Các đầu đạn hạt nhân nhỏ và năng suất thấp trong lịch sử đã không may mắn. Trong những thời đại may mắn đó, khi các loại điện tích hạt nhân được phát triển và thử nghiệm một cách tích cực, không có đồng vị nào thích hợp cho chúng. Chỉ có plutonium-239 và uranium-235 là có sẵn, và bạn không thể tạo ra điện tích hạt nhân nhỏ gọn từ chúng. Tất nhiên, đầu đạn W54 của Mỹ nặng 23 kg trông rất thuận mắt so với nền của "Fat Man" nặng 4,6 tấn, nhưng nó vẫn không nhỏ gọn như chúng ta mong muốn.
Đầu đạn này, rõ ràng, là một trong những đầu đạn cuối cùng, đã thực sự được thử nghiệm bằng một vụ nổ hạt nhân. Việc tạm hoãn các vụ thử hạt nhân sau đó đã làm chậm lại đáng kể công việc, do đó chủ yếu là các sản phẩm mạnh vẫn còn trong kho vũ khí hạt nhân. Giờ đây, chế độ hạn chế và không phổ biến vũ khí hạt nhân dường như đang trên đà cạn kiệt, có thể quay trở lại việc phát triển các loại điện tích hạt nhân mới có thể đa dạng hóa chiến tranh hạt nhân.
Americium là ứng cử viên sáng giá nhất
Plutonium như một chất lấp đầy điện tích hạt nhân là tốt cho tất cả mọi người, chỉ là nó không cho phép tạo ra một điện tích thực sự nhỏ gọn, vì nó có khối lượng tới hạn khá lớn - 10,4 kg. Với mật độ plutonium là 19,8 g trên một cm khối, thể tích của quả cầu sẽ là 525,2 mét khối. cm, và đường kính của nó là 10, 1 cm. Điều này là do thực tế là hệ thống kích nổ và ngòi nổ neutron trong một điện tích nhỏ gọn không tốt như trong một quả bom trên không hoặc đầu đạn tên lửa, và để đạt được hiệu ứng này, người ta phải có nguồn cung cấp vật liệu phân hạch lớn hơn. Do đó, các điện tích plutonium nhỏ gọn thường sử dụng 13-15 kg plutonium (đối với 13 kg đường kính của quả bóng là 10,7 cm), tạo thành một hạt nhân hình quả trứng hoặc hình trụ.
Về nguyên tắc, tuy nặng nhưng khá phù hợp với đạn pháo cỡ lớn, tên lửa và mìn, có sức công phá từ vài trăm kg đến 10-15 kt tương đương TNT. Nhưng đã có một ý kiến phản đối nghiêm trọng: tại sao lại sử dụng plutonium cấp độ vũ khí quý giá cho năng lượng thấp, nếu bạn có thể chế tạo một loại đạn nhiệt hạch với sức mạnh lớn hơn không gì sánh được? Đầu đạn 400 kiloton sẽ đạt được hiệu ứng lớn hơn nhiều so với 10-15 kt hoặc thậm chí thấp hơn.
Nhìn chung, có hai lý do giải thích cho việc loại bỏ các điện tích hạt nhân công suất thấp: kích thước không quá nhỏ gọn, gây khó khăn cho việc sử dụng chúng và các lập luận kinh tế-quân sự cho sự bất hợp lý của việc sử dụng đồng vị có giá trị.
Vào những năm 1950, không có gì có thể thay thế uranium và plutonium làm đồng vị cấp vũ khí. Nhưng một thời gian đã trôi qua kể từ đó và một ứng cử viên sáng giá đã xuất hiện - americium-242. Đồng vị này được hình thành trong quá trình phân rã của plutonium-241 (được hình thành trong quá trình bắt giữ một neutron bởi uranium-238), và được chứa trong chất thải chế biến plutonium và nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng (SNF). Sau 26 năm, tất cả plutonium-241 sẽ phân rã thành americium-241, chu kỳ bán rã của nó dài hơn nhiều - 432,2 năm. Do đó, SNF dỡ khỏi lò phản ứng và được đưa vào kho vào cuối những năm 1980 và đầu những năm 1990 nên đã chứa một lượng đáng kể americium-241. Sự cô lập của nó, theo như có thể được đánh giá, không gây ra bất kỳ khó khăn cụ thể nào.
Nếu am-241 được chiếu xạ bằng neutron, thì sẽ thu được một đồng vị đáng chú ý hơn của americium-242m. Vì một lò phản ứng dựa trên americium-242 được thiết kế ở Obninsk, nhằm mục đích thu được bức xạ neutron cho các mục đích y tế, một số dữ liệu về sản xuất của nó đã được đưa ra. 1 gam am-242m được tạo thành bằng cách chiếu xạ 100 gam am-241 (nó thu được tại lò phản ứng BN-350 hiện đã được tháo dỡ ở Shevchenko, Kazakhstan), và để có được lượng này, cần đủ để xử lý 200 kg đồ cũ. SNF. Chúng ta có rất nhiều thứ: khoảng 20 nghìn tấn nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng và sản lượng hàng năm khoảng 200 tấn nữa. SNF tích lũy đủ để tạo ra khoảng 1000 kg am-242m.
AM-242M tốt cho điều gì? Khối lượng tới hạn cực kỳ thấp. Đồng vị nguyên chất có khối lượng tới hạn chỉ 17 gam. Với mật độ của americium là 13,6 g trên một cm khối, nó sẽ là một quả bóng có đường kính 1,33 cm, nếu chúng ta lấy 1,35 khối lượng tới hạn thì quả bóng sẽ có đường kính 1,45 cm, có gương phản xạ và hệ thống nổ., hoàn toàn có thể giữ được đường đạn cỡ 40mm. Sự giải phóng năng lượng của 1 g am-242m tương ứng với khoảng 4,6 kg TNT, do đó sự tích điện như vậy với 22,9 g đồng vị sẽ tạo ra khoảng 105 kg TNT.
Có thể dùng hỗn hợp gồm am-241 và am-242m. Với hàm lượng của chất sau là 8%, khối lượng tới hạn sẽ là 420 gam. Đường kính của quả bóng sẽ là 3,8 cm, nó có thể là lựu đạn hạt nhân cho RPG, mìn cho súng cối 82 mm, v.v. Năng lượng giải phóng sẽ là khoảng 2 tấn TNT tương đương.
Nói chung, ứng cử viên tốt nhất cho vai trò lấp đầy các điện tích hạt nhân rất nhỏ, cho đến đạn hạt nhân cỡ nhỏ. Americium còn tốt ở chỗ nó tỏa ra ít nhiệt trong quá trình phân hủy, hầu như không nóng lên, và do đó việc bảo quản đạn hạt nhân nhồi americium không cần tủ lạnh. Thời gian bán hủy dài: am-241 - 433, 2 năm, am-242m - 141 năm, cũng cho phép sản xuất và tích tụ americium để sử dụng trong tương lai. Những loại đạn như vậy có thể được lưu trữ trong vòng 30-40 năm mà không có thay đổi đáng kể về đặc tính của chúng, trong khi plutonium phải được gửi đi để làm sạch khỏi các sản phẩm phân hủy sau 10-15 năm.
Điện tích của Mỹ có thể được sử dụng riêng, cũng như cầu chì neutron hạt nhân cho các điện tích mạnh hơn. Nếu hóa ra rằng một điện tích amerixi có thể bắt đầu phản ứng nhiệt hạch (cũng có thể là như vậy), thì khả năng tạo ra các điện tích nhiệt hạch rất nhỏ và nhẹ, nhưng đồng thời sẽ mở ra.
Đầu đạn cho tên lửa dẫn đường
Một câu hỏi quan trọng là một loại phí rất nhỏ gọn như vậy của Mỹ có thể được sử dụng để làm gì. Ví dụ, chúng ta sẽ thực hiện một lần sạc được trang bị khoảng 500 gam americium và giải phóng năng lượng tương đương 2, 3-2, 5 tấn TNT. Tổng trọng lượng của sản phẩm này có thể thấp đến 2-3 kg. Nó có thể được áp dụng ở đâu và như thế nào?
Tên lửa đất đối không và không đối đất, tức là tên lửa phòng không và hàng không, được thiết kế để tiêu diệt máy bay. Đối với máy bay, áp suất quá tải 0,2 kgf / cm2 chắc chắn rất nguy hiểm (ví dụ tải trọng trên cánh của Su-35 có thể lên tới 0,06 kgf / cm2). Một vụ nổ của điện tích hạt nhân nhỏ gọn có công suất 2,3 tấn sẽ tạo ra một áp suất quá lớn ở khoảng cách khoảng 210 mét, và áp suất 1,3 kgf / cm2, khi máy bay bị phá hủy chắc chắn sẽ xảy ra, sẽ tạo ra một vụ nổ ở khoảng cách 60 mét. Ngòi nổ gần của tên lửa máy bay thường bắt đầu tấn công ở khoảng cách 3-5 mét từ mục tiêu, và trong trường hợp này, máy bay mục tiêu chắc chắn không phát ra bất cứ điều gì tốt - đảm bảo đánh bại! Những mảnh kim loại mảnh và một đám mây hơi phóng xạ.
Tên lửa chống hạm. Các tên lửa chống hạm cỡ nhỏ, như Kh-35 và các loại tương tự, thuận tiện nhất để sử dụng (có các bệ phóng máy bay, trực thăng, tàu thủy, mặt đất và thậm chí cả container), tiếc là yếu đến mức không thể đánh chìm, thậm chí còn nguy kịch. làm hỏng bất kỳ con tàu lớn nào. Người ta thấy rõ điều này trong vụ bắn vào tàu đổ bộ chở xe tăng USS Racine (LST-1191) đã ngừng hoạt động. Nó bị trúng 12 tên lửa chống hạm, tương tự như Kh-35, và con tàu vẫn nổi. Họ đã kết liễu anh ta chỉ bằng một quả ngư lôi. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên nếu đầu đạn của tên lửa có trọng lượng từ 150-250 kg và sức công phá của chúng tương đối thấp. Việc trang bị cho tên lửa X-35 mang điện hạt nhân của Mỹ với những đặc điểm trên khiến loại tên lửa này trở nên nguy hiểm hơn rất nhiều ngay cả đối với các tàu lớn. Nếu một tàu khu trục lớp Arleigh Burke bị trúng tên lửa như vậy, nó sẽ yêu cầu sửa chữa nhà máy trong thời gian dài. Nhưng người ta cũng có thể tin vào việc chìm tàu, vì một vụ nổ mạnh như vậy có thể phá hủy thân tàu.
Ngư lôi. Nhìn chung, một quả ngư lôi có sức công phá 2,3 tấn TNT, được lắp vào ngư lôi, dù không phải là loại hiện đại nhất, biến nó thành một lý lẽ thuyết phục đối với ngay cả các tàu lớn và tàu chiến.
ATGM. Nếu trọng lượng của toàn bộ đạn nằm trong khoảng 2-3 kg, thì chúng có thể được trang bị tên lửa cho hệ thống tên lửa chống tăng, ví dụ, "Kornet". Nó có tầm bắn tốt lên tới 5, 5 km nên khá an toàn khi sử dụng loại phóng điện hạt nhân nhỏ gọn và công suất thấp. Bất kỳ chiếc xe tăng nào, ngay cả những chiếc xe tăng mới nhất và được bảo vệ tốt nhất, sẽ được đảm bảo rằng sẽ bị tiêu diệt bởi một tên lửa như vậy.
Từ cuộc đánh giá rất ngắn gọn này, rõ ràng là tàu sân bay tốt nhất cho các hạt nhân rất nhỏ gọn như vậy là các loại tên lửa dẫn đường khác nhau. Giá của người Mỹ hóa ra sẽ khá đắt và sẽ không thể sản xuất nhiều loại như vậy, vài trăm chiếc, có lẽ lên đến hàng nghìn chiếc. Do đó, họ cần bắn vào thứ gì đó có giá trị và quan trọng, ít nhất về mặt kinh tế sẽ biện minh cho việc sử dụng nó. Mục tiêu: máy bay, tàu, hệ thống phòng không, radar, có thể là xe tăng và pháo tự hành mới nhất (tức là đắt nhất). Sự kết hợp giữa độ chính xác của tên lửa dẫn đường với năng suất phóng của Mỹ cao hơn nhiều so với chất nổ tiêu chuẩn sẽ làm cho một loại vũ khí như vậy trở nên rất hiệu quả.
