Le armi nucleari piccole ea basso rendimento sono state storicamente sfortunate. In quei tempi benedetti, quando le cariche nucleari di tutti i tipi venivano attivamente sviluppate e testate, non c'era un isotopo adatto per loro. Erano disponibili solo plutonio-239 e uranio-235, e non si poteva ricavarne una carica nucleare compatta. Ovviamente, la testata americana W54 del peso di 23 kg sembrava molto favorevolmente sullo sfondo del Fat Man da 4,6 tonnellate, ma non era ancora così compatta come vorremmo.
Questa testata, a quanto pare, è stata una delle ultime che è stata effettivamente testata da un'esplosione nucleare. La successiva moratoria sui test nucleari ha rallentato bruscamente il lavoro, a causa del quale nell'arsenale nucleare sono rimasti prodotti principalmente potenti. Ora che il regime di non proliferazione e limitazione nucleare sembra essere sull'orlo dell'esaurimento, è possibile tornare allo sviluppo di nuovi tipi di cariche nucleari che potrebbero diversificare la guerra nucleare.
L'americio è il miglior candidato
Il plutonio come riempimento di una carica nucleare fa bene a tutti, solo che non consente di creare una carica veramente compatta, poiché ha una massa critica piuttosto grande - 10,4 kg. Con una densità di plutonio di 19,8 g per centimetro cubo, il volume della sfera sarà di 525,2 metri cubi. cm, e il suo diametro è di 10,1 cm Inoltre, affinché possa sbattere, è necessario prendere non una massa critica, ma un po 'di più, diciamo, 1,2 o 1,35 massa critica. Ciò è dovuto al fatto che il sistema di detonazione e la miccia di neutroni in una carica compatta non sono buoni come in una bomba aerea o in una testata missilistica, e per ottenere l'effetto, è necessario avere una maggiore scorta di materiale fissile. Pertanto, le cariche di plutonio compatto usavano solitamente 13-15 kg di plutonio (per 13 kg il diametro della palla è 10,7 cm), formato in un nucleo a forma di uovo o cilindrico.
In linea di principio, sebbene pesanti, ma abbastanza adatte per proiettili di artiglieria di grosso calibro, missili e mine, sono state ottenute cariche nella gamma di potenza da diverse centinaia di kg a 10-15 kt di equivalente TNT. Ma c'era una seria obiezione: perché usare il prezioso plutonio per armi per una carica a bassa potenza, se puoi fare una munizione termonucleare con una potenza incomparabilmente maggiore? Una testata da 400 kilotoni otterrà un effetto molto maggiore di 10-15 kt o anche meno.
In generale, c'erano due ragioni per il ritiro delle cariche nucleari a bassa potenza: dimensioni non troppo compatte, che ne rendevano difficile il loro utilizzo, e argomenti economico-militari a favore dell'irrazionalità di spendere il prezioso isotopo.
Negli anni '50 non c'era nulla che potesse sostituire l'uranio e il plutonio come isotopi per armi. Ma è passato del tempo da allora ed è apparso un buon candidato: l'americio-242. Questo isotopo si forma durante il decadimento del plutonio-241 (formato durante la cattura di un neutrone da parte dell'uranio-238) ed è contenuto nei rifiuti di lavorazione del plutonio e nel combustibile nucleare esaurito (SNF). Dopo 26 anni, tutto il plutonio-241 decade in americio-241, la cui emivita è molto più lunga: 432,2 anni. Pertanto, il SNF scaricato dai reattori e messo in deposito alla fine degli anni '80 e all'inizio degli anni '90 dovrebbe già contenere una quantità significativa di americio-241. Il suo isolamento, per quanto si può giudicare, non presenta particolari difficoltà.
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L'americio-241 viene utilizzato nell'industria, ad esempio, nei dispositivi per la misurazione continua dello spessore dell'acciaio laminato, come quello mostrato nella foto.
Se am-241 viene irradiato con neutroni, si otterrà un isotopo ancora più notevole di americio-242m. Poiché a Obninsk è stato progettato un reattore a base di americio-242, destinato all'ottenimento di radiazioni di neutroni per scopi medici, sono stati forniti alcuni dati sulla sua produzione. 1 grammo di am-242m si forma per irraggiamento di 100 grammi di am-241 (è stato ottenuto presso il reattore BN-350 ora smantellato a Shevchenko, Kazakistan), e per ottenere questa quantità è sufficiente processare 200 kg di SNF invecchiato. Abbiamo molte di queste cose: circa 20mila tonnellate di combustibile nucleare esaurito e una produzione annua di circa 200 tonnellate in più. Il SNF accumulato è sufficiente per produrre circa 1000 kg di am-242m.
A cosa serve l'AM-242M? Massa critica estremamente bassa. L'isotopo puro ha una massa critica di soli 17 grammi. Con una densità di americio di 13,6 g per centimetro cubo, sarà una palla con un diametro di 1,33 cm Se prendiamo 1,35 della massa critica, la palla avrà un diametro di 1,45 cm Con un riflettore e un sistema di sabbiatura, è abbastanza possibile mantenere la taglia 40 -mm proiettile. Il rilascio di energia di 1 g di am-242m corrisponde approssimativamente a 4,6 kg di TNT, così che una tale carica con 22,9 g di isotopo darà circa 105 kg di TNT.
Puoi usare una combinazione di am-241 e am-242m. Con il contenuto di quest'ultimo all'8%, la massa critica sarà di 420 grammi. Il diametro della palla sarà di 3,8 cm Può essere una granata nucleare per un gioco di ruolo, una mina per un mortaio da 82 mm e così via. Il rilascio di energia sarà di circa 2 tonnellate di equivalente TNT.
In generale, il miglior candidato per riempire cariche nucleari molto compatte, fino a proiettili nucleari di piccolo calibro. L'americio è anche buono in quanto emette poco calore durante il decadimento, quasi non si riscalda, e quindi lo stoccaggio di munizioni nucleari ripiene di americio non richiede frigoriferi. La lunga emivita: am-241 - 433,2 anni, am-242m - 141 anni, consente anche la produzione e lo stoccaggio di americio per usi futuri. Tali munizioni possono essere conservate per 30-40 anni senza cambiamenti significativi nelle loro caratteristiche, mentre il plutonio deve essere inviato per la pulizia dai prodotti di decomposizione dopo 10-15 anni.
La carica di americio può essere usata da sola e anche come miccia di neutroni nucleari per cariche più potenti. Se si scopre che una carica di americio può avviare una reazione termonucleare (che potrebbe benissimo essere), allora si aprirà la possibilità di creare cariche termonucleari molto compatte e leggere, ma allo stesso tempo potenti.
Testata per missili guidati
Una domanda importante è per cosa può essere utilizzata una carica di americio così compatta. Ad esempio, prenderemo una carica dotata di circa 500 grammi di americio e un rilascio di energia di 2,3-2,5 tonnellate di equivalente TNT. Il peso totale di questo prodotto può essere di soli 2-3 kg. Dove e come può essere applicato?
Missili terra-aria e USS Fitzgerald (DDG-62) dopo la collisione con una nave portacontainer filippina il 17 giugno 2017. I cacciatorpediniere di questo tipo hanno un difetto di progettazione, a causa del quale, dopo una collisione e un buco, la nave ha perso velocità a causa dell'allagamento della sala macchine. Se un tale cacciatorpediniere viene colpito da un razzo con una carica americana, è probabile che affondi." title="USS Fitzgerald (DDG-62) dopo la collisione con una nave portacontainer filippina il 17 giugno 2017. I cacciatorpediniere di questo tipo hanno un difetto di progettazione, a causa del quale, dopo una collisione e un buco, la nave ha perso velocità a causa dell'allagamento della sala macchine. Se un tale cacciatorpediniere viene colpito da un razzo con una carica americana, è probabile che affondi." />
USS Fitzgerald (DDG-62) dopo la collisione con una nave portacontainer filippina il 17 giugno 2017. I cacciatorpediniere di questo tipo hanno un difetto di progettazione, a causa del quale, dopo una collisione e un buco, la nave ha perso velocità a causa dell'allagamento della sala macchine. Se un tale cacciatorpediniere viene colpito da un razzo con una carica americana, è probabile che affondi.
Siluri. In generale, una carica con una capacità di 2,3 tonnellate di TNT equivalente installata in un siluro, anche se non il più moderno, lo trasforma in un valido argomento contro navi e navi anche di grandi dimensioni.
ATGM. Se il peso dell'intera munizione è nel raggio di 2-3 kg, allora possono essere equipaggiati con missili per sistemi missilistici anticarro, ad esempio "Kornet". Ha un buon raggio di tiro, fino a 5,5 km, il che rende abbastanza sicuro l'uso di una carica nucleare compatta e di bassa potenza. Qualsiasi carro armato, anche l'ultimo e più protetto, sarà garantito per essere distrutto da un simile missile.
Già da questa brevissima panoramica è chiaro che il miglior vettore per cariche nucleari così compatte sono vari tipi di missili guidati. La carica americana risulterà piuttosto costosa e non sarà possibile produrne così tante, diverse centinaia, forse fino a mille pezzi. Pertanto, hanno bisogno di sparare a qualcosa di prezioso e importante, che almeno economicamente giustifichi il suo utilizzo. Obiettivi: aerei, navi, sistemi di difesa aerea, radar, forse anche i più recenti (cioè i più costosi) carri armati e cannoni semoventi. La combinazione della precisione dei missili guidati con la resa molto più elevata della carica americana rispetto agli esplosivi standard renderebbe un'arma del genere molto efficace.
Autore: Dmitry Verkhoturov
