Povijesno gledano, male i nuklearne bojeve glave s malim prinosom nisu imale sreće. U tim blagoslovljenim vremenima, kada su se nuklearni naboji svih vrsta aktivno razvijali i testirali, za njih nije postojao odgovarajući izotop. Dostupni su bili samo plutonij-239 i uran-235, a od njih niste mogli napraviti kompaktni nuklearni naboj. Naravno, američka bojeva glava W54 teška 23 kg izgledala je vrlo povoljno na pozadini "Debelog čovjeka" teškog 4,6 tona, ali ipak nije bila tako kompaktna koliko bismo željeli.
Ova bojna glava, očito, bila je jedna od posljednjih, koja je zapravo testirana nuklearnom eksplozijom. Naknadni moratorij na nuklearne probe naglo je usporio rad, zbog čega su u nuklearnom arsenalu ostali uglavnom snažni proizvodi. Sada kada se čini da je režim neširenja i ograničenja nuklearnog oružja na rubu iscrpljenosti, moguće je vratiti se razvoju novih vrsta nuklearnih naboja koji bi mogli diverzificirati nuklearni rat.
Americium je najbolji kandidat
Plutonij kao punjenje nuklearnog naboja dobar je za sve, samo što ne dopušta stvaranje doista kompaktnog naboja, budući da ima prilično veliku kritičnu masu - 10,4 kg. S gustoćom plutonija od 19,8 g po kubnom centimetru, volumen kugle bit će 525,2 kubnih metara. cm, a promjer mu je 10, 1 cm. Osim toga, da bi se udario, mora se uzeti ne jedna kritična masa, već malo više, recimo, 1, 2 ili 1, 35 kritične mase. To je zbog činjenice da sustav detonacije i neutronski osigurač u kompaktnom naboju nisu toliko dobri kao u zračnoj bombi ili raketnoj bojevoj glavi, a da bi se postigao ovaj učinak, potrebno je imati veću zalihu cijepljivog materijala. Stoga se u kompaktnim plutonijevim nabojima obično koristilo 13-15 kg plutonija (za 13 kg promjer kugle je 10,7 cm), formiran u jezgru u obliku jajeta ili cilindričnu.
U načelu, iako teški, ali sasvim prikladni za topničke granate, projektile i mine velikog kalibra, pokazalo se da su u rasponu snage od nekoliko stotina kg do 10-15 kt TNT ekvivalenta. No, postojao je ozbiljan prigovor: zašto koristiti dragocjeni oružani plutonij za punjenje male snage, ako možete napraviti termonuklearno streljivo s neusporedivo većom snagom? Bojna glava od 400 kilotona postići će učinak mnogo veći od 10-15 kt ili čak i manje.
Općenito, postojala su dva razloga za povlačenje nuklearnih naboja male snage: ne previše kompaktne dimenzije koje su otežavale njihovu uporabu i vojno-ekonomski argumenti za neracionalnost trošenja vrijednog izotopa.
Pedesetih godina prošlog stoljeća nije bilo ništa što bi zamijenilo uran i plutonij kao izotope oružja. No, od tada je prošlo neko vrijeme i pojavio se dobar kandidat - americij -242. Ovaj izotop nastaje tijekom raspada plutonija-241 (nastalog tijekom hvatanja neutrona uranijem-238), a nalazi se u otpadu od prerade plutonija i istrošenom nuklearnom gorivu (SNF). Nakon 26 godina sav će se plutonij-241 raspasti u americij-241, čije je vrijeme poluraspada znatno duže-432,2 godine. Stoga bi SNF istovaren iz reaktora i stavljen u skladište krajem 1980-ih i početkom 1990-ih već trebao sadržavati značajnu količinu americija-241. Njegova izoliranost, koliko se može procijeniti, ne predstavlja posebne poteškoće.
Ako se am-241 ozrači neutronima, tada će se dobiti još značajniji izotop americij-242m. Budući da je u Obninsku projektiran reaktor na bazi americija-242, namijenjen za dobivanje neutronskog zračenja u medicinske svrhe, dati su neki podaci o njegovoj proizvodnji. 1 gram am-242m nastaje ozračivanjem 100 grama am-241 (dobiven je u sada demontiranom reaktoru BN-350 u Ševčenku u Kazahstanu), a za dobivanje te količine dovoljno je preraditi 200 kg odležanog SNF. Imamo puno ovih stvari: oko 20 tisuća tona istrošenog nuklearnog goriva i godišnja proizvodnja od oko 200 tona više. Akumulirani SNF dovoljan je za proizvodnju oko 1000 kg am-242m.
Čemu služi AM-242M? Izuzetno niska kritična masa. Čisti izotop ima kritičnu masu od samo 17 grama. S gustoćom americija od 13,6 g po kubičnom centimetru, to će biti kugla promjera 1,33 cm. Ako uzmemo 1,35 kritične mase, tada će kugla biti promjera 1,45 cm. Sa reflektorom i sustavom za pjeskarenje, sasvim je moguće držati unutar projektila veličine 40 mm. Oslobađanje energije od 1 g am-242m odgovara približno 4,6 kg TNT-a, tako da će takav naboj s 22,9 g izotopa dati približno 105 kg TNT-a.
Može se koristiti mješavina am-241 i am-242m. Uz sadržaj potonjeg od 8%, kritična masa bit će 420 grama. Promjer kugle bit će 3,8 cm. To može biti nuklearna granata za RPG, mina za minobacač od 82 mm itd. Oslobađanje energije bit će oko 2 tone ekvivalenta TNT -a.
Općenito, najbolji kandidat za ulogu punjenja vrlo kompaktnih nuklearnih naboja, do nuklearnih projektila malog kalibra. Americij je također dobar po tome što tijekom raspadanja emitira malo topline, gotovo se ne zagrijava, pa za skladištenje nuklearnog streljiva punjenog americijem nisu potrebni hladnjaci. Dugo razdoblje poluraspada: am-241-433, 2 godine, am-242m-141 godina, također omogućuje proizvodnju i akumulaciju americija za buduću upotrebu. Takvo streljivo može se skladištiti 30-40 godina bez značajnih promjena u njihovim karakteristikama, dok bi plutonij nakon 10-15 godina trebalo poslati na čišćenje od proizvoda raspadanja.
Američki se naboj može koristiti samostalno, kao i osigurač nuklearnog neutrona za snažnije naboje. Ako se pokaže da americijski naboj može pokrenuti termonuklearnu reakciju (što bi moglo biti), tada će se otvoriti mogućnost stvaranja vrlo kompaktnih i lakih, ali istodobno snažnih termonuklearnih naboja.
Bojna glava za vođene projektile
Važno je pitanje za što se može koristiti tako vrlo kompaktno američko punjenje. Na primjer, uzet ćemo punjenje opremljeno s oko 500 grama americija i oslobađanjem energije od 2, 3-2, 5 tona TNT ekvivalenta. Ukupna težina ovog proizvoda može biti čak 2-3 kg. Gdje i kako se može primijeniti?
Rakete zemlja-zrak i zrak-zrak, odnosno protuzrakoplovni i zrakoplovni projektili, namijenjeni uništavanju zrakoplova. Za zrakoplov je nadtlak od 0,2 kgf / cm2 definitivno opasan (opterećenje na krilu Su-35 može, primjerice, doseći 0,06 kgf / cm2). Eksplozija kompaktnog nuklearnog naboja kapaciteta 2,3 tone stvorit će takav nadtlak na udaljenosti od oko 210 metara, a nadtlak od 1,3 kgf / cm2, pri kojem će sigurno doći do uništenja zrakoplova, stvorit će eksploziju na udaljenosti od 60 metara. Blizinski osigurači projektila zrakoplova obično pokreću naboj na udaljenosti od 3-5 metara od cilja, a u ovom slučaju ciljni zrakoplov definitivno ne sjaji ništa dobro - zajamčen poraz! Fini prskani metali i oblak radioaktivnih para.
Protivbrodske rakete. Male protubrodske rakete, poput Kh-35 i sličnih, najprikladnije za uporabu (postoje zrakoplovi, helikopteri, brodski, kopneni, pa čak i kontejneri), nažalost, toliko su slabe da ne mogu potonuti, ali čak i ozbiljno oštetiti svaki veliki brod. To se jasno vidi pri pucanju na ispisani tenkovski desantni brod USS Racine (LST-1191). Pogodilo ga je 12 protubrodskih projektila, slično kao Kh-35, a brod je ostao na površini. S njim su završili samo s torpedom. To ne čudi ako bojna glava projektila ima težinu od 150-250 kg, a snaga im je relativno mala. Opremanje projektila X-35 američkim nuklearnim nabojem navedenih karakteristika čini ovu raketu mnogo opasnijom čak i za velike brodove. Ako takav projektil pogodi razarač klase Arleigh Burke, u svom najboljem slučaju bit će potrebni dugotrajni tvornički popravci. No, može se računati i na potonuće jer bi eksplozija takve snage mogla uništiti trup broda.
Torpeda. Općenito, punjenje kapaciteta 2,3 tone TNT -a, instalirano u torpedu, čak i ne najmodernijem, pretvara ga u uvjerljiv argument protiv čak i velikih brodova i brodova.
ATGM. Ako je težina cijelog streljiva u rasponu od 2-3 kg, tada se mogu opremiti projektilima za protutenkovske raketne sustave, na primjer, "Kornet". Ima dobar domet gađanja, do 5, 5 km, što ga čini sasvim sigurnim za korištenje kompaktnog nuklearnog naboja male snage. Zajamčeno će biti uništen svaki projektil, čak i najnoviji i najzaštićeniji tenk.
Već iz ovog vrlo kratkog pregleda jasno je da su najbolji nosači za tako vrlo kompaktne nuklearne naboje razne vrste vođenih projektila. Američki će se naboj pokazati prilično skupim i neće ih biti moguće proizvesti toliko, nekoliko stotina, možda i do tisuću komada. Stoga trebaju pucati u nešto vrijedno i važno, što će barem ekonomski opravdati njegovu uporabu. Ciljevi: zrakoplovi, brodovi, sustavi protuzračne obrane, radari, vjerojatno i najnoviji (to jest najskuplji) tenkovi i samohodne topove. Kombinacija preciznosti vođenih projektila s mnogo većim iskorištenjem američkog naboja u odnosu na standardni eksploziv učinilo bi takvo oružje vrlo učinkovitim.
