Låt oss ta en titt på några typiska stridsspetsar (i verkligheten kan det finnas designskillnader mellan stridsspetsar). Detta är en kon gjord av lättstarka legeringar - vanligtvis titan. Inuti finns det skott, ramar, kraftram - nästan som i ett flygplan. Kraftramen är täckt med ett kraftigt metallhölje. Ett tjockt lager av värmeskyddande beläggning appliceras på huden. Det ser ut som en uråldrig neolitisk korg, generöst insmord med lera och bränd i människans första experiment med värme och keramik. Likheten är lätt att förklara: både korgen och stridsspetsen måste motstå den yttre värmen.
Stridshuvud och dess fyllning
Inuti konen, fixerade på sina "säten", finns det två huvud "passagerare" för vilka allt startas: termo kärnladdning och en laddningskontrollenhet, eller en automationsenhet. De är otroligt kompakta. Automationsenheten är storleken på en femliters burk med inlagda gurkor, och laddningen är storleken på en vanlig trädgårdshink. Tung och tung, föreningen av en burk och en hink kommer att explodera med trehundrafemtio till fyrahundra kiloton. Två passagerare är sammankopplade genom ett band, som siamesiska tvillingar, och genom detta band utbyter de ständigt något. Deras dialog pågår hela tiden, även när raketen är i beredskap, även när dessa tvillingar just transporteras från fabriken.
Det finns också en tredje passagerare - ett block för att mäta rörelsen hos en stridsspets eller generellt kontrollera dess flygning. I det senare fallet är arbetskontroller inbyggda i stridsspetsen, så att du kan ändra banan. Till exempel exekutiva pneumatiska system eller pulversystem. Och även ett elektriskt nätverk ombord med strömkällor, kommunikationslinjer med ett steg, i form av skyddade ledningar och kontakter, skydd mot en elektromagnetisk puls och ett temperaturkontrollsystem - bibehåller den önskade laddningstemperaturen.
På bilden - avelsstadiet för MX (Peacekeeper) missil och tio stridsspetsar. Denna missil har länge tagits ur tjänst, men stridsspetsarna används fortfarande på samma sätt (och till och med äldre). Amerikanerna har installerat ballistiska missiler med flera stridsspetsar endast på ubåtar.
Efter att ha lämnat bussen fortsätter stridsspetsarna att öka i höjd och rusar samtidigt mot målen. De stiger till de högsta punkterna i sina banor, och sedan, utan att sakta ner sin horisontella flygning, börjar de glida ner snabbare och snabbare. På exakt hundra kilometer över havet korsar varje stridsspets den formellt angivna mänskliga gränsen för yttre rymden. Stämning framåt!
elektrisk vind
Nedanför, framför stridsspetsen, fanns en enorm, kontrasterande lysande från formidabel höga höjder, täckt med ett blått syredimma, täckt med aerosolsuspensioner, det gränslösa och gränslösa femte havet. Stridsspetsen vänder sig långsamt och knappt märkbart från de kvarvarande effekterna av separation och fortsätter sin nedstigning längs en mjuk bana. Men sedan drog en mycket ovanlig bris försiktigt mot henne. Han rörde lite vid den - och blev märkbar, täckte kroppen med en tunn, bakåtgående våg av ljusblått-vitt sken. Denna våg är hisnande hög temperatur, men den bränner ännu inte stridsspetsen, eftersom den är för okroppslig. Vinden som blåser över stridsspetsen är elektriskt ledande. Hastigheten på konen är så hög att den bokstavligen krossar luftmolekyler till elektriskt laddade fragment med dess stöt, och stötjonisering av luften sker. Denna plasmabris kallas ett hypersoniskt högt Mach-flöde, och dess hastighet är tjugo gånger ljudets hastighet.
På grund av den höga sällsyntheten är vinden nästan omärklig under de första sekunderna. Växande och kompaktering med en fördjupning i atmosfären, till en början värmer det mer än sätter press på stridsspetsen. Men börjar gradvis komprimera hennes kon med kraft. Flödet vänder stridshuvudets nos framåt. Den vänder sig inte direkt - konen svajar något fram och tillbaka, saktar gradvis ner svängningarna och stabiliserar sig till slut.
Värm på hypersonisk
När det kondenserar när det sjunker, sätter flödet mer och mer press på stridsspetsen och saktar ner dess flygning. Med retardation minskar temperaturen gradvis. Från de enorma värdena i början av entrén, det vitblåa skenet på tiotusentals kelviner, till det gulvita skenet på fem till sex tusen grader. Det är temperaturen ytskikt Sol. Glöden blir bländande eftersom luftens densitet snabbt ökar, och med det värmeflödet in i stridsspetsens väggar. Värmeskölden förkolnar och börjar brinna.
Det brinner inte alls av friktion mot luft, som det ofta sägs felaktigt. På grund av den enorma hypersoniska rörelsehastigheten (nu femton gånger snabbare än ljud), divergerar en annan kon i luften från toppen av skrovet - en stötvåg, som om den omsluter en stridsspets. Den inkommande luften, som kommer in i stötvågskonen, komprimeras omedelbart många gånger och pressas hårt mot stridsspetsens yta. Från krampaktig, omedelbar och upprepad kompression, hoppar dess temperatur omedelbart till flera tusen grader. Anledningen till detta är den galna hastigheten på vad som händer, den transcendenta dynamiken i processen. Gasdynamisk kompression av flödet, och inte friktion, är det som nu värmer upp stridsspetsens sidor.
Värst av allt är för bågen. Det bildas den största packningen av det mötande flödet. Zonen för denna tätning rör sig något framåt, som om den lossnar från kroppen. Och den hålls framåt i form av en tjock lins eller kudde. Denna formation kallas en "fristående bågechockvåg". Den är flera gånger tjockare än resten av ytan på stötvågskonen runt stridsspetsen. Frontkompressionen av det mötande flödet är starkast här. Därför har den fristående bågchockvågen den högsta temperaturen och den högsta värmedensiteten. Denna lilla sol bränner stridsspetsens näsa på ett strålande sätt - framhäver, strålar ut värme från sig själv direkt in i näsan på skrovet och orsakar allvarlig sveda i näsan. Därför finns det det tjockaste lagret av termiskt skydd. Det är huvudchockvågen som en mörk natt lyser upp området i många kilometer runt en stridsspets som flyger i atmosfären.
Bokam blir ganska osötad. De steker nu också med en outhärdlig lyster från huvudet stötvåg. Och den bränner varm komprimerad luft, som har förvandlats till en plasma från krossningen av dess molekyler. Men vid en så hög temperatur joniseras luften och helt enkelt från uppvärmning - dess molekyler bryts upp i delar från värmen. Det visar sig en blandning av chockjonisering och temperaturplasma. Genom sin friktionsverkan slipar denna plasma den brinnande ytan på den termiska skölden, som med sand eller sandpapper. Gasdynamisk erosion uppstår, vilket förbrukar den värmeskyddande beläggningen.
Vid denna tidpunkt passerade stridsspetsen stratosfärens övre gräns - stratopausen - och går in i stratosfären på en höjd av 55 km. Den rör sig nu i hypersoniska hastigheter tio till tolv gånger snabbare än ljud.
Omänsklig överbelastning
Svår sveda förändrar näsans geometri. Bäcken, som en skulptörs mejsel, bränner ett spetsigt centralt utsprång i näshöljet. Andra egenskaper hos ytan uppträder på grund av ojämn utbrändhet. Formförändringar resulterar i flödesförändringar. Detta ändrar fördelningen av tryckluftstrycket på stridsspetsens yta och temperaturfältet. Det finns variationer i luftens krafteffekt jämfört med det beräknade flödet runt, vilket orsakar en avvikelse av infallspunkten - en miss bildas. Låt det vara litet - låt oss säga tvåhundra meter, men den himmelska projektilen kommer att träffa fiendens missilsilo med en avvikelse. Eller så slår den inte alls.
Dessutom förändras mönstret av stötvågsytor, huvudvågen, tryck och temperaturer ständigt. Hastigheten minskar gradvis, men luftdensiteten växer snabbt: konen faller lägre och lägre in i stratosfären. På grund av ojämna tryck och temperaturer på stridsspetsens yta, på grund av snabbheten i deras förändringar, kan termiska chocker uppstå. Från den värmeavskärmande beläggningen kan de bryta av bitar och bitar, vilket introducerar nya förändringar i flödesmönstret. Och ökar avvikelsen av infallspunkten.
Samtidigt kan stridsspetsen gå in i spontana frekventa svajningar med en förändring i riktningen för dessa svajningar från "upp-ner" till "höger-vänster" och vice versa. Dessa självsvängningar skapar lokala accelerationer i olika delar av stridsspetsen. Accelerationerna varierar i riktning och storlek, vilket komplicerar stridsspetsens påverkan. Hon får fler belastningar, asymmetri av stötvågor runt sig, ojämna temperaturfält och andra små charm som omedelbart växer till stora problem.
Men det mötande flödet tömmer sig inte heller med detta. På grund av ett så kraftigt tryck av mötande tryckluft upplever stridsspetsen en enorm bromseffekt. Det finns en stor negativ acceleration. Stridsspetsen med alla insidor är i en snabbt växande överbelastning, och det är omöjligt att skydda mot överbelastning.
Astronauter upplever inte sådana g-krafter under nedstigning. Ett bemannat fordon är mindre strömlinjeformat och inte fyllt lika tätt som en stridsspets. Astronauterna har ingen brådska att gå ner snabbt. En stridsspets är ett vapen. Hon måste nå målet så snart som möjligt innan hon blir nedskjuten. Och ju svårare det är att fånga upp det, desto snabbare flyger det. Konen är figuren för det bästa överljudsflödet. Efter att ha hållit en hög hastighet till de lägre skikten av atmosfären möter stridsspetsen en mycket stor inbromsning där. Det är därför vi behöver starka skott och en kraftram. Och bekväma "säten" för två ryttare - annars kommer de att blåsas av marken av överbelastning.
Dialog mellan siamesiska tvillingar
Förresten, hur är det med dessa ryttare? Det är dags att komma ihåg de viktigaste passagerarna, eftersom de nu inte sitter passivt, utan går igenom sin egen svåra väg, och deras dialog blir den mest meningsfulla just i dessa ögonblick.
Laddningen togs isär under transporten. När den är installerad i en stridsspets monteras den, och när en stridsspets är installerad i en missil är den utrustad till en fullständig stridsfärdig konfiguration (en pulsad neutroninitiator sätts in, utrustad med sprängkapslar, etc.). Laddningen är redo att flyga till målet ombord på stridsspetsen, men är ännu inte redo att explodera. Logiken här är klar: laddningens ständiga beredskap för en explosion behövs inte och är teoretiskt farlig.
Det kommer att behöva överföras till ett tillstånd av beredskap för en explosion (nära målet) med komplexa sekventiella algoritmer baserade på två principer: tillförlitligheten av rörelse till explosionen och kontroll över processen. Detonationssystemet överför laddningen strikt i tid till allt högre beredskapsgrader. Och när ett stridskommando för detonation kommer från kontrollenheten till en helt klar laddning, explosion kommer att ske omedelbart, omedelbart. En stridsspets som flyger med en prickskyttkulas hastighet kommer bara att passera ett par hundradelar av en millimeter och hinner inte röra sig i rymden ens med tjockleken på ett människohår, när det i sin laddning börjar, utvecklas, passerar helt och har redan avslutat termisk kärnreaktion, vilket markerar all nominell effekt.
sista blixten
Efter att ha förändrats mycket både utanför och inuti, passerade stridsspetsen in i troposfären - de sista tio kilometerna av höjden. Hon saktade ner mycket. Hypersonisk flygning degenererade till överljuds Mach 3-4. Stridsspetsen lyser redan svagt, bleknar bort och närmar sig målpunkten.
En explosion på jordens yta är sällan planerad - bara för föremål begravda i marken som missilsilos. De flesta av målen ligger på ytan. Och för deras största nederlag utförs detonationen på en viss höjd, beroende på laddningens kraft. För taktiska tjugo kiloton är detta 400-600 m. För en strategisk megaton är den optimala explosionshöjden 1200 m. Varför? Från explosionen passerar två vågor genom området. Närmare epicentrum tryckvåg kollapsa tidigare. Den kommer att falla och reflekteras, studsa åt sidorna, där den kommer att smälta samman med en ny våg som precis har kommit hit från ovan, från explosionspunkten. Två vågor - som faller in från explosionens centrum och reflekteras från ytan - lägger samman och bildar den mest kraftfulla stötvågen i ytskiktet, den främsta förstörelsefaktorn.
Vid provuppskjutningar når stridsspetsen vanligtvis obehindrat till marken. Ombord finns en halv centner sprängämnen, detonerade i höstas. Varför då? För det första är stridsspetsen ett sekretessbelagt föremål och måste säkert förstöras efter användning. För det andra är det nödvändigt för deponiets mätsystem - för operativ detektering av islagspunkten och mätning av avvikelser.
En multimeters röktratt fullbordar bilden. Men innan dess, ett par kilometer före nedslaget, skjuts en bepansrad minneskassett med registrering av allt som spelades in ombord under flygningen ut från teststridsspetsen. Denna bepansrade flashenhet kommer att försäkra sig mot förlust av information ombord. Hon kommer att hittas senare, när en helikopter anländer med en särskild sökgrupp. Och de kommer att spela in resultaten av en fantastisk flygning.
Den första interkontinentala ballistiska missilen med en kärnstridsspets
Världens första ICBM med en kärnstridsspets var den sovjetiska R-7. Hon bar en stridsspets på tre megaton och kunde träffa föremål på ett avstånd av upp till 11 000 km (modifiering 7-A). Utvecklingen av S.P. Även om Korolev togs i bruk visade det sig vara ineffektivt som en militär missil på grund av oförmågan att vara i stridstjänst under lång tid utan ytterligare tankning med en oxidator (flytande syre). Men R-7 (och dess många modifieringar) spelade en enastående roll i rymdutforskningen.
Den första stridsspetsen av en ICBM med flera stridsspetsar
Världens första ICBM för flera återinträdesfordon var den amerikanska missilen LGM-30 Minuteman III, som började användas 1970. Jämfört med den tidigare modifieringen ersattes W-56-stridsspetsen av tre lätta W-62-stridsspetsar installerade i avelsstadiet. Således kunde missilen träffa tre separata mål, eller koncentrera alla tre stridsspetsarna för att träffa en i taget. För närvarande finns bara en stridsspets kvar på alla Minuteman III-missiler som en del av nedrustningsinitiativet.
Stridsspets med variabel avkastning
Sedan början av 1960-talet har teknik utvecklats för att skapa termisk kärnstridsspetsar med variabel effekt. Dessa inkluderar till exempel stridsspetsen W80, som installerades i synnerhet på Tomahawk-missilen. Dessa teknologier skapades för termonukleära laddningar byggda enligt Teller-Ulam-schemat, där klyvningsreaktionen av kärnor av uran- eller plutoniumisotoper utlöser en fusionsreaktion (det vill säga termo kärnkraftsexplosion). Effektförändringen skedde genom att göra justeringar av samspelet mellan de två stegen.
PS. Jag skulle också vilja tillägga att där, på toppen, arbetar även jamming-enheter sin uppgift, lockbeten släpps och dessutom sprängs övre etapper och/eller en buss i luften efter avel för att öka antalet mål på radar och överbelasta missilförsvar.
För närvarande är det en formidabel kraft som gör att den kan leverera en förebyggande attack mot den påstådda angriparen, som inkräktar på landets territoriella integritet.
Varför behöver vi kärnvapen
Både enskilda stater och olika militära block/allianser som för en negativ politik mot landet kan betraktas som angripare. Det bör noteras att idag kärnvapen Ryssland spelar inte en aktiv, utan en passiv roll. Det vill säga, för det första är dess syfte att strategiskt avskräcka en potentiell motståndare. Användningen av kärnvapen är inte ett mål i sig. Det är oönskat för något land, eftersom användningen av sådana vapen oundvikligen medför negativa konsekvenser för miljö och jordens atmosfär.
Rysslands kärnvapen härstammar från tiden Sovjetunionen, och dess mest aktiva utveckling började när kapprustningen började under det kalla kriget. Som ni vet utvecklades vid den tiden flera projekt för massförstörelsevapen, som i framtiden utvecklades till nukleära avskräckningssystem och som vi observerar idag.
Under en tid presenterade det utländska förlaget The National Interest en lista som innehåller de mest lovande och farliga för en potentiell motståndare till Rysslands kärnvapen.
Historien om skapandet av kärnvapen
De allra första verken som var relaterade till atomkärnans fysik började på 1920-talet (i Sovjetunionen). Redan på 1930-talet var ett märkbart större antal forskningsinstitut verksamma inom det området. År 1940 präglades av fenomenet kärnklyvning. Efter denna händelse skapade USSR Academy of Sciences en speciell kommission som arbetade med problemet med uran. Dess uppgifter inkluderade fullständig samordning av pågående forskning om studiet av principen om klyvning av atomkärnor. Utöver det fick kommissionen också leta efter nya metoder för separation av uranisotoper.
Det är värt att notera att principen om en kärnkedjereaktion redan vid den tiden övervägdes i ljuset av militära tillämpningar, men arbetet inom detta område var till största delen ett vanligt forskningsprogram. Slutet på den stora Fosterländska kriget blev tidsgränsen som satte stopp för cirka 75 % av forskningen inom kärnfysikområdet.
När var det praktiska programmet för att utrusta militära kärnvapen
Detta projekt involverade studier av effekterna av kärnkraftsförfall för deras användning i militära ändamål. Den lanserades officiellt 1943. Anledningen till detta var informationen som nådde den sovjetiska ledningen. De pratade om att USA och Storbritannien startade arbetet med utvecklingen kärnvapen. Naturligtvis kunde den sovjetiska regeringen inte tillåta att ett sådant vapen dyker upp i en makt som har nära inflytande på sovjeterna. I april samma år bildades alltså det första laboratoriet, som började studera metoder för att få plutonium i tungvattenreaktorer. Dess uppgifter inkluderar också studiet av separationen av uranisotoper. Det är värt att notera att studiegången inte innebar skapandet av en kärnsprängladdning som huvuduppgift.
Vad påverkade accelerationen av arbetet med att skapa kärnvapen?
Situationen förändras radikalt 1945, när USA genomför sitt första kärnvapenprov den 16 juli. Den sjätte och sedan den nionde augusti bombarderar den amerikanska militären Hiroshima och Nagasaki. Alla dessa händelser leder till stimulans av arbetet hos sovjetiska specialister i utvecklingen av kärnkraftsprogrammet. Det genomgår betydande förändringar, som genomförs för att säkerställa skapandet av kärnvapen på kortast möjliga tid. Den 20 augusti skapas ytterligare en särskild kommitté vars syfte är att lösa atomproblemet. Det är utformat för att säkerställa samordningen av arbetet med att skapa kärnvapen. Det praktiska genomförandet av programmet tilldelades huvudavdelningen under ministerrådet.
När testades de första kärnvapnen i Sovjetunionen?
Efter USA:s användning av kärnvapen accelererade utvecklingstakten av sådana vapen i Sovjetunionen avsevärt. Så den experimentella grafitreaktorn lanserades 1946, den 25 oktober. Och arbetet med den första industriella reaktorn började 1948, eller för att vara mer exakt, i juni.
För tillverkning av en kärnladdning användes plutonium, som erhölls 1949. Arbetar inom skapande laddare i designbyrån nr 11 var redan vid den tiden färdigställd. Den första kärnkraftsanordningen fick namnet "RDS-1", och dess test utfördes 1949, den 29 augusti. Testplatsen Semipalatinsk blev föremål för evenemanget. Den beräknade och praktiska kraften hos enheten sammanföll, vilket indikerade arbetets noggrannhet. Explosionens kraft var 22 kiloton.
Framgångsrikt genomförda tester blev början på massproduktion av kärnstridsspetsar. Den första experimentserien, som vid den tiden bestod av 5 enheter, var klar 1950. Ett år senare var massproduktion redan etablerad, som baserades på RDS-1-laddningen.
Organiseringen av serietillverkning av kärnvapen var inte den enda uppgiften i samband med massförstörelsevapen vid den tiden. Samtidigt utarbetades och utarbetades scenarier och metoder för leverans till en viss punkt av en kärnteknisk anordning. 1951 ägde ytterligare ett kärnvapenprov rum, under vilket en anordning av enbart sovjetisk design sprängdes i luften. Samtidigt genomförde de sovjetiska väpnade styrkorna den första leveransen av en kärnvapenanordning med hjälp av ett strategiskt flygbombplan.
Modernisering av kärnvapen
Historien slutar inte med utvecklingen av konventionella kärnvapen. Parallellt med serieproduktionen av kärnelement arbetar forskningsinstitut med modifiering av dessa. Till exempel fungerar termonukleära laddningar som ett förbättrat massförstörelsevapen. Den första av dem är RDS-6. Hans rättegångar ägde rum den 12 augusti 1953. De visade att termonukleära laddningar kan generera explosioner med mycket större kraft. Efter framgångsrika tester började instituten utveckla RDS-6 leveransmetoder, samt att utveckla en tvåstegs termonukleär enhet.
1950-talet präglades av arbete inte bara med att modifiera kärnvapen, utan också med deras införande i olika system vapen. Dessutom utvecklades nya system som skulle kunna bli en metod för att leverera dödliga enheter. Det mest slående exemplet är interkontinentala ballistiska missiler. Stor uppmärksamhet ägnades åt att utrusta flottan med kärnvapen.
Den första prototypen ICBM fick namnet "P-5M". Han gick in i de första enheterna 1956, varav stridstjänsten redan hade börjat i maj. När det gäller sjövapen hade kärnteknisk utrustning tre lovande områden:
- Skapande av kärnvapentorpeder.
- Placering av ballistiska missiler och kryssningsmissiler på ubåtar.
- Placering av kärnstridsspetsar på ubåtar.
Beväpningen av flottan med kärnvapentorpeder går tillbaka till 1955. Samtidigt gjordes den första framgångsrika uppskjutningen av en ballistisk missil monterad på en ubåt.
På stridstjänst i Ryssland
Rysslands taktiska kärnvapen kräver konstant övervakning på grund av ökad fara. Det är därför, som i Sovjetunionens dagar, nu är militärpersonalen från RF Armed Forces i stridstjänst. De övervakar inte bara enheters status, utan är redo att tillämpa den när som helst.
Ryska taktiska kärnvapen är placerade som ett avskräckande medel mot användningen av aggression av en potentiell motståndare. Den består av olika kärnvapenkomplex, kärnvapensystem installerade på flottans stridsbesättningar, såväl som interkontinentala ballistiska missiler utrustade med kärnelement.
Om relevansen av kärnvapen
För närvarande jämförs kärnvapen i USA och Ryssland ständigt av specialister. Detta beror på den växande spänningen mellan de två länderna, som går tillbaka till tiden för konflikten i Ossetien. Händelserna i Ukraina har blivit en ny omgång av spänningar i de bilaterala förbindelserna mellan Ryska federationen och USA, vilket fick kapprustningen att intensifieras. Även om utvecklingen har pågått i flera år kan T-14-stridsvagnen på Armata-plattformen kallas ett mycket relevant exempel på en kapprustning.
Även om spänningarna mellan EU-länderna, USA och Ryska federationen eskalerar varje månad, betraktas alternativen för Ryssland att använda kärnvapen endast som ömsesidiga åtgärder vidtagna i strid med (eller försök till kränkning) av landets territoriella integritet.
Om utplaceringen av kärnvapen
Inom ramen för suveränitet har varje land som har kärnvapen rätt att placera dem när som helst som tillhör statens territorium. När det gäller Ryska federationen gäller detta även Krimhalvön. Rysslands kärnvapen har utplacerats som en del av ett militärt program nyligen och där, vilket har väckt oro från USA.
Den ryske försvarsministern noterade kort därefter att Ryska federationen förbehåller sig rätten att placera ut taktiska kärnvapen var som helst i landet (som i fallet med Kaliningrad-regionen). Ledningen för generalstaben har också upprepade gånger uttalat att Rysslands användning av kärnvapen endast är möjlig för defensiva, inte attackerande syften.
Om moderna kärnvapen i Ryska federationen
Rysslands senaste kärnvapen inkluderar det mobila och silobaserade missilsystemet Topol-M. Dessutom finns vapen utplacerade på land-, sjö- och flygmobila och statiska anläggningar. Rysslands moderna kärnvapen kan karakteriseras som en uppsättning vapen och deras system utrustade med kärntekniska komponenter och element.
Som exempel på sjömedel kan man nämna missilbärarna Borey, Akula, Dolphin och Kalmar. Strategisk luftfart, som sysslar med transport av kärnvapen för att förstöra fienden, består av Tu-95 och Tu-160 bombplan.
Försvar mot kärnvapen
Arbete på den militära sfären, vars syfte var att utveckla metoder för användning av kärnkraftselement, gav också impulser till utvecklingen av system som kunde svara på lanseringen av massförstörelsevapen, samt att neutralisera dem.
Radarstationer används för att upptäcka kärnvapen och fixa koordinaterna för deras användning, beräkna ankomsttiden för en dödlig last, flygbana och andra parametrar. I händelse av fara kommer de omedelbart att sända en signal om starten på en missilattack. Samma funktioner utförs av rymdstationer.
För destruktion eller neutralisering av kärnvapenbärare finns trupper av raket- och rymdförsvar, liksom missilförsvar. Hit hör även i vissa fall luftförsvaret, vars uppgifter innefattar förstöring av lufttransportfordon för kärntekniska anordningar.
En av de mest lovande strategiska riktningarna för närvarande är Rysslands kärnvapen. Bilder på honom ges i artikeln.
När ett kärnvapen detoneras inträffar en kärnvapenexplosion, vars skadliga faktorer är:
Människor direkt utsatta skadliga faktorer av en kärnvapenexplosion, förutom fysisk skada, upplever de en kraftfull psykologisk påverkan från den skrämmande åsynen av bilden av explosionen och förstörelsen. En elektromagnetisk puls påverkar inte levande organismer direkt, men den kan störa driften av elektronisk utrustning.
Klassificering av kärnvapen
Alla kärnvapen kan delas in i två huvudkategorier:
- "Atomic" - enfas eller enstegs explosiva anordningar där den huvudsakliga energiproduktionen kommer från kärnklyvningsreaktionen av tunga kärnor (uran-235 eller plutonium) med bildandet av lättare element.
- Termonukleära vapen (även "väte") är två- eller tvåstegs explosiva anordningar där två fysiska processer utvecklas sekventiellt, lokaliserade i olika områden i rymden: i det första steget är den huvudsakliga energikällan fissionsreaktionen hos tunga kärnor, och i den andra används fissions- och termonukleära fusionsreaktioner i olika proportioner, beroende på typ och inställning av ammunitionen.
Den termonukleära fusionsreaktionen utvecklas som regel inuti den klyvbara enheten och fungerar som en kraftfull källa för ytterligare neutroner. Endast tidiga kärntekniska anordningar på 40-talet av 1900-talet, några kanonmonterade bomber på 1950-talet, vissa kärnvapenartillerigranater, såväl som produkter från kärntekniskt underutvecklade stater (Sydafrika, Pakistan, Nordkorea) använder inte termonukleär fusion som en kraftförstärkare kärnkraftsexplosion. I motsats till stereotypen, i termonukleär (dvs tvåfas) ammunition frigörs det mesta av energin (upp till 85%) på grund av klyvningen av uran-235 / plutonium-239 och / eller uran-238 kärnor. Det andra steget av en sådan anordning kan utrustas med en uran-238-manipulation, som är effektivt klyvbar från de snabba neutronerna i fusionsreaktionen. Således uppnås en multipel ökning av explosionens kraft och en monstruös ökning av mängden radioaktivt nedfall. Med lätt hand R. Jung, författare till den berömda boken Brighter than a Thousand Suns, skriven 1958 på "hot pursuit" av Manhattan Project, denna typ av "smutsig" ammunition kallas vanligtvis FFF (fusion-fission-fusion) eller tre- fas. Denna term är dock inte helt korrekt. Nästan alla "FFF" hänvisar till tvåfas och skiljer sig endast i manipuleringsmaterialet, som i "ren" ammunition kan göras av bly, volfram etc. Undantaget är Sacharovs "Sloyka"-anordningar, som bör klassificeras som enfas, även om de har sprängämnets skiktade struktur (en kärna av plutonium - ett lager av litium-6 deuterid - ett lager av uran 238). I USA kallas en sådan enhet Alarm Clock. Den sekventiella växlingen av fissions- och fusionsreaktioner implementeras i tvåfasammunition, där upp till 6 lager kan räknas med en mycket "måttlig" kraft. Ett exempel är den relativt moderna stridsspetsen W88, där den första sektionen (primär) innehåller två skikt, den andra sektionen (sekundär) har tre skikt, och ett annat skikt är ett vanligt uran-238 skal för två sektioner (se figur).
- Ibland pekas ett neutronvapen ut som en separat kategori - en tvåfasammunition med låg avkastning (från 1 kt till 25 kt), där 50-75% av energin erhålls genom termonukleär fusion. Eftersom snabba neutroner är den huvudsakliga energibäraren under fusion, kan neutronutbytet vid explosionen av en sådan ammunition vara flera gånger högre än neutronutbytet vid explosioner av enfasiga nukleära explosiva enheter med jämförbar effekt. På grund av detta uppnås en betydligt större vikt av skadliga faktorer neutronstrålning och inducerad radioaktivitet (upp till 30 % av den totala energiproduktionen), vilket kan vara viktigt med tanke på uppgiften att minska radioaktivt nedfall och minska skador på marken med hög effektivitet i användningen mot tankar och arbetskraft. Det bör noteras den mytiska karaktären hos föreställningarna om att neutronvapen endast påverkar människor och lämnar byggnader intakta. När det gäller destruktiv effekt är explosionen av en neutronammunition hundratals gånger större än någon icke-nukleär ammunition.
kanonschema
"Kanonschemat" användes i vissa modeller av första generationens kärnvapen. väsen kanonschema består i att avfyra en krutladdning av ett block klyvbart material upp till kritisk massa("kula") in i en annan - orörlig ("mål"). Blocken är utformade så att när de ansluts blir deras totala massa superkritisk.
Denna detonationsmetod är endast möjlig i uranammunition, eftersom plutonium har en två storleksordningar högre neutronbakgrund, vilket dramatiskt ökar sannolikheten för en för tidig utveckling av en kedjereaktion innan blocken kombineras. Detta leder till en ofullständig frigöring av energi (fizzle eller "puff"). För att implementera kanonschemat i plutoniumammunition krävs att hastigheten för anslutningen av laddningens delar ökar till en tekniskt ouppnåelig nivå. Dessutom är uran bättre än plutonium, tål mekanisk överbelastning.
Ett klassiskt exempel på ett sådant system är "Little Boy"-bomben som släpptes på Hiroshima den 6 augusti. Uran för dess produktion bröts i Belgiska Kongo (nu Demokratiska republiken Kongo), i Kanada (Great Bear Lake) och i USA (staten Colorado). I Little Boy-bomben användes för detta ändamål en pipa av en 16,4 cm kaliber marinpistol förkortad till 1,8 m, medan uran "målet" var en cylinder med en diameter av 100 mm, på vilken, när den avfyrades, en cylindrisk "kula" med superkritisk vikt (38,5 kg) med motsvarande inre kanal. En sådan "intuitivt obegriplig" design gjordes för att minska neutronbakgrunden för målet: i den var den inte nära, men på ett avstånd av 59 mm från neutronreflektorn ("manipulation"). Som ett resultat minskade risken för en för tidig start av en fissionskedjereaktion med ofullständig energifrisättning till några procent.
implosivt schema
Detta detonationsschema innebär att man uppnår ett superkritiskt tillstånd genom att komprimera klyvbart material med en fokuserad stötvåg skapad av en explosion av kemiska sprängämnen. För att fokusera stötvågen används så kallade explosiva linser och explosionen utförs samtidigt på många punkter med precision. Skapandet av ett sådant system för lokalisering av sprängämnen och detonation var på en gång en av de svåraste uppgifterna. Bildandet av en konvergerande stötvåg åstadkoms genom användning av explosiva linser från "snabba" och "långsamma" sprängämnen - TATV (Triaminotrinitrobensen) och baratol (en blandning av trinitrotoluen med bariumnitrat) och några tillsatser) (se animation).
Enligt detta schema utfördes också den första kärnladdningen (kärnteknisk anordning "Gadget" (Eng. grej- enhet), som sprängdes på tornet i testsyfte under tester med det uttrycksfulla namnet "Trinity" ("Trinity") den 16 juli 1945 på en träningsplan nära staden Alamogordo i New Mexico), och den andra av dessa används för sitt avsedda ändamål atombomber- "Fat Man" ("Fat Man"), släpptes på Nagasaki. Faktum är att "Gadgeten" var prototypen på "Fat Man"-bomben, fråntagen sitt yttre skal. Denna första atombomb använde den så kallade "igelkotten" som neutroninitiator. urchin). (För tekniska detaljer, se artikeln "Fat Man".) Därefter erkändes detta schema som ineffektivt, och den okontrollerade typen av neutroninitiering användes nästan aldrig i framtiden.
I klyvningsbaserade kärnladdningar placeras vanligtvis en liten mängd termonukleärt bränsle (deuterium och tritium) i mitten av en ihålig enhet, som värms upp och komprimeras under klyvningen av enheten till ett sådant tillstånd att en termonukleär fusionsreaktion börjar i det. Denna gasblandning måste kontinuerligt förnyas för att kompensera för det kontinuerligt pågående spontana sönderfallet av tritiumkärnor. De ytterligare neutroner som frigörs i detta fall initierar nya kedjereaktioner i aggregatet och kompenserar för förlusten av neutroner som lämnar kärnan, vilket leder till en multipel ökning av energiutbytet från explosionen och mer effektiv användning av klyvbart material. Genom att variera innehållet av gasblandningen i laddningen erhålls ammunition med en brett justerbar explosionskraft.
Det bör noteras att det beskrivna schemat för sfärisk implosion är arkaiskt och knappast har använts sedan mitten av 1950-talet. Svandesign i verklig användning svan- swan), är baserad på användningen av en ellipsoidal klyvbar enhet, som i processen med tvåpunktsimplosion, det vill säga implosion initierad vid två punkter, komprimeras i längdriktningen och förvandlas till en superkritisk sfär. Som sådana används inte explosiva linser. Detaljerna i denna design är fortfarande klassificerade, men förmodligen utförs bildandet av en konvergerande stötvåg på grund av den ellipsoidala formen av den imploserande laddningen, så att ett luftfyllt utrymme kvarstår mellan den och kärnaggregatet inuti. Därefter komprimeras enheten likformigt på grund av att sprängämnets detonationshastighet överstiger hastigheten för stötvågen i luften. En betydligt lättare sabotage är inte gjord av uran-238, utan av beryllium, som reflekterar neutroner väl. Det kan antas att det ovanliga namnet på denna design - "Svan" (det första testet - Inca 1956) föranleddes av bilden av en svan som flaxar med vingarna, som delvis är förknippad med fronten av stötvågen, som mjukt täcker monteringen från båda sidor. Det visade sig alltså vara möjligt att överge sfärisk implosion och därigenom minska diametern på ett implosivt kärnvapen från 2 m för Fat Man-bomben till 30 cm eller mindre. För självdestruktion av sådan ammunition utan kärnvapenexplosion initieras endast en av de två detonatorerna, och plutoniumladdningen förstörs av en asymmetrisk explosion utan risk för dess implosion.
Kraften hos en kärnladdning som enbart verkar på principen om fission tunga element, begränsad till tiotals kiloton. energiutbyte (engelska) avkastning) av en enfas ammunition, förstärkt av en termonukleär laddning inuti en klyvbar enhet, kan nå hundratals kiloton. Det är praktiskt taget omöjligt att skapa en enfasanordning av megatonklassen; att öka massan av det klyvbara materialet löser inte problemet. Faktum är att energin som frigörs som ett resultat av en kedjereaktion blåser upp enheten med en hastighet av cirka 1000 km/s, så den blir snabbt underkritisk och det mesta av det klyvbara materialet hinner inte reagera. Till exempel, i Fat Man-bomben som släpptes över staden Nagasaki, lyckades inte mer än 20 % av plutoniumladdningen på 6,2 kg reagera, och i babybomben som förstörde Hiroshima med en kanonenhet, endast 1,4 % av de 64 kg. anrikad till ca 80 % uran. Den mest kraftfulla enfasiga (brittiska) ammunitionen i historien, som detonerades under Orange Herald-testerna i staden, nådde en avkastning på 720 kt.
Tvåfas ammunition gör det möjligt att öka kraften hos kärnvapenexplosioner till tiotals megaton. Men flera stridsspetsmissiler, den höga noggrannheten hos moderna leveranssystem och satellitspaning har gjort enheter i megatonklass nästan onödiga. Dessutom är bärare av tung ammunition mer sårbara för missilförsvar och luftförsvarssystem.
Teller-Ulam design för en tvåfas ammunition ("termonukleär bomb").
I en tvåfasig enhet, det första steget av den fysiska processen ( primär) används för att starta det andra steget ( sekundär), under vilken den största delen av energin frigörs. Ett sådant schema kallas vanligtvis Teller-Ulam-designen.
Energi från detonation primär sänds genom en speciell kanal ( mellansteg) i processen för strålningsdiffusion av röntgenkvanta och ger detonation sekundär genom strålningsimplosion av en sabotage/påskjutare, inuti vilken är litium-6-deuterid och en tändplutoniumstav. Den senare fungerar också som en extra energikälla tillsammans med en uran-235 eller uran-238 pusher och/eller sabotage, och tillsammans kan de ge upp till 85 % av det totala energiutbytet av en kärnvapenexplosion. I detta fall tjänar termonukleär fusion i större utsträckning som en källa till neutroner för kärnklyvning. Under inverkan av fissionsneutroner på Li-kärnor bildas tritium i sammansättningen av litiumdeuterid, som omedelbart går in i en termonukleär fusionsreaktion med deuterium.
I Ivy Mikes första tvåfas experimentella enhet (10,5 Mt i ett test från 1952) användes flytande deuterium och tritium istället för litiumdeuterid, men därefter användes extremt dyrt rent tritium inte direkt i den termonukleära reaktionen i andra steget. Det är intressant att notera att endast termonukleär fusion gav 97% av den huvudsakliga energiproduktionen från den experimentella sovjetiska "tsarbomben" (aka "Kuzkins mor"), exploderade 1961 med en absolut rekordenergiproduktion på cirka 58 Mt. Den effektivaste tvåfasammunitionen sett till effekt/vikt var det amerikanska "monstret" Mark 41 med en kapacitet på 25 Mt, som masstillverkades för utplacering på B-47, B-52 bombplan och i monoblockversion för Titan-2 ICBM. Den här bombens manipulation är gjord av uran-238, så den har aldrig testats i full skala. När manipulatorn ersattes med en bly, reducerades kraften hos denna enhet till 3 Mt.
Leverans betyder
Nästan vilket tungt vapen som helst kan vara ett sätt att leverera ett kärnvapen till ett mål. Framför allt har taktiska kärnvapen funnits sedan 1950-talet i form av artillerigranater och minor, ammunition för kärnvapenartilleri. MLRS-missiler kan vara bärare av kärnvapen, men än så länge finns det inga kärnvapenmissiler för MLRS. Dimensionerna på många moderna MLRS-missiler gör det dock möjligt att placera i dem en kärnladdning liknande den som används av kanonartilleri, medan vissa MLRS, såsom den ryska Smerch, är praktiskt taget lika i räckvidd som taktiska missiler, medan andra (för till exempel det amerikanska MLRS-systemet) kan skjuta upp taktiska missiler från sina installationer. Taktiska missiler och missiler med längre räckvidd är bärare av kärnvapen. Vapenbegränsningsfördragen betraktar ballistiska missiler, kryssningsmissiler och flygplan som leveransfordon för kärnvapen. Historiskt sett var flygplan det första sättet att leverera kärnvapen, och det var med hjälp av flygplan som det enda i historien genomfördes. bekämpa kärnvapenbombningar:
- Till en japansk stad Hiroshima 6 augusti 1945. Klockan 08:15 lokal tid släppte ett B-29 Enola Gay-flygplan under befäl av överste Paul Tibbets, på en höjd av över 9 km, atombomben "Kid" ("Little Boy") på Hiroshimas centrum. Säkringen var inställd på en höjd av 600 meter över ytan; en explosion motsvarande 13 till 18 kiloton TNT inträffade 45 sekunder efter utsläppet.
- Till en japansk stad Nagasaki den 9 augusti 1945. Klockan 10:56 Flygplan B-29 "Bockscar" under befäl av piloten Charles Sweeney anlände till Nagasaki. Explosionen inträffade klockan 11:02 lokal tid på cirka 500 meters höjd. Explosionens kraft var 21 kiloton.
Utvecklingen av luftvärnssystem och missilvapen fört fram just raketer.
De "gamla" kärnvapenmakterna i USA, Ryssland, Storbritannien, Frankrike och Kina är de sk. kärnvapenfemman – det vill säga de stater som anses vara "legitima" kärnvapenmakter enligt fördraget om icke-spridning av kärnvapen. De återstående länderna med kärnvapen kallas "unga" kärnvapenmakter.
Dessutom har flera stater som är medlemmar i Nato och andra allierade har eller kan ha amerikanska kärnvapen på sitt territorium. Vissa experter tror att under vissa omständigheter kan dessa länder dra nytta av det.
Rättegång termonukleär bomb på Bikini-atollen, 1954. Explosionsutbytet var 11 Mt, varav 7 Mt släpptes från klyvningen av en tamper från uran-238
Explosionen av den första sovjetiska kärnkraftsanordningen vid testplatsen i Semipalatinsk den 29 augusti 1949. 10 timmar 05 minuter.
Sovjetunionen testade sin första kärnkraftsanordning med en avkastning på 22 kiloton den 29 augusti 1949 på testplatsen i Semipalatinsk. Test av världens första termonukleära bomb - på samma plats den 12 augusti 1953. Ryssland blev den enda internationellt erkända arvtagaren till Sovjetunionens kärnvapenarsenal.
Israel kommenterar inte uppgifterna om att han har kärnvapen, däremot har han enligt alla experters enhälliga uppfattning ägt kärnstridsspetsar av egen design sedan slutet av 1960-talet - början av 1970-talet.
Sydafrika hade en liten kärnvapenarsenal, men alla sex sammansatta kärnvapen förstördes frivilligt under avvecklingen av apartheidregimen i början av 1990-talet. Man tror att Sydafrika genomförde sina egna eller tillsammans med Israel kärnvapenprov i området Bouvet Island 1979. Sydafrika är det enda landet som självständigt utvecklat kärnvapen och samtidigt frivilligt övergett dem.
Av olika anledningar övergav Brasilien, Argentina och Libyen frivilligt sina kärnkraftsprogram. Under årens lopp misstänktes det att flera länder till kunde utveckla kärnvapen. Iran tros för närvarande vara närmast att bygga sina egna kärnvapen. Dessutom, enligt många experter, kan vissa länder (till exempel Japan och Tyskland) som inte har kärnvapen skapa dem på kort tid efter att ett politiskt beslut och finansiering har fattats på grund av deras vetenskapliga och produktionskapacitet.
Historiskt sett potentiell möjlighet Nazityskland var det andra eller till och med det första att skapa ett kärnvapen. Uranprojektet slutfördes dock inte innan det tredje riket besegrades av ett antal anledningar.
Lagrar av kärnvapen i världen
Antal stridsspetsar (aktiva och i reserv)
| 1947 | 1952 | 1957 | 1962 | 1967 | 1972 | 1977 | 1982 | 1987 | 1989 | 1992 | 2002 | 2010 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| USA | 32 | 1005 | 6444 | ≈26000 | >31255 | ≈27000 | ≈25000 | ≈23000 | ≈23500 | 22217 | ≈12000 | ≈10600 | ≈8500 |
| Sovjetunionen/Ryssland | - | 50 | 660 | ≈4000 | 8339 | ≈15000 | ≈25000 | ≈34000 | ≈38000 | ≈25000 | ≈16000 | ≈11000 | |
| Storbritannien | - | - | 20 | 270 | 512 | ≈225 |
Under de senaste två veckorna har relationerna mellan Ryssland och USA försämrats kraftigt. Kreml tillkännagav sitt tillbakadragande från två rysk-amerikanska avtal: om förstörelse av plutonium av vapenkvalitet och om samarbete inom området kärnvapenprov. och många har skapat känslan av att en direkt väpnad sammandrabbning mellan Ryssland och USA är fullt möjlig. Och oundvikligen talades det om utsikterna för en sådan kollision – inklusive kärnvapenkrig. att det hittills inte pratas bara om det varma, utan även om det kalla kriget, men ändå har många oroande frågor. Meduza bad militärobservatören Alexander Golts att svara dem.
Finns det något rimligt sätt att uppskatta sannolikheten för ett kärnvapenkrig? Är det sant att denna sannolikhet har ökat dramatiskt under de senaste tre åren?
Risken för konflikt med användningen av kärnvapen ökar i takt med att relationerna mellan de makter som har dessa vapen förvärras. Efter att ha annekterat Krim och genomfört hemliga militära operationer i östra Ukraina gick Ryssland in i en period av direkt militär konfrontation med Nato. (Ryska myndigheters deltagande av den reguljära armén i konflikten i Donbass - ca Meduza)). Samtidigt har Moskva inte Sovjetunionens resurser: allierade, industri som kan massproduktion av vapen. Vi noterar också demografiska problem, en åldrande befolkning, från vilken det inte längre är möjligt att bilda en mångmiljonarmé.
Under dessa förhållanden förvandlas kärnvapen till det viktigaste utrikespolitiska verktyget. Men för att det ska fungera är det nödvändigt att få västvärlden att tro att Kreml under vissa omständigheter kan trycka på en "knapp". Det är för detta ändamål som retoriken kring kärnvapenhotet återupplivas.
Vladimir Putin har redan förklarat sig beredd att sätta missilstyrkorna i hög beredskap vid tidpunkten för annekteringen av Krim. Det kan inte uteslutas att han vid tidpunkten för nästa kris, liknande den ukrainska (och det är mycket troligt), kommer att meddela det. USA kommer att göra något liknande. Och båda sidor kommer att vara rädda för att missa ögonblicket att skjuta upp missiler. I denna situation kan alla tekniska fel (och detta har hänt mer än en gång) leda till katastrof.
Mellan vilka är den mest troliga kärnvapendrabbningen - mellan Ryssland och USA? Mellan Indien och Pakistan? Mellan Nordkorea och USA?
Om vi utesluter eskaleringsscenariot som beskrivs ovan på grund av ett tekniskt fel, vilket är troligt i någon konfrontation kärnkrafter, då kan initiativtagaren till konflikten bara vara en ledare som har "övervärderingar". Det vill säga någon för vilken det finns något viktigare än sitt eget folks överlevnad.
I det här fallet upphör doktrinen om ömsesidig avskräckning att fungera: trots allt är denna ledare inte rädd för att irreparabel skada kommer att orsakas hans land. Dessutom krävs att en sådan ledare inte skulle vara bunden av behovet av att samråda med någon. Nordkoreas härskare Kim Jong-un uppfyller bäst dessa kriterier.
Det finns en lista över länder med "bekräftade" kärnvapen. Finns det verkligen fler länder med en sådan arsenal?
Enligt fördraget om icke-spridning av kärnvapen (NPT) har fem stater - USA, Ryssland, Storbritannien, Frankrike och Kina - laglig rätt att ha kärnvapen. Indien, Pakistan och Nordkorea tagit emot kärnvapen för att kringgå NPT, men förnekar inte att de har dem. Israel varken bekräftar eller förnekar att de har kärnvapen.
När det gäller ett antal andra stater, främst Iran, finns det bara misstankar om att de försöker skaffa kärnvapen. Internationella kärnenergiorganet (IAEA) uppmanas att övervaka genomförandet av NPT. Det finns dock ett känt fall när Sydafrika lyckades skapa en atombomb på 1970-talet – senare övergav landet frivilligt kärnvapen.
En anställd vid radioisotopteknikverkstaden bedriver forskning i den varma kammaren för studier efter bestrålning vid Institute of Reactor Materials of the State Corporation Rosatom i Sverdlovsk regionen. 25 april 2016
Foto: Donat Sorokin / TASS / Scanpix / LETA
Det sägs att om två länder har kärnvapen är det mindre troligt att de använder dem. Så här?
Hela teorin om kärnvapenavskräckning bygger på oundvikligheten av ömsesidigt säkerställd förstörelse i händelse av en kärnvapenkonflikt. Och vi talar inte ens om en vedergällningsstrejk, utan om en vedergällningsstrejk. Det vill säga landet som är under attack, det är livsviktigt att avfyra sina missiler redan innan fiendens stridsspetsar börjar explodera på dess territorium.
Sovjetunionen medgav emellertid också möjligheten att amerikanerna, som ett resultat av ett plötsligt kärnvapenangrepp, skulle kunna förstöra alla sovjetiska kommandocentraler. I det här fallet skapades Perimeter-systemet, som kunde skjuta upp de missiler som fanns kvar efter den första attacken i automatiskt läge.
Men att hävda att möjligheten till en vedergällningsstrejk avsevärt minskar sannolikheten kärnvapenkrig, svår. I en krissituation måste beslutet om uppskjutning fattas inom några sekunder, tills fiendens stridsspetsar har förstört de missiler som finns vid startpositionerna. Och detta ökar avsevärt risken för fel, vilket oundvikligen kommer att leda till en global katastrof.
Vad är den modernaste stridsspetsen kapabel till? Kommer det verkligen att förvandla städer till kärnkraftsaska?
Kraften hos moderna kärnstridsspetsar från strategiska bärare är från 150 till 550 kiloton (energin för en explosion med en kapacitet på 1 kiloton är lika med energin för en explosion på tusen ton TNT). Kraften hos atombomberna som förstörde Hiroshima och Nagasaki var cirka 20 kiloton. Enligt experter, i händelse av en explosion av ammunition med en kapacitet på 550 kiloton, kommer alla byggnader inom en radie av 5 kilometer från epicentret att bli nästan helt förstörda. Förstörelse av varierande grad kommer att ske inom en radie av 30 kilometer.
Enligt det senaste START-fördraget kan Ryssland och USA vardera ha 1 550 strategiska stridsspetsar (med en räckvidd på 5 000 kilometer eller mer). Flygräckvidden för strategiska missiler är 8 000–10 000 kilometer, vilket ger USA och Ryssland en garanterad möjlighet att nå vilken punkt som helst på ett annat lands territorium. Dessutom har varje sida ett okänt antal taktiska kärnstridsspetsar som har en räckvidd på upp till 500 kilometer.
Foto: Universal History Archive / Universal Images Group / REX / Vida Press
Vad är kärnkraftsvinter?
Detta är det klimattillstånd som planeten teoretiskt sett skulle kunna nå i händelse av ett kärnvapenkrig - denna hypotes beskrevs av amerikanska forskare i en publikation från 1983. Grundtanken är att hundratals miljoner ton rök och sot kommer in i stratosfären som ett resultat av en rad kärnvapenexplosioner och efterföljande bränder, som kommer att blockera solens strålar från att nå jordytan. Bristen på värme kommer i sin tur att leda till en kraftig temperaturminskning och många människors, djurs och växters död. Detta är förmodligen den mest kända, men inte den enda, teorin om miljökonsekvenserna av kärnvapenkrig.
Kärnvapen kallas ammunition, vars verkan är baserad på användningen av intranukleär energi som frigörs under kärnklyvning eller fusionsreaktioner. Centrum för en kärnvapenexplosion är den punkt där en blixt inträffar eller eldklotets mitt är lokaliserat, och epicentret är projektionen av explosionscentrumet på jorden eller vattenytan.
5.1.1 Typer av kärnladdningar
atomladdningar
Handling atomvapenär baserad på klyvningsreaktionen av tunga kärnor (uran-235, plutonium-239, etc.). En klyvningskedjereaktion utvecklas inte i någon mängd klyvbart material, utan endast i en massa som bestäms för varje ämne. Den minsta mängd klyvbart material där en självutvecklande kärnkedjereaktion är möjlig kallas den kritiska massan. En minskning av den kritiska massan kommer att observeras med en ökning av ämnets densitet.
Klyvbart material i en atomladdning är i ett subkritiskt tillstånd. Enligt principen om dess överföring till det superkritiska tillståndet delas atomladdningar in i kanon- och implosiva typer.
I laddningar av kanontyp kombineras två eller flera delar av det klyvbara materialet, som var och en har en massa som är mindre än den kritiska massan, snabbt med varandra till en superkritisk massa som ett resultat av explosionen av ett konventionellt sprängämne (att skjuta en del till en annan).
När man skapar avgifter enligt ett sådant schema är det svårt att säkerställa hög superkritik, vilket gör att dess effektivitet är låg. Fördelen med schemat av kanontyp är förmågan att skapa laddningar med liten diameter och hög motståndskraft mot mekaniska belastningar, vilket gör att de kan användas i artillerigranater och minor.
I laddningar av den implosiva typen överförs det klyvbara materialet, som vid normal densitet har en massa mindre än den kritiska, till det superkritiska tillståndet genom att öka dess densitet till följd av kompression med hjälp av en explosion av ett konventionellt sprängämne. I sådana laddningar är det möjligt att erhålla en hög superkritikitet och följaktligen en hög koefficient fördelaktig användning klyvbart material.
Termonukleära laddningar
Verkan av termonukleära vapen är baserad på fusionsreaktionen av kärnorna av lätta element. För uppkomsten av en termonukleär kedjereaktion krävs en mycket hög (i storleksordningen flera miljoner grader) temperatur, vilket uppnås genom explosionen av en konventionell atomladdning. Litium-6-deutrid (en fast förening av litium-6 och deuterium) används vanligtvis som ett termonukleärt bränsle.
neutronladdningar
Neutronladdningen är speciell sort termonukleär laddning med låg effekt med ökad neutronstrålning. Som bekant, under explosionen av ett kärnvapen, bär chockvågen cirka 50% av energin, och den penetrerande strålningen överstiger inte 5%. Syftet med en kärnladdning av neutrontyp är att omfördela förhållandet mellan skadliga faktorer till förmån för penetrerande strålning, eller snarare neutronflödet.
Enligt den utländska pressen har amerikanska specialister lyckats skapa liknande projektiler för stridsspetsarna från Lance taktiska missiler och 155-millimeters artillerisystem. Under explosionen av en neutronprojektil orsakar stötvågen och ljusstrålningen kontinuerlig förstörelse inom en radie av 200-300 m. Och dosen neutronstrålning som uppstår på ett avstånd av 800 m från explosionspunkten för neutronstridsspetsen. "Lees" raket nästan omedelbart berövar människokropp livskraft.
"ren" laddning
En ren laddning är en kärnladdning, under vars explosion utbytet av långlivade radioaktiva isotoper minskar avsevärt.
Kärnvapen används för att utrusta luftbomber, landminor, torpeder och artillerigranater.
Medel för leverans av kärnvapen kan vara ballistiska missiler, kryssnings- och luftvärnsmissiler, flyg.
Kraften i kärnvapen
Kärnvapen har enorm kraft. Klyvningen av uran med en massa i storleksordningen ett kilogram frigör samma mängd energi som explosionen av TNT med en massa på cirka 20 000 ton. Termonukleära fusionsreaktioner är ännu mer energikrävande. Explosionskraften hos kärnvapen mäts vanligtvis i enheter av TNT-ekvivalenter. TNT-ekvivalenten förstås som energikarakteristiken för en explosion av en kärn- eller termonukleär laddning. Med andra ord är TNT-ekvivalenten massan av trinitrotoluen, vilket skulle ge en explosion som i kraft motsvarar explosionen av ett givet kärnvapen. Det mäts vanligtvis i kiloton (kT) eller megaton (MgT).
Beroende på kraften är kärnvapen indelade i kalibrar:
- ultraliten (mindre än 1 kT);
- liten (från 1 till 10 kT);
- medium (från 10 till 100 kT);
- stor (från 100 kT till 1 MgT);
- superstor (över 1 MgT).
Termonukleära laddningar är utrustade med superstor, stor och medelkalibrig ammunition; kärnkraft - ultraliten, liten och medelstor kaliber, neutron - ultraliten och liten kaliber.
Typer av kärnvapenexplosioner
Beroende på de uppgifter som ska lösas med kärnvapen, på typen och placeringen av de föremål för vilka kärnvapenexplosioner planeras, och även på arten av de kommande stridsoperationerna, kan kärnvapenexplosioner utföras i luften, nära ytan av jorden (vatten) och under jorden (vatten). I enlighet med detta särskiljs följande typer av kärnkraftsexplosioner: luft, hög höjd (i försålda skikt av atmosfären), mark (yta), underjord (under vatten).
5.1.2 Skadliga faktorer av en kärnvapenexplosion
En kärnvapenexplosion är kapabel att omedelbart förstöra eller oskyddade människor, öppet stående utrustning, strukturer och diverse materiel. De viktigaste skadliga faktorerna för en kärnexplosion (PFYAV) är:
- stötvåg;
- ljusstrålning;
- penetrerande strålning;
- radioaktiv kontaminering av området;
- elektromagnetisk puls (EMP).
Under en kärnvapenexplosion i atmosfären är fördelningen av den frigjorda energin mellan PNF:erna ungefär följande: ca 50 % för stötvågen, 35 % för andelen ljusstrålning, 10 % för radioaktiv kontaminering och 5 % för penetrerande strålning och EMP.
stötvåg
Stötvågen är i de flesta fall den främsta skadliga faktorn vid en kärnvapenexplosion. Till sin natur liknar den chockvågen från en helt vanlig explosion, men den verkar under en längre tid och har en mycket större destruktiv kraft. Chockvågen från en kärnvapenexplosion kan orsaka skador på människor, förstöra strukturer och skada militär utrustning på avsevärt avstånd från explosionens centrum.
Stötvågen är ett område med stark luftkompression som fortplantar sig med hög hastighet i alla riktningar från explosionens centrum. Dess utbredningshastighet beror på lufttrycket i fronten av stötvågen; nära explosionens centrum överskrider den ljudets hastighet flera gånger, men minskar kraftigt med ökande avstånd från explosionsplatsen. Under de första 2 sekunderna färdas stötvågen cirka 1000 m, på 5 s - 2000 m, på 8 s - cirka 3000 m.
De skadliga effekterna av en chockvåg på människor och den destruktiva effekten på militär utrustning, tekniska strukturer och materiel bestäms i första hand av övertrycket och hastigheten av luftrörelser i fronten. Oskyddade människor kan dessutom bli förvånade över glassplitter som flyger i hög hastighet och fragment av förstörda byggnader, fallande träd, liksom spridda delar av militär utrustning, jordklumpar, stenar och andra föremål som sätts i rörelse av hög- hastighetstrycket för stötvågen. De största indirekta skadorna kommer att observeras i bosättningar och i skogen; i dessa fall kan förlusten av befolkning vara större än från den direkta verkan av stötvågen. Blastskador kategoriseras som milda, måttliga, svåra och extremt svåra.
Lätta lesioner uppstår vid ett övertryck på 20-40 kPa (0,2-0,4 kgf / cm2) och kännetecknas av tillfällig skada på hörselorganen, allmän mild kontusion, blåmärken och dislokationer av armar och ben. Medelstora lesioner uppstår vid ett övertryck på 40-60 kPa (0,4-0,6 kgf/cm2). I det här fallet kan dislokationer av armar och ben, kontusion av hjärnan, skador på hörselorganen, blödning från näsa och öron uppstå. Allvarliga skador är möjliga med ett övertryck av stötvågen på 60-100 kPa (0,6-1,0 kgf / cm2) och kännetecknas av en stark kontusion av hela organismen; skada på hjärnan och organ kan uppstå. bukhålan, svår blödning från näsa och öron, svåra frakturer och dislokationer i armar och ben. Extremt allvarliga skador kan vara dödliga om övertrycket överstiger 100 kPa (1,0 kgf/cm2).
Graden av skada av en stötvåg beror i första hand på kraften och typen av kärnvapenexplosion. Med en luftexplosion med en kraft på 20 kT är lätta skador hos människor möjliga på avstånd upp till 2,5 km, medel - upp till 2 km, allvarliga - upp till 1,5 km, extremt allvarliga - upp till 1,0 km från epicentrum explosion. Med en ökning av kalibern på ett kärnvapen växer radierna för skador av en stötvåg i proportion till kubroten av explosionskraften.
Garanterat skydd av människor från stötvågen tillhandahålls genom att skydda dem i skyddsrum. I avsaknad av skyddsrum används naturliga skydd och terräng.
På underjordisk explosion en stötvåg uppstår i marken och under vattnet - i vattnet. Stötvågen, som fortplantar sig i marken, orsakar skador på underjordiska strukturer, avlopp, vattenledningar; när det sprider sig i vatten observeras skador på undervattensdelen av fartyg som är belägna även på avsevärt avstånd från explosionsplatsen.
I förhållande till civila och industriella byggnader kännetecknas förstörelsegraderna av svag, medel, stark och fullständig förstörelse.
Svag förstörelse åtföljs av förstörelse av fönster- och dörrfyllningar och lätta skiljeväggar, taket är delvis förstört, sprickor är möjliga i väggarna på de övre våningarna. Källare och nedre våningar är helt bevarade.
Medium förstörelse manifesteras i förstörelsen av tak, inre skiljeväggar, fönster, kollaps av vindsgolv, sprickor i väggarna. Restaurering av byggnader är möjlig vid större reparationer.
Allvarlig förstörelse kännetecknas av förstörelsen av bärande strukturer och tak på de övre våningarna, utseendet på sprickor i väggarna. Användningen av byggnader blir omöjlig. Reparation och restaurering av byggnader blir opraktisk.
Med fullständig förstörelse kollapsar alla huvudelementen i byggnaden, inklusive de bärande strukturerna. Det är omöjligt att använda sådana byggnader, och för att de inte ska utgöra en fara är de helt kollapsade.
ljusemission
Ljusstrålningen från en kärnvapenexplosion är en ström av strålningsenergi, inklusive ultraviolett, synlig och infraröd strålning. Ljusstrålningskällan är ett ljusområde som består av heta explosionsprodukter och varm luft. Ljusstrålningens ljusstyrka i den första sekunden är flera gånger större än solens ljusstyrka. Den maximala temperaturen för det glödande området ligger i intervallet 8000-10000 °C.
Den skadliga effekten av ljusstrålning kännetecknas av en ljuspuls. En ljuspuls är förhållandet mellan mängden ljusenergi och området på den upplysta ytan som är belägen vinkelrätt mot utbredningen av ljusstrålar. Enheten för ljuspuls är joule per kvadratmeter (J/m2) eller kalori per kvadratcentimeter (cal/cm2).
Den absorberade energin av ljusstrålning omvandlas till värme, vilket leder till uppvärmning av materialets ytskikt. Värmen kan vara så intensiv att brännbart material kan förkolnas eller antändas och obrännbart material spricka eller smälta, vilket leder till enorma bränder. Samtidigt är effekten av ljusstrålning från en kärnvapenexplosion likvärdig med den massiva användningen av brandvapen.
Den mänskliga huden absorberar också energin från ljusstrålning, på grund av vilken den kan värmas upp till en hög temperatur och brännas. Först och främst uppstår brännskador på öppna områden av kroppen som är vända mot explosionens riktning. Om du tittar i riktning mot explosionen med oskyddade ögon, är skador på ögonen möjliga, vilket leder till fullständig synförlust.
Brännskador orsakade av ljusstrålning skiljer sig inte från brännskador orsakade av eld eller kokande vatten. De är desto starkare, desto mindre avstånd till explosionen och desto större kraft har ammunitionen. Vid en luftexplosion är den skadliga effekten av ljusstrålning större än vid en markexplosion med samma kraft. Beroende på ljuspulsens upplevda magnitud delas brännskador upp i tre grader.
Första gradens brännskador uppstår med en ljuspuls på 2-4 cal/cm2 och visar sig i ytliga hudskador: rodnad, svullnad, ömhet. Vid andra gradens brännskador, med en ljuspuls på 4-10 cal/cm2, uppstår blåsor på huden. Vid tredje gradens brännskador, med en ljuspuls på 10-15 cal/cm2, observeras hudnekros och sårbildning.
Med en luftexplosion av en ammunition med en kraft på 20 kT och en atmosfärstransparens på cirka 25 km, kommer första gradens brännskador att observeras inom en radie av 4,2 km från explosionens centrum; med explosionen av en laddning med en effekt på 1 MgT kommer detta avstånd att öka till 22,4 km. Andra gradens brännskador uppstår på avstånden 2,9 och 14,4 km och tredje gradens brännskador på avstånden 2,4 respektive 12,8 km för ammunition med en kapacitet på 20 kT och 1 MgT.
Olika föremål som skapar en skugga kan tjäna som skydd mot ljusstrålning, men de bästa resultaten uppnås när du använder skydd och skydd.
penetrerande strålning
Penetrerande strålning är en ström av gammakvanter och neutroner som emitteras från zonen för en kärnexplosion. Gammakvanta och neutroner fortplantar sig i alla riktningar från explosionens centrum.
När avståndet från explosionen ökar, minskar antalet gammakvanta och neutroner som passerar genom en enhetsyta. Vid kärnkraftsexplosioner under jord och under vatten sträcker sig effekten av inträngande strålning över avstånd som är mycket kortare än vid mark- och luftexplosioner, vilket förklaras av absorptionen av neutronflödet och gammakvanta av jord och vatten.
Skadezonerna genom inträngande strålning under explosioner av kärnvapen av medel- och högkraft är något mindre än skadezonerna av en stötvåg och ljusstrålning.
För ammunition med en liten TNT-ekvivalent (1000 ton eller mindre), tvärtom, överskrider zonerna med skadlig verkan genom penetrerande strålning skadezonerna av stötvågor och ljusstrålning.
Den skadliga effekten av penetrerande strålning bestäms av förmågan hos gammakvanta och neutroner att jonisera atomerna i mediet där de fortplantar sig. Passerar genom levande vävnad, joniserar gammakvanta och neutroner atomerna och molekylerna som utgör cellerna, vilket leder till störningar av de vitala funktionerna hos enskilda organ och system. Under påverkan av jonisering sker biologiska processer av celldöd och nedbrytning i kroppen. Som ett resultat utvecklar drabbade människor en specifik sjukdom som kallas strålningssjuka.
För att bedöma joniseringen av mediets atomer, och följaktligen den skadliga effekten av penetrerande strålning på en levande organism, introduceras begreppet strålningsdos (eller strålningsdos), vars enhet är röntgen (R). En stråldos på 1R motsvarar bildandet av cirka 2 miljarder par joner i en kubikcentimeter luft.
Beroende på stråldosen finns det fyra grader av strålsjuka. Den första (mild) uppstår när en person får en dos på 100 till 200 R. Den kännetecknas av allmän svaghet, mild illamående, kortvarig yrsel, ökad svettning; personal som får en sådan dos misslyckas vanligtvis inte. Den andra (mitten) graden av strålningssjuka utvecklas när man får en dos på 200-300 R; i det här fallet uppträder tecknen på skada - huvudvärk, feber, gastrointestinala störningar - skarpare och snabbare, personalen misslyckas i de flesta fall. Den tredje (allvarliga) graden av strålningssjuka inträffar vid en dos på mer än 300-500 R; det kännetecknas av svår huvudvärk, illamående, allvarlig allmän svaghet, yrsel och andra åkommor; den svåra formen är ofta dödlig. En stråldos över 500 R orsakar strålsjuka av fjärde graden och anses vanligtvis vara dödlig för en person.
Skydd mot penetrerande strålning tillhandahålls av olika material som dämpar flödet av gamma- och neutronstrålning. Graden av dämpning av penetrerande strålning beror på materialens egenskaper och tjockleken på skyddsskiktet. Dämpningen av intensiteten av gamma- och neutronstrålning kännetecknas av ett lager av halvdämpning, vilket beror på materialens densitet.
Ett lager av halvdämpning är ett lager av materia, under vilket intensiteten av gammastrålar eller neutroner halveras.
radioaktiv smitta
Radioaktiv kontaminering av människor, militär utrustning, terräng och olika föremål under en kärnvapenexplosion orsakas av fissionsfragment av laddningsämnet (Pu-239, U-235, U-238) och den oreagerade delen av laddningen som faller ut ur explosionen moln, såväl som inducerad radioaktivitet. Med tiden minskar aktiviteten hos fissionsfragment snabbt, särskilt under de första timmarna efter explosionen. Så till exempel kommer den totala aktiviteten av fissionsfragment i explosionen av ett kärnvapen med en kraft på 20 kT på en dag att vara flera tusen gånger mindre än en minut efter explosionen.
Under explosionen av ett kärnvapen genomgår inte en del av laddningens substans klyvning, utan faller ut i sin vanliga form; dess förfall åtföljs av bildandet av alfapartiklar. Inducerad radioaktivitet beror på radioaktiva isotoper (radionuklider) som bildas i marken som ett resultat av dess bestrålning med neutroner som emitteras vid tidpunkten för explosionen av atomkärnor kemiska grundämnen ingår i jorden. De resulterande isotoperna är som regel beta-aktiva, sönderfallet av många av dem åtföljs av gammastrålning. Halveringstiderna för de flesta av de resulterande radioaktiva isotoperna är relativt korta - från en minut till en timme. I detta avseende kan den inducerade aktiviteten vara farlig endast under de första timmarna efter explosionen och endast i området nära epicentret.
De flesta av de långlivade isotoperna är koncentrerade i det radioaktiva moln som bildas efter explosionen. Molnhöjden för en ammunition med en kraft på 10 kT är 6 km, för en ammunition med en kraft på 10 MgT är den 25 km. När molnet rör sig faller först de största partiklarna ut ur det och sedan allt mindre partiklar och bildar en zon av radioaktiv förorening längs vägen, det så kallade molnspåret. Storleken på spåret beror främst på kärnvapnets kraft, samt på vindens hastighet, och kan vara flera hundra kilometer långt och flera tiotals kilometer brett.
Graden av radioaktiv kontaminering av området kännetecknas av strålningsnivån under en viss tid efter explosionen. Nivån av strålning kallas exponeringsdoshastigheten (R/h) på en höjd av 0,7-1 m över den förorenade ytan.
Beroende på graden av fara delas de uppkommande zonerna av radioaktiv förorening vanligtvis in i följande fyra zoner.
Zon G är en extremt farlig infektion. Dess yta är 2-3% av området för explosionsmolnspåret. Strålningsnivån är 800 R/h.
Zon B - farlig infektion. Det upptar cirka 8-10% av området för explosionsmolnspåret; strålningsnivå 240 R/h.
Zon B - allvarlig förorening, som står för cirka 10% av arean av det radioaktiva spåret, strålningsnivån är 80 R/h.
Zon A - måttlig förorening med ett område på 70-80% av området för hela spåret av explosionen. Strålningsnivån vid den yttre gränsen av zonen 1 timme efter explosionen är 8 R/h.
Skador till följd av intern exponering uppstår på grund av inträngning av radioaktiva ämnen i kroppen genom andningsorganen och mag-tarmkanalen. I detta fall kommer radioaktiv strålning i direkt kontakt med de inre organen och kan orsaka allvarlig strålsjuka; sjukdomens natur kommer att bero på mängden radioaktiva ämnen som har kommit in i kroppen.
Radioaktiva ämnen har ingen skadlig effekt på rustning, militär utrustning och ingenjörskonstruktioner.
elektromagnetisk puls
Kärnexplosioner i atmosfären och i högre lager leder till kraftfulla elektromagnetiska fält. På grund av deras kortvariga existens kallas dessa fält vanligtvis för en elektromagnetisk puls (EMP).
Den skadliga effekten av elektromagnetisk strålning beror på förekomsten av spänningar och strömmar i ledare av olika längd placerade i luften, utrustningen, på marken eller på andra föremål. Effekten av EMR manifesteras främst i samband med elektronisk utrustning, där elektriska strömmar och spänningar induceras under inverkan av EMR, vilket kan orsaka nedbrytning av elektrisk isolering, skador på transformatorer, förbränning av gnistgap, skador på halvledarenheter och andra element av radiotekniska anordningar. Kommunikations-, signal- och kontrolllinjer är de mest utsatta för EMI. Starka elektromagnetiska fält kan skada elektriska kretsar och störa driften av oskärmad elektrisk utrustning.
En explosion på hög höjd kan störa kommunikationer över mycket stora områden. EMI-skydd uppnås genom att skärma strömförsörjningsledningar och utrustning.
5.1.3 Härd kärnvapenförstöring
Fokus för kärnkraftsskador är det territorium där, under påverkan av de skadliga faktorerna av en kärnvapenexplosion, förstörelse av byggnader och strukturer, bränder, radioaktiv förorening av området och skador på befolkningen inträffar. Den samtidiga påverkan av en stötvåg, ljusstrålning och penetrerande strålning bestämmer till stor del den kombinerade karaktären av den destruktiva effekten av en kärnvapenexplosion på människor, militär utrustning och strukturer. Vid kombinerad skada på människor kan skador och kontusion från exponering för en stötvåg kombineras med brännskador från ljusstrålning med samtidig antändning från ljusstrålning. Radioelektronisk utrustning och anordningar kan dessutom förlora sin funktion som ett resultat av exponering för en elektromagnetisk puls (EMP).
Storleken på källan är ju större, desto kraftigare är kärnvapenexplosionen. Karaktären av förstörelse i härden beror också på styrkan hos strukturerna i byggnader och strukturer, deras antal våningar och byggnadstäthet.
För den yttre gränsen av det nukleära lesionsfokuset tas en villkorlig linje på marken, ritad på ett sådant avstånd från explosionens epicentrum, där värdet på övertrycket från stötvågen är 10 kPa.
