Военные нанотехнологии -
ISBN 5-94836-096-2
Скачать (прямая ссылка):
составной части для инициирования реакции синтеза водорода) является значительно более тяжелой, и поэтому в целом не следует ожидать, что применение HT приведет к сколь-нибудь заметному уменьшению веса существующих образцов ядерного оружия. Для справки, можно привести некоторые характерные значения веса разных типов ядерных зарядов, принятых на вооружение Армией США. В настоящее время наиболее легкой в классе бомб является атомная фугасная бомба с тротиловым эквивалентом менее 1 кт{= 4,2 х 10|? Дж), вес которой составляет около 70 кг (вес собственно боевой части ~ 27 кг). Еще меньше (54 кг) весят ядерные артиллерийские снаряды с тротиловым эквивалентом около 0,1 кт. Для сравнения укажем, что ракетная боеголовка с водородной бомбой обычного (двухстадииного) типа весит 363 кг и имеет тротиловий эквивалент 335 кт JCochran et al., 1984: 311, 54, 75].
В течение ближайших пяти лет можно ожидать первых применений HT для модификации разных типов существующего ядерного оружия, а в следующие пять эти применения станут разнообразнее и масштабнее.
4. /. 19.2. Компьютерное моделирование ядерного оружия
При взрыве атомного устройства в его веществе начинают стремительно развиваться многочисленные и разнообразные физические процессы разной природы, в которых участвуют и взаимодействуют механические, ядерные, термодинамические, плазменные, радиационные и другие эффекты. Системы уравнений, описывающих поведение взрывающегося ядерного вещества, слишком сложны для аналитического решения, поэтому обычно их решают на ЭВМ численными методами. Сложность уравнений значительно возрастает при моделировании многомерных процессов, вследствие чего для расчетов уже давно приходится применять самые мощные и быстродействующие компьютеры. Более того, используемые для этих целей модели и вычислительные программы представляют настолько большую важность, что в течение десятилетий многие испытания реальных образцов ядерного оружия даже осуществлялись специально для проверки правильности и точности компьютерных расчетов, а также боеспособности создаваемых на их основе бомб и зарядов. После заключения в ! 996 году Договора о запрещении ядерных испытаний такие проверочные испытания стали невозможны, вследствие чего ядерные державы сосредоточили свои усилия на создании сверхмощных компьютеров, специализированных для расчета ядерных взрывов, и ff" 160 Глава 4. Потенциальные возможности военных применений HT
Однако следует учитывать» что в реальных ядерных взрывах успевает прореагировать лишь небольшая часть ядер, так что высвобождаемая энергия всегда оказывается ниже теоретического предела. Для повышения коэффициента полезного действия бомбы (если, конечно, использование такого термина представляется уместным относительно оружия массового поражения!), т.е. выделения большей энергии атомного заряда, конструкторы ядерного оружия уже десятки лет создают и испытывают все более изощренные устройства. Основная идея сводится к тому, чтобы исходным взрывом химических детонаторов осуществить максимальное сближение делящихся материалов или каким-то другим сложным образом скомбинировать процессы ядерного деления и синтеза для осуществления этой же цели.
Для инициирования реакции термоядерного синтеза обычно применяются атомные бомбы на основе урана или плутония, мощность которых не может быть ниже I килотонны. Очевидно, что для многих практических целей такие сверхмощные бомбы не нужны, что и привело разработчиков к идее о ядерных устройствах, работающих не по взрывному принципу. Такие устройства, позволяющие варьировать выделяющуюся энергию, уже получили название ядерного оружия четвертого поколения IGsponerand Hurni, 2000: Ch.4; Gsponer, 2002|15, хотя стоит отметить, что и в них энергия взрыва по-прежнему существенно превышает значения, достигаемые при использовании обычных взрывчатых веществ. Вес боезапаса современных систем обычного оружия (вещества типа тротила) составляет от 20 кг в артиллерийских снарядах до 500 кг в ракетных боеголовках или даже 1 тонны в крупных авиабомбах (собственно говоря, верхний предел веса боезаряда определяется просто техническими характеристиками самолета-носителя и т.п.). Мощность ядерного оружия 4-го поколения, в которых процессы ядерного слияния осуществляются на микроскопическом уровне (micro-fusion), в тротиловом эквиваленте варьируется от I тонны до 1 килотонны. При этом масса самого заряда составляет несколько килограмм, а в принципе может быть снижена до I килограммма или даже меньших значений. Такие снаряды, с одной стороны, являются чрезвычайно удобными для бомбардировки некоторых специфических целей (например, распределенных или, наоборот, точечных и сильно укрепленных), но проблема состоит в том, что их появление приведет к существенному размыванию границы между обычными (конвенциональными) и ядерными вооружениями.
Прямое инициирование реакций ядерною синтеза может осуществляться несколькими разными способами, например с ислользо- 4.1. Военные приложения HT | 199
ванием так называемого инерциального удержания, при котором излучение от большого числа высокоэнергетических лазеров концентрируется на очень маленькой (с диаметром менее 1 мм) таблетке ядерного материала с особой структурой и составом. Стоит отметить, что используемые в подобных экспериментах лазеры в настоящее время имеют гигантские размеры (например, лазерная установка NlF США занимает площадь 200 м х 85 м)":.
