Как нейтрализовать ядерную бомбу
Sep. 6th, 2022 07:59 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
fonzeppelinВ статье про ракеты GAR-1 "Falcon" я затронул вопрос нейтрализации ядерного оружия посредством нейтронного облучения. Поразмыслив, я пришел к выводу, что вопрос этот достаточно интересен для отдельного рассмотрения.
Итак, для начала напомним, как работает ядерная бомба. Вне зависимости от конкретной конструкции, основной принцип - это быстро собрать делящийся материал (обогащенный уран или плутоний) в массу выше критической. Такую, в которой нейтроны, высвобождающиеся от каждого деления атома урана/плутония, будут расщеплять более одного атома урана/плутония. Цепная реакция пойдет по нарастающей с непрерывным выделением тепла, пока не высвободится столько энергии, что делящийся материал превратится в газ, затем в плазму, и стремительно расширится, сметая и испаряя все вокруг.
Ключевое слово тут «быстро». Если скорость сборки недостаточна, то цепная реакция с выделением тепла пойдет еще до того, как сверхкритическая масса будет полностью собрана. И эта выделяющаяся энергия разрушит бомбу, разбросав ее делящийся материал, прежде, чем основная его часть успеет прореагировать. Вместо атомного взрыва выйдет этакий атомный пшик, мощностью в несколько десятков, от силы сотен тонн тротилового эквивалента. Такой результат называют «шипучкой» (англ. fizzle).
Вполне естественно, что заставить неприятельскую атомную бомбу выдать «шипучку», и вместо могучего взрыва развалиться невзрачным пшиком (пускай даже и весьма грязным, за счет разлета непрореагировавшего атомного топлива) — весьма заманчивая идея. Но замедлить скорость сборки мы - без прямого доступа к бомбе - не можем. Зато можем другое: инициировать в бомбе цепную реакцию заранее, чтобы имеющейся скорости сборки уже было недостаточно.
Чтобы искусственно индуцировать «шипучку» в неприятельской атомной бомбе, нам нужно облучить ее мощным потоком нейтронов. Откуда взять такой поток? Самый простой способ — взорвать рядом с неприятельской бомбой свою собственную, спроектированную с расчетом на максимальный выход радиации (т.н. «нейтронную бомбу»). Пронизывая делящийся материал неприятельской бомбы, наши нейтроны будут провоцировать в нем цепную реакцию заранее. Конечно, такая реакция будет не самоподдерживающейся — критической массы-то пока нет! — и постепенно затухнет. Но процесс ее затухания займет время. И если в это время неприятель попытается взорвать свою бомбу, то скорости сборки уже не хватит, чтобы обогнать цепную реакцию. Бомба выдаст «шипучку».
Именно идея искусственно индуцируемой «шипучки» была главным аргументом в пользу создания атомных зенитных ракет (наземные MIM-14 "Nike-Hercules", CIM-10 "Bomarc", корабельная RIM-8 "Talos") и атомных ракет «воздух-воздух» (неуправляемая AIR-2 "Genie", управляемая AIM-24 "Super Falcon") в конце 1950-ых. Американские генералы достаточно логично считали, что в случае новой мировой войны, советские атомные бомбы, скорее всего, будут переведены в режим «мертвой руки» — как собирались сделать сами американцы. В этом случае даже если сбить бомбардировщик, бомбы взорвутся при падении. Поскольку речь шла о мегатонных термоядерных зарядах, то полномасштабный взрыв даже в безлюдной местности был бы опасен: огромное облако радиоактивных осадков могло дотянуться до населенных районов.
Искусственно индуцированная «шипучка» же позволяла нейтрализовать боевую нагрузку неприятельского бомбардировщика, гарантировав, что она не сработает — даже если самолет дотянет до цели и сбросит-таки свои бомбы. Разумеется, полностью избавиться от урона было невозможно: «шипучка» от мощного заряда все равно была бы достаточно опасным (и очень радиоактивным) взрывом. Но «отчищать несколько кварталов от радиоактивного заражения» все же казалось куда лучшей перспективой, чем «выкапывать миллионы трупов из руин мегаполиса»...
На таком же принципе основывались и ранние концепты противоракетной обороны — американская «Найк-Зеус» и «Найк-Х», советская А-35. Идея была аналогична: заставить входящие в атмосферу неприятельские боеголовки выдать «шипучку». Дополнительным преимуществом было то, что нейтронное облучение весьма опасно для микроэлектроники — близкий взрыв атомной противоракеты мог вывести из строя электронные компоненты взрывателя бомбы.
Почему же сейчас подобные решения практически не применяются? Главной причиной стало развитие технологий ядерного оружия. Доминирующей схемой ядерных боеголовок, начиная с 1970-ых стала «бустеризированная ядерная» (англ. «boosted fission»). В такой боеголовке, внутри заряда делящегося материала, находится небольшое количество термоядерного топлива — дейтериево-тритиевой смеси. Когда бустеризированная сборка запускает цепную реакцию деления, выделяющееся тепло нагревает термоядерное топливо, и в нем начинается реакция синтеза. Слабенькая, но со значительным выделением нейтронов — которые вылетают прямо в делящийся материал, и в свою очередь многократно усиливают реакцию распада в нем. Таким образом, нейтронный поток от термоядерной реакции «дожигает» делящийся материал, многократно увеличивая эффективность бомбы.
Почему же бустеризированные ядерные бомбы нечувствительны к «шипучке»? Все дело в том, что для начала реакции синтеза в них достаточно и некритической сборки. А когда пойдет синтез — то нейтронный поток от него сам «дожжет» атомное топливо. Американцы утверждают, что в их современных зарядах достаточно прореагировать всего 1% урана/плутония, чтобы давление и температура запустили реакцию синтеза, и бомба «дожгла» бы себя до полной мощности.
Именно поэтому современная противоракетная оборона более не надеется на нейтронные боеголовки как основное средство перехвата. Против бустеризированных бомб они малоэффективны — их эффект сводится к поражению электроники — а создаваемая ими засветка на радарах изрядно мешает дальнейшим перехватам. Внимание военных сместилось на кинетические методы перехвата, гарантирующие механическое разрушение неприятельской боеголовки.
Источники: US nuclear weapon archive)
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2022-09-06 05:53 pm (UTC)Разве что они американцы) Вся информация — из ихних источников про ихние же американские концепции и идеи.
no subject
Date: 2022-09-06 06:01 pm (UTC)Интересно, возможно ли это в принципе, существование студанта-раздолбая в Принстоне.
no subject
Date: 2022-09-06 06:12 pm (UTC)P.S. Для самого Джона все закончилось хорошо — он сумел удачно капитализировать свою известность, сначала как анти-атомный активист, а затем как создатель успешной консультационной фирмы "Аристотель Инкорпорейтед", специализирующейся на обработке данных в политических кампаниях. Фирма знаменитая, даже президенты США к ней обращались.
no subject
Date: 2022-09-06 06:34 pm (UTC)no subject
Date: 2022-09-06 06:36 pm (UTC)Кстати, тут пробегала инфа о разработке нового поколения ядерных БЧ для зенитных ракет:
https://t.me/vanguard1802/920
no subject
Date: 2022-09-06 06:39 pm (UTC)Кстати, тут пробегала инфа о разработке нового поколения ядерных БЧ для зенитных ракет:
Вполне возможно: например, как средство перехвата неприятельских гиперзвуковых ракет и боевых блоков.
no subject
Date: 2022-09-06 06:40 pm (UTC)no subject
Date: 2022-09-06 06:44 pm (UTC)"In 1976, while attending Princeton University as a junior undergraduate, he designed a nuclear weapon using publicly available books and papers".
Но это непринципиально. Я просто не был увереню что история реальная. А он известный персонаж.
no subject
Date: 2022-09-06 06:47 pm (UTC)no subject
Date: 2022-09-06 06:48 pm (UTC)no subject
Date: 2022-09-06 06:57 pm (UTC)На данный момент знаю что есть Спринтер 3, но при этом, никакой информации о нем нету. Ни о скорости, ни о дальности, ни о БЧ (не говоря уже про мощность). Ровно та же беда и со второй, в плане никакой информации.
Во вторых, на данный момент российское ЯО вполне уязвимо перед нейтронными зарядами. Так же как и китайское и прочих бантустанов. В этом плане вполне понятно почему. Технология одна и та же и всех, амеры в этом плане более подготовленны.
no subject
Date: 2022-09-06 07:13 pm (UTC)Плутониевая начинает реагировать в потоке нейтронов как раз.
no subject
Date: 2022-09-06 07:35 pm (UTC)Если интересуют не американские подробности гуглите аббревиатуру СВВП.
no subject
Date: 2022-09-06 07:49 pm (UTC)Никакого практического смысла данное оправдание не имеет. Даже если нейтронный поток и подожжет цепную реакцию в боеголовке — высотный термоядерный взрыв в космосе или над безлюдными районами без всяких вопросов предпочтительнее, чем тот же взрыв в мегаполисе.
Думается что главная причина прекращение работ в том, что к тому моменту теоретическая военная мысль пришла к парадоксальному выводу, что при достигнутом ракетно-ядерном паритете начавший ядерную войну первым неизбежно проигрывает, но противоракеты при этом не являются больше сдерживающим противника фактором, а наоборот поддерживают желание самому начать ядерную войну первым в надежде преодолеть данный парадокс. Поэтому и было заключено взаимное соглашение об ограничении ПРО. Причем США в одностороннем порядке демонтировало свою единственную зону ПРО несколько лет спустя, тогда как СССР и Россия до сих пор имеют противоракеты охраняющие Москву.
no subject
Date: 2022-09-06 07:54 pm (UTC)no subject
Date: 2022-09-06 07:55 pm (UTC)Автор еще раз подтвердил свой звездный статус очередным высококачественным материалом.
no subject
Date: 2022-09-06 07:57 pm (UTC)Суть в том, что обычные имплозионки и пушки с "прогретым" делящимся материалом при попытке подрыва выдадут шипучку. А бустеризованная — сработает нормально.
no subject
Date: 2022-09-06 07:58 pm (UTC)no subject
Date: 2022-09-06 07:58 pm (UTC)no subject
Date: 2022-09-06 07:58 pm (UTC)no subject
Date: 2022-09-06 07:58 pm (UTC)Он "Спринт", был частью Nike-X, затем Сентинела/Сэфгарда, и давно снят с вооружения. Версии "3" никогда не существовало: Мартин-Мариэтта даже не завершили разработку "Спринт-2", прежде чем весь "Сэйфгард" закрыли в 1975 году. Было несколько ранних кинетиков на основе "Спринта", но на вооружение не поступили.
no subject
Date: 2022-09-06 08:10 pm (UTC)Да он, сцуко, Архимед кокойто!
а затем как создатель успешной консультационной фирмы "Аристотель Инкорпорейтед", специализирующейся на обработке данных в политических кампаниях.(с)
А, не, всё же Аристотель. И чутка Пифагор.
Спасибо за интересный ликбез.
no subject
Date: 2022-09-06 08:13 pm (UTC)no subject
Date: 2022-09-06 08:32 pm (UTC)no subject
Date: 2022-09-06 08:43 pm (UTC)Отсюда и вопрос, откуда и куда они делись и в каком состоянии работы по ним. То есть гарантированно сделаны были несколько штук для исследования, данные с которых пошли в секретку. А вот что остальное — вопрос. Ждать открытия (если даже брать по норме — порядка еще 15 лет, не менее, скорее всего 20-25), вариант так себе...
То что кинетики были, эт я знаю, но это изначально провальный вариант, иначе бы не ставили 1 мегатонную бошку на эту радость (нейтронную), эт помимо W66 . Проблема в наведении и засветке имеется и новостью не являются. Ну и опять же, это последняя линия активной обороны...