Шипение снарядов

Значительная часть энергии синтеза может пропасть для взрыва:

для реакции D+T более 80 % ее «ускользнуло» бы из огненного шара с быстрыми нейтронами, пробег которых в воздухе составляет многие километры. Эта часть энергии рассеялась бы в соответствующих размеров воздушной сфере, вызвав лишь слабое её возмущение, поэтому в образцах термоядерного оружия, которые рассчитаны на взрывной эффект, такого не допускают, реализуя еще и третью фазу, для чего ампула окружается тяжелой оболочкой из отвального урана, из которого также изготавливается и буфер. Нейтроны, испускаемые при рападе U²³⁸ имеют слишком малую энергию, чтобы вызывать последующие акты деления, но этот изотоп делится под действием «внешних» высокоэнергетичных нейтронов от термоядерных реакций. Нецепное деление в U²³⁸ дает прибавку энергии огненного шара, иногда превалирующую даже над вкладом термоядерных реакций.

В ампуле нет веществ, в которых при нормальных условиях может возникнуть цепная реакция, поэтому их количество не ограничено, а значит — у энерговыделения термоядерного заряда нет верхнего предела, вроде того, который существует для заряда деления. На каждый килограмм веса трехфазных изделий приходится несколько килотонн тротилового эквивалента — они существенно превосходят по удельным характеристикам другие классы ядерного оружия!

Неприятная особенность трехфазных боеприпасов — повышенный выход испускающих все виды радиации осколков деления. Нельзя сказать, что двухфазные заряды не загаживают местность нейтронами, вызывающими в практически всех элементах ядерные реакции, не прекращающиеся и спустя многие годы после взрыва [60] , а также — осколками деления своих «запалов», но все познается в сравнении, и трехфазные далеко превосходят их в этом отношении. Превосходят настолько, что некоторые боеприпасы выпускались в двух вариантах: «грязных» — трехфазных и «чистых». Последние предназначались для применения на территории, где предполагались действия своих войск, и ради обеспечения их безопасности, шли на снижение мощности. Так, например, американская авиабомба Мк-36 (рис. 3.24) выпускалась в двух идентичных по внешнему виду вариантах: «грязном» Mk-36Y1, с энерговыделением 9 тротиловых мегатонн, и вдвое уступавшем ему по мощности, «чистом» варианте Mk-36Y2.

60

Это явление называют «наведенной радиоактивностью».

^{Рис. 3.24}

^{Авиабомба Мк-36 (верхний снимок) поступила на вооружение Стратегического авиационного командования ВВС США в 1956 году. Каждый из ее вариантов («чистый» и «грязный») производился в двух модификациях. В свое время на долю бомб этого типа приходилось более половины энерговыделения американского ядерного арсенала. Менее мощная авиабомба Мк-28 (нижний снимок, позже обозначение было изменено на В-28) производилась в пяти основных вариантах, а число модификаций конструкции достигло 20. Варианты отличались «чистотой» и энерговыделением (от 70 кт до 1,45 Мт). На снимке — B-28TN, это изделие не имело тормозного парашюта и предназначалось для подвески в бомбоотсеках самолетов В-52 и F-105}

О «грязных» боеприпасах все знали и в 60-е годы в армиях, тогда знаменитых своим крайне высоким уровнем технической оснащенности, не только личный состав, но и средства обеспечения его мобильности снабжали противогазами [61] (рис. 3.25).

Понятно, что если ради снижения выхода осколков деления шли на понижение мощности, то и на запал (ядерный заряд) посматривали косо. Попытались от него избавиться, заменив деление сверхскоростной кумуляцией: головной элемент струи, состоявшей из термоядерного топлива, разогнали до сотни километров в секунду и — по топливу же — ударили (в момент столкновения температура и плотность возрастают значительно). Но на фоне взрыва килограммового кумулятивного заряда «термоядерная» прибавка энергии оказалась ничтожной, и эффект зарегистрировали лишь косвенно — по незначительному выходу нейтронов. Отчет об этих проведенных в США опытах был опубликован в 1961 году в сборнике «Атом и оружие», что при тогдашней параноидальной секретности само по себе свидетельствовало о неудаче.

61

«Не в интересах правды, а в интересах истины» надо упомянуть о защитных свойствах противогаза. От проникающих излучений (нейтронного и гамма) он не спасет, фильтр задержит лишь пыль, иногда — весьма радиоактивную. Если противогаз не надет, пыль оседает в легких и облучает организм «изнутри», что очень опасно для здоровья, но не имеет значения для хода и исхода боя. При применении противником, например, нейтронного боеприпаса (о них — далее) надевший вовремя противогаз при прочих равных условиях получит ту же «нейтронную» дозу облучения, что и ненадевший.

^{Рис. 3.25}

^{Оснащение конского поголовья противогазами — важный элемент обеспечения мобильности войск в условиях ядерного конфликта}

Не «увенчались» и попытки использовать энергию взрыва «кружным путем». В 1989 году автор принимал участие в конференции «Мегагаусс-5», где обсуждались вопросы магнитной кумуляции. Привлек внимание доклад пожилого китайского ученого. Нагрузкой его спирального взрывомагнитного генератора (СВМГ) [62] служили две концентрические сферические сетки (рис. 3.26). Нагрузка автора не заинтересовала, в отличие от характеристик генератора. Китаец неплохо говорил по-русски (окончил в свое время, как и автор, МИФИ) и быстро выяснилось, что характеристики генератора от оптимальных далеки. Вероятно, разочарование слушателя раззадорило ханьца, потому что, отвечая на заданный автором уже из вежливости вопрос о нагрузке, он ответил, что сетка предназначена «для имплозии». Распаляясь, он ответил и на следующий вопрос — о начальной и конечной плотности сжимаемого вещества, после чего прояснилось многое, в том числе и то, что до «зажигания» синтеза (это слово никем из собеседников, понятно, не произносилось) очень далеко.

62

СВМГ, устройство которого описано в гл.4, способен сформировать очень мощный импульс тока: образцы с характерными размерами в метры — до сотен миллионов ампер.

^{Рис. 3.26}

^{Устройство для неядерного инициирования реакции синтеза.}

^{1 — спиральный взрывомагнитный генератор, формирующий мощный импульс тока;}

^{2 — сферический сетчатый токовый контур (чтобы не загромождать рисунок, концентрические сетки изображены схематично, окружностями);}

^{3 — термоядерное топливо.}

^{Протекание значительного тока при срабатывании СВМГ приводит к тому, что создаваемое им поле с большой силой «расталкивает сетки», при этом легкая внутренняя сетка сжимает термоядерное топливо}

… Совсем «чистый» заряд создать не удалось и по сей день, да и с «нечистыми» есть проблемы: любое соединение, содержащее тритий, нестабильно, потому что этот изотоп сам по себе «разваливается» на бета-частицы и гелий-3. В нейтронной трубке трития немного и гелий-3 поглощается там специальными пористыми материалами, а вот ампулу сделать герметичной нельзя, иначе ее просто разорвет давлением этого газа. Кроме того, гелий-3 — очень ценный продукт, его применяют в ядерных исследованиях, например, для наполнения счетчиков тех же нейтронов, так что его следует не выпускать (тем более что он изрядно «загрязнен» тритием), а накапливать (рис. 3.27) и тщательно собирать. Количество трития убывает вдвое за дюжину лет, и чтобы поддерживать готовность многочисленных термоядерных зарядов к применению, необходимо непрерывно нарабатывать тритий в реакторах, а расходы на такие хлопоты по карману не каждой державе. Когда в 70-х годах для Королевских ВМС были приобретены в США ракеты «Поларис», британские специалисты предпочли на первых порах отказаться от американского термоядерного боевого оснащения в пользу разработанных в своей стране менее мощных однофазных зарядов деления.

Но то — сдержанные и экономные англичане. А там, где «ядерный меч» считался святыней, на которой не пристало экономить, множились заложенные в бомбы мегатонны (рис. 3.28).

^{Рис. 3.27}

^{На контейнере М-102, предназначенном для заводского хранения термоядерного узла, имеется манометр для контроля давления гелия-3, выделяющегося при распаде трития}

^{Рис. 3.28}

^{Вверху — советская термоядерная бомба А602ЭН рекордной (более 50 мегатонн) мощности, не производившаяся серийно. После взрыва экспериментального образца на Новой земле, в Норвегии еще достаточно сильная ударная волна выдавила немало оконных стекол. Приборы метеостанций зафиксировали троекратное огибание планеты воздушными возмущениями. Конструкция допускала двукратное повышение энерговыделения, однако вероятность доставки бомбы к цели представлялась сомнительной: размеры чудовища весом 26,5 т не давали возможности даже закрыть бомболюк Ту-95В — новейшего по тому времени самолета.}

^{Энерговыделение взрыва американской авиабомбы Мк-17 (нижний снимок) не превышало 15 Мт, но с этими бомбами (вес — 10,1 т) регулярно вылетали на боевое патрулирование и подолгу находились в воздухе бомбардировщики В-36}

Происходил и обратный процесс: термоядерные реакции стали участвовать даже во взрывах небольшой мощности. Появились заряды деления без нейтронных трубок, но с шариком из дейтерида лития во внутренних полостях плутониевых сборок. Повышения температуры и плотности дейтерида при ударе движимого имплозией плутония для развития самоподдерживающейся термоядерной реакции недостаточно, но хватает для эмиссии запускающих деление нейтронов: реагируют ядра топлива, скорости которых, из-за статистического разброса, превышают среднее значение. Заряд с термоядерным источником (ТИ) проще и надежнее, но и опаснее: можно уповать на то, что во внештатной ситуации нейтронная трубка не сработает и взрыв не будет очень уж мощным, а вот ТИ делает такие надежды напрасными. По этой причине распространения заряды с ТИ не получили, но попытки «включить в работу» внутреннюю полость плутониевой сборки продолжались. Сначала полноценной термоядерной реакции добились в закачиваемой в полость дейтеро-тритиевой газовой смеси, а затем и смеси их твердых гидридов. Инициировал реакцию уже не удар плутония, а мощный поток излучения, вызванного делением. Практически все современные высокотехнологичные заряды снабжены узлом, повышающим энерговыделение за счет термоядерных реакций. Найдены и способы изменения энерговыделения усиливающего узла, даже при нахождении заряда на траектории: для этого изменяют пропускную способность каналов передачи радиации.

В пятидесятые годы единственным средством доставки ядерного оружия был самолет (рис. 3.29). Но если в ходе бомбардировочной операции Второй мировой фугасные бомбы валили на цель «большими тысячами», то ядерные были (да и остаются) штучной продукцией и случайности в виде появившихся некстати истребителей противника или точно наведенной зенитной ракеты требовалось исключить, как и пресечь предательские ссылки летчиков на какие-то там «неблагоприятные метеоусловия». В высоких кабинетах мечталось о чем-то таком, что прорвется к цели «через штормы, тайфуны и снег…» Грезились широкие массы трудящихся, с радостным пением: