Malé a nízko výnosné jadrové hlavice mali historicky smolu. V tých požehnaných časoch, keď boli aktívne vyvíjané a testované jadrové náboje všetkých typov, pre ne neexistoval vhodný izotop. K dispozícii bolo iba plutónium-239 a urán-235 a nedalo sa z nich vyrobiť kompaktný jadrový náboj. Americká hlavica W54 s hmotnosťou 23 kg samozrejme vyzerala na pozadí „tučného muža“s hmotnosťou 4,6 tony veľmi priaznivo, ale stále nebola taká kompaktná, ako by sme chceli.
Táto hlavica bola zrejme jednou z posledných, ktoré boli v skutočnosti testované jadrovým výbuchom. Následné moratórium na jadrové testy prácu výrazne spomalilo, kvôli čomu v jadrovom arzenáli zostali hlavne silné produkty. Teraz, keď sa zdá, že režim nešírenia a obmedzovania jadrových zbraní je na pokraji vyčerpania, je možné vrátiť sa k vývoju nových typov jadrových nábojov, ktoré by mohli diverzifikovať jadrovú vojnu.
Americium je najlepší kandidát
Plutónium ako náplň jadrovej náplne je dobré pre každého, iba neumožňuje vytvoriť skutočne kompaktný náboj, pretože má pomerne veľkú kritickú hmotnosť - 10,4 kg. Pri hustote plutónia 19,8 g na centimeter kubický bude objem gule 525,2 metrov kubických. cm a jeho priemer je 10, 1 cm. Okrem toho, aby ste mohli búchať, musíte vziať nie jednu kritickú hmotnosť, ale trochu viac, povedzme 1, 2 alebo 1, 35 kritickej hmotnosti. Je to spôsobené tým, že detonačný systém a neutrónová poistka v kompaktnom náboji nie sú také dobré ako v leteckých bombových alebo raketových hlaviciach a na dosiahnutie tohto účinku musí mať človek väčšiu zásobu štiepneho materiálu. Na kompaktné plutóniové náboje sa preto obvykle používalo 13-15 kg plutónia (na 13 kg priemer gule je 10,7 cm), formované do vajcovitého alebo valcovitého jadra.
V zásade sa ukázalo, že aj keď sú ťažké, ale celkom vhodné pre delostrelecké granáty, rakety a míny veľkého kalibru, výkonové rozpätie od niekoľkých stoviek kg do 10-15 kt ekvivalentu TNT. Vyskytla sa však vážna námietka: prečo používať drahocenné zbrojné plutónium na nabíjanie s nízkym výkonom, ak môžete vyrobiť termonukleárnu muníciu s neporovnateľne väčším výkonom? 400-kilotonová hlavica dosiahne účinok oveľa väčší ako 10-15 kt alebo dokonca menší.
Všeobecne existujú dva dôvody pre odchod nízkoenergetických jadrových nábojov z prevádzky: nie príliš kompaktné rozmery, kvôli ktorým bolo ťažké ich použiť, a vojensko-ekonomické argumenty pre iracionálnosť vynakladania cenného izotopu.
V päťdesiatych rokoch minulého storočia nebolo nič, čo by nahradilo urán a plutónium ako izotopy zbraní. Odvtedy však uplynul nejaký čas a objavil sa dobrý kandidát - americium -242. Tento izotop vzniká pri rozpade plutónia-241 (vzniká pri zachytení neutrónu uránom-238) a je obsiahnutý v odpade zo spracovania plutónia a vyhoretom jadrovom palive (VJP). Po 26 rokoch sa všetko plutónium-241 rozpadne na americium-241, ktorého polčas rozpadu je oveľa dlhší-432,2 roka. SNF vyložené z reaktorov a uskladnené na konci osemdesiatych a na začiatku deväťdesiatych rokov by už teda malo obsahovať značné množstvo americíia-241. Jeho izolácia, ako je možné posúdiť, nespôsobuje žiadne osobitné ťažkosti.
Ak je am-241 ožiarený neutrónmi, získa sa ešte pozoruhodnejší izotop americium-242m. Pretože reaktor na báze americium-242 bol navrhnutý v Obninsku a bol určený na získavanie neutrónového žiarenia na lekárske účely, boli poskytnuté niektoré údaje o jeho výrobe. 1 gram am-242 m vznikne ožiarením 100 gramov am-241 (bolo získané v teraz demontovanom reaktore BN-350 v kazašskom Ševčenku) a na získanie tohto množstva stačí spracovať 200 kg starnutých SNF. Máme veľa týchto vecí: asi 20 tisíc ton vyhoreného jadrového paliva a ročnú produkciu ďalších asi 200 ton. Akumulovaný SNF je dostatočný na produkciu asi 1 000 kg am-242 m.
Na čo je AM-242M dobrý? Extrémne nízka kritická hmotnosť. Čistý izotop má kritickú hmotnosť iba 17 gramov. S hustotou americíia 13,6 g na kubický centimeter to bude guľa s priemerom 1,33 cm. Ak vezmeme 1,35 kritickej hmotnosti, lopta bude mať priemer 1,45 cm. S reflektorom a systémom tryskania Je celkom možné udržať projektil vo veľkosti 40 mm. Uvoľnenie energie 1 g am-242m zodpovedá približne 4,6 kg TNT, takže taká dávka s 22,9 g izotopu poskytne približne 105 kg TNT.
Možno použiť zmes am-241 a am-242m. Pri obsahu týchto 8%bude kritická hmotnosť 420 gramov. Priemer gule bude 3,8 cm. Môže to byť jadrový granát pre RPG, mína pre mínomet 82 mm atď. Uvoľnenie energie bude asi 2 tony ekvivalentu TNT.
Vo všeobecnosti je najlepším kandidátom na plniacu úlohu veľmi kompaktných jadrových nábojov až po jadrové projektily malého kalibru. Americium je dobré aj v tom, že počas rozkladu vydáva málo tepla, takmer sa nezahrieva, a preto skladovanie jadrovej munície plnené ameríiom nevyžaduje chladničky. Dlhý polčas: am-241-433, 2 roky, am-242 m-141 rokov, tiež umožňuje produkciu a akumuláciu americiia pre budúce použitie. Takúto muníciu je možné skladovať 30-40 rokov bez výrazných zmien v ich vlastnostiach, zatiaľ čo plutónium by sa malo po 10-15 rokoch odoslať na čistenie od produktov rozkladu.
Americký náboj môže byť použitý samostatne, ako aj ako poistka jadrových neutrónov pre silnejšie náboje. Ak sa ukáže, že američiový náboj môže iniciovať termonukleárnu reakciu (čo môže byť), otvorí sa možnosť vytvorenia veľmi kompaktných a ľahkých, ale zároveň silných termonukleárnych nábojov.
Hlavica pre riadené strely
Dôležitou otázkou je, na čo je možné taký veľmi kompaktný americký náboj použiť. Zoberieme si napríklad náboj vybavený asi 500 gramami amerícia a energetickým uvoľňovaním 2, 3-2, 5 ton ekvivalentu TNT. Celková hmotnosť tohto produktu môže byť až 2 až 3 kg. Kde a ako sa dá uplatniť?
Rakety typu zem-vzduch a vzduch-vzduch, to znamená protilietadlové a letecké rakety, určené na ničenie lietadiel. Pre lietadlo je pretlak 0,2 kgf / cm2 rozhodne nebezpečný (zaťaženie krídla Su-35 môže napríklad dosiahnuť 0,06 kgf / cm2). Explózia kompaktnej jadrovej náplne s kapacitou 2,3 tony vytvorí taký pretlak na vzdialenosť asi 210 metrov a pretlak 1,3 kgf / cm2, pri ktorom určite dôjde k zničeniu lietadla, spôsobí výbuch vo vzdialenosti 60 metrov. Blízke poistky leteckých rakiet zvyčajne zahájia nabíjanie vo vzdialenosti 3-5 metrov od cieľa a v tomto prípade cieľové lietadlo rozhodne nesvieti nič dobré - zaručená porážka! Jemné špliechanie kovu a oblak rádioaktívnych pár.
Protilodné rakety. Malé protilodné rakety, ako napríklad Kh-35 a podobné, ktoré sú najvhodnejšie na použitie (existujú lietadlá, helikoptéry, lode, pozemné a dokonca aj odpaľovacie zariadenia), sú bohužiaľ také slabé, že sa nemôžu potopiť, ale dokonca vážne. poškodiť akúkoľvek veľkú loď. Jasne to vidieť na paľbe na vyradenú pristávaciu loď tanku USS Racine (LST-1191). Zasiahlo ho 12 protilodných rakiet, podobných Kh-35, a loď zostala na hladine. Skončili s ním iba s torpédom. To nie je prekvapujúce, ak hlavica rakiet má hmotnosť 150-250 kg a ich výkon je relatívne nízky. Vybavenie rakety X-35 americkou jadrovou náplňou vyššie uvedených vlastností robí túto raketu oveľa nebezpečnejšou aj pre veľké lode. Ak na takú torpédoborec zasiahne torpédoborec triedy Arleigh Burke, bude si to v najlepšom prípade vyžadovať dlhé továrenské opravy. Dá sa však počítať aj s potopením, pretože výbuch takej sily môže dobre zničiť trup lode.
Torpéda. Náboj s kapacitou 2,3 tony TNT inštalovaný v torpéde, aj keď nie v tom najmodernejšom, z neho robí presvedčivý argument proti dokonca veľkým lodiam a lodiam.
ATGM. Ak je hmotnosť celej munície v rozmedzí 2 až 3 kg, môžu byť vybavené raketami pre protitankové raketové systémy, napríklad „Kornet“. Má dobrý dostrel, až 5, 5 km, vďaka čomu je celkom bezpečné používať kompaktný a nízkoenergetický jadrový náboj. Každý, dokonca aj najnovší a najchránenejší tank, bude zaručene zničený takouto strelou.
Už z tohto veľmi krátkeho prehľadu je zrejmé, že najlepším nosičom takýchto veľmi kompaktných jadrových nábojov sú rôzne druhy riadených striel. Americký náboj sa ukáže byť poriadne drahý a nebude ich možné vyrobiť toľko, niekoľko stoviek, možno až tisíc kusov. Preto potrebujú strieľať na niečo cenné a dôležité, čo aspoň ekonomicky odôvodní jeho použitie. Ciele: lietadlá, lode, systémy protivzdušnej obrany, radary, prípadne aj najnovšie (teda najdrahšie) tanky a samohybné delá. Kombinácia presnosti riadených striel s oveľa vyšším výnosom americkej nálože v porovnaní so štandardnými výbušninami by urobila takú zbraň veľmi účinnou.
