkritickej hmoty a zatlačíte ich proti sebe pomocou diaľkovo ovládaného mechanizmu? Napríklad vložte obe do trubice a na jednu pripojte práškovú náplň, aby ste v správnom čase vystrelili jeden kus, napríklad projektil, na druhý. Tu je riešenie problému.
Môžete konať inak: vezmite guľovitý kúsok plutónia a upevnite výbušné nálože po celom jeho povrchu. Keď tieto nálože vybuchnú na príkaz zvonku, ich výbuch stlačí plutónium zo všetkých strán, stlačí ho na kritickú hustotu a dôjde k reťazovej reakcii. Tu je však dôležitá presnosť a spoľahlivosť: všetky výbušné náplne musia fungovať súčasne. Ak niektoré z nich fungujú a niektoré nie, alebo niektoré fungujú s oneskorením, nedôjde k žiadnemu jadrovému výbuchu: plutónium sa nestlačí na kritickú hmotnosť, ale rozplynie sa vo vzduchu. Namiesto jadrovej bomby dostanete takzvanú „špinavú“.
Takto vyzerá jadrová bomba typu implózia. Nálože, ktoré by mali vytvoriť riadený výbuch, sú vyrobené vo forme mnohostenov, aby čo najtesnejšie pokryli povrch plutóniovej gule.
Zariadenie prvého typu sa nazývalo kanón, druhý typ - implózia.
Bomba „Kid“ zhodená na Hirošimu mala náplň z uránu-235 a zariadenie typu kanón. Bomba Fat Man odpálená nad Nagasaki niesla plutóniovú nálož a výbušné zariadenie bolo implozívne. V súčasnosti sa zariadenia typu delá takmer vôbec nepoužívajú; implózia je zložitejšia, no zároveň umožňujú regulovať hmotnosť jadrovej nálože a racionálnejšie ju minúť. A plutónium nahradilo urán-235 ako jadrovú výbušninu.
Uplynulo niekoľko rokov a fyzici ponúkli armáde ešte silnejšiu bombu - termonukleárnu alebo, ako sa tiež nazýva, vodík. Takže vodík exploduje silnejšie ako plutónium?
Vodík je skutočne výbušný, ale nie taký. Vo vodíkovej bombe však nie je „obyčajný“ vodík, využíva jeho izotopy – deutérium a trícium. Jadro „obyčajného“ vodíka má jeden neutrón, deutérium má dva a trícium tri.
V jadrovej bombe sú jadrá ťažkého prvku rozdelené na jadrá tých ľahších. V termonukleárnej prebieha opačný proces: ľahké jadrá sa navzájom spájajú do ťažších. Jadrá deutéria a trícia sa napríklad spoja a vytvoria jadrá hélia (inak nazývané častice alfa) a „extra“ neutrón je poslaný do „voľného letu“. V tomto prípade sa uvoľní oveľa viac energie ako pri rozpade jadier plutónia. Mimochodom, tento proces prebieha na Slnku.
Fúzna reakcia je však možná len pri ultravysokých teplotách (preto sa nazýva TERMONUKLEARNA). Ako prinútiť deutérium a trícium reagovať? Je to veľmi jednoduché: musíte použiť jadrovú bombu ako detonátor!
Keďže deutérium a trícium sú samy osebe stabilné, ich náboj v termonukleárnej bombe môže byť ľubovoľne veľký. To znamená, že termonukleárna bomba sa dá vyrobiť neporovnateľne výkonnejšia ako „jednoduchá“ jadrová. „Kid“ zhodený na Hirošimu mal ekvivalent TNT do 18 kiloton a najsilnejšia vodíková bomba (takzvaná „Cár Bomba“, známa aj ako „Kuz'kina matka“) mala už 58,6 megaton, čo je viac ako 3255-krát. silnejšie "Baby"!
Hríbový mrak z cárskej bomby vystúpil do výšky 67 kilometrov a tlaková vlna trikrát obletela zemeguľu.
Takáto gigantická kapacita je však zjavne prehnaná. Keď sa vojenskí inžinieri a fyzici dosť pohrali s megatónovými bombami, vybrali sa inou cestou – cestou miniaturizácie jadrových zbraní. Vo svojej bežnej forme môžu byť jadrové zbrane zhadzované zo strategických bombardérov, ako sú letecké bomby, alebo môžu byť odpaľované balistickými raketami; ak ich zminiaturizujete, získate kompaktnú jadrovú nálož, ktorá nezničí všetko na kilometre okolo a ktorú možno umiestniť na delostrelecký granát alebo raketu vzduch-zem. Zvýši sa mobilita, rozšíri sa okruh úloh, ktoré treba riešiť. Okrem strategických jadrových zbraní dostaneme aj taktické.
Pre taktické jadrové zbrane boli vyvinuté rôzne dodávky vozidiel - jadrové delá, mínomety, bezzáklzové zbrane (napríklad Američan Davy Crockett). ZSSR mal dokonca projekt na jadrovú guľku. Pravda, museli to opustiť - jadrové guľky boli také nespoľahlivé, také zložité a drahé na výrobu a skladovanie, že v nich nemal zmysel.
Davy Crockett. Niekoľko týchto jadrových zbraní slúžilo americkým ozbrojeným silám a západonemecký minister obrany sa nimi neúspešne snažil vybaviť Bundeswehr.
Keď už hovoríme o malých jadrových zbraniach, stojí za zmienku ešte jeden typ jadrových zbraní – neutrónová bomba. Plutóniový náboj v ňom je malý, ale to nie je potrebné. Ak termonukleárna bomba sleduje cestu zvyšovania sily výbuchu, potom sa neutrónová bomba spolieha na ďalší škodlivý faktor - žiarenie. Na zvýšenie žiarenia v neutrónovej bombe je zásoba izotopu berýlia, ktorý po výbuchu dáva obrovské množstvo rýchlych neutrónov.
Neutrónová bomba by mala podľa koncepcie jej tvorcov zabiť živú silu nepriateľa, ale ponechať neporušené vybavenie, ktoré sa potom môže zachytiť počas ofenzívy. V praxi to dopadlo trochu inak: ožiarené zariadenie sa stáva nepoužiteľné – každý, kto sa ho odváži pilotovať, si veľmi skoro „zarobí“ na chorobu z ožiarenia. To nepopiera skutočnosť, že výbuch neutrónovej bomby je schopný zasiahnuť nepriateľa cez pancier tanku; neutrónovú muníciu vyvinuli Spojené štáty práve ako zbraň proti sovietskym tankovým formáciám. Čoskoro však bolo vyvinuté pancierovanie tankov, ktoré poskytovalo istý druh ochrany pred tokom rýchlych neutrónov.
Ďalší typ jadrovej zbrane bol vynájdený v roku 1950, ale nikdy (pokiaľ je známe) nebol vyrobený. Ide o takzvanú kobaltovú bombu – jadrovú nálož s kobaltovým plášťom. Pri výbuchu sa kobalt, ožiarený tokom neutrónov, stane extrémne rádioaktívnym izotopom a rozptýli sa po oblasti a kontaminuje ju. Len jedna takáto dostatočne silná bomba by mohla pokryť celú zemeguľu kobaltom a zničiť celé ľudstvo. Našťastie tento projekt zostal projektom.
Čo možno povedať na záver? Jadrová bomba je skutočne hrozná zbraň a zároveň (aký paradox!) pomohla zachovať relatívny mier medzi superveľmocami. Ak má váš protivník jadrové zbrane, desaťkrát si rozmyslíte, kým na neho zaútočíte. Žiadna krajina s jadrovým arzenálom ešte nebola napadnutá zvonku a od roku 1945 nedošlo k vojnám medzi veľkými štátmi sveta. Dúfajme, že nebudú.
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 založená 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 výbuchy vo veľkých výškach: vo výške 450 km vybuchla 1,4 megatonová hlavica pod kódom Starfish. 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 povaha EMP je určená interakciou Y-kvant okamžitého žiarenia z jadrového výbuchu s atómami vzdušných plynov: Y-kvanta vyraďujú elektróny z atómov (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 činnosť rádioelektronických prostriedkov. takmer v celej krajine na čas dostatočný na to, aby prerušil odvetný útok jadrových rakiet.
Ďalšie smerovanie práce na vytvorení Super-EMP bolo spojené 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. teda 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 zníženia počtu strategických útočných zbraní, keď zníženie bojových schopností na 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 Arabskom , Nórske, Ochotské moria.
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, ktoré sú absorbované v tenkej povrchovej vrstve materiálu rakety, v nej môžu 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 lézií. 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/
