Нека да разгледаме някои типични бойни глави (в действителност може да има разлики в дизайна между бойните глави). Това е конус, изработен от леки здрави сплави - обикновено титан. Вътре има прегради, рамки, силова рамка - почти като в самолет. Силовата рамка е покрита със здрава метална обшивка. Върху кожата се нанася дебел слой топлозащитно покритие. Прилича на древна неолитна кошница, щедро намазана с глина и изпечена при първите опити на човека с топлина и керамика. Приликата е лесно обяснима: както кошницата, така и бойната глава ще трябва да устоят на външната топлина.
Бойна глава и нейното пълнене
Вътре в конуса, фиксирани върху техните "седалки", има два основни "пътника", за които всичко се стартира: термо ядрен заряди блок за контрол на зареждането или блок за автоматизация. Те са невероятно компактни. Блокът за автоматизация е с размерите на петлитров буркан с кисели краставици, а зарядът е с размерите на обикновена градинска кофа. Тежък и тежък, съединението на кутия и кофа ще експлодира с триста и петдесет до четиристотин килотона. Двама пътници са свързани помежду си с връзка, като сиамски близнаци, и чрез тази връзка те постоянно обменят нещо. Техният диалог продължава през цялото време, дори когато ракетата е на бойно дежурство, дори когато тези близнаци тъкмо се транспортират от завода-производител.
Има и трети пътник - блок за измерване на движението на бойна глава или като цяло контролира нейния полет. В последния случай работните контроли са вградени в бойната глава, което ви позволява да променяте траекторията. Например изпълнителни пневматични системи или прахови системи. А също и бордова електрическа мрежа с източници на захранване, комуникационни линии с етап, под формата на защитени проводници и съединители, защита срещу електромагнитен импулс и система за контрол на температурата - поддържане на желаната температура на зареждане.
На снимката - етапът на размножаване на ракетата MX (Peacekeeper) и десет бойни глави. Тази ракета отдавна е изтеглена от въоръжение, но бойните глави все още се използват същите (и дори по-стари). Американците са монтирали балистични ракети с множество бойни глави само на подводници.
След като напуснат автобуса, бойните глави продължават да набират височина и едновременно да се втурват към целите. Те се издигат до най-високите точки на траекториите си и след това, без да забавят хоризонталния си полет, започват да се плъзгат надолу все по-бързо и по-бързо. На точно сто километра над морското равнище всяка бойна глава пресича официално определената за човека граница на космическото пространство. Атмосфера напред!
електрически вятър
Отдолу, пред бойната глава, имаше огромен, контрастно блестящ от страхотни високи височини, покрит със синя кислородна мъгла, покрит с аерозолни суспензии, безграничният и безграничен пети океан. Завъртайки се бавно и едва забележимо от остатъчните ефекти от отделянето, бойната глава продължава да се спуска по лека траектория. Но тогава един много необичаен бриз нежно я дръпна към нея. Той го докосна малко - и стана забележим, покри тялото с тънка, обратна вълна от бледо синьо-бяло сияние. Тази вълна е със спираща дъха висока температура, но все още не изгаря бойната глава, тъй като е твърде безплътна. Вятърът, който духа над бойната глава, е електропроводим. Скоростта на конуса е толкова висока, че той буквално раздробява въздушните молекули на електрически заредени фрагменти с удара си и се получава ударна йонизация на въздуха. Този плазмен бриз се нарича хиперзвуков висок поток на Мах и неговата скорост е двадесет пъти скоростта на звука.
Поради силното разреждане бризът е почти незабележим в първите секунди. Разраствайки се и уплътнявайки се с задълбочаване в атмосферата, първо се затопля повече, отколкото оказва натиск върху бойната глава. Но постепенно започва да притиска нейния конус със сила. Потокът обръща носа на бойната глава напред. Не се завърта веднага - конусът се люлее леко напред-назад, като постепенно забавя трептенията си и накрая се стабилизира.
Топлина на хиперзвук
Кондензирайки се, докато се спуска, потокът оказва все по-голям натиск върху бойната глава, забавяйки нейния полет. При забавяне температурата постепенно намалява. От огромните стойности на началото на входа, бяло-синьото сияние от десетки хиляди келвини, до жълто-бялото сияние от пет до шест хиляди градуса. Това е температурата повърхностни слоевеслънце Сиянието става ослепително, защото плътността на въздуха бързо се увеличава, а с това и топлинният поток в стените на бойната глава. Топлинният щит се овъглява и започва да гори.
Изобщо не гори от триене във въздуха, както често се казва неправилно. Поради огромната хиперзвукова скорост на движение (сега петнадесет пъти по-бърза от звука), друг конус се отклонява във въздуха от върха на корпуса - ударна вълна, сякаш обхваща бойна глава. Входящият въздух, попадайки в конуса на ударната вълна, моментално се уплътнява многократно и плътно се притиска към повърхността на бойната глава. От спазматично, мигновено и многократно компресиране, температурата му веднага скача до няколко хиляди градуса. Причината за това е лудата скорост на случващото се, трансцеденталната динамика на процеса. Газодинамичното компресиране на потока, а не триенето, е това, което сега загрява страните на бойната глава.
Най-лошото от всички сметки за лъка. Там се образува най-голямото уплътняване на настъпващия поток. Зоната на това уплътнение леко се измества напред, сякаш се отделя от тялото. И се държи напред, приемайки формата на дебела леща или възглавница. Тази формация се нарича "откъсната дъгова ударна вълна". Тя е няколко пъти по-дебела от останалата повърхност на конуса на ударната вълна около бойната глава. Фронталната компресия на настъпващия поток тук е най-силна. Следователно отделената дъгова ударна вълна има най-висока температура и най-висока топлинна плътност. Това малко слънце изгаря носа на бойната глава по лъчист начин - подчертавайки, излъчвайки топлина от себе си директно в носа на корпуса и причинявайки силно изгаряне на носа. Следователно там е най-дебелият слой термична защита. Главната ударна вълна е тази, която осветява в тъмна нощ зоната на много километри около бойна глава, летяща в атмосферата.
Бокамът става доста неподсладен. Сега също се пържат с непоносим блясък от главата ударна вълна. И изгаря горещ въздух под налягане, превърнал се в плазма от раздробяването на молекулите си. Но при такава висока температура въздухът се йонизира и просто от нагряване - молекулите му се разпадат на части от топлината. Получава се смес от ударна йонизация и температурна плазма. Чрез действието си на триене тази плазма смила горящата повърхност на термичния щит, сякаш с пясък или шкурка. Възниква газодинамична ерозия, която изяжда топлозащитното покритие.
По това време бойната глава премина горната граница на стратосферата - стратопаузата - и навлезе в стратосферата на височина 55 км. Сега се движи с хиперзвукова скорост десет до дванадесет пъти по-бърза от звука.
Нечовешко претоварване
Силното парене променя геометрията на носа. Струята, подобно на длето на скулптор, пропива заострена централна издатина в носната покривка. Други характеристики на повърхността се появяват поради неравномерно изгаряне. Промените във формата водят до промени в потока. Това променя разпределението на налягането на сгъстения въздух върху повърхността на бойната глава и температурното поле. Има вариации в силовото въздействие на въздуха спрямо изчисления поток наоколо, което води до отклонение на точката на падане - образува се пропуск. Нека да е малко - да речем, двеста метра, но небесният снаряд ще удари ракетния силоз на врага с отклонение. Или изобщо няма да удари.
Освен това моделът на повърхностите на ударната вълна, главата на вълната, наляганията и температурите непрекъснато се променят. Скоростта постепенно намалява, но плътността на въздуха нараства бързо: конусът пада все по-надолу в стратосферата. Поради неравномерното налягане и температура на повърхността на бойната глава, поради бързината на техните промени, могат да възникнат термични удари. От топлоизолиращото покритие те могат да отчупят парчета и парчета, което въвежда нови промени в модела на потока. И увеличава отклонението на точката на падане.
В същото време бойната глава може да влезе в спонтанни чести люлеения с промяна на посоката на тези люлеения от "горе-надолу" на "дясно-ляво" и обратно. Тези собствени колебания създават локални ускорения в различни части на бойната глава. Ускоренията варират по посока и величина, което усложнява удара, изпитван от бойната глава. Тя получава повече натоварвания, асиметрия на ударни вълни около себе си, неравномерни температурни полета и други малки прелести, които моментално прерастват в големи проблеми.
Но и с това настъпващият поток не се изчерпва. Поради такова мощно налягане на настъпващия сгъстен въздух, бойната глава изпитва огромен спирачен ефект. Има голямо отрицателно ускорение. Бойната глава с всички вътрешности е в бързо нарастващо претоварване и е невъзможно да се защити от претоварване.
Астронавтите не изпитват такива g-сили по време на спускане. Пилотираният автомобил е по-малко рационализиран и не е запълнен толкова плътно, колкото бойната глава. Астронавтите не бързат да се спускат бързо. Бойната глава е оръжие. Тя трябва да достигне целта възможно най-скоро, преди да бъде свалена. И колкото по-трудно е да го прихванете, толкова по-бързо лети. Конусът е фигурата на най-добрия свръхзвуков поток. Поддържайки висока скорост към долните слоеве на атмосферата, бойната глава среща много голямо забавяне там. Ето защо се нуждаем от здрави прегради и силова рамка. И удобни "седалки" за двама ездачи - в противен случай те ще бъдат издухани от земята от претоварване.
Диалог на сиамски близнаци
Между другото, какво ще кажете за тези ездачи? Време е да си спомним основните пътници, защото сега те не седят пасивно, а преминават през собствения си труден път и техният диалог става най-смислен точно в тези моменти.
Зарядът е разглобен по време на транспортиране. Когато се монтира в бойна глава, тя се сглобява, а когато се монтира бойна глава в ракета, тя се оборудва до пълна бойна готовност (импулсен неутронен инициатор е поставен, оборудван с детонатори и др.). Зарядът е готов да полети към целта на борда на бойната глава, но все още не е готов да избухне. Логиката тук е ясна: постоянната готовност на заряда за експлозия не е необходима и е теоретично опасна.
Той ще трябва да бъде преведен в състояние на готовност за експлозия (близо до целта) чрез сложни последователни алгоритми, базирани на два принципа: надеждността на движението към експлозията и контрола върху процеса. Детонационната система строго своевременно прехвърля заряда във все по-високи степени на готовност. И когато бойна команда за детонация идва от блока за управление към напълно готов заряд, ще се случи експлозияведнага, мигновено. Бойна глава, летяща със скоростта на снайперски куршум, ще премине само няколко стотни от милиметъра, без да има време да се движи в пространството дори с дебелината на човешки косъм, когато в заряда си започва, развива се, преминава напълно и има вече приключи топлинна ядрена реакция, подчертавайки цялата номинална мощност.
последна светкавица
След като се промени значително както отвън, така и отвътре, бойната глава премина в тропосферата - последните десет километра височина. Тя се забави много. Хиперзвуковият полет се дегенерира до свръхзвуков Мах 3-4. Бойната глава вече свети слабо, избледнява и се приближава до целта.
Експлозия на повърхността на Земята рядко се планира - само за обекти, заровени в земята като ракетни силози. Повечето от целите лежат на повърхността. И за най-голямото им поражение детонацията се извършва на определена височина, в зависимост от мощността на заряда. За тактически двадесет килотона това е 400-600 м. За стратегически мегатон оптималната височина на експлозия е 1200 м. Защо? От взрива през района преминават две вълни. По-близо до епицентъра взривна вълнаколапс по-рано. Тя ще падне и ще се отрази, отскачайки настрани, където ще се слее със свежа вълна, която току-що е дошла тук отгоре, от точката на експлозия. Две вълни - падаща от центъра на експлозията и отразена от повърхността - се сумират, образувайки най-мощната ударна вълна в повърхностния слой, основният фактор за разрушение.
По време на тестови изстрелвания бойната глава обикновено достига земята безпрепятствено. На борда има половин центнер експлозиви, взривени при есента. За какво? Първо, бойната глава е класифициран обект и трябва да бъде безопасно унищожена след употреба. На второ място е необходимо за измервателните системи на депото - за оперативно откриване на точката на удара и измерване на отклоненията.
Многометрова димяща фуния допълва картината. Но преди това, няколко километра преди удара, от тестовата бойна глава се изстрелва бронирана касета с памет със запис на всичко, което е записано на борда по време на полета. Тази бронирана флашка ще ви предпази от загуба на бордова информация. Тя ще бъде намерена по-късно, когато пристигне хеликоптер със специална група за издирване. И ще запишат резултатите от един фантастичен полет.
Първата междуконтинентална балистична ракета с ядрена бойна глава
Първата в света междуконтинентална балистична ракета с ядрена бойна глава беше съветската Р-7. Тя носеше една бойна глава от три мегатона и можеше да удря обекти на разстояние до 11 000 км (модификация 7-A). Детето на S.P. Въпреки че "Корольов" беше въведен в експлоатация, той се оказа неефективен като военна ракета поради невъзможността да бъде на бойно дежурство дълго време без допълнително зареждане с окислител (течен кислород). Но R-7 (и многобройните му модификации) изиграха изключителна роля в изследването на космоса.
Първата бойна глава на междуконтинентална балистична ракета с множество бойни глави
Първата в света междуконтинентална балистична ракета е американската ракета LGM-30 Minuteman III, която започва разгръщането си през 1970 г. В сравнение с предишната модификация, бойната глава W-56 беше заменена с три леки бойни глави W-62, инсталирани в етапа на размножаване. По този начин ракетата може да удари три отделни цели или да концентрира и трите бойни глави, за да удари една по една. В момента само една бойна глава е останала на всички ракети Minuteman III като част от инициативата за разоръжаване.
Бойна глава с променлив капацитет
От началото на 60-те години на миналия век са разработени технологии за създаване на термични ядрени бойни главис променлива мощност. Те включват например бойната глава W80, която беше инсталирана по-специално на ракетата Tomahawk. Тези технологии са създадени за термоядрени заряди, изградени съгласно схемата на Телер-Улам, където реакцията на делене на ядрата на изотопи на уран или плутоний задейства реакция на синтез (т.е. ядрен взрив). Промяната в мощността се извършва чрез корекции на взаимодействието на двата етапа.
PS. Бих искал също да добавя, че там, на върха, блоковете за заглушаване също изпълняват задачата си, освобождават се примамки и освен това се взривяват горни етапи и / или автобус след размножаване, за да се увеличи броят на целите на радари и противоракетна отбрана от претоварване.
В момента това е огромна сила, която й позволява да нанесе превантивен удар срещу предполагаемия агресор, който посяга на териториалната цялост на страната.
Защо се нуждаем от ядрени оръжия
Като агресори могат да се считат както отделни държави, така и различни военни блокове/съюзи, провеждащи негативна политика спрямо страната. Трябва да се отбележи, че днес ядрено оръжиеРусия играе не активна, а пасивна роля. Тоест, на първо място, неговата цел е стратегическо възпиране на потенциален противник. Използването на ядрени оръжия не е самоцел. Това е нежелателно за всяка страна, тъй като използването на такива оръжия неизбежно води до негативни последици за околен святи земната атмосфера.
Ядрените оръжия на Русия произхождат от времето съветски съюз, а най-активното му развитие започва, когато започва надпреварата във въоръжаването през Студената война. Както знаете, по това време бяха разработени няколко проекта за оръжия за масово унищожение, които в бъдеще се развиха в системи за ядрено възпиране и които наблюдаваме днес.
От известно време чуждестранното издателство The National Interest представи списък, който включва най-обещаващите и опасни за потенциален противник ядрени оръжия на Русия.
История на създаването на ядрени оръжия
Първите работи, свързани с физиката на атомното ядро, започват през 20-те години (в Съветския съюз). През 30-те години на ХХ век в тази област вече работят значително по-голям брой изследователски институти. 1940 г. е белязана от явлението ядрено делене. След това събитие Академията на науките на СССР създава специална комисия, която работи по проблема с урана. Неговите задачи включват пълната координация на текущите изследвания за изучаване на принципа на делене на атомните ядра. Освен това комисията трябваше да търси нови методи за разделяне на уранови изотопи.
Струва си да се отбележи, че вече по това време принципът на ядрената верижна реакция се разглеждаше в светлината на военните приложения, но работата в тази област беше в по-голямата си част обикновена изследователска програма. Краят на Великия Отечествена войнастана срокът, който сложи край на около 75% от изследванията в областта на ядрената физика.
Кога беше практическата програма за оборудване на военни ядрени оръжия
Този проект включваше изследване на ефектите от ядрения разпад за използването им за военни цели. Официално е пуснат на пазара през 1943 г. Причината за това е информацията, достигнала до съветското ръководство. Те говориха за факта, че САЩ и Великобритания започнаха работа по разработването на ядрени оръжия. Разбира се, съветското правителство не можеше да позволи подобно оръжие да се появи в сила, близка по влияние до Съветите. Така през април същата година се формира първата лаборатория, която започва да изучава методите за получаване на плутоний в тежководни реактори. В неговите задачи влиза и изследването на разделянето на изотопите на урана. Заслужава да се отбележи, че курсът на обучение не включваше създаването на ядрено взривно устройство като основна задача.
Какво повлия на ускоряването на работата по създаването на ядрени оръжия?
Ситуацията се променя радикално през 1945 г., когато САЩ провеждат първия си ядрен опит на 16 юли. На шести и след това на девети август американските военни бомбардират Хирошима и Нагасаки. Всички тези събития водят до стимулиране на работата на съветските специалисти в развитието на ядрената програма. Той претърпява значителни промени, които се извършват, за да се осигури създаването на ядрени оръжия в най-кратки срокове. На 20 август се създава друга специална комисия, чиято цел е да разреши атомния проблем. Той е предназначен да осигури координацията на работата по създаването на ядрено оръжие. Практическото изпълнение на програмата беше възложено на главно управление към Министерски съвет.
Кога са тествани първите ядрени оръжия в СССР?
След използването на ядрени оръжия от Съединените щати, темпът на развитие на такива оръжия в Съветския съюз се ускори значително. И така, експерименталният графитен реактор е пуснат през 1946 г., на 25 октомври. И работата на първия индустриален реактор започва през 1948 г., или по-точно през юни.
За производството на ядрен заряд е използван плутоний, който е получен през 1949 г. Работи в областта на творчеството зарядно устройствов проектантското бюро № 11 вече беше завършено по това време. Първото ядрено устройство е наречено "RDS-1", а тестът му е извършен през 1949 г., на 29 август. Обект на събитието стана полигонът Семипалатинск. Изчислената и практическата мощност на устройството съвпадаха, което показва точността на работата. Мощността на експлозията е била 22 килотона.
Успешно проведените тестове станаха началото на масовото производство на ядрени бойни глави. Първата експериментална серия, която по това време се състои от 5 устройства, е готова през 1950 г. Година по-късно вече беше създадено масово производство, което се основаваше на заряда RDS-1.
Организирането на серийно производство на ядрени оръжия не беше единствената задача, свързана с оръжията за масово унищожение по това време. В същото време бяха обмислени и разработени сценарии и методи за доставка до определена точка на ядрено устройство. През 1951 г. се провежда друг ядрен тест, по време на който е взривено устройство с изключително съветски дизайн. В същото време съветските въоръжени сили извършиха първата доставка на ядрено устройство с помощта на стратегически авиационен бомбардировач.
Модернизация на ядрените оръжия
Историята не свършва с разработването на конвенционални ядрени оръжия. Успоредно със серийното производство на ядрени елементи, изследователските институти работят върху тяхната модификация. Например, термоядрените заряди действат като подобрено оръжие за масово унищожение. Първият от тях е RDS-6. Процесите му се провеждат на 12 август 1953 г. Те показаха, че термоядрените заряди могат да генерират експлозии с много по-голяма мощност. След успешни тестове институтите започнаха да разработват методи за доставка RDS-6, както и да разработват двустепенно термоядрено устройство.
50-те години на миналия век бяха белязани от работа не само върху модификацията на ядрените оръжия, но и върху тяхното въвеждане в различни системиоръжия. Освен това се разработват нови системи, които биха могли да се превърнат в метод за доставяне на смъртоносни устройства. Най-яркият пример са междуконтиненталните балистични ракети. Значително внимание беше отделено на оборудването на флота с ядрени оръжия.
Първият прототип на ICBM е наречен "P-5M". Постъпва в първите части през 1956 г., през май на които вече е започнало бойно дежурство. По отношение на военноморските оръжия ядреното оборудване имаше три обещаващи области:
- Създаване на ядрени торпеда.
- Поставяне на балистични и крилати ракети на подводници.
- Поставяне на ядрени бойни глави на подводници.
Въоръжението на флота с ядрени торпеда датира от 1955 г. По същото време е направено първото успешно изстрелване на балистична ракета, монтирана на подводница.
На бойно дежурство в Русия
Тактическите ядрени оръжия на Русия изискват постоянен мониторинг поради повишена опасност. Ето защо, както по времето на Съветския съюз, сега военнослужещите от въоръжените сили на Руската федерация носят бойно дежурство. Те не само следят състоянието на устройствата, но са готови да го приложат по всяко време.
Руските тактически ядрени оръжия се позиционират като възпиращ фактор срещу използването на агресия от потенциален противник. Състои се от различни ядрени комплекси, ядрени оръжейни системи, инсталирани на бойните екипажи на флота, както и междуконтинентални балистични ракети, оборудвани с ядрени елементи.
За значението на ядрените оръжия
В момента ядрените оръжия на САЩ и Русия постоянно се сравняват от експерти. Това се дължи на нарастващото напрежение между двете страни, което датира от времето на конфликта в Осетия. Събитията в Украйна се превърнаха в нов кръг от напрежение в двустранните отношения между Руската федерация и Съединените щати, което доведе до засилване на надпреварата във въоръжаването. Въпреки че развитието продължава от няколко години, танкът T-14 на платформата Armata може да се нарече много подходящ пример за надпревара във въоръжаването.
Въпреки че напрежението между страните от ЕС, САЩ и Руската федерация ескалира всеки месец, вариантите Русия да използва ядрени оръжия се разглеждат само като ответни стъпки, предприети в нарушение (или опит за нарушаване) на териториалната цялост на страната.
За разполагането на ядрени оръжия
В рамките на суверенитета всяка страна, притежаваща ядрено оръжие, има право да го постави във всяка точка на държавната територия. В случая с Руската федерация това важи и за полуостров Крим. Ядрените оръжия на Русия бяха разположени като част от военна програма наскоро и там, което предизвика безпокойство от Съединените щати.
Малко след това руският министър на отбраната отбеляза, че Руската федерация си запазва правото да разполага тактически ядрени оръжия навсякъде в страната (както в случая с Калининградска област). Ръководството на Генералния щаб също многократно е заявявало, че използването на ядрено оръжие от Русия е възможно само за отбранителни, а не за атакуващи цели.
За съвременните ядрени оръжия на руската федерация
Най-новите ядрени оръжия на Русия включват мобилната и базирана в силози ракетна система Топол-М. Освен това има оръжия, разположени на сухопътни, морски и авиационни мобилни и статични съоръжения. Съвременното ядрено оръжие на Русия може да се характеризира като набор от оръжия и техните системи, оборудвани с ядрени компоненти и елементи.
Като пример за военноморски средства могат да се цитират ракетоносците Борей, Акула, Делфин и Калмар. Стратегическата авиация, която се занимава с транспортиране на ядрени оръжия за унищожаване на противника, се състои от бомбардировачи Ту-95 и Ту-160.
Защита срещу ядрени оръжия
Работата във военната сфера, чиято цел беше разработването на методи за използване на ядрени елементи, също даде тласък на разработването на системи, способни да реагират на изстрелването на ОМУ, както и да ги неутрализират.
Радарните станции се използват за откриване на ядрени оръжия и фиксиране на координатите на тяхното използване, изчисляване на времето на пристигане на смъртоносен товар, траектория на полета и други параметри. В случай на опасност те незабавно ще предадат сигнал за началото на ракетна атака. Същите функции изпълняват и космическите станции.
За унищожаването или неутрализирането на ядрени носители има войски за ракетна и космическа отбрана, както и противоракетна отбрана. Това включва в някои случаи и силите за противовъздушна отбрана, чиито задачи включват унищожаване на превозни средства за въздушна доставка на ядрени устройства.
Едно от най-обещаващите стратегически направления в момента е ядреното оръжие на Русия. Снимките му са дадени в статията.
При взривяване на ядрено оръжие възниква ядрена експлозия, чиито увреждащи фактори са:
Хора, пряко изложени увреждащи факторина ядрен взрив, освен физически щети, те изпитват мощно психологическо въздействие от ужасяващата гледка на картината на взрива и разрушението. Електромагнитният импулс не засяга пряко живите организми, но може да наруши работата на електронно оборудване.
Класификация на ядрените оръжия
Всички ядрени оръжия могат да бъдат разделени на две основни категории:
- „Атомни“ - еднофазни или едностепенни взривни устройства, в които основната мощност на енергия идва от реакцията на ядрено делене на тежки ядра (уран-235 или плутоний) с образуването на по-леки елементи.
- Термоядрените оръжия (също "водородни") са двуфазни или двустепенни взривни устройства, в които последователно се развиват два физически процеса, локализирани в различни области на космоса: в първия етап основният източник на енергия е реакцията на делене на тежки ядра, а във втория се използват реакции на делене и термоядрен синтез в различни пропорции, в зависимост от вида и настройката на боеприпасите.
Реакцията на термоядрен синтез, като правило, се развива вътре в делящия се блок и служи като мощен източник на допълнителни неутрони. Само ранните ядрени устройства през 40-те години на XX век, няколко бомби с оръдия през 50-те години на миналия век, някои ядрени артилерийски снаряди, както и продукти на слаборазвити в ядрено-технологично отношение държави (Южна Африка, Пакистан, Северна Корея) не използват термоядрени синтез като усилвател на мощност ядрена експлозия. Противно на стереотипа, в термоядрените (т.е. двуфазни) боеприпаси по-голямата част от енергията (до 85%) се освобождава поради деленето на ядрата на уран-235 / плутоний-239 и / или уран-238. Втората степен на всяко такова устройство може да бъде оборудвана с уран-238 тампер, който е ефективно делящ се от бързите неутрони на реакцията на синтез. Така се постига многократно увеличаване на мощността на експлозията и чудовищно увеличаване на количеството радиоактивни отпадъци. ОТ лека ръкаР. Юнг, автор на известната книга „По-ярки от хиляди слънца“, написана през 1958 г. относно „горещото преследване“ на проекта Манхатън, този вид „мръсни“ боеприпаси обикновено се наричат FFF (синтез-ядрен синтез) или три- фаза. Този термин обаче не е съвсем правилен. Почти всички "FFF" се отнасят за двуфазни и се различават само по материала на тампера, който в "чистите" боеприпаси може да бъде направен от олово, волфрам и др. Изключение правят устройствата "Sloyka" на Сахаров, които трябва да бъдат класифицирани като еднофазни, въпреки че имат слоестата структура на взривното вещество (ядро от плутоний - слой от деутерид литий-6 - слой от уран 238). В САЩ такова устройство се нарича будилник. Последователното редуване на реакциите на делене и синтез се прилага в двуфазни боеприпаси, в които могат да се преброят до 6 слоя при много „умерена“ мощност. Пример за това е сравнително модерната бойна глава W88, в която първата секция (основна) съдържа два слоя, втората секция (вторична) има три слоя, а друг слой е обща обвивка от уран-238 за две секции (виж фигурата).
- Понякога неутронното оръжие се отделя като отделна категория - двуфазни боеприпаси с ниска мощност (от 1 kt до 25 kt), в които 50-75% от енергията се получава чрез термоядрен синтез. Тъй като бързите неутрони са основният носител на енергия по време на термоядрения синтез, добивът на неутрони при експлозия на такъв боеприпас може да бъде няколко пъти по-висок от добива на неутрони при експлозии на еднофазни ядрени взривни устройства със сравнима мощност. Поради това се постига значително по-голяма тежест на увреждащите фактори неутронно лъчение и индуцирана радиоактивност (до 30% от общата произведена енергия), което може да бъде важно от гледна точка на задачата за намаляване на радиоактивните отпадъци и намаляване на щетите върху земята с висока ефективност на използване срещу танкове и жива сила. Трябва да се отбележи митичността на представите, че неутронните оръжия засягат само хората и оставят сградите непокътнати. По отношение на разрушителния ефект експлозията на неутронен боеприпас е стотици пъти по-голяма от неядрения боеприпас.
оръдна схема
„Оръдейната схема“ е използвана в някои модели ядрени оръжия от първо поколение. същност оръдна схемасе състои в изстрелване на заряд барут от един блок делящ се материал до критична маса("куршум") в друг - неподвижен ("цел"). Блоковете са проектирани така, че при свързване общата им маса става свръхкритична.
Този метод на детонация е възможен само в уранови боеприпаси, тъй като плутоният има неутронен фон с два порядъка по-висок, което драстично увеличава вероятността от преждевременно развитие на верижна реакция преди блоковете да се комбинират. Това води до непълно освобождаване на енергия (шумене или "пухене"). За да се приложи схемата на оръдието в плутониеви боеприпаси, е необходимо да се увеличи скоростта на свързване на частите на заряда до технически недостижимо ниво. Освен това уранът е по-добър от плутония, издържа на механично претоварване.
Класически пример за такава схема е бомбата „Малкото момче“, хвърлена над Хирошима на 6 август. Уранът за нейното производство е добиван в Белгийско Конго (сега Демократична република Конго), в Канада (Голямото мечо езеро) и в САЩ (щат Колорадо). В бомбата Little Boy за тази цел е използвана морска цев с калибър 16,4 cm, скъсена до 1,8 m, докато урановата „мишена“ е цилиндър с диаметър 100 mm, върху който при изстрел се поставя цилиндричен „куршум“. " със свръхкритично тегло (38,5 kg) със съответния вътрешен канал. Такава „интуитивно неразбираема“ конструкция е направена, за да се намали неутронният фон на мишената: в нея тя не е близо, а на разстояние 59 mm от неутронния рефлектор („тампер“). В резултат на това рискът от преждевременно започване на верижна реакция на делене с непълно освобождаване на енергия беше намален до няколко процента.
имплозивна схема
Тази схема на детонация включва получаване на суперкритично състояние чрез компресиране на делящ се материал с фокусирана ударна вълна, създадена от експлозия на химически експлозиви. За фокусиране на ударната вълна се използват така наречените експлозивни лещи, като експлозията се извършва едновременно в много точки с прецизност. Създаването на такава система за локализиране на експлозиви и детонация навремето беше една от най-трудните задачи. Образуването на конвергираща ударна вълна беше осигурено чрез използването на експлозивни лещи от "бързи" и "бавни" експлозиви - TATV (триаминотринитробензен) и баратол (смес от тринитротолуен с бариев нитрат) и някои добавки) (вижте анимацията).
По тази схема е изпълнен и първият ядрен заряд (ядрено устройство "Gadget" (англ. джаджа- устройство), взривено на кулата за тестови цели по време на тестове с изразителното име "Тринити" ("Троица") на 16 юли 1945 г. на полигон близо до град Аламогордо в Ню Мексико), а вторият от тези използвани по предназначение атомни бомби- "Fat Man" ("Fat Man"), пуснат на Нагасаки. Всъщност "Джаджата" беше прототипът на бомбата "Дебелия човек", лишена от външната си обвивка. Тази първа атомна бомба използва така наречения "таралеж" като неутронен инициатор. таралеж). (За технически подробности вижте статията „Дебелият човек“.) Впоследствие тази схема беше призната за неефективна и неконтролираният тип неутронно иницииране почти никога не се използваше в бъдеще.
При ядрени заряди, базирани на делене, малко количество термоядрено гориво (деутерий и тритий) обикновено се поставя в центъра на кух комплект, който се нагрява и компресира по време на деленето на блока до такова състояние, че започва реакция на термоядрен синтез в него. Тази газова смес трябва непрекъснато да се обновява, за да се компенсира непрекъснато протичащият спонтанен разпад на тритиевите ядра. Допълнително освободените неутрони в този случай инициират нови верижни реакции в сглобката и компенсират загубата на неутрони, напускащи активната зона, което води до многократно увеличаване на добива на енергия от експлозията и др. ефективно използванеделящ се материал. Чрез промяна на съдържанието на газовата смес в заряда се получават боеприпаси с широко регулируема мощност на експлозия.
Трябва да се отбележи, че описаната схема на сферична имплозия е архаична и почти не се използва от средата на 50-те години на миналия век. Дизайн на лебед в реална употреба лебед- лебед), се основава на използването на елипсоидален делящ се възел, който в процеса на двуточкова имплозия, т.е. имплозия, инициирана в две точки, се компресира в надлъжна посока и се превръща в суперкритична сфера. Като такива, експлозивните лещи не се използват. Детайлите на този дизайн все още са класифицирани, но се предполага, че образуването на конвергираща ударна вълна се извършва поради елипсоидалната форма на внушителния заряд, така че между него и ядрения блок вътре остава пълно с въздух пространство. Тогава комплектът се компресира равномерно поради факта, че скоростта на детонация на експлозива надвишава скоростта на ударната вълна във въздуха. Значително по-лекият тампер е направен не от уран-238, а от берилий, който отразява добре неутроните. Може да се предположи, че необичайното име на този дизайн - "Лебед" (първият тест - Инка през 1956 г.) е предизвикано от изображението на лебед, махащ с крила, който отчасти се свързва с предната част на ударната вълна, гладко покриваща монтажа от двете страни. По този начин се оказа възможно да се изостави сферичната имплозия и по този начин да се намали диаметърът на имплозивно ядрено оръжие от 2 m за бомбата Fat Man до 30 cm или по-малко. За самоунищожаване на такива боеприпаси без ядрен взрив се инициира само един от двата детонатора, а плутониевият заряд се унищожава чрез асиметрична експлозия без риск от имплозия.
Силата на ядрен заряд, работещ единствено на принципа на делене тежки елементи, ограничен до десетки килотона. добив на енергия (английски) добив) на еднофазен боеприпас, подсилен от термоядрен заряд вътре в делящ се модул, може да достигне стотици килотона. Практически е невъзможно да се създаде еднофазно устройство от мегатонния клас, увеличаването на масата на делящия се материал не решава проблема. Факт е, че енергията, освободена в резултат на верижна реакция, надува монтажа със скорост от около 1000 km / s, така че бързо става подкритична и по-голямата част от делящия се материал няма време да реагира. Например при бомбата Fat Man, хвърлена над град Нагасаки, не повече от 20% от плутониевия заряд от 6,2 kg успяха да реагират, а при бомбата Baby, която унищожи Хирошима с оръдие, само 1,4% от 64 kg обогатен до около 80% уран. Най-мощният еднофазен (британски) боеприпас в историята, детониран по време на тестовете на Orange Herald в града, достигна мощност от 720 kt.
Двуфазните боеприпаси позволяват да се увеличи мощността на ядрените експлозии до десетки мегатони. Въпреки това множеството ракети с бойни глави, високата точност на съвременните системи за доставяне и сателитното разузнаване направиха устройствата от клас мегатон почти ненужни. Освен това носителите на тежкотоварни боеприпаси са по-уязвими от системите за противоракетна отбрана и противовъздушна отбрана.
Проект на Teller-Ulam за двуфазен боеприпас ("термоядрена бомба").
В двуфазно устройство, първият етап от физическия процес ( първичен) се използва за стартиране на втория етап ( втори), при което се освобождава най-голямата част от енергията. Такава схема обикновено се нарича дизайн на Teller-Ulam.
Енергия от детонация първиченпредавани по специален канал ( междуетап) в процеса на радиационна дифузия на рентгенови кванти и осигурява детонация вторичрез радиационна имплозия на тампер/тласкач, вътре в който има литий-6 деутерид и възпламенителен плутониев прът. Последният служи и като допълнителен източник на енергия заедно с тласкач и/или тампер на уран-235 или уран-238, като заедно те могат да осигурят до 85% от общия енергиен добив на ядрен взрив. В този случай термоядреният синтез служи в по-голяма степен като източник на неутрони за ядрено делене. Под действието на неутрони на делене върху Li ядра, тритий се образува в състава на литиев деутерид, който веднага влиза в реакция на термоядрен синтез с деутерий.
В първото двуфазно експериментално устройство на Айви Майк (10,5 Mt при тест от 1952 г.), втечнен деутерий и тритий са използвани вместо литиев деутерид, но впоследствие изключително скъпият чист тритий не е използван директно във втория етап на термоядрената реакция. Интересно е да се отбележи, че само термоядреният синтез осигури 97% от основната енергийна мощност на експерименталната съветска "Цар бомба" (известна още като "Кузкинова майка"), избухнала през 1961 г. с абсолютно рекордна енергийна мощност от около 58 Mt. Най-ефективните двуфазни боеприпаси по отношение на мощност / тегло беше американският "чудовище" Mark 41 с капацитет 25 Mt, който беше масово произведен за разполагане на бомбардировачи B-47, B-52 и във версия моноблок за ICBM Титан-2. Тамперът на тази бомба е направен от уран-238, така че никога не е тестван в пълен мащаб. При замяната на тампера с оловен, мощността на това устройство е намалена до 3 Mt.
Средства за доставка
Почти всяко тежко оръжие може да бъде средство за доставяне на ядрено оръжие до цел. По-специално, тактическите ядрени оръжия съществуват от 50-те години на миналия век под формата на артилерийски снаряди и мини, боеприпаси за ядрена артилерия. Ракетите MLRS могат да бъдат носители на ядрени оръжия, но засега няма ядрени ракети за MLRS. Въпреки това, размерите на много съвременни ракети MLRS позволяват да се постави в тях ядрен заряд, подобен на този, използван от артилерийските оръдия, докато някои MLRS, като руския Smerch, са практически равни по обсег на тактическите ракети, докато други (за например американската система MLRS) са способни да изстрелват тактически ракети от своите инсталации. Тактическите ракети и ракетите с по-голям обсег са носители на ядрено оръжие. Договорите за ограничаване на въоръженията разглеждат балистичните ракети, крилатите ракети и самолетите като средства за доставка на ядрени оръжия. В исторически план самолетите са били първото средство за доставяне на ядрени оръжия и единственото в историята е било извършено с помощта на самолети. бойни ядрени бомбардировки:
- В японски град Хирошима, 6 август 1945 г. В 08:15чМестно време, самолет B-29 Enola Gay под командването на полковник Пол Тибетс, на височина над 9 км, хвърли атомната бомба Little Boy върху центъра на Хирошима. Предпазителят беше настроен на височина 600 метра над повърхността; експлозия, еквивалентна на 13 до 18 килотона TNT, е настъпила 45 секунди след изхвърлянето.
- В японски град Нагасаки на 9 август 1945 г. В 10:56 чСамолет B-29 "Bockscar" под командването на пилот Чарлз Суини пристигна в Нагасаки. Експлозията е избухнала в 11:02 местно време на надморска височина от около 500 метра. Мощността на експлозията е била 21 килотона.
Развитието на системите за противовъздушна отбрана и ракетни оръжияизведени на преден план именно ракетите.
„Старите“ ядрени сили на САЩ, Русия, Великобритания, Франция и Китай са т.нар. ядрената петорка - тоест държавите, които се считат за "легитимни" ядрени сили съгласно Договора за неразпространение на ядрените оръжия. Останалите държави с ядрени оръжия се наричат „млади“ ядрени сили.
Освен това няколко държави, които са членове на НАТО и други съюзници, имат или може да имат ядрени оръжия на САЩ на тяхна територия. Някои експерти смятат, че при определени обстоятелства тези страни могат да се възползват от това.
Пробен период термоядрена бомбана атола Бикини, 1954 г. Мощността на експлозията е 11 Mt, от които 7 Mt са освободени от деленето на тампер от уран-238
Експлозията на първото съветско ядрено устройство на полигона в Семипалатинск на 29 август 1949 г. 10 часа 05 минути.
СССРтества първото си ядрено устройство с мощност 22 килотона на 29 август 1949 г. на полигона Семипалатинск. Тест на първата в света термоядрена бомба - на същото място на 12 август 1953 г. Русия стана единственият международно признат наследник на ядрения арсенал на Съветския съюз.
Израелне коментира информацията, че има ядрени оръжия, но според единодушното мнение на всички експерти той притежава ядрени бойни глави по собствен дизайн от края на 60-те - началото на 70-те години.
Южна Африка имаше малък ядрен арсенал, но всичките шест сглобени ядрени оръжия бяха доброволно унищожени по време на разрушаването на режима на апартейда в началото на 90-те години. Смята се, че Южна Африка е извършила собствени или съвместно с Израел ядрени опити в района на остров Буве през 1979 г. Южна Африка е единствената страна, която самостоятелно разработи ядрени оръжия и в същото време доброволно ги изостави.
По различни причини Бразилия, Аржентина и Либия доброволно се отказаха от ядрените си програми. През годините се подозираше, че още няколко държави могат да разработят ядрени оръжия. В момента се смята, че Иран е най-близо до изграждането на свои собствени ядрени оръжия. Също така, според много експерти, някои страни (например Япония и Германия), които не притежават ядрени оръжия, са способни да ги създадат за кратко време след политическо решение и финансиране поради своите научни и производствени възможности.
Исторически потенциална възможностНацистка Германия беше втората или дори първата, която създаде ядрено оръжие. Урановият проект обаче не е завършен преди поражението на Третия райх поради редица причини.
Запаси от ядрени оръжия в света
Брой бойни глави (активни и в резерв)
| 1947 | 1952 | 1957 | 1962 | 1967 | 1972 | 1977 | 1982 | 1987 | 1989 | 1992 | 2002 | 2010 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| САЩ | 32 | 1005 | 6444 | ≈26000 | >31255 | ≈27000 | ≈25000 | ≈23000 | ≈23500 | 22217 | ≈12000 | ≈10600 | ≈8500 |
| СССР/Русия | - | 50 | 660 | ≈4000 | 8339 | ≈15000 | ≈25000 | ≈34000 | ≈38000 | ≈25000 | ≈16000 | ≈11000 | |
| Великобритания | - | - | 20 | 270 | 512 | ≈225 |
През последните две седмици отношенията между Русия и САЩ рязко се влошиха. Кремъл обяви оттеглянето си от две руско-американски споразумения: за унищожаване на оръжеен плутоний и за сътрудничество в областта на ядрени опити. и мнозина създадоха усещането, че пряк въоръжен сблъсък между Русия и САЩ е напълно възможен. И неизбежно се заговори за перспективите за такъв сблъсък – включително ядрена война. че досега не се говори не само за горещата, но дори и за студената война, но въпреки това мнозина имат тревожни въпроси. "Медуза" помоли военния наблюдател Александър Голтс да им отговори.
Има ли някакъв разумен начин да се оцени вероятността от ядрена война? Вярно ли е, че през последните три години тази вероятност се е увеличила драстично?
Рискът от конфликт с използването на ядрени оръжия нараства, тъй като отношенията между силите, които имат тези оръжия, се влошават. След анексирането на Крим и провеждането на тайни военни операции в Източна Украйна, Русия навлезе в период на пряка военна конфронтация с НАТО. (Руските власти участват на редовната армия в конфликта в Донбас - прибл. Meduza)). В същото време Москва няма ресурсите на СССР: съюзници, индустрия, способна да произвежда масово оръжие. Отбелязваме и демографски проблеми, застаряващо население, от което вече не е възможно да се формира многомилионна армия.
В тези условия ядреното оръжие се превръща в най-важния външнополитически инструмент. За да работи обаче, е необходимо да накараме Запада да повярва, че Кремъл при определени обстоятелства може да натисне „бутон“. Именно за тази цел се възобновява риториката около ядрената заплаха.
Владимир Путин вече декларира готовност да приведе ракетните войски в повишена бойна готовност при анексирането на Крим. Не е изключено в момента на следващата криза, подобна на украинската (а те са много вероятни), той да го обяви. САЩ ще направят нещо подобно. И двете страни ще се страхуват да не пропуснат момента за изстрелване на ракети. В тази ситуация всяка техническа повреда (и това се е случвало повече от веднъж) може да доведе до катастрофа.
Между кого е най-вероятният ядрен сблъсък - между Русия и САЩ? Между Индия и Пакистан? Между Северна Корея и САЩ?
Ако изключим описания по-горе сценарий на ескалация поради техническа повреда, която е вероятна при всяка конфронтация ядрени сили, тогава инициатор на конфликта може да бъде само лидер, който има "свръхценности". Тоест някой, за когото има нещо по-важно от оцеляването на собствения му народ.
В този случай доктрината за взаимно възпиране престава да работи: в крайна сметка този лидер не се страхува, че на страната му ще бъдат нанесени непоправими щети. Освен това се изисква такъв лидер да не е обвързан от необходимостта да се консултира с никого. Севернокорейският владетел Ким Чен Ун най-добре отговаря на тези критерии.
Има списък на страните с "потвърдени" ядрени оръжия. Има ли наистина повече държави с такъв арсенал?
Съгласно Договора за неразпространение на ядрените оръжия (ДНЯО) пет държави - САЩ, Русия, Великобритания, Франция и Китай - имат законното право да притежават ядрени оръжия. Индия, Пакистан и Северна Корея се сдобиха с ядрени оръжия в заобикаляне на ДНЯО, но не отричат, че ги притежават. Израел нито потвърждава, нито отрича, че притежава ядрено оръжие.
По отношение на редица други държави, преди всичко Иран, има само подозрения, че се стремят да се сдобият с ядрено оръжие. Международната агенция за ядрена енергия (МААЕ) е призована да наблюдава изпълнението на ДНЯО. Има обаче известен случай, когато Южна Африка успя да създаде атомна бомба през 70-те години на миналия век - по-късно страната доброволно изостави ядрените оръжия.
Служител в работилницата за радиоизотопни технологии провежда изследвания в горещата камера за пострадиационни изследвания в Института по реакторни материали на Държавната корпорация Росатом в гр. Свердловска област. 25 април 2016 г
Снимка: Донат Сорокин / ТАСС / Scanpix / LETA
Говори се, че ако две страни имат ядрени оръжия, е по-малко вероятно да ги използват. Като този?
Цялата теория за ядреното възпиране се основава на неизбежността на взаимно гарантираното унищожение в случай на ядрен конфликт. И дори не говорим за ответен удар, а за ответен удар. Тоест на страната, която е атакувана, е жизненоважно да изстреля своите ракети още преди бойните глави на врага да започнат да експлодират на нейна територия.
СССР обаче допуска и възможността в резултат на внезапен ядрен удар американците да успеят да унищожат всички съветски командни центрове. В този случай е създадена системата "Периметър", способна да изстреля в автоматичен режим ракетите, останали след първия удар.
Въпреки това, да се твърди, че възможността за ответен удар значително намалява вероятността ядрена война, труден. В кризисна ситуация решението за изстрелване трябва да се вземе за секунди, докато бойните глави на противника не унищожат ракетите, разположени на изходните позиции. А това значително увеличава възможността за грешка, която неизбежно ще доведе до глобална катастрофа.
На какво е способна най-модерната бойна глава? Ще превърне ли наистина градовете в ядрена пепел?
Мощността на съвременните ядрени бойни глави от стратегически носители е от 150 до 550 килотона (енергията на експлозия с мощност 1 килотон е равна на енергията на експлозия на хиляда тона TNT). Мощността на атомните бомби, унищожили Хирошима и Нагасаки, е около 20 килотона. Според експерти, в случай на експлозия на боеприпаси с мощност 550 килотона, всички сгради в радиус от 5 километра от епицентъра ще бъдат почти напълно унищожени. Разрушения с различна степен ще настъпят в радиус от 30 километра.
Според последния договор START Русия и САЩ могат да имат по 1550 стратегически бойни глави (с обсег от 5000 километра или повече). Обхватът на полета на стратегическите ракети е 8000–10 000 километра, което осигурява на САЩ и Русия гарантирана възможност да достигнат всяка точка на територията на друга държава. Освен това всяка страна има неизвестен брой тактически ядрени бойни глави с обсег до 500 километра.
Снимка: Universal History Archive / Universal Images Group / REX / Vida Press
Какво е ядрена зима?
Това е климатичното състояние, което планетата теоретично може да достигне в случай на ядрена война - тази хипотеза е описана подробно от американски изследователи в публикация от 1983 г. Основната идея е, че стотици милиони тонове дим и сажди ще навлязат в стратосферата в резултат на поредица от ядрени експлозии и последващи пожари, които ще блокират слънчевите лъчи да достигнат земната повърхност. Липсата на топлина от своя страна ще доведе до рязко понижаване на температурата и смъртта на много хора, животни и растения. Това е може би най-известната, но не и единствената теория за екологичните последици от ядрената война.
Ядрените оръжия се наричат боеприпаси, чието действие се основава на използването на вътрешноядрена енергия, освободена по време на реакции на ядрено делене или синтез. Центърът на ядрената експлозия е точката, в която възниква светкавица или се намира центърът на огненото кълбо, а епицентърът е проекцията на центъра на експлозията върху земната или водната повърхност.
5.1.1 Видове ядрени заряди
атомни заряди
Действие атомни оръжиясе основава на реакцията на делене на тежки ядра (уран-235, плутоний-239 и др.). Верижна реакция на делене не се развива в каквото и да е количество делящ се материал, а само в маса, определена за всяко вещество. Най-малкото количество делящ се материал, в което е възможна саморазвиваща се ядрена верижна реакция, се нарича критична маса. Ще се наблюдава намаляване на критичната маса с увеличаване на плътността на веществото.
Делещата се материя в атомен заряд е в подкритично състояние. Според принципа на прехвърлянето му в свръхкритично състояние атомните заряди се разделят на оръдия и имплозивен тип.
При заряди от тип оръдие две или повече части от делящия се материал, всяка от които има маса по-малка от критичната маса, бързо се комбинират помежду си в суперкритична маса в резултат на експлозията на конвенционален експлозив (изстрелване на една част в друг).
При създаване на заряди по такава схема е трудно да се осигури висока свръхкритичност, в резултат на което ефективността му е ниска. Предимството на схемата тип оръдие е възможността за създаване на заряди с малък диаметър и висока устойчивост на механични натоварвания, което им позволява да се използват в артилерийски снаряди и мини.
При заряди от имплозивен тип делящият се материал, който при нормална плътност има маса, по-малка от критичната, се прехвърля в суперкритично състояние чрез увеличаване на плътността му в резултат на компресия чрез експлозия на конвенционален експлозив. При такива заряди е възможно да се получи висока суперкритичност и следователно висок коеф. полезно използванеделящ се материал.
Термоядрени заряди
Действието на термоядрените оръжия се основава на реакцията на синтез на ядрата на леките елементи. За възникването на термоядрена верижна реакция е необходима много висока (от порядъка на няколко милиона градуса) температура, която се постига чрез експлозия на конвенционален атомен заряд. Литиев-6 деутрид (твърдо съединение на литий-6 и деутерий) обикновено се използва като термоядрено гориво.
неутронни заряди
Неутронният заряд е специален видтермоядрен заряд с ниска мощност с повишено неутронно излъчване. Както е известно, по време на експлозия на ядрено оръжие ударната вълна носи около 50% от енергията, а проникващата радиация не надвишава 5%. Целта на ядрения заряд от неутронен тип е да преразпредели съотношението на увреждащите фактори в полза на проникващата радиация или по-скоро на неутронния поток.
Според чуждестранната преса американските специалисти са успели да създадат подобни снаряди за бойните глави на тактически ракети „Ланс“ и 155-милиметрови артилерийски системи. По време на експлозията на неутронен снаряд ударната вълна и светлинното лъчение причиняват непрекъснато унищожаване в радиус от 200-300 м. А дозата неутронно лъчение, която възниква на разстояние 800 м от точката на експлозия на неутронната бойна глава на Ракета "Lees" почти веднага лишава човешкото тяложизнеспособност.
"чисто" зареждане
Чистият заряд е ядрен заряд, по време на експлозията на който добивът на дългоживеещи радиоактивни изотопи е значително намален.
Ядрените боеприпаси се използват за оборудване на въздушни бомби, противопехотни мини, торпеда и артилерийски снаряди.
Средства за доставка ядрени оръжиямогат да бъдат балистични ракети, крилати и противовъздушни ракети, авиация.
Силата на ядрените оръжия
Ядрените оръжия имат огромна мощ. Деленето на уран с маса от порядъка на килограм освобождава същото количество енергия, както експлозията на тротил с маса около 20 000 тона. Реакциите на термоядрен синтез са още по-енергийно интензивни. Силата на експлозията на ядрените оръжия обикновено се измерва в единици тротилов еквивалент. TNT еквивалентът се разбира като енергийна характеристика на експлозия на ядрен или термоядрен заряд. С други думи, тротиловият еквивалент е масата на тринитротолуен, която би осигурила експлозия, еквивалентна по мощност на експлозията на дадено ядрено оръжие. Обикновено се измерва в килотони (kT) или мегатони (MgT).
В зависимост от мощността ядрените оръжия се разделят на калибри:
- свръхмалки (по-малко от 1 kT);
- малки (от 1 до 10 kT);
- средна (от 10 до 100 kT);
- големи (от 100 kT до 1 MgT);
- супер-големи (над 1 MgT).
Термоядрените заряди са оборудвани с боеприпаси със свръхголям, голям и среден калибър; ядрени - ултрамалък, малък и среден калибър, неутронни - ултрамалък и малък калибър.
Видове ядрени експлозии
В зависимост от задачите, които трябва да се решават с ядрено оръжие, от вида и местоположението на обектите, за които се планират ядрени взривове, както и от характера на предстоящите бойни действия, ядрените взривове могат да се извършват във въздуха, близо до повърхността. на земята (водата) и под земята (водата). В съответствие с това се разграничават следните видове ядрени експлозии: въздушни, височинни (в разредени слоеве на атмосферата), земни (повърхностни), подземни (подводни).
5.1.2 Увреждащи фактори на ядрен взрив
Ядрената експлозия е в състояние незабавно да унищожи или да извади от строя незащитени хора, открито стоящо оборудване, конструкции и различни материали. Основните увреждащи фактори на ядрената експлозия (PFYAV) са:
- ударна вълна;
- светлинно излъчване;
- проникваща радиация;
- радиоактивно замърсяване на района;
- електромагнитен импулс (EMP).
При ядрен взрив в атмосферата разпределението на освободената енергия между PNF е приблизително следното: около 50% за ударната вълна, 35% за дела на светлинното лъчение, 10% за радиоактивното замърсяване и 5% за проникващото радиация и ЕМП.
ударна вълна
Ударната вълна в повечето случаи е основният увреждащ фактор при ядрена експлозия. По своята същност той е подобен на ударната вълна на съвсем обикновена експлозия, но действа по-дълго време и има много по-голяма разрушителна сила. Ударната вълна от ядрена експлозия може на значително разстояние от центъра на експлозията да причини наранявания на хора, да разруши конструкции и да повреди военна техника.
Ударната вълна е област на силно компресиране на въздуха, разпространяваща се с висока скорост във всички посоки от центъра на експлозията. Скоростта му на разпространение зависи от налягането на въздуха в предната част на ударната вълна; близо до центъра на експлозията, тя превишава скоростта на звука няколко пъти, но рязко намалява с увеличаване на разстоянието от мястото на експлозията. За първите 2 s ударната вълна изминава около 1000 m, за 5 s - 2000 m, за 8 s - около 3000 m.
Увреждащите ефекти на ударната вълна върху хората и разрушителният ефект върху военната техника, инженерните конструкции и оборудването се определят главно от свръхналягането и скоростта на движение на въздуха в нейния фронт. Освен това незащитените хора могат да бъдат изумени от летящи с голяма скорост парчета стъкло и фрагменти от разрушени сгради, падащи дървета, както и разпръснати части от военна техника, буци пръст, камъни и други предмети, задвижвани от високо скорост налягане на ударната вълна. Най-големи косвени щети ще има в населените места и в горите; в тези случаи загубата на население може да бъде по-голяма, отколкото от прякото действие на ударната вълна. Взривните наранявания се категоризират като леки, умерени, тежки и изключително тежки.
Леките лезии възникват при свръхналягане от 20-40 kPa (0,2-0,4 kgf / cm2) и се характеризират с временно увреждане на органите на слуха, обща лека контузия, натъртвания и дислокации на крайниците. Средните лезии възникват при свръхналягане от 40-60 kPa (0,4-0,6 kgf/cm2). В този случай могат да се появят изкълчвания на крайниците, контузия на мозъка, увреждане на слуховите органи, кървене от носа и ушите. Възможни са тежки наранявания при свръхналягане на ударната вълна от 60-100 kPa (0,6-1,0 kgf / cm2) и се характеризират със силно натъртване на целия организъм; може да настъпи увреждане на мозъка и органите. коремна кухина, силно кървене от носа и ушите, тежки счупвания и изкълчвания на крайниците. Изключително тежките наранявания могат да бъдат фатални, ако свръхналягането надвишава 100 kPa (1,0 kgf/cm2).
Степента на увреждане от ударна вълна зависи преди всичко от мощността и вида на ядрената експлозия. При въздушна експлозия с мощност 20 kT са възможни леки наранявания на хора на разстояние до 2,5 km, средни - до 2 km, тежки - до 1,5 km, изключително тежки - до 1,0 km от епицентъра на удара. експлозия. С увеличаване на калибъра на ядреното оръжие, радиусите на поражение от ударна вълна нарастват пропорционално на кубичния корен от мощността на експлозията.
Гарантираната защита на хората от ударната вълна се осигурява чрез приютяването им в укрития. При липса на заслони се използват естествени заслони и терени.
При подземен взривударна вълна възниква в земята, а под водата - във водата. Ударната вълна, разпространяваща се в земята, причинява щети на подземни конструкции, канализация, водопроводи; когато се разпространява във вода, се наблюдават повреди на подводната част на кораби, намиращи се дори на значително разстояние от мястото на експлозията.
По отношение на граждански и промишлени сгради степените на разрушение се характеризират със слабо, средно, силно и пълно разрушение.
Слабото разрушаване е придружено от разрушаване на пълнежи на прозорци и врати и леки прегради, покривът е частично разрушен, възможни са пукнатини в стените на горните етажи. Мазетата и долните етажи са напълно запазени.
Средното разрушаване се проявява в разрушаване на покриви, вътрешни прегради, прозорци, срутване на тавански етажи, пукнатини в стените. Възможно е възстановяване на сградите при основен ремонт.
Тежкото разрушаване се характеризира с разрушаване на носещи конструкции и тавани на горните етажи, появата на пукнатини в стените. Използването на сградите става невъзможно. Ремонтът и реставрацията на сгради става непрактичен.
При пълно разрушаване се срутват всички основни елементи на сградата, включително носещите конструкции. Невъзможно е да се използват такива сгради и за да не представляват опасност, те са напълно срутени.
излъчване на светлина
Светлинното излъчване на ядрен взрив е поток от лъчиста енергия, включително ултравиолетово, видимо и инфрачервено лъчение. Източникът на светлинно лъчение е светеща зона, състояща се от горещи продукти на експлозия и горещ въздух. Яркостта на светлинното лъчение през първата секунда е няколко пъти по-голяма от яркостта на Слънцето. Максималната температура на светещата зона е в диапазона 8000-10000 °C.
Увреждащото действие на светлинното лъчение се характеризира със светлинен импулс. Светлинният импулс е съотношението на количеството светлинна енергия към площта на осветената повърхност, разположена перпендикулярно на разпространението на светлинните лъчи. Единицата за светлинен импулс е джаул на квадратен метър (J/m2) или калория на квадратен сантиметър (cal/cm2).
Погълнатата енергия на светлинното лъчение се трансформира в топлинна енергия, което води до нагряване на повърхностния слой на материала. Топлината може да бъде толкова интензивна, че горимият материал може да се овъгли или запали, а незапалимият материал да се напука или разтопи, което води до големи пожари. В същото време ефектът от светлинното излъчване от ядрена експлозия е еквивалентен на масовото използване на запалителни оръжия.
Човешката кожа също абсорбира енергията на светлинното лъчение, поради което може да се нагрее до висока температура и да изгори. На първо място, изгаряния възникват на открити части на тялото, обърнати към посоката на експлозията. Ако погледнете в посоката на експлозията с незащитени очи, тогава е възможно увреждане на очите, което води до пълна загуба на зрение.
Изгарянията, причинени от светлинно лъчение, не се различават от изгарянията, причинени от огън или вряща вода. Те са толкова по-силни, колкото по-малко е разстоянието до взрива и колкото по-голяма е мощността на боеприпаса. При въздушна експлозия вредният ефект на светлинното лъчение е по-голям, отколкото при земна експлозия със същата мощност. В зависимост от възприеманата величина на светлинния импулс изгарянията се делят на три степени.
Изгарянията от първа степен се появяват с лек пулс от 2-4 cal/cm2 и се проявяват в повърхностни кожни лезии: зачервяване, подуване, болезненост. При изгаряне от втора степен, с лек пулс от 4-10 cal/cm2, по кожата се появяват мехури. При изгаряния от трета степен, с лек пулс от 10-15 cal/cm2, се наблюдава кожна некроза и разязвяване.
При въздушна експлозия на боеприпас с мощност 20 kT и прозрачност на атмосферата около 25 km ще се наблюдават изгаряния от първа степен в радиус от 4,2 km от центъра на експлозията; с експлозия на заряд с мощност 1 MgT това разстояние ще се увеличи до 22,4 км. Изгаряния от втора степен се появяват на разстояния от 2,9 и 14,4 km, а изгаряния от трета степен съответно на разстояния от 2,4 и 12,8 km за боеприпаси с мощност 20 kT и 1 MgT.
Различни предмети, които създават сянка, могат да служат като защита от светлинно излъчване, но най-добри резултати се постигат при използване на заслони и заслони.
проникваща радиация
Проникващата радиация е поток от гама-кванти и неутрони, излъчвани от зоната на ядрен взрив. Гама-квантите и неутроните се разпространяват във всички посоки от центъра на експлозията.
С увеличаване на разстоянието от експлозията броят на гама-квантите и неутроните, преминаващи през единица повърхност, намалява. По време на подземни и подводни ядрени експлозии ефектът от проникващата радиация се простира на разстояния, които са много по-къси, отколкото при наземни и въздушни експлозии, което се обяснява с поглъщането на неутронния поток и гама-квантите от земята и водата.
Зоните на увреждане от проникваща радиация по време на експлозии на ядрени оръжия със средна и голяма мощност са малко по-малки от зоните на увреждане от ударна вълна и светлинно излъчване.
За боеприпаси с малък тротилов еквивалент (1000 тона или по-малко), напротив, зоните на вредно действие чрез проникваща радиация надвишават зоните на увреждане от ударни вълни и светлинно излъчване.
Вредното действие на проникващата радиация се определя от способността на гама-квантите и неутроните да йонизират атомите на средата, в която се разпространяват. Преминавайки през живата тъкан, гама-квантите и неутроните йонизират атомите и молекулите, изграждащи клетките, което води до нарушаване на жизнените функции на отделните органи и системи. Под въздействието на йонизацията в организма протичат биологични процеси на клетъчна смърт и разлагане. В резултат на това засегнатите хора развиват специфично заболяване, наречено лъчева болест.
За да се оцени йонизацията на атомите на средата и следователно вредното въздействие на проникващата радиация върху живия организъм, се въвежда понятието доза радиация (или доза радиация), чиято единица е рентген (R). Доза радиация от 1R съответства на образуването на приблизително 2 милиарда двойки йони в един кубичен сантиметър въздух.
В зависимост от дозата на облъчване има четири степени на лъчева болест. Първият (лек) възниква, когато човек получи доза от 100 до 200 R. Характеризира се с обща слабост, леко гадене, краткотрайно замайване, повишено изпотяване; персоналът, получаващ такава доза, обикновено не се проваля. Втората (средна) степен на лъчева болест се развива при получаване на доза от 200-300 R; в този случай признаците на увреждане - главоболие, треска, стомашно-чревно разстройство - се появяват по-рязко и бързо, персоналът в повечето случаи се проваля. Третата (тежка) степен на лъчева болест възниква при доза над 300-500 R; характеризира се със силно главоболие, гадене, тежка обща слабост, замаяност и други неразположения; тежката форма често е фатална. Доза радиация над 500 R причинява лъчева болест от четвърта степен и обикновено се счита за фатална за човек.
Защитата от проникваща радиация се осигурява от различни материали, които намаляват потока от гама и неутронно лъчение. Степента на отслабване на проникващата радиация зависи от свойствата на материалите и дебелината на защитния слой. Затихването на интензитета на гама и неутронното лъчение се характеризира със слой на половин затихване, което зависи от плътността на материалите.
Слой с половин затихване е слой от материя, по време на преминаването на който интензитетът на гама лъчите или неутроните намалява наполовина.
радиоактивно замърсяване
Радиоактивното замърсяване на хора, военна техника, терен и различни обекти по време на ядрен взрив се причинява от фрагменти на делене на зарядното вещество (Pu-239, U-235, U-238) и нереагиралата част от заряда, падаща от експлозията. облак, както и индуцирана радиоактивност. С течение на времето активността на фрагментите от делене бързо намалява, особено в първите часове след експлозията. Така например общата активност на фрагментите на делене при експлозия на ядрено оръжие с мощност 20 kT ще бъде няколко хиляди пъти по-малко за един ден, отколкото за една минута след експлозията.
По време на експлозията на ядрено оръжие част от веществото на заряда не претърпява делене, а изпада в обичайната си форма; разпадането му се придружава от образуването на алфа частици. Индуцираната радиоактивност се дължи на радиоактивни изотопи (радионуклиди), образувани в почвата в резултат на облъчване с неутрони, излъчени по време на експлозията от атомни ядра химически елементивключени в почвата. Получените изотопи, като правило, са бета-активни, разпадането на много от тях е придружено от гама лъчение. Времето на полуразпад на повечето от получените радиоактивни изотопи е сравнително кратко - от една минута до един час. В тази връзка индуцираната активност може да бъде опасна само в първите часове след експлозията и само в района близо до епицентъра.
Повечето от дългоживеещите изотопи са концентрирани в радиоактивния облак, който се образува след експлозията. Височината на издигане на облака за боеприпас с мощност 10 kT е 6 km, за боеприпас с мощност 10 MgT е 25 km. При движението на облака от него първо изпадат най-големите частици, а след това все по-малки и по-малки частици, образувайки зона на радиоактивно замърсяване по пътя, така наречената облачна следа. Размерът на следата зависи главно от мощността на ядреното оръжие, както и от скоростта на вятъра и може да бъде няколкостотин километра дълга и няколко десетки километра широка.
Степента на радиоактивно замърсяване на района се характеризира с нивото на радиация за определено време след експлозията. Нивото на радиация се нарича мощност на експозиционната доза (R / h) на височина 0,7-1 m над замърсената повърхност.
Според степента на опасност възникващите зони на радиоактивно замърсяване обикновено се разделят на следните четири зони.
Зона G е изключително опасна инфекция. Площта му е 2-3% от площта на следата на взривния облак. Нивото на радиация е 800 R/h.
Зона Б - опасна инфекция. Той заема приблизително 8-10% от площта на следата от облак от експлозия; ниво на радиация 240 R/h.
Зона B - силно замърсяване, което представлява приблизително 10% от площта на радиоактивната следа, нивото на радиация е 80 R / h.
Зона А - умерено замърсяване с площ от 70-80% от площта на цялата следа от експлозията. Нивото на радиация на външната граница на зоната 1 час след взрива е 8 R/h.
Уврежданията в резултат на вътрешно облъчване се появяват поради навлизането на радиоактивни вещества в тялото през дихателната система и стомашно-чревния тракт. В този случай радиоактивното лъчение влиза в пряк контакт с вътрешните органи и може да причини тежка лъчева болест; естеството на заболяването ще зависи от количеството радиоактивни вещества, които са влезли в тялото.
Радиоактивните вещества не оказват вредно въздействие върху въоръжението, военната техника и инженерните съоръжения.
електромагнитен импулс
Ядрените експлозии в атмосферата и в по-високите слоеве водят до мощни електромагнитни полета. Поради краткотрайното си съществуване тези полета обикновено се наричат електромагнитен импулс (ЕМП).
Вредното действие на електромагнитното излъчване се дължи на възникването на напрежения и токове в проводници с различна дължина, разположени във въздуха, оборудване, на земята или върху други обекти. Действието на ЕМР се проявява предимно по отношение на радиоелектронното оборудване, където под действието на ЕМР, електрически токовеи напрежения, които могат да причинят разрушаване на електрическа изолация, повреда на трансформатори, изгаряне на отводители, повреда на полупроводникови устройства и други елементи на радиотехнически устройства. Линиите за комуникация, сигнализация и управление са най-изложени на EMI. Силен електромагнитни полетаможе да повреди електрически вериги и да попречи на работата на неекранирано електрическо оборудване.
Експлозия на голяма надморска височина може да попречи на комуникациите на много големи площи. EMI защитата се постига чрез екраниране на захранващи линии и оборудване.
5.1.3 Огнище ядрено унищожение
Фокусът на ядрените щети е територията, където под въздействието на увреждащите фактори на ядрената експлозия възникват унищожаване на сгради и конструкции, пожари, радиоактивно замърсяване на района и щети на населението. Едновременното въздействие на ударна вълна, светлинно лъчение и проникваща радиация до голяма степен определя комбинирания характер на разрушителния ефект на експлозията на ядрени боеприпаси върху хората, военна техникаи структури. В случай на комбинирано увреждане на хора, наранявания и контузии от излагане на ударна вълна могат да бъдат комбинирани с изгаряния от светлинно лъчение с едновременно запалване от светлинно лъчение. Освен това радиоелектронното оборудване и устройства могат да загубят работоспособността си в резултат на излагане на електромагнитен импулс (EMP).
Размерът на източника е толкова по-голям, колкото по-мощен е ядреният взрив. Естеството на разрушаването в огнището също зависи от здравината на конструкциите на сгради и конструкции, техния брой етажи и плътност на застрояване.
За външната граница на фокуса на ядрената лезия се взема условна линия на земята, начертана на такова разстояние от епицентъра на експлозията, където стойността на свръхналягането на ударната вълна е 10 kPa.
