Klein en lae opbrengs-kernkoppe was histories ongelukkig. In daardie geseënde tye, waarin alle vorme van kernkragte aktief ontwikkel en getoets is, was daar geen geskikte isotoop daarvoor nie. Slegs plutonium-239 en uraan-235 was beskikbaar, en u kon nie 'n kompakte kernlading daarvan maak nie. Die Amerikaanse W54 -kop wat 23 kg weeg, het natuurlik baie gunstig gelyk teen die agtergrond van die "Fat Man" wat 4,6 ton weeg, maar dit was steeds nie so kompak as wat ons sou wou nie.
Hierdie kernkop was blykbaar een van die laaste, wat eintlik deur 'n kernontploffing getoets is. Die daaropvolgende moratorium op kerntoetse het die werk aansienlik vertraag, waardeur hoofsaaklik kragtige produkte in die kernarsenaal oorgebly het. Noudat dit lyk asof die kernwapenverspreidings- en beperkingsregime op die punt staan om uitputtend te wees, is dit moontlik om terug te keer na die ontwikkeling van nuwe tipes kerngeld wat kernoorlog kan diversifiseer.
Americium is die beste kandidaat
Plutonium as 'n vulsel van 'n kernlading is goed vir almal, maar dit laat nie 'n werklik kompakte lading toe nie, aangesien dit 'n redelik groot kritieke massa het - 10,4 kg. Met 'n plutoniumdigtheid van 19,8 g per kubieke sentimeter, sal die volume van die bol 525,2 kubieke meter wees. cm, en die deursnee daarvan is 10, 1 cm. Daarbenewens moet 'n mens nie een kritieke massa neem nie, maar 'n bietjie meer, byvoorbeeld 1, 2 of 1, 35 kritiese massa. Dit is te wyte aan die feit dat die ontploffingstelsel en die neutronsekering in 'n kompakte lading nie so goed is soos in 'n lugbom of raketkop nie, en om hierdie effek te bereik, moet 'n groter voorraad splitsbare materiaal wees. Daarom gebruik kompakte plutoniumladings gewoonlik 13-15 kg plutonium (vir 13 kg is die deursnee van die bal 10,7 cm), gevorm tot 'n eiervormige of silindriese kern.
In beginsel, hoewel swaar, maar redelik geskik vir grootkaliberskutters, missiele en myne, het ladings in die kragbereik van 'n paar honderd kg tot 10-15 kt TNT-ekwivalent geblyk. Maar daar was 'n ernstige beswaar: waarom gebruik u kosbare wapens van plutonium vir 'n laekraglading, as u 'n termonukleêre ammunisie met 'n onvergelykbare groter krag kan maak? 'N Vliegtuigkop van 400 kiloton het 'n effek wat baie groter is as 10-15 kt of selfs minder.
Oor die algemeen was daar twee redes vir die aftrede van laekrag-kernheffings: nie te kompakte afmetings wat dit moeilik gemaak het om dit te gebruik nie, en militêr-ekonomiese argumente vir die irrasionaliteit van die besteding van die waardevolle isotoop.
In die 1950's was daar niks wat uraan en plutonium as isotope van wapens kon vervang nie. Maar sedertdien het 'n geruime tyd verloop en 'n goeie kandidaat het verskyn - americium -242. Hierdie isotoop word gevorm tydens die verval van plutonium-241 (gevorm tydens die vang van 'n neutron deur uraan-238), en is vervat in plutoniumverwerkingsafval en gebruikte kernbrandstof (SNF). Na 26 jaar verval alle plutonium-241 in americium-241, waarvan die halfleeftyd baie langer is-432,2 jaar. SNF moet dus uit die reaktors afgelaai en in die laat 1980's en vroeë 1990's geberg word, moet reeds 'n beduidende hoeveelheid americium-241 bevat. Die isolasie daarvan, sover dit beoordeel kan word, bied geen besondere probleme nie.
As am-241 met neutrone bestraal word, sal 'n nog meer merkwaardige isotoop van americium-242m verkry word. Aangesien 'n reaktor gebaseer op americium-242 in Obninsk ontwerp is, bedoel vir die verkryging van neutronbestraling vir mediese doeleindes, is 'n paar inligting oor die produksie daarvan gegee. 1 gram am-242m word gevorm deur bestraling van 100 gram am-241 (dit is verkry by die nou gedemonteerde BN-350-reaktor in Shevchenko, Kazakhstan), en om hierdie hoeveelheid te verkry, is dit genoeg om 200 kg verouderde te verwerk SNF. Ons het baie dinge: ongeveer 20 duisend ton gebruikte kernbrandstof en 'n jaarlikse produksie van ongeveer 200 ton meer. Die opgehoopte SNF is voldoende om ongeveer 1000 kg am-242m te produseer.
Waarvoor is AM-242M goed? Uiters lae kritieke massa. Die suiwer isotoop het 'n kritieke massa van slegs 17 gram. Met 'n Americium -digtheid van 13,6 g per kubieke sentimeter, sal dit 'n bal wees met 'n deursnee van 1,33 cm. As ons 1,35 van die kritieke massa neem, dan is die bal 1,45 cm in deursnee., dit is heel moontlik om binne die projektiel grootte 40 mm te bly. Die energievrystelling van 1 g am-242m stem ongeveer ooreen met 4,6 kg TNT, sodat so 'n lading met 22,9 g van die isotoop ongeveer 105 kg TNT sal lewer.
'N Mengsel van am-241 en am-242m kan gebruik word. Met die inhoud van laasgenoemde op 8%, sal die kritieke massa 420 gram wees. Die deursnee van die bal sal 3,8 cm wees. Dit kan 'n kerngranaat wees vir 'n RPG, 'n myn vir 'n mortier van 82 mm, ensovoorts. Die energie vrystelling sal ongeveer 2 ton TNT -ekwivalent wees.
Oor die algemeen die beste kandidaat vir die vervullende rol vir baie kompakte kerngeld, tot en met klein kaliber kernprojektiele. Americium is ook goed omdat dit min hitte afgee tydens verval, byna nie verhit word nie, en die stoor van kernammunisie gevul met americium benodig dus nie yskaste nie. Die lang halfleeftyd: am-241-433, 2 jaar, am-242m-141 jaar, laat ook die vervaardiging en ophoping van americium toe vir toekomstige gebruik. Sulke ammunisie kan 30-40 jaar lank geberg word sonder dat die eienskappe daarvan beduidend verander word, terwyl plutonium na 10-15 jaar gestuur moet word vir die skoonmaak van vervalprodukte.
Die Amerikaanse lading kan op sy eie gebruik word, sowel as 'n kern-neutron-lont vir kragtiger ladings. As dit blyk dat 'n americium -lading 'n termonukleêre reaksie kan begin (wat heel moontlik kan wees), dan sal die moontlikheid ontstaan om baie kompak en liggewig, maar terselfdertyd kragtige termonukleêre ladings te skep.
Strydkop vir geleide missiele
'N Belangrike vraag is waarvoor so 'n baie kompakte Amerikaanse lading gebruik kan word. Ons neem byvoorbeeld 'n lading wat toegerus is met ongeveer 500 gram americium en 'n energievrystelling van 2, 3-2, 5 ton TNT-ekwivalent. Die totale gewig van hierdie produk kan so laag as 2-3 kg wees. Waar en hoe kan dit toegepas word?
Oppervlakte-tot-lug- en lug-tot-lug-missiele, dit wil sê lugafweer- en lugvaartmissiele, wat ontwerp is om vliegtuie te vernietig. Vir 'n vliegtuig is 'n oordruk van 0,2 kgf / cm2 beslis gevaarlik (die las op die vleuel van die Su-35 kan byvoorbeeld 0,06 kgf / cm2 bereik). 'N Ontploffing van 'n kompakte kernlading met 'n kapasiteit van 2,3 ton sal so 'n oordruk op 'n afstand van ongeveer 210 meter veroorsaak, en 'n oordruk van 1,3 kgf / cm2, waarby die vernietiging van die vliegtuig sekerlik sal plaasvind, 'n ontploffing veroorsaak op 'n afstand van 60 meter. Nabyheidsversekerings van vliegtuigmissiele begin gewoonlik 'n lading op 'n afstand van 3-5 meter van die teiken af, en in hierdie geval skitter die doelvliegtuig beslis niks goeds nie - gewaarborgde nederlaag! Fyn metaalspatsels en 'n wolk radioaktiewe dampe.
Anti-skip missiele. Klein anti-skip missiele, soos die Kh-35 en dergelike, is die maklikste om te gebruik (daar is vliegtuie, helikopter, skip, grond en selfs houers), ongelukkig so swak dat hulle nie kan sink nie, maar selfs ernstig enige groot skip beskadig. Dit word duidelik gesien in die vuur op die tenklandingsskip USS Racine (LST-1191). Dit is getref deur 12 anti-skip missiele, soortgelyk aan die Kh-35, en die skip het kop bo water gehou. Hulle eindig met hom net met 'n torpedo. Dit is nie verbasend as die kop van die missiele 'n gewig van 150-250 kg het nie en hul krag relatief laag is. Die uitrusting van die X-35-missiel met 'n Amerikaanse kernlading met bogenoemde eienskappe maak hierdie missiel selfs gevaarliker vir groot skepe. As 'n Arleigh Burke-klas vernietiger deur so 'n missiel getref word, sal dit op sy beste lang fabrieksherstelwerk nodig hê. Maar 'n mens kan ook daarop reken om te sink, want 'n ontploffing van sulke krag kan die skip se romp vernietig.
Torpedo's. Oor die algemeen verander 'n heffing met 'n kapasiteit van 2,3 ton TNT, geïnstalleer in 'n torpedo, selfs nie die modernste nie, in 'n dwingende argument teen selfs groot skepe en skepe.
ATGM. As die gewig van die hele ammunisie tussen 2-3 kg is, kan hulle toegerus wees met missiele vir raketstelsels teen tenks, byvoorbeeld "Kornet". Dit het 'n goeie skietafstand tot 5, 5 km, wat dit baie veilig maak om 'n kompakte en laekrag-kernlading te gebruik. Enige, selfs die nuutste en mees beskermde tenk, sal deur so 'n missiel vernietig word.
Reeds uit hierdie baie kort oorsig is dit duidelik dat verskillende soorte geleide missiele die beste draer vir sulke kompakte kerngeld is. Die Amerikaanse heffing sal redelik duur wees, en dit sal nie moontlik wees om soveel daarvan te vervaardig nie, honderde, miskien tot duisend stukke. Daarom moet hulle op iets waardevols en belangrik skiet, wat die gebruik daarvan ten minste ekonomies sal regverdig. Doelwitte: vliegtuie, skepe, lugverdedigingstelsels, radars, moontlik ook die nuutste (dit wil sê die duurste) tenks en selfaangedrewe gewere. Die kombinasie van die presisie van geleide missiele met die veel hoër opbrengs van 'n Amerikaanse lading in vergelyking met standaard plofstof, sou so 'n wapen baie effektief maak.
