Jedrske bojne glave majhnih in nizkih donosov v preteklosti niso imele sreče. V tistih blagoslovljenih časih, ko so se jedrski naboji vseh vrst aktivno razvijali in preizkušali, zanje ni bilo ustreznega izotopa. Na voljo sta bila le plutonij-239 in uran-235, iz njih pa nisi mogel narediti kompaktnega jedrskega naboja. Seveda je ameriška bojna glava W54, težka 23 kg, na ozadju "debelega človeka", težkega 4,6 tone, videti zelo ugodno, vendar še vedno ni bila tako kompaktna, kot bi si želeli.
Ta bojna glava je bila očitno ena zadnjih, ki je bila dejansko preizkušena z jedrsko eksplozijo. Kasnejši moratorij na jedrske poskuse je močno upočasnil delo, zaradi česar so v jedrskem arzenalu ostali predvsem močni izdelki. Zdaj, ko se zdi, da je režim neširjenja in omejevanja jedrskega orožja na izčrpanosti, se je mogoče vrniti k razvoju novih vrst jedrskih nabojev, ki bi lahko popestrili jedrsko vojno.
Americium je najboljši kandidat
Plutonij kot polnilo jedrskega naboja je dober za vse, le da ne omogoča ustvarjanja resnično kompaktnega naboja, saj ima precej veliko kritično maso - 10,4 kg. Z gostoto plutonija 19,8 g na kubični centimeter bo prostornina krogle 525,2 kubičnih metrov. cm, njegov premer pa je 10, 1 cm. Poleg tega je za udarjanje treba vzeti ne eno kritično maso, ampak malo več, recimo 1, 2 ali 1, 35 kritično maso. To je posledica dejstva, da detonacijski sistem in nevtronska varovalka v kompaktnem naboju nista tako dobra kot v letalski bombi ali raketni bojni glavi, zato je za dosego tega učinka potrebna večja zaloga cepljivega materiala. Zato se pri kompaktnih plutonijevih nabojih običajno uporablja 13-15 kg plutonija (za 13 kg je premer kroglice 10,7 cm), oblikovan v jajčasto ali valjasto jedro.
Načeloma so se izkazale naboji v razponu moči od nekaj sto kg do 10-15 kt ekvivalenta TNT, čeprav težki, vendar povsem primerni za topniške granate, rakete in mine velikega kalibra. Vendar je prišlo do resnega ugovora: zakaj bi uporabljali dragocen plutonij iz orožja za nizko porabo energije, če lahko naredite termonuklearno strelivo z neprimerljivo večjo močjo? 400-kilotonska bojna glava bo dosegla učinek, ki je veliko večji od 10-15 kt ali celo manj.
Na splošno sta bila za umik jedrskih nabojev z majhno močjo dva razloga: ne preveč kompaktne dimenzije, zaradi katerih je bila njihova uporaba otežena, in vojaško-gospodarski argumenti za neracionalnost porabe dragocenega izotopa.
V petdesetih letih 20. stoletja ni bilo nič, kar bi nadomestilo uran in plutonij kot izotope za orožje. Toda od takrat je minilo nekaj časa in pojavil se je dober kandidat - americij -242. Ta izotop nastane med razpadom plutonija-241 (ki nastane med zajetjem nevtrona z uranom-238) in je v odpadkih iz predelave plutonija in izrabljenem jedrskem gorivu (SNF). Po 26 letih bo ves plutonij-241 razpadel v americij-241, katerega razpolovna doba je veliko daljša-432,2 leta. Tako bi morali SNF, raztovorjeni iz reaktorjev in shranjeni v poznih osemdesetih in zgodnjih devetdesetih letih, že vsebovati znatno količino americija-241. Kolikor je mogoče presoditi, njegova osamljenost ne predstavlja posebnih težav.
Če am-241 obsevamo z nevtroni, dobimo še bolj izjemen izotop americij-242m. Ker je bil v Obninsku zasnovan reaktor na osnovi americija-242, namenjen pridobivanju nevtronskega sevanja v medicinske namene, so bili podani nekateri podatki o njegovi proizvodnji. 1 gram am-242m nastane z obsevanjem 100 gramov am-241 (pridobljen je bil v zdaj razstavljenem reaktorju BN-350 v Ševčenku v Kazahstanu) in za pridobitev te količine je dovolj predelati 200 kg starih SNF. Teh stvari imamo veliko: približno 20 tisoč ton izrabljenega jedrskega goriva in letno proizvodnjo približno 200 ton več. Nakopičeni SNF zadostuje za proizvodnjo približno 1000 kg am-242m.
Za kaj je AM-242M primeren? Izredno nizka kritična masa. Čisti izotop ima kritično maso le 17 gramov. Z gostoto americija 13,6 g na kubični centimeter bo to krogla s premerom 1,33 cm. Če vzamemo 1,35 kritične mase, bo krogla premera 1,45 cm. Z reflektorjem in peskalnim sistemom, je povsem mogoče zadržati v velikosti 40 -milimetrski izstrelek. Sprostitev energije 1 g am-242m ustreza približno 4,6 kg TNT, tako da bo tak naboj z 22,9 g izotopa dal približno 105 kg TNT.
Lahko uporabimo mešanico am-241 in am-242m. Z vsebnostjo slednjih pri 8%bo kritična masa 420 gramov. Premer krogle bo 3,8 cm. Lahko je jedrska granata za RPG, mina za 82-milimetrsko minomet itd. Sprostitev energije bo približno 2 toni ekvivalenta TNT.
Na splošno je najboljši kandidat za polnilno vlogo zelo kompaktnih jedrskih nabojev, vse do majhnih jedrskih izstrelkov. Americij je dober tudi po tem, da med razpadanjem oddaja malo toplote, se skoraj ne segreva, zato za shranjevanje jedrskega streliva, polnjenega z americijem, niso potrebni hladilniki. Dolga razpolovna doba: am-241-433, 2 leti, am-242m-141 let, omogoča tudi proizvodnjo in kopičenje americija za prihodnjo uporabo. Takšno strelivo je mogoče hraniti 30-40 let brez bistvenih sprememb v njihovih lastnostih, medtem ko je treba plutonij po 10-15 letih poslati v čiščenje iz produktov razpadanja.
Ameriški naboj se lahko uporablja samostojno, pa tudi kot varovalka jedrskega nevtrona za močnejše naboje. Če se izkaže, da lahko americijski naboj sproži termonuklearno reakcijo (kar bi lahko bilo), se odpre možnost ustvarjanja zelo kompaktnih in lahkih, a hkrati močnih termonuklearnih nabojev.
Bojna glava za vodene rakete
Pomembno vprašanje je, za kaj se lahko uporabi tako zelo kompakten ameriški naboj. Na primer, vzeli bomo polnilo, opremljeno s približno 500 grami americija in sproščanjem energije 2, 3-2, 5 ton ekvivalenta TNT. Skupna teža tega izdelka je lahko le 2-3 kg. Kje in kako se lahko uporablja?
Rakete zemlja-zrak in zrak-zrak, to je protiletalske in letalske rakete, namenjene uničenju letal. Za letalo je nadtlak 0,2 kgf / cm2 vsekakor nevaren (obremenitev krila Su-35 lahko na primer doseže 0,06 kgf / cm2). Eksplozija kompaktnega jedrskega naboja z zmogljivostjo 2,3 tone bo ustvarila takšen nadtlak na razdalji približno 210 metrov, nadtlak 1,3 kgf / cm2, pri katerem bo zagotovo prišlo do uničenja letala, pa bo povzročil eksplozijo. na razdalji 60 metrov. Bližnje varovalke letalskih raket običajno sprožijo naboj na razdalji 3-5 metrov od cilja, v tem primeru pa ciljno letalo vsekakor ne zasveti nič dobrega - zagotovljen poraz! Fini brizgi kovine in oblak radioaktivnih hlapov.
Proti ladijske rakete. Majhne protiladanske rakete, na primer Kh-35 in podobne, najprimernejše za uporabo (obstajajo letala, helikopterji, ladje, kopenske in celo kontejnerske lansirne naprave) so na žalost tako šibke, da se ne morejo potopiti, ampak celo resno poškoduje katero koli veliko ladjo. To se jasno vidi pri streljanju na razgrajeno tankersko pristajalno ladjo USS Racine (LST-1191). Zadelo ga je 12 protiladijskih raket, podobno kot Kh-35, ladja pa je ostala na površini. Z njim so končali le s torpedom. To ni presenetljivo, če ima bojna glava izstrelkov težo 150-250 kg in je njihova moč razmeroma majhna. Če raketo X-35 opremimo z ameriškim jedrskim nabojem zgoraj navedenih značilnosti, je ta raketa veliko nevarnejša tudi za velike ladje. Če tak raketo zadene uničevalec razreda Arleigh Burke, bo v najboljšem primeru zahteval dolgotrajna tovarniška popravila. Lahko pa računamo tudi na potop, saj lahko eksplozija takšne moči uniči trup ladje.
Torpeda. Na splošno naboj z zmogljivostjo 2,3 tone TNT, nameščen v torpedu, tudi ne najsodobnejšem, ga spremeni v prepričljiv argument proti celo velikim ladjam in ladjam.
ATGM. Če je teža celotnega streliva v razponu 2-3 kg, jih je mogoče opremiti z raketami za protitankovske raketne sisteme, na primer "Kornet". Ima dobro strelišče, do 5, 5 km, zaradi česar je povsem varno uporabljati kompakten jedrski naboj z majhno močjo. Takšen izstrelek bo zagotovo uničil vsak, tudi najnovejši in najbolj zaščiten tank.
Že iz tega zelo kratkega pregleda je razvidno, da so najboljši nosilec za tako zelo kompaktne jedrske naboje različne vrste vodenih izstrelkov. Ameriško polnjenje se bo izkazalo za precej drago in ne bo ga mogoče proizvesti toliko, več sto, morda tudi do tisoč kosov. Zato morajo streljati na nekaj dragocenega in pomembnega, kar bo vsaj ekonomsko upravičilo njegovo uporabo. Cilji: letala, ladje, sistemi protizračne obrambe, radarji, po možnosti tudi najnovejši (torej najdražji) tanki in samohodne puške. Kombinacija natančnosti vodenih izstrelkov z veliko višjim izkoristkom ameriškega naboja v primerjavi s standardnimi eksplozivi bi naredila takšno orožje zelo učinkovito.
