Взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтеза изотопов водорода (дейтерия и трития) в более тяжелые, например ядра изогона гелия. При термоядерных реакциях выделяется энергии в 5 раз больше, чем при реакциях деления (при одной и той же массе ядер).
Ядерное оружие включает различные ядерные боеприпасы, средства доставки их к цели (носители) и средства управления.
В зависимости от способа получения ядерной энергии боеприпасы подразделяют на ядерные (на реакциях деления), термоядерные (на реакциях синтеза), комбинированные (в которых энергия получается по схеме «деление — синтез — деление»). Мощность ядерных боеприпасов измеряется тротиловым эквивалентом, т. с. массой взрывчатого вещества тротила, при взрыве которою выделяется такое количество энергии, как при взрыве данного ядерного босирипаса. Тротиловый эквивалент измеряется в тоннах, килотоннах (кт), мегатоннах (Мт).
На реакциях деления конструируются боеприпасы мощностью до 100 кт, на реакциях синтеза — от 100 до 1000 кт (1 Мт). Комбинированные боеприпасы могут быть мощностью более 1 Мт. По мощности ядерные боеприпасы делят на сверхмалые (до 1 кг), малые (1 -10 кт), средние (10-100 кт) и сверхкрупные (более 1 Мт).
В зависимости от целей применения ядерного оружия ядерные взрывы могут быть высотными (выше 10 км), воздушными (не выше 10 км), наземными (надводными), подземными (подводными).
Основными поражающими факторами ядерного взрыва являются: ударная волна, световое излучение ядерного взрыва, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности и электромагнитный импульс.
Ударная волна (УВ) — область резко сжатого воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью.
Раскаленные пары и газы, стремясь расшириться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до больших давлений и плотности и нагревают до высокой температуры (несколько десятков тысяч градусов). Этот слой сжатого воздуха представляет ударную волну. Передняя граница сжатого слоя воздуха называется фронтом ударной волны. За фронтом УВ следует область разряжения, где давление ниже атмосферного. Вблизи центра взрыва скорость распространения УВ в несколько раз превышает скорость звука. С увеличением расстояния от места взрыва скорость распространения волны быстро падает. На больших расстояниях ее скорость приближается к скорости распространения звука в воздухе.
Ударная волна боеприпаса средней мощности проходит: первый километр за 1,4 с; второй — за 4 с; пятый — за 12 с.
Поражающее воздействие УВ на людей, технику, здания и сооружения характеризуется: скоростным напором; избыточным давлением во фронте движения УВ и временем ее воздействия на объект (фаза сжатия).
Воздействие УВ на людей может быть непосредственным и косвенным. При непосредственном воздействии причиной травм является мгновенное повышение давления воздуха, что воспринимается как резкий удар, ведущий к переломам, повреждению внутренних органов, разрыву кровеносных сосудов. При косвенном воздействии люди поражаются летящими обломками зданий и сооружений, камнями, деревьями, битым стеклом и другими предметами. Косвенное воздействие достигает 80 % от всех поражений.
При избыточном давлении 20-40 кПа (0,2-0,4 кгс/см 2) незащищенные люди могут получить легкие поражения (легкие ушибы и контузии). Воздействие УВ с избыточным давлением 40-60 кПа приводит к поражениям средней тяжести: потеря сознания, повреждение органов слуха, сильные вывихи конечностей, поражения внутренних органов. Крайне тяжелые поражения, нередко со смертельным исходом, наблюдаются при избыточном давлении свыше 100 кПа.
Степень поражения ударной волной различных объектов зависит от мощности и вида взрыва, механической прочности (устойчивости объекта), а также от расстояния, на котором произошел взрыв, рельефа местности и положения объектов на местности.
Для защиты от воздействия УВ следует использовать: траншеи, щели и окопы, снижающие се действие в 1,5-2 раза; блиндажи — в 2-3 раза; убежища — в 3-5 раз; подвалы домов (зданий); рельеф местности (лес, овраги, лощины и т. д.).
Световое излучение — это поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные лучи.
Его источник — светящаяся область, образуемая раскаленными продуктами взрыва и раскаленным воздухом. Световое излучение распространяется практически мгновенно и длится, в зависимости от мощности ядерного взрыва, до 20 с. Однако сила его такова, что, несмотря на кратковременность, оно способно вызывать ожоги кожи (кожных покровов), поражение (постоянное или временное) органов зрения людей и возгорание горючих материалов объектов. В момент образования светящейся области температура на ее поверхности достигает десятков тысяч градусов. Основным поражающим фактором светового излучения является световой импульс.
Световой импульс — количество энергии в калориях, падающей на единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению излучения, за все время свечения.
Ослабление светового излучения возможно вследствие экранирования его атмосферной облачностью, неровностями местности, растительностью и местными предметами, снегопадом или дымом. Так, густой лее ослабляет световой импульс в А-9 раз, редкий — в 2-4 раза, а дымовые (аэрозольные) завесы — в 10 раз.
Для защиты населения от световою излучения необходимо использовать защитные сооружения, подвалы домов и зданий, защитные свойства местности. Любая преграда, способная создать тень, защищает от прямого действия светового излучения и исключает ожоги.
Проникающая радиация — ноток гамма-лучей и нейтронов, излучаемых из зоны ядерного взрыва. Время ее действия составляет 10-15 с, дальность — 2-3 км от центра взрыва.
При обычных ядерных взрывах нейтроны составляют примерно 30 %, при взрыве нейтронных боеприпасов — 70-80 % от у-излучения.
Поражающее действие проникающей радиации основано на ионизации клеток (молекул) живого организма, приводящей к гибели. Нейтроны, кроме того, взаимодействуют с ядрами атомов некоторых материалов и могут вызвать в металлах и технике наведенную активность.
Основным параметром, характеризующим проникающую радиацию, является: для у-излучений — доза и мощность дозы излучения, а для нейтронов — поток и плотность потока.
Допустимые дозы облучения населения в военное время: однократная — в течение 4 суток 50 Р; многократная — в течение 10-30 суток 100 Р; в течение квартала — 200 Р; в течение года — 300 Р.
В результате прохождения излучений через материалы окружающей среды уменьшается интенсивность излучения. Ослабляющее действие принято характеризовать слоем половинного ослабления, т. с. такой толщиной материала, проходя через которую радиация уменьшается в 2 раза. Например, в 2 раза ослабляют интенсивность у-лучей: сталь толщиной 2,8 см, бетон — 10 см, грунт — 14 см, дерево — 30 см.
В качестве защиты от проникающей радиации используются защитные сооружения , которые ослабляют ее воздействие от 200 до 5000 раз. Слой фунта в 1,5 м защищает от проникающей радиации практически полностью.
Радиоактивное загрязнение воздуха, местности, акватории и расположенных на них объектов происходит в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва.
При температуре примерно 1700 °С свечение светящейся области ядерного взрыва прекращается и она превращается в темное облако, к которому поднимается пылевой столб (поэтому облако имеет грибовидную форму). Это облако движется по направлению ветра, и из него выпадают РВ.
Источниками РВ в облаке являются продукты деления ядерного горючего (урана, плутония), непрореагировавшая часть ядерного горючего и радиоактивные изотопы, образующиеся в результате действия нейтронов на грунт (наведенная активность). Эти РВ, находясь на загрязненных объектах, распадаются, испуская ионизирующие излучения, которые фактически и являются поражающим фактором.
Параметрами радиоактивного загрязнения являются доза облучения (по воздействию на людей) и мощность дозы излучения — уровень радиации (по степени загрязнения местности и различных объектов). Эти параметры являются количественной характеристикой поражающих факторов: радиоактивного загрязнения при аварии с выбросом РВ, а также радиоактивною загрязнения и проникающей радиации при ядерном взрыве.
На местности, подвергшейся радиоактивному заражению при ядерном взрыве, образуются два участка: район взрыва и след облака.
По степени опасности зараженную местность по следу облака взрыва принято делить на четыре зоны (рис. 1):
Зона А — зона умеренного заражения. Характеризуется дозой излучения до полного распада радиоактивных веществ на внешней границе зоны 40 рад и на внутренней — 400 рад. Площадь зоны А составляет 70-80 % площади всего следа.
Зона Б — зона сильного заражения. Дозы излучения на границах равны соответственно 400 рад и 1200 рад. Площадь зоны Б — примерно 10 % площади радиоактивною следа.
Зона В — зона опасного заражения. Характеризуется дозами излучения на границах 1200 рад и 4000 рад.
Зона Г — зона чрезвычайно опасного заражения. Дозы на границах 4000 рад и 7000 рад.
Рис. 1. Схема радиоактивного загрязнения местности в районе ядерного взрыва и по следу движения облака
Уровни радиации на внешних границах этих зон через 1 час после взрыва составляет соответственно 8, 80, 240, 800 рад/ч.
Большая часть радиоактивных осадков, вызывающая радиоактивное заражение местности, выпадает из облака за 10-20 ч после ядерного взрыва.
Электромагнитный импульс (ЭМИ) — это совокупность электрических и магнитных полей, возникающих в результате ионизации атомов среды под воздействием гамма-излучения. Продолжительность его действия составляет несколько миллисекунд.
Основными параметрами ЭМИ являются наводимые в проводах и кабельных линиях токи и напряжения, которые могут приводить к повреждению и выводу из строя радиоэлектронной аппаратуры, а иногда и к повреждению работающих с аппаратурой людей.
При наземном и воздушном взрывах поражающее действие электромагнитного импульса наблюдается на расстоянии нескольких километров от центра ядерного взрыва.
Наиболее эффективной защитой от электромагнитного импульса является экранирование линий энергоснабжения и управления, а также радио- и электроаппаратуры.
Обстановка, складывающаяся при применении ядерного оружия в очагах поражения.
Очаг ядерного поражения — это территория, в пределах которой в результате применения ядерного оружия произошли массовые поражения и гибель людей, сельскохозяйственных животных и растений, разрушения и повреждения зданий и сооружений, коммунально-энергетических и технологических сетей и линий, транспортных коммуникаций и других объектов.
Для определения характера возможных разрушений, объема и условий проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ очаг ядерного поражения условно делят на четыре зоны: полных, сильных, средних и слабых разрушений.
Зона полных разрушений имеет па границе избыточное давление на фронте ударной волны 50 кПа и характеризуется массовыми безвозвратными потерями среди незащищенного населения (до 100 %), полными разрушениями зданий и сооружений, разрушениями и повреждениями коммунально-энергетических и технологических сетей и линий, а также части убежищ гражданской обороны, образованием сплошных завалов в населенных пунктах. Лес полностью уничтожается.
Зона сильных разрушений с избыточным давлением на фронте ударной волны от 30 до 50 кПа характеризуется: массовыми безвозвратными потерями (до 90 %) среди незащищенного населения, полными и сильными разрушениями зданий и сооружений, повреждением коммунально- энергетических и технологических сетей и линий, образованием местных и сплошных завалов в населенных пунктах и лесах, сохранением убежищ и большинства противорадиационных укрытий подвального типа.
Зона средних разрушений с избыточным давлением от 20 до 30 кПа характеризуется безвозвратными потерями среди населения (до 20 %), средними и сильными разрушениями зданий и сооружений, образованием местных и очаговых завалов, сплошных пожаров, сохранением коммунально-энергетических сетей, убежищ и большинства противорадиационных укрытий.
Зона слабых разрушений с избыточным давлением от 10 до 20 кПа характеризуется слабыми и средними разрушениями зданий и сооружений.
Очаг поражения но количеству погибших и пораженных может быть соизмерим или превосходить очаг поражения при землетрясении. Так, при бомбежке (мощность бомбы до 20 кт) города Хиросима 6 августа 1945 г. его большая часть (60 %) была разрушена, а число погибших составило до 140 000 чел.
Персонал объектов экономики и население, попадающие в зоны радиоактивного заражения, подвергаются воздействию ионизирующих излучений, что вызывает лучевую болезнь. Тяжесть болезни зависит от полученной дозы излучения (облучения). Зависимость степени лучевой болезни от величины дозы излучения приведена в табл. 2.
Таблица 2. Зависимость степени лучевой болезни от величины дозы облучения
В условиях военных действий с применением ядерного оружия в зонах радиоактивного заражения могут оказаться обширные территории, а облучение людей — принять массовый характер. Для исключения переоблучения персонала объектов и населения в таких условиях и для повышения устойчивости функционирования объектов народного хозяйства в условиях радиоактивного заражения па военное время устанавливают допустимые дозы облучения. Они составляют:
Вызванные применением ядерного оружия, наиболее сложные. Для их ликвидации необходимы несоизмеримо большие силы и средства, чем при ликвидации ЧС мирного времени.
Северная Корея угрожает США испытаниями сверхмощной водородной бомбы в Тихом океане. Япония, которая может пострадать из-за испытаний, назвала планы КНДР абсолютно неприемлемыми. Президенты Дональд Трамп и Ким Чен Ын ругаются в интервью и говорят об открытом военном конфликте. Для тех, кто не разбирается в ядерном оружии, но хочет быть в теме, «Футурист» составил путеводитель.
Как работает ядерное оружие?
Как и в обычной динамитной шашке, в ядерной бомбе используется энергия. Только высвобождается она не в ходе примитивной химической реакции, а в сложных ядерных процессах. Существует два основных способа выделения ядерной энергии из атома. В ядерном делении ядро атома распадается на два меньших фрагмента с нейтроном. Ядерный синтез – процесс, с помощью которого Солнце вырабатывает энергию – включает объединение двух меньших атомов с образованием более крупного. В любом процессе, делении или слиянии выделяются большие количества тепловой энергии и излучения. В зависимости от того, используется деление ядер или их синтез, бомбы делятся на ядерные (атомные) и термоядерные .
А можно поподробнее про ядерное деление?
Взрыв атомной бомбы над Хиросимой (1945 г)
Как вы помните, атом состоит из трех типов субатомных частиц: протонов, нейтронов и электронов. Центр атома, называемый ядром , состоит из протонов и нейтронов. Протоны положительно заряжены, электроны – отрицательно, а нейтроны вообще не имеют заряда. Отношение протон-электрон всегда один к одному, поэтому атом в целом имеет нейтральный заряд. Например, атом углерода имеет шесть протонов и шесть электронов. Частицы удерживаются вместе фундаментальной силой – сильным ядерным взаимодействием .
Свойства атома могут значительно меняться в зависимости от того, сколько различных частиц в нем содержится. Если изменить количество протонов, у вас будет уже другой химический элемент. Если же изменить количество нейтронов, вы получите изотоп того же элемента, что у вас в руках. Например, углерод имеет три изотопа: 1) углерод-12 (шесть протонов + шесть нейтронов), стабильную и часто встречающуюся форму элемента, 2) углерод-13 (шесть протонов + семь нейтронов), который является стабильным, но редким и 3) углерод-14 (шесть протонов + восемь нейтронов), который является редким и неустойчивым (или радиоактивным).
Большинство атомных ядер стабильны, но некоторые из них неустойчивы (радиоактивны). Эти ядра спонтанно излучают частицы, которые ученые называют радиацией. Этот процесс называется радиоактивным распадом . Существует три типа распада:
Альфа-распад : ядро выбрасывает альфа-частицу – два протона и два нейтрона, связанных вместе. Бета-распад : нейтрон превращается в протон, электрон и антинейтрино. Выброшенный электрон является бета-частицей. Спонтанное деление: ядро распадается на несколько частей и выбрасывает нейтроны, а также излучает импульс электромагнитной энергии – гамма-луч. Именно последний тип распада используется в ядерной бомбе. Свободные нейтроны, выброшенные в результате деления, начинают цепную реакцию , которая высвобождает колоссальное количество энергии.
Из чего делают ядерные бомбы?
Их могут делать из урана-235 и плутония-239. Уран в природе встречается в виде смеси трех изотопов: 238 U (99,2745 % природного урана), 235 U (0,72 %) и 234 U (0,0055 %). Наиболее распространенный 238 U не поддерживает цепную реакцию: на это способен лишь 235 U. Чтобы достичь максимальной мощности взрыва, необходимо, чтобы содержание 235 U в «начинке» бомбы составляло не менее 80%. Поэтому уран приходится искусственно обогащать . Для этого смесь урановых изотопов разделяют на две части так, чтобы в одной из них оказалось больше 235 U.
Обычно при разделении изотопов остается много обедненного урана, не способного вступить в цепную реакцию – но есть способ заставить его это сделать. Дело в том, что плутоний-239 в природе не встречается. Зато его можно получить, бомбардируя нейтронами 238 U.
Как измеряется их мощность?
Мощность ядерного и термоядерного заряда измеряется в тротиловом эквиваленте - количестве тринитротолуола, которое нужно взорвать для получения аналогичного результата. Она измеряется в килотоннах (кт) и мегатоннах (Мт). Мощность сверхмалых ядерных боеприпасов составляет менее 1 кт, в то время как сверхмощные бомбы дают более 1 Мт.
Мощность советской «Царь-бомбы» составляла по разным данным от 57 до 58,6 мегатонн в тротиловом эквиваленте, мощность термоядерной бомбы, которую в начале сентября испытала КНДР, составила около 100 килотонн.
Кто создал ядерное оружие?
Американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс
В 1930-х годах итальянский физик Энрико Ферми продемонстрировал, что элементы, подвергшиеся бомбардировке нейтронами, могут быть преобразованы в новые элементы. Результатом этой работы стало обнаружение медленных нейтронов , а также открытие новых элементов, не представленных на периодической таблице. Вскоре после открытия Ферми немецкие ученые Отто Ган и Фриц Штрассман бомбардировали уран нейтронами, в результате чего образовался радиоактивный изотоп бария. Они пришли к выводу, что низкоскоростные нейтроны заставляют ядро урана разрываться на две более мелкие части.
Эта работа взбудоражила умы всего мира. В Принстонском университете Нильс Бор работал с Джоном Уилером для разработки гипотетической модели процесса деления. Они предположили, что уран-235 подвергается делению. Примерно в то же время другие ученые обнаружили, что процесс деления привел к образованию еще большего количества нейтронов. Это побудило Бора и Уилера задать важный вопрос: могли ли свободные нейтроны, созданные в результате деления, начать цепную реакцию, которая высвободила бы огромное количество энергии? Если это так, то можно создать оружие невообразимой силы. Их предположения подтвердил французский физик Фредерик Жолио-Кюри . Его заключение стало толчком для разработок по созданию ядерного оружия.
Над созданием атомного оружия трудились физики Германии, Англии, США, Японии. Перед началом Второй мировой войны Альберт Эйнштейн написал президенту США Франклину Рузвельту о том, что нацистская Германия планирует очистить уран-235 и создать атомную бомбу. Сейчас выяснилось, что Германия была далека от проведения цепной реакции: они работали над «грязной», сильно радиоактивной бомбой. Как бы то ни было, правительство США бросило все силы на создание атомной бомбы в кратчайшие сроки. Был запущен «Манхэттенский проект», которым руководили американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс . В нем участвовали крупные ученые, эмигрировавшие из Европы. К лету 1945 года было создано атомное оружие, основанное на двух видах делящегося материала - урана-235 и плутония-239. Одну бомбу, плутониевую «Штучку», взорвали на испытаниях, а еще две, уранового «Малыша» и плутониевого «Толстяка» сбросили на японские города Хиросиму и Нагасаки.
Как работает термоядерная бомба и кто ее изобрел?
Термоядерная бомба основана на реакции ядерного синтеза . В отличие от ядерного деления, которое может проходить как самопроизвольно, так и вынужденно, ядерный синтез невозможен без подвода внешней энергии. Атомные ядра заряжены положительно - поэтому они отталкиваются друг от друга. Эта ситуация называется кулоновским барьером. Чтобы преодолеть отталкивание, необходимо разогнать эти частицы до сумасшедших скоростей. Это можно осуществить при очень высокой температуре - порядка нескольких миллионов кельвинов (отсюда и название). Термоядерные реакции бывают трех видов: самоподдерживающиеся (проходят в недрах звезд), управляемые и неуправляемые или взрывные – они используются в водородных бомбах.
Идею бомбы с термоядерным синтезом, инициируемым атомным зарядом, предложил Энрико Ферми своему коллеге Эдварду Теллеру еще в 1941 году, в самом начале Манхэттенского проекта. Однако тогда эта идея оказалась не востребована. Разработки Теллера усовершенствовал Станислав Улам , сделав идею термоядерной бомбы осуществимой на практике. В 1952 году на атолле Эниветок в ходе операции Ivy Mike испытали первое термоядерное взрывное устройство. Однако это был лабораторный образец, непригодный в боевых действиях. Год спустя Советский Союз взорвал первую в мире термоядерную бомбу, собранную по конструкции физиков Андрея Сахарова и Юлия Харитона . Устройство напоминало слоёный пирог, поэтому грозное оружие прозвали «Слойкой». В ходе дальнейших разработок на свет появилась самая мощная бомба на Земле, «Царь-бомба» или «Кузькина мать». В октябре 1961 года ее испытали на архипелаге Новая Земля.
Из чего делают термоядерные бомбы?
Если вы думали, что водородные и термоядерные бомбы - это разные вещи, вы ошибались. Эти слова синонимичны. Именно водород (а точнее, его изотопы - дейтерий и тритий) требуется для проведения термоядерной реакции. Однако есть сложность: чтобы взорвать водородную бомбу, необходимо сначала в ходе обычного ядерного взрыва получить высокую температуру - лишь тогда атомные ядра начнут реагировать. Поэтому в случае с термоядерной бомбой большую роль играет конструкция.
Широко известны две схемы. Первая - сахаровская «слойка». В центре располагался ядерный детонатор, который был окружен слоями дейтерида лития в смеси с тритием, которые перемежались со слоями обогащенного урана. Такая конструкция позволяла достичь мощности в пределах 1 Мт. Вторая - американская схема Теллера - Улама, где ядерная бомба и изотопы водорода располагались раздельно. Выглядело это так: снизу - емкость со смесью жидких дейтерия и трития, по центру которой располагалась «свеча зажигания» - плутониевый стержень, а сверху - обычный ядерный заряд, и все это в оболочке из тяжелого металла (например, обедненного урана). Быстрые нейтроны, образовавшиеся при взрыве, вызывают в урановой оболочке реакции деления атомов и добавляют энергию в общую энергию взрыва. Надстраивание дополнительных слоев дейтерида лития урана-238 позволяет создавать снаряды неограниченной мощности. В 1953 году советский физик Виктор Давиденко случайно повторил идею Теллера - Улама, и на ее основе Сахаров придумал многоступенчатую схему, которая позволила создавать оружие небывалых мощностей. Именно по такой схеме работала «Кузькина мать».
Какие еще бомбы бывают?
Еще бывают нейтронные, но это вообще страшно. По сути, нейтронная бомба - это маломощная термоядерная бомба, 80% энергии взрыва которой составляет радиация (нейтронное излучение). Это выглядит как обычный ядерный заряд малой мощности, к которому добавлен блок с изотопом бериллия - источником нейтронов. При взрыве ядерного заряда запускается термоядерная реакция. Этот вид оружия разрабатывал американский физик Сэмюэль Коэн . Считалось, что нейтронное оружие уничтожает все живое даже в укрытиях, однако дальность поражения такого оружия невелика, так как атмосфера рассеивает потоки быстрых нейтронов, и ударная волна на больших расстояниях оказывается сильнее.
А как же кобальтовая бомба?
Нет, сынок, это фантастика. Официально кобальтовых бомб нет ни у одной страны. Теоретически это термоядерная бомба с оболочкой из кобальта, которая обеспечивает сильное радиоактивное заражение местности даже при сравнительно слабом ядерном взрыве. 510 тонн кобальта способны заразить всю поверхность Земли и уничтожить все живое на планете. Физик Лео Силард , описавший эту гипотетическую конструкцию в 1950 году, назвал ее «Машиной судного дня».
Что круче: ядерная бомба или термоядерная?
Натурный макет «Царь-бомбы"
Водородная бомба является гораздо более продвинутой и технологичной, чем атомная. Ее мощность взрыва намного превосходит атомную и ограничена только количеством имеющихся в наличии компонентов. При термоядерной реакции на каждый нуклон (так называются составляющие ядра, протоны и нейтроны) выделяется намного больше энергии, чем при ядерной реакции. К примеру, при делении ядра урана на один нуклон приходится 0,9 МэВ (мегаэлектронвольт), а при синтезе ядра гелия из ядер водорода выделяется энергия, равная 6 МэВ.
Как бомбы доставляют до цели?
Поначалу их сбрасывали с самолетов, однако средства противовоздушной обороны постоянно совершенствовались, и доставлять ядерное оружие таким образом оказалось неразумным. С ростом производства ракетной техники все права на доставку ядерного оружия перешли к баллистическим и крылатым ракетам различного базирования. Поэтому под бомбой теперь подразумевается не бомба, а боеголовка.
Есть мнение, что северокорейская водородная бомба слишком большая , чтобы ее можно было установить на ракете - поэтому, если КНДР решит воплотить угрозу в жизнь, ее повезут на корабле к месту взрыва.
Каковы последствия ядерной войны?
Хиросима и Нагасаки - это лишь малая часть возможного апокалипсиса. Например, известна гипотеза "ядерной зимы", которую выдвигали американский астрофизик Карл Саган и советский геофизик Георгий Голицын. Предполагается, что при взрыве нескольких ядерных боезарядов (не в пустыне или воде, а в населенных пунктах) возникнет множество пожаров, и в атмосферу выплеснется большое количество дыма и сажи, что приведет к глобальному похолоданию. Гипотезу критикуют, сравнивая эффект с вулканической активностью, которая оказывает незначительный эффект на климат. Кроме того, некоторые ученые отмечают, что скорее наступит глобальное потепление,чем похолодание - впрочем, обе стороны надеются, что мы этого никогда не узнаем.
Разрешено ли использовать ядерное оружие?
После гонки вооружений в XX веке страны одумались и решили ограничить использование ядерного оружия. ООН были приняты договоры о нераспространении ядерного оружия и запрещении ядерных испытаний (последний не был подписан молодыми ядерными державами Индией, Пакистаном, и КНДР). В июле 2017 года был принят новый договор о запрещении ядерного оружия.
"Каждое государство-участник обязуется никогда и ни при каких обстоятельствах не разрабатывать, не испытывать, не производить, не изготавливать, не приобретать иным образом, не иметь во владении и не накапливать ядерное оружие или другие ядерные взрывные устройства," - гласит первая статья договора.
Однако документ не вступит в силу до тех пор, пока его не ратифицируют 50 государств.
Северная Корея угрожает США испытаниями сверхмощной водородной бомбы в Тихом океане. Япония, которая может пострадать из-за испытаний, назвала планы КНДР абсолютно неприемлемыми. Президенты Дональд Трамп и Ким Чен Ын ругаются в интервью и говорят об открытом военном конфликте. Для тех, кто не разбирается в ядерном оружии, но хочет быть в теме, «Футурист» составил путеводитель.
Как работает ядерное оружие?
Как и в обычной динамитной шашке, в ядерной бомбе используется энергия. Только высвобождается она не в ходе примитивной химической реакции, а в сложных ядерных процессах. Существует два основных способа выделения ядерной энергии из атома. В ядерном делении ядро атома распадается на два меньших фрагмента с нейтроном. Ядерный синтез – процесс, с помощью которого Солнце вырабатывает энергию – включает объединение двух меньших атомов с образованием более крупного. В любом процессе, делении или слиянии выделяются большие количества тепловой энергии и излучения. В зависимости от того, используется деление ядер или их синтез, бомбы делятся на ядерные (атомные) и термоядерные .
А можно поподробнее про ядерное деление?
Взрыв атомной бомбы над Хиросимой (1945 г)
Как вы помните, атом состоит из трех типов субатомных частиц: протонов, нейтронов и электронов. Центр атома, называемый ядром , состоит из протонов и нейтронов. Протоны положительно заряжены, электроны – отрицательно, а нейтроны вообще не имеют заряда. Отношение протон-электрон всегда один к одному, поэтому атом в целом имеет нейтральный заряд. Например, атом углерода имеет шесть протонов и шесть электронов. Частицы удерживаются вместе фундаментальной силой – сильным ядерным взаимодействием .
Свойства атома могут значительно меняться в зависимости от того, сколько различных частиц в нем содержится. Если изменить количество протонов, у вас будет уже другой химический элемент. Если же изменить количество нейтронов, вы получите изотоп того же элемента, что у вас в руках. Например, углерод имеет три изотопа: 1) углерод-12 (шесть протонов + шесть нейтронов), стабильную и часто встречающуюся форму элемента, 2) углерод-13 (шесть протонов + семь нейтронов), который является стабильным, но редким и 3) углерод-14 (шесть протонов + восемь нейтронов), который является редким и неустойчивым (или радиоактивным).
Большинство атомных ядер стабильны, но некоторые из них неустойчивы (радиоактивны). Эти ядра спонтанно излучают частицы, которые ученые называют радиацией. Этот процесс называется радиоактивным распадом . Существует три типа распада:
Альфа-распад : ядро выбрасывает альфа-частицу – два протона и два нейтрона, связанных вместе. Бета-распад : нейтрон превращается в протон, электрон и антинейтрино. Выброшенный электрон является бета-частицей. Спонтанное деление: ядро распадается на несколько частей и выбрасывает нейтроны, а также излучает импульс электромагнитной энергии – гамма-луч. Именно последний тип распада используется в ядерной бомбе. Свободные нейтроны, выброшенные в результате деления, начинают цепную реакцию , которая высвобождает колоссальное количество энергии.
Из чего делают ядерные бомбы?
Их могут делать из урана-235 и плутония-239. Уран в природе встречается в виде смеси трех изотопов: 238 U (99,2745 % природного урана), 235 U (0,72 %) и 234 U (0,0055 %). Наиболее распространенный 238 U не поддерживает цепную реакцию: на это способен лишь 235 U. Чтобы достичь максимальной мощности взрыва, необходимо, чтобы содержание 235 U в «начинке» бомбы составляло не менее 80%. Поэтому уран приходится искусственно обогащать . Для этого смесь урановых изотопов разделяют на две части так, чтобы в одной из них оказалось больше 235 U.
Обычно при разделении изотопов остается много обедненного урана, не способного вступить в цепную реакцию – но есть способ заставить его это сделать. Дело в том, что плутоний-239 в природе не встречается. Зато его можно получить, бомбардируя нейтронами 238 U.
Как измеряется их мощность?
Мощность ядерного и термоядерного заряда измеряется в тротиловом эквиваленте - количестве тринитротолуола, которое нужно взорвать для получения аналогичного результата. Она измеряется в килотоннах (кт) и мегатоннах (Мт). Мощность сверхмалых ядерных боеприпасов составляет менее 1 кт, в то время как сверхмощные бомбы дают более 1 Мт.
Мощность советской «Царь-бомбы» составляла по разным данным от 57 до 58,6 мегатонн в тротиловом эквиваленте, мощность термоядерной бомбы, которую в начале сентября испытала КНДР, составила около 100 килотонн.
Кто создал ядерное оружие?
Американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс
В 1930-х годах итальянский физик Энрико Ферми продемонстрировал, что элементы, подвергшиеся бомбардировке нейтронами, могут быть преобразованы в новые элементы. Результатом этой работы стало обнаружение медленных нейтронов , а также открытие новых элементов, не представленных на периодической таблице. Вскоре после открытия Ферми немецкие ученые Отто Ган и Фриц Штрассман бомбардировали уран нейтронами, в результате чего образовался радиоактивный изотоп бария. Они пришли к выводу, что низкоскоростные нейтроны заставляют ядро урана разрываться на две более мелкие части.
Эта работа взбудоражила умы всего мира. В Принстонском университете Нильс Бор работал с Джоном Уилером для разработки гипотетической модели процесса деления. Они предположили, что уран-235 подвергается делению. Примерно в то же время другие ученые обнаружили, что процесс деления привел к образованию еще большего количества нейтронов. Это побудило Бора и Уилера задать важный вопрос: могли ли свободные нейтроны, созданные в результате деления, начать цепную реакцию, которая высвободила бы огромное количество энергии? Если это так, то можно создать оружие невообразимой силы. Их предположения подтвердил французский физик Фредерик Жолио-Кюри . Его заключение стало толчком для разработок по созданию ядерного оружия.
Над созданием атомного оружия трудились физики Германии, Англии, США, Японии. Перед началом Второй мировой войны Альберт Эйнштейн написал президенту США Франклину Рузвельту о том, что нацистская Германия планирует очистить уран-235 и создать атомную бомбу. Сейчас выяснилось, что Германия была далека от проведения цепной реакции: они работали над «грязной», сильно радиоактивной бомбой. Как бы то ни было, правительство США бросило все силы на создание атомной бомбы в кратчайшие сроки. Был запущен «Манхэттенский проект», которым руководили американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс . В нем участвовали крупные ученые, эмигрировавшие из Европы. К лету 1945 года было создано атомное оружие, основанное на двух видах делящегося материала - урана-235 и плутония-239. Одну бомбу, плутониевую «Штучку», взорвали на испытаниях, а еще две, уранового «Малыша» и плутониевого «Толстяка» сбросили на японские города Хиросиму и Нагасаки.
Как работает термоядерная бомба и кто ее изобрел?
Термоядерная бомба основана на реакции ядерного синтеза . В отличие от ядерного деления, которое может проходить как самопроизвольно, так и вынужденно, ядерный синтез невозможен без подвода внешней энергии. Атомные ядра заряжены положительно - поэтому они отталкиваются друг от друга. Эта ситуация называется кулоновским барьером. Чтобы преодолеть отталкивание, необходимо разогнать эти частицы до сумасшедших скоростей. Это можно осуществить при очень высокой температуре - порядка нескольких миллионов кельвинов (отсюда и название). Термоядерные реакции бывают трех видов: самоподдерживающиеся (проходят в недрах звезд), управляемые и неуправляемые или взрывные – они используются в водородных бомбах.
Идею бомбы с термоядерным синтезом, инициируемым атомным зарядом, предложил Энрико Ферми своему коллеге Эдварду Теллеру еще в 1941 году, в самом начале Манхэттенского проекта. Однако тогда эта идея оказалась не востребована. Разработки Теллера усовершенствовал Станислав Улам , сделав идею термоядерной бомбы осуществимой на практике. В 1952 году на атолле Эниветок в ходе операции Ivy Mike испытали первое термоядерное взрывное устройство. Однако это был лабораторный образец, непригодный в боевых действиях. Год спустя Советский Союз взорвал первую в мире термоядерную бомбу, собранную по конструкции физиков Андрея Сахарова и Юлия Харитона . Устройство напоминало слоёный пирог, поэтому грозное оружие прозвали «Слойкой». В ходе дальнейших разработок на свет появилась самая мощная бомба на Земле, «Царь-бомба» или «Кузькина мать». В октябре 1961 года ее испытали на архипелаге Новая Земля.
Из чего делают термоядерные бомбы?
Если вы думали, что водородные и термоядерные бомбы - это разные вещи, вы ошибались. Эти слова синонимичны. Именно водород (а точнее, его изотопы - дейтерий и тритий) требуется для проведения термоядерной реакции. Однако есть сложность: чтобы взорвать водородную бомбу, необходимо сначала в ходе обычного ядерного взрыва получить высокую температуру - лишь тогда атомные ядра начнут реагировать. Поэтому в случае с термоядерной бомбой большую роль играет конструкция.
Широко известны две схемы. Первая - сахаровская «слойка». В центре располагался ядерный детонатор, который был окружен слоями дейтерида лития в смеси с тритием, которые перемежались со слоями обогащенного урана. Такая конструкция позволяла достичь мощности в пределах 1 Мт. Вторая - американская схема Теллера - Улама, где ядерная бомба и изотопы водорода располагались раздельно. Выглядело это так: снизу - емкость со смесью жидких дейтерия и трития, по центру которой располагалась «свеча зажигания» - плутониевый стержень, а сверху - обычный ядерный заряд, и все это в оболочке из тяжелого металла (например, обедненного урана). Быстрые нейтроны, образовавшиеся при взрыве, вызывают в урановой оболочке реакции деления атомов и добавляют энергию в общую энергию взрыва. Надстраивание дополнительных слоев дейтерида лития урана-238 позволяет создавать снаряды неограниченной мощности. В 1953 году советский физик Виктор Давиденко случайно повторил идею Теллера - Улама, и на ее основе Сахаров придумал многоступенчатую схему, которая позволила создавать оружие небывалых мощностей. Именно по такой схеме работала «Кузькина мать».
Какие еще бомбы бывают?
Еще бывают нейтронные, но это вообще страшно. По сути, нейтронная бомба - это маломощная термоядерная бомба, 80% энергии взрыва которой составляет радиация (нейтронное излучение). Это выглядит как обычный ядерный заряд малой мощности, к которому добавлен блок с изотопом бериллия - источником нейтронов. При взрыве ядерного заряда запускается термоядерная реакция. Этот вид оружия разрабатывал американский физик Сэмюэль Коэн . Считалось, что нейтронное оружие уничтожает все живое даже в укрытиях, однако дальность поражения такого оружия невелика, так как атмосфера рассеивает потоки быстрых нейтронов, и ударная волна на больших расстояниях оказывается сильнее.
А как же кобальтовая бомба?
Нет, сынок, это фантастика. Официально кобальтовых бомб нет ни у одной страны. Теоретически это термоядерная бомба с оболочкой из кобальта, которая обеспечивает сильное радиоактивное заражение местности даже при сравнительно слабом ядерном взрыве. 510 тонн кобальта способны заразить всю поверхность Земли и уничтожить все живое на планете. Физик Лео Силард , описавший эту гипотетическую конструкцию в 1950 году, назвал ее «Машиной судного дня».
Что круче: ядерная бомба или термоядерная?
Натурный макет «Царь-бомбы"
Водородная бомба является гораздо более продвинутой и технологичной, чем атомная. Ее мощность взрыва намного превосходит атомную и ограничена только количеством имеющихся в наличии компонентов. При термоядерной реакции на каждый нуклон (так называются составляющие ядра, протоны и нейтроны) выделяется намного больше энергии, чем при ядерной реакции. К примеру, при делении ядра урана на один нуклон приходится 0,9 МэВ (мегаэлектронвольт), а при синтезе ядра гелия из ядер водорода выделяется энергия, равная 6 МэВ.
Как бомбы доставляют до цели?
Поначалу их сбрасывали с самолетов, однако средства противовоздушной обороны постоянно совершенствовались, и доставлять ядерное оружие таким образом оказалось неразумным. С ростом производства ракетной техники все права на доставку ядерного оружия перешли к баллистическим и крылатым ракетам различного базирования. Поэтому под бомбой теперь подразумевается не бомба, а боеголовка.
Есть мнение, что северокорейская водородная бомба слишком большая , чтобы ее можно было установить на ракете - поэтому, если КНДР решит воплотить угрозу в жизнь, ее повезут на корабле к месту взрыва.
Каковы последствия ядерной войны?
Хиросима и Нагасаки - это лишь малая часть возможного апокалипсиса. Например, известна гипотеза "ядерной зимы", которую выдвигали американский астрофизик Карл Саган и советский геофизик Георгий Голицын. Предполагается, что при взрыве нескольких ядерных боезарядов (не в пустыне или воде, а в населенных пунктах) возникнет множество пожаров, и в атмосферу выплеснется большое количество дыма и сажи, что приведет к глобальному похолоданию. Гипотезу критикуют, сравнивая эффект с вулканической активностью, которая оказывает незначительный эффект на климат. Кроме того, некоторые ученые отмечают, что скорее наступит глобальное потепление,чем похолодание - впрочем, обе стороны надеются, что мы этого никогда не узнаем.
Разрешено ли использовать ядерное оружие?
После гонки вооружений в XX веке страны одумались и решили ограничить использование ядерного оружия. ООН были приняты договоры о нераспространении ядерного оружия и запрещении ядерных испытаний (последний не был подписан молодыми ядерными державами Индией, Пакистаном, и КНДР). В июле 2017 года был принят новый договор о запрещении ядерного оружия.
"Каждое государство-участник обязуется никогда и ни при каких обстоятельствах не разрабатывать, не испытывать, не производить, не изготавливать, не приобретать иным образом, не иметь во владении и не накапливать ядерное оружие или другие ядерные взрывные устройства," - гласит первая статья договора.
Однако документ не вступит в силу до тех пор, пока его не ратифицируют 50 государств.
ЯДЕРНОЕ
ОРУЖИЕ
Обладая большой проникающей способностью, ядерное оружие третьего поколения способно поражать живую силу противника на значительном расстоянии от эпицентра ядерного взрыва и в укрытиях. При этом в биологических объектах происходит ионизация живой ткани, приводящая к нарушению жизнедеятельности отдельных систем и организма в целом, развитию лучевой болезни.
Одним словом, укрыться от такого весьма затруднительно. Как известно, к ядерному оружию первого поколения, его нередко называют атомным, относят боевые заряды, основанные на использовании энергии деления ядер урана-235 или плутония - 239. Первое в истории испытание такого зарядного устройства мощностью 15 кт было проведено в США 16 июля 1945 года на полигоне Аламогордо. Взрыв в августе 1949 г. первой советской атомной бомбы придал новый импульс в развертывании работ по созданию ядерного оружия второго поколения. В его основе лежит технология использования энергии термоядерных реакций синтеза ядер тяжелых изотопов водорода - дейтерия и трития. Такое оружие называют термоядерным или водородным. Первое испытание термоядерного устройства `Майк` было проведено Соединенными Штатами 1 ноября 1952 года на острове Элугелаб (Маршалловы острова), мощность которого составила 5-8 миллионов тонн.
В следующем году термоядерный заряд был взорван в СССР. Осуществление атомных и термоядерных реакций открыло широкие возможности для их использования при создании серии различных боеприпасов последующих поколений. К ядерному оружию третьего поколения относят специальные заряды (боеприпасы), у которых за счет особой конструкции добиваются перераспределения энергии взрыва в пользу одного из поражающих факторов. Другие варианты зарядов такого оружия обеспечивают создание фокусировки того или иного поражающего фактора в определенном направлении, что также приводит к значительному усилению его поражающего действия. Анализ истории создания и совершенствования ядерного оружия свидетельствует о том, что США неизменно лидировали в создании новых его образцов. Однако проходило некоторое время и СССР ликвидировав эти односторонние преимущества США. Не является исключением в этом отношении и ядерное оружие третьего поколения. Одним из наиболее известных образцов ядерного оружия третьего поколения является нейтронное оружие.
Что представляет собой нейтронное оружие?
О нейтронном оружии широко заговорили на рубеже 60-х годов. Однако впоследствии стало известно, что возможность его создания обсуждалась еще задолго до этого. Бывший президент Всемирной федерации научных работников профессор из Великобритании Э. Буроп вспоминал, что впервые он услышал об этом ещё в 1944 году, когда в составе группы английских ученых работал в США над `Манхэттенским проектом`. Работа над созданием нейтронного оружия была инициирована необходимостью получения мощного боевого средства, обладающего избирательной способностью поражения, для использования непосредственно на поле боя. Первый взрыв нейтронного зарядного устройства (кодовый номер W - 63) был произведен в подземной штольне Невады в апреле 1963 года. Полученный при испытании поток нейтронов оказался значительно ниже расчетной величины, что существенно снижало боевые возможности нового оружия. Потребовалось еще почти 15 лет для того, чтобы нейтронные заряды приобрели все качества боевого оружия. По мнению профессора Э. Буропа, принципиальное отличие устройства нейтронного заряда от термоядерного заключается в различной скорости выделения энергии: `В нейтронной бомбе выделение энергии происходит гораздо медленнее. Это нечто вроде пиропатрона замедленного действия`. За счет этого замедления и уменьшается энергия, идущая на образование ударной волны и светового излучения и, соответственно, возрастает ее выделение в виде потока нейтронов. В ходе дальнейших работ были достигнуты определенные успехи в обеспечении фокусировки нейтронного излучения, что позволяло не только обеспечивать усиление его поражающего действия в определенном направлении, но и снизить опасность при его применении для своих войск.
В ноябре 1976 года в Неваде были проведены очередные испытания нейтронного боезаряда, в ходе которых были получены весьма впечатляющие результаты. В результате этого в конце 1976 года было принято решение о производстве компонентов нейтронных снарядов 203-мм калибра и боеголовок к ракете `Ланс`. Позднее, в августе 1981 года на заседании Группы ядерного планирования Совета национальной безопасности США было принято решение о полномасштабном производстве нейтронного оружия: 2000 снарядов к 203-мм гаубице и 800 боеголовок к ракете `Ланс`.
При взрыве нейтронной боеголовки основное поражение живым организмам наносится потоком быстрых нейтронов. По расчетам, на каждую килотонну мощности заряда выделяется около 10 нейтронов, которые с огромной скоростью распространяются в окружающем пространстве. Эти нейтроны обладают чрезвычайно высоким поражающим действием на живые организмы, гораздо сильнее, чем даже при Y- излучении и ударная волна. Для сравнения укажем, что при взрыве обычного ядерного заряда мощностью 1 килотонна открыто расположенная живая сила будет уничтожена ударной волной на расстоянии 500-600 м. При взрыве нейтронной боеголовки той же мощности уничтожение живой силы будет происходить на расстоянии примерно в три раза больше.
Образующиеся при взрыве нейтроны движутся со скоростями несколько десятков километров секунду. Врываясь словно снаряды в живые клетки организма, они выбивают ядра из атомов, рвут молекулярные связи, образуют свободные радикалы, обладающие высокой реакционной способностью, что приводит к нарушению основных циклов жизненных столкновений с ядрами атомов газов они постепенно теряют энергию. Это приводит к тому, что на расстоянии около 2 км. их поражающее действие практически прекращается. Для того чтобы снизить разрушительное действие сопутствующей ударной волны мощность нейтронного заряда выбирают в пределах от 1 до 10 кт., а высоту взрыва над землей - порядка 150-200 метров.
По свидетельству некоторых американских ученых, в Лос-Аламосской и Сандийской лабораториях США и во Всероссийском институте экспериментальной физике в Сарове (Арзамас - 16) проводятся термоядерные эксперименты, в которых наряду с исследованиями по получению электрической энергии изучается возможность получения чисто термоядерной взрывчатки. Наиболее вероятным побочным результатом проводимых исследований, по их мнению, может стать улучшение энергомассовых характеристик ядерных боезарядов и создание нейтронной мини-бомбы. По оценкам экспертов, такой нейтронный боезаряд с тротиловым эквивалентом всего в одну тонну может создать смертельную дозу излучения на расстояниях 200-400 м.
Нейтронное оружие является мощным оборонительным средством и его наиболее эффективное применение возможно при отражении агрессии, особенно в том случае, когда противник вторгся на защищаемую территорию. Нейтронные боеприпасы являются тактическим оружием и их применение наиболее вероятно в так называемых `ограниченных` войнах, в первую очередь в Европе. Это оружие может приобрести особое значение для России, поскольку в условиях ослабления ее вооруженных сил и возрастания угрозы региональных конфликтов она будет вынуждена делать большой упор в обеспечении своей безопасноти на ядерное оружие. Применение нейтронного оружия может быть особенно эффективным при отражении массированной танковой атаки. Известно, что танковая броня на определенных расстояниях от эпицентра взрыва (более 300-400 м при взрыве ядерного заряда мощностью 1 кт) обеспечивает защиту экипажей от ударной волны и Y-излучения. В то же время быстрые нейтроны проникают через стальную броню существенного ослабления.
Проведенные расчеты показывают, что при взрыве нейтронного заряда мощностью 1 килотонна экипажи танков будут мгновенно выведены из строя в радиусе 300 м от эпицентра и погибнут в течении двух суток. Экипажи, находящиеся на расстоянии 300-700 м они окажутся небоеспособными через несколько часов, а гибель большинства из них растянется в течение нескольких недель. На расстояниях 1300-1500 м определенная часть экипажей получит серьезные заболевания и постепенно выйдет из строя.
Нейтронные боезаряды могут быть также использованы в системах ПРО для борьбы с боеголовками атакующих ракет на траектории. По расчетам специалистов, быстрые нейтроны, обладая высокой проникающей способностью, пройдут через обшивку боеголовок противника, вызовут поражение их электронной аппаратуры. Кроме того, нейтроны, взаимодействуя с ядрами урана или плутония атомного детонатора боеголовки, вызовут их деление. Такая реакция будет происходить с большим выделением энергии, что, в конечном счете, может привести к нагреванию и разрушению детонатора. Это, в свою очередь, приведет к выходу из строя всего заряда боеголовки. Это свойство нейтронного оружия было использовано в системах противоракетной обороны США. Еще в середине 70-х годов нейтронные боеголовки были установлены на ракетах-перехватчиках `Спринт` системы `Сейфгард`, развернутой вокруг авиабазы `Гранд Форкс` (штат Северная Дакота). Не исключено, что в будущей системе национальной ПРО США будут также использованы нейтронные боезаряды.
Как известно, в соответствии с обязательствами, объявленными президентами США и России в сентябре-октябре 1991 г, все ядерные артснаряды и боеголовки тактических ракет наземного базирования должны быть ликвидированы. Однако не вызывает сомнений, что в случае изменения военно-политической ситуации и принятия политического решения отработанная технология нейтронных боезарядов позволяет наладить их массовое производство в короткое время.
`Супер - ЭМИ` вскоре после окончания Второй мировой войны, в условиях монополии на ядерное оружие, Соединенные Штаты возобновили испытания с целью его совершенствования и определения поражающих факторов ядерного взрыва. В конце июня 1946 года в районе атолла Бикини (Маршалловы острова) под шифром `Операция Кроссроудс` были проведены ядерные взрывы, в ходе которых исследовалось поражающее действие атомного оружия. В ходе этих испытательных взрывов было обнаружено новое физическое явление - образование мощного импульса электромагнитного излучения (ЭМИ), к которому сразу же был проявлен большой интерес. Особенно значительным оказался ЭМИ при высоких взрывах. Летом 1958 года были произведенены ядерные взрывы на больших высотах. Первую серию под шифром `Хардтэк` провели над Тихим океаном вблизи острова Джонстон. В ходе испытаний были взорваны два заряда мегатонного класса: `Тэк` - на высоте 77 километров и `Ориндж` - на высоте 43 километра. В 1962 году были продолжены высотные взрывы: на высоте 450 км под шифром `Старфиш` был произведен взрыв боеголовки мощностью 1,4 мегатонны. Советский Союз также в течение 1061-1962 гг. провел серию испытаний, в ходе которых исследовалось воздействие высотных взрывов (180-300 км) на функционирование аппаратуры систем ПРО. При проведении этих испытаний были зафиксированы мощные электромагнитные импульсы, которые обладали большим поражающим действием на электронную аппаратуру, линии связи и электроснабжения, радио - и радиолокационные станции на больших расстояниях. С тех пор военные специалисты продолжали уделять большое внимание исследованию природы этого явления, его поражающего действия, способов защиты от него своих боевых и обеспечивающих систем.
Физическая природа ЭМИ определяется взаимодействием Y-квантов мгновенного излучения ядерного взрыва с атомами газов воздуха: Y-кванты выбивают из атомов электроны (так называемые комптоновские электроны), которые движутся с огромной скоростью в направлении от центра взрыва. Поток этих электронов, взаимодействуя с магнитным полем Земли, создает импульс электромагнитного излучения. При взрыве заряда мегатонного класса на высотах несколько десятков километров напряженность электрического поля на поверхности земли может достигать десятков киловольт на метр.
На основе полученных в ходе испытаний результатов военные специалисты США развернули в начале 80-х годов испытания, направленные на создание ещё одного вида ядерного оружия третьего поколения - Супер ЭМИ с усиленным выходом электромагнитного излучения. Для увеличения выхода Y-квантов предполагалось создать вокруг заряда оболочку из вещества, ядра которого, активно взаимодействуя с нейтронами ядерного взрыва, испускают Y-излучение высоких энергий. Специалисты считают, что с помощью Супер-ЭМИ возможно создать напряженность поля у поверхности Земли порядка сотен и даже тысяч киловольт на метр. По расчетам американских теоретиков, взрыв такого заряда мощностью 10 мегатонн на высоте 300-400 км над географическим центром США - штатом Небраска приведет к нарушению работы радиотелефонных средств почти на всей территории страны в течение времени, достаточном для срыва ответного ракетно-ядерного удара.
Дальнейшее направление работ по созданию Супер-ЭМИ было связано с усилением его поражающего действия за счет фокусировки Y - излучения, что должно было привести к увеличению амплитуды импульса. Эти свойства Супер-ЭМИ делают его оружием первого удара, предназначенного для выведения из строя системы государственного и военного управления, МБР, особенно мобильного базирования, ракет на траектории, радиолокационных станций, космических аппаратов, систем энергоснабжения и т.п. таким образом, Супер-ЭМИ имеет явно наступательный характер и является дестабилизирующим оружием первого удара.
Проникающие боеголовки (пенетраторы). Поиски надежных средств уничтожения высокозащищенных целей привели военных специалистов США к идее использования для этого энергии подземных ядреных взрывов. При заглублении ядерных зарядов в грунт значительно возрастает доля энергии, ищущей на образование воронки, зоны разрушения и сейсмических ударных волн. В этом случае при существующей точности МБР и БРПЛ значительно повышается надежность уничтожения `точечных`, особо прочных целей на территории противника.
Работа над созданием пенетраторов была начата по заказу Пентагона ещё в середине 70-х годов, когда концепции `контрсилового` удара придавалось приоритетное значение. Первый образец проникающей боеголовки был разработан в начале 80-х годов для ракеты средней дальности `Першинг-2`. После подписания Договора по ракетам средней и меньшей дальности (РСМД) усилия специалистов США были перенацелены на создание таких боеприпасов для МБР.
Разработчики новой боеголовки встретились со значительными трудностями, связанными, прежде всего, с необходимостью обеспечить ее целостность и работоспособность при движении в
грунте. Огромные перегрузки, действующие на боезаряд (5000-8000 g, g - ускорение силы тяжести) предъявляют чрезвычайно жесткие требования к конструкции боеприпаса.
Поражающее действие такой боеголовки на заглубленные, особо прочные цели определяется двумя факторами - мощностью ядерного заряда и величиной его заглубления в грунт. При этом для каждого
значения мощности заряда существует оптимальная величина заглубления, при которой обеспечивается наибольшая эффективность действия панетратора. Так, например, разрушающее действие на особо
прочные цели ядерного заряда мощностью 200 килотонн будет достаточно эффективным при его заглублении на глубину 15-20 метров и оно будет эквивалентным воздействию наземного взрыва боеголовки
ракеты МХ мощностью 600 кт. Военные специалисты определили, что при точности доставки боеголовки-пенетратора, характерной для ракет МХ и `Трайдент-2`, вероятность уничтожения ракетной шахты или
командного пункта противника одним боезарядом, весьма высока. Это означает, что в этом случае вероятность разрушения целей будет определяться лишь технической надежностью доставки боеголовок.
Очевидно, что проникающие боеголовки предназначены для уничтожения центров государственного и военного управления противника, МБР, находящихся в шахтах, командных пунктов и т.п. следовательно, пенетраторы являются наступательным, `контрсиловым` оружием, предназначенным для нанесения первого удара и в силу этого имеют дестабилизирующий характер. Значение проникающих боеголовок, в случае принятия их на вооружение, может значительно возрасти в условиях сокращения стратегических наступательных вооружений, когда снижение боевых возможностей по нанесению первого удара (уменьшение количества носителей и боеголовок) потребует повышения вероятности поражения целей каждым боеприпасом. В то же время для таких боеголовок необходимо обеспечивать достаточно высокую точность попадания в цель. Поэтому рассматривалась возможность создания боеголовок-пенетраторов, оснащенных системой самонаведения на конечном участке траектории, подобно высокоточному оружию.
Рентгеновский лазер с ядерной накачкой. Во второй половине 70-х годов в Ливерморской радиационной лаборатории были начаты исследования по созданию `противоракетного оружия XXI века` - рентгеновского лазера с ядерным возбуждением. Это оружие с самого начала замышлялось в качестве основного средства уничтожения советских ракет на активном участке траектории, до разделения боеголовок. Новому оружию присвоили наименование - `оружие залпового огня`.
В схематическом виде новое оружие можно представить в виде боеголовки, на поверхности которой укрепляется до 50 лазерных стержней. Каждый стержень имеет две степени свободы и подобно орудийному стволу может быть автономно направлен в любую точку пространства. Вдоль оси каждого стержня, длиной несколько метров, размещается тонкая проволока из плотного активного материала, `такого как золото`. Внутри боеголовки размещается мощный ядерный заряд, взрыв которого должен выполнять роль источника энергии для накачки лазеров. По оценкам некоторых специалистов, для обеспечения поражения атакующих ракет на дальности более 1000 км потребуется заряд мощностью несколько сотен килотонн. Внутри боеголовки также размещается система прицеливания с быстродействующими компьютером, работающим в реальном масштабе. Для борьбы с советскими ракетами военными специалистами США была разработана особая тактика его боевого использования. С этой целью ядерно-лазерные боеголовки предлагалось разместить на баллистических ракетах подводных лодок (БРПЛ). В `кризисной ситуации` или в период подготовки к нанесению первого удара подлодки, оснащенными этими БРПЛ, должны скрытно выдвинуться в районе патрулирования и занять боевые позиции как можно ближе к позиционным районам советских МБР: в северной части Индийского океана, в Аравийском, Норвежском, Охотном морях. При поступлении сигнала о старте советских ракет производится пуск ракет подводных лодок. Если советские ракеты поднялись на высоту 200 км, то для того, чтобы выйти на дальность прямой видимости, ракетам с лазерными боеголовками необходимо подняться на высоту около 950 км. после этого система управления совместно с компьютером производит наведение лазерных стержней на советские ракеты. Как только каждый стержень займет положение, при котором излучение будет попадать точно в цель, компьютер подаст команду на подрыв ядерного заряда.
Огромная энергия, выделяющаяся при взрыве в виде излучений, мгновенно переведет активное вещество стержней (проволоку) в плазменное состояние. Через мгновение эта плазма, охлаждаясь, создаст излучение в рентгеновском диапазоне, распространяющееся в безвоздушном пространстве на тысячи километров в направлении оси стержня. Сама лазерная боеголовка через несколько микросекунд будет разрушена, но до этого она успеет послать мощные импульсы излучения в сторону целей. Поглощаясь в тонком поверхностном слое материала ракеты, рентгеновское излучение может создать в нем чрезвычайно высокую концентрацию тепловой энергии, что вызовет его взрывообразное испарение, приводящее к образованию ударной волны и, в конечном счете, к разрушению корпуса. Однако создание рентгеновского лазера, который считался краеугольным камнем рейгановской программы СОИ, встретилось с большими трудностями, которые пока не удалось преодолеть. Среди них на первых местах стоят сложности фокусировки лазерного излучения, а также создание эффективной системы наведения лазерных стержней. Первые подземные испытания рентгеновского лазера были проведены в штольнях Невады в ноябре 1980 года под кодовым названием `Дофин`. Полученные результаты подтвердили теоретические выкладки ученых, однако, выход рентгеновского излучения оказался весьма слабым и явно недостаточным для уничтожения ракет. После этого последовала серия испытательных взрывов `Экскалибур`, `Супер-Экскалибур`, `Коттедж`, `Романо`, в ходе которых специалисты преследовали главную цель - повысить интенсивность рентгеновского излучения за счет фокусировки. В конце декабря 1985 года был произведен подземный взрыв `Голдстоун` мощностью около 150 кт, а в апреле следующего года - испытание `Майти Оук` с аналогичными целями. В условиях запрета на ядерные испытания на пути создания этого оружия возникли серьезные препятствия.
Необходимо подчеркнуть, что рентгеновский лазер является, прежде всего, ядерным оружием и, если его взорвать вблизи поверхности Земли, то он будет обладать примерно таким же поражающим действием, что и обычный термоядерный заряд такой же мощности.
Гиперзвуковая шрапнель
В ходе работ по программе СОИ, теоретические расчеты и результаты моделирования процесса перехвата боеголовок противника показали, что первый эшелон ПРО, предназначенный для уничтожения ракет на активном участке траектории, полностью решить эту задачу не сможет. Поэтому необходимо создать боевые средства, способные эффективно уничтожать боеголовки в фазе их свободного полета. С этой целью специалисты США предложили использовать мелкие металлические частицы, разогнанные до высоких скоростей с помощью энергии ядерного взрыва. Основная идея такого оружия состоит в том, что при высоких скоростях даже маленькая плотная частица (массой не более грамма) будет обладать большой кинетической энергией. Поэтому при соударении с целью частица может повредить или даже пробить оболочку боеголовки. Даже в том случае, если оболочка будет только повреждена, то при входе в плотные слои атмосферы она будет разрушена в результате интенсивного механического воздействия и аэродинамического нагрева. Естественно, при попадании такой частицы в тонкостенную надувную ложную цель, ее оболочка будет пробита и она в вакууме сразу же потеряет свою форму. Уничтожение легких ложных целей значительно облегчит селекцию ядерных боеголовок и, тем самым, будет способствовать успешной борьбе с ними.
Предполагается, что конструктивно такая боеголовка будет содержать ядерный заряд сравнительно небольшой мощности с автоматической системой подрыва, вокруг которого создается оболочка, состоящая из множества мелких металлических поражающих элементов. При массе оболочки 100 кг. Можно получить более 100 тысяч осколочных элементов, что позволит создать сравнительно большое и плотное поле поражения. В ходе взрыва ядерного заряда образуется раскаленный газ - плазма, который, разлетаясь с огромной скоростью, увлекает за собой и разгоняет эти плотные частицы. Сложной технической задачей при этом является сохранение достаточной массы осколков, поскольку при их обтекании высокоскоростным потоком газа будет происходить унос массы с поверхности элементов.
В США была проведена серия испытаний по созданию `ядерной шрапнели` по программе `Прометей`. Мощность ядерного заряда в ходе этих испытаний составляла всего несколько десятков тонн. Оценивая поражающие возможности этого оружия, следует иметь в виду, что в плотных слоях атмосферы частицы, движущиеся со скоростями более 4-5 километров в секунду, будут сгорать. Поэтому `ядерную шрапнель` можно применить только в космосе, на высотах более 80-100 км, в условиях безвоздушного пространства. Соответственно этому, шрапнельные боеголовки могут с успехом применяться, помимо борьбы с боеголовками и ложными целями, также в качестве противокосмического оружия для уничтожения спутников военного назначения, в частности, входящих в систему предупреждения о ракетном нападении (СПРН). Поэтому возможно его боевое использование в первом ударе для `ослепления` противника. Рассмотренные выше различные виды ядерного оружия отнюдь не исчерпывают всех возможностей в создании его модификаций. Это, в частности, касается проектов ядерного оружия с усиленным действием воздушной ядерной волны, повышенным выходом Y - излучения, усилением радиоактивного заражения местности (типа пресловутой `кобальтовой` бомбы) и др.
В последнее время в США рассматриваются проекты ядерных зарядов сверхмалой мощности: мини-ньюкс (мощность сотни тонн), микро-ньюкс (десятки тонн), тайни-ньюкс (единицы тонн), которые кроме малой мощности, должны быть значительно более `чистыми`, чем их предшественники. Процесс совершенствования ядерного оружия продолжается и нельзя исключить появления в будущем сверхминиатюрных сверхтяжелых трансплутониевых элементов с критической массой от 25 до 500 граммов. У трансплутониевого элемента курчатовия величина критической массы составляет около 150 граммов. Зарядное устройство при использовании одного из изотопов калифорния будет иметь настолько малые размеры, что, обладая мощностью в несколько тонн тротила, может быть приспособлено для стрельбы из гранатометов и стрелкового оружия.
Всё вышесказанное свидетельствует о том, что использование ядерной энергии в военных целях обладает значительными потенциальными возможностями и продолжение разработок в направлении создания новых образцов оружия может привести к `технологическому прорыву`, который снизит `ядерный порог`, окажет отрицательное влияние на стратегическую стабильность. Запрещение всех ядерных испытаний если и не перекрывает полностью пути развития и совершенствования ядерного оружия, то значительно тормозит их. В этих условиях особое значение приобретает взаимная открытость, доверительность, ликвидация острых противоречий между государствами и создание, в конечном счете, эффективной международной системы коллективной безопасности.
Поражающие факторы:
Оптическое излучение.
Оптическое излучение
Световое излучение - это поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. Источником светового излучения является светящаяся область взрыва - нагретые до высоких температур и испарившиеся части боеприпаса, окружающего грунта и воздуха. При воздушном взрыве светящаяся область представляет собой шар , при наземном - полусферу.
Максимальная температура поверхности светящейся области составляет обычно 5700-7700 °C. Когда температура снижается до 1700 °C, свечение прекращается. Световой импульс продолжается от долей секунды до нескольких десятков секунд, в зависимости от мощности и условий взрыва. Приближенно, продолжительность свечения в секундах равна корню третьей степени из мощности взрыва в килотоннах. При этом интенсивность излучения может превышать 1000 Вт/см² (для сравнения - максимальная интенсивность солнечного света 0,14 Вт/см²).Результатом действия светового излучения может быть воспламенение и возгорание предметов, оплавление, обугливание, большие температурные напряжения в материалах. При воздействии светового излучения на человека возникает поражение глаз и ожоги открытых участков тела, а также может возникнуть поражение и защищенных одеждой участков тела.Защитой от воздействия светового излучения может служить произвольная непрозрачная преграда.В случае наличия тумана, дымки, сильной запыленности и/или задымленности воздействие светового излучения также снижается.
Ударная волна.
Большая часть разрушений, причиняемых ядерным взрывом, вызывается действием ударной волны. Ударная волна представляет собой скачок уплотнения в среде, который движется со сверхзвуковой скоростью (более 350 м/с для атмосферы). При атмосферном взрыве скачок уплотнения - это небольшая зона, в которой происходит почти мгновенное увеличение температуры, давления и плотности воздуха. Непосредственно за фронтом ударной волны происходит снижение давления и плотности воздуха, от небольшого понижения далеко от центра взрыва и почти до вакуума внутри огненной сферы. Следствием этого снижения является обратный ход воздуха и сильный ветер вдоль поверхности со скоростями до 100 км/час и более к эпицентру. Ударная волна разрушает здания, сооружения и поражает незащищенных людей, а близко к эпицентру наземного или очень низкого воздушного взрыва порождает мощные сейсмические колебания, способные разрушить или повредить подземные сооружения и коммуникации, травмировать находящихся в них людей.
Большинство зданий, кроме специально укрепленных, серьезно повреждаются или разрушаются под воздействием избыточного давления 2160-3600 кг/м² (0,22-0,36 атм).
Энергия распределяется по всему пройденному расстоянию, из-за этого сила воздействия ударной волны уменьшается пропорционально кубу расстояния от эпицентра.
Защитой от ударной волны для человека являются убежища . На открытой местности действие ударной волны снижается различными углублениями, препятствиями, складками местности.
Ударная волна (УВ) основной поражающий фактор ядерного взрыва, который производит разрушение, повреждение зданий и сооружений, а также поражает людей и животных. Источником УВ является сильное давление, образующееся в центре взрыва (миллиарды атмосфер). Образовавшееся при взрыве раскаленные газы, стремительно расширяясь, передают давление соседним слоям воздуха, сжимая и нагревая их, а те в свою очередь воздействуют на следующие слои и т.д. В результате в воздухе со сверхзвуковой скоростью во все стороны от центра взрыва распространяется зона высокого давления.
Таким образом УВ п редставляет собой скачек уплотнения в атмосфере и движется со сверхзвуковой скоростью. Скачок уплотнения - это зона (очень небольшая), в которой происходит резкое (почти мгновенное) увеличение температуры, давления, плотности воздуха. Помимо самого скачка давления за ним образуется спутный поток (сильный ветер). V ск, Р ск - скорость, давление развиваемое скачком уплотнения, V сп, Р сп - скорость спутного потока, давление спутного потока.
Так, при взрыве 20-килотонного ядерного боеприпаса ударная волна за 2 секунды проходит 1000 м, з а 5 секунд – 2000 м, за 8 сек – 3000 м. Передняя граница волны называется фронтом ударной волны. Степень поражения УВ зависит от мощности и положения на ней объектов. Поражающее действие УВ характеризуется величиной избыточного давления.
Избыточное давление – это разность между максимальным давлением во фронте УВ и нормальным атмосферным давлением, измеряется в Паскалях (ПА, кПА). Распространяется со сверх звуковой скоростью, УВ на своем пути разрушает здания и сооружения, образуя четыре зоны разрушений (полных, сильных, средних, слабых) в зависимости от расстояния: Зона полных разрушений - 50 кПА Зона сильных разрушений - 30-50 кПА. Зона средних разрушений - 20-30 кПА. Зона слабых разрушений - 10-20 кПА.
Разрушения строительных сооружений, производимые избыточным давлением: 720 кг/м 2 (1 psi - фунт/кв. дюйм) - вылетают окна и двери;
2160 кг/м 2 (3 psi) - разрушение жилых домов;
3600 кг/м 2 (5 psi) - разрушение или сильное повреждение зданий из монолотного железобетона;
7200 кг/м 2 (10 psi) - разрушение особо прочных бетонных сооружений;
14400 кг/м 2 (20 psi) - выдерживают такое давление только специальные сооружения (типа бункеров).
Радиусы распространения этих зон давления можно рассчитать по следующей формуле:
R
= C * X
0.333 ,
R - радиус в километрах, X - заряд в килотоннах, C - константа, зависящая от уровня давления:
C = 2.2, для давления 1 psi
C = 1.0, для давления 3 psi
C = 0.71, для давления 5 psi
C = 0.45, для давления 10 psi
C = 0.28, для давления 20 psi.
С ростом мощности ядерного боеприпаса радиусы поражения ударной волной растут пропорционально корню кубическому из мощности взрыва. При подземном взрыве возникает ударная волна в грунте, а при подводном в воде. Кроме того, при этих видах взрывов часть энергии расходуется на создание ударной волны и в воздухе. Ударная волна, распространяясь в грунте, вызывает повреждения подземных сооружений, канализации, водопровода; при распространении ее в воде наблюдается повреждение подводной части кораблей, находящихся даже на значительном расстоянии от места взрыва.
Ударная волна действует на людей двумя способами:
Прямое действие ударной волны и косвенное действие УВ (летящими обломками сооружений, падающими стенами домов и деревьями, осколками стекла, камнями). Эти воздействия вызывают различные по степени тяжести поражения: Легкие поражения - 20-40 кПА (контузии, легкие ушибы). Средней тяжести - 40-60 кПА (потеря сознания, повреждение органов слуха, вывихи конечностей, кровотечение из носа и ушей, сотрясение мозга). Тяжелые поражение - более 60 кПА (сильные контузии, переломы конечностей, поражение внутренних органов). Крайне тяжелые поражения - более 100кПА (со смертельным исходом). Эффективным способом защиты от прямого воздействия УВ будет укрытие в защитных сооружениях (убежищах, ПРУ, быстровозводимых населением). Для укрытия можно использовать канавы, овраги, пещеры, горные выработки, подземные переходы; можно просто лечь на землю в отдалении от зданий и сооружений.
Проникающая радиация.
Проникающая радиация (ионизирующее излучение) представляет собой гамма-излучение и поток нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва в течение единиц или десятков секунд.
Радиус поражения проникающей радиации при взрывах в атмосфере меньше, чем радиусы поражения от светового излучения и ударной волны, поскольку она сильно поглощается атмосферой. Проникающая радиация поражает людей только на расстоянии 2-3 км от места взрыва, даже для больших по мощности зарядов, однако ядерный заряд может быть специально сконструирован таким образом, чтобы увеличить долю проникающей радиации для нанесения максимального ущерба живой силе (так называемое нейтронное оружие).
На больших высотах, в стратосфере и космосе проникающая радиация и электромагнитный импульс - основные поражающие факторы.Проникающая радиация может вызывать обратимые и необратимые изменения в материалах, электронных, оптических и других приборах за счет нарушения кристаллической решетки вещества и других физико-химических процессов под воздействием ионизирующих излучений.
Защитой от проникающей радиации служат различные материалы, ослабляющие гамма-излучение и поток нейтронов. Разные материалы по-разному реагируют на эти излучения и по-разному защищают.
От гамма-излучения хорошо защищают материалы, имеющие элементы с высокой атомной массой (железо, свинец, низкообогащённый уран), но эти элементы очень плохо ведут себя под нейтронным излучением: нейтроны относительно хорошо их проходят и при этом генерируют вторичные захватные гамма-лучи, а также активируют радиоизотопы, надолго делая саму защиту радиоактивной (например, железную броню танка).
Пример слоёв половинного ослабления проникающего гамма-излучения: свинец 2 см, сталь 3 см, бетон 10 см, каменная кладка 12 см, грунт 14 см, вода 22 см, древесина 31 см.
Нейтронное излучение в свою очередь хорошо поглощается материалами, содержащими лёгкие элементы (водород, литий, бор), которые эффективно и с малым пробегом рассеивают и поглощают нейтроны, при этом не активируются и гораздо меньше выдают вторичное излучение. Слои половинного ослабления нейтронного потока: вода, пластмасса 3 - 6 см, бетон 9 - 12 см, грунт 14 см, сталь 5 - 12 см, свинец 9 - 20 см, дерево 10 - 15 см. Лучше всех материалов поглощают нейтроны гидрид лития и карбид бора.
Идеального однородного защитного материала от всех видов проникающей радиации нет, для создания максимально лёгкой и тонкой защиты приходится совмещать слои различных материалов для последовательного поглощения нейтронов, а затем первичного и захватного гамма-излучения (например, многослойная броня танков, в которой учтена и радиационная защита; защита оголовков шахтных пусковых установок из ёмкостей с гидратами лития и железа с бетоном), а также применять материалы с добавками. Универсальны широко применяемые в строительстве защитных сооружений бетон и увлажнённая грунтовая засыпка, содержащие и водород и относительно тяжёлые элементы. Очень хорош для строительства бетон с добавкой бора (20 кг B 4 C на 1 м³ бетона), при одинаковой толщине с обычным бетоном (0,5 - 1 м) он обеспечивает в 2 - 3 раза лучшую защиту от нейтронной радиации и подходит для защиты от нейтронного оружия.
Электромагнитный импульс.
При ядерном взрыве в результате сильных токов в ионизованном радиацией и световым излучением воздухе возникает сильнейшее переменное электромагнитное поле, называемое электромагнитным импульсом (ЭМИ). Хотя оно и не оказывает никакого влияния на человека, воздействие ЭМИ повреждает электронную аппаратуру, электроприборы и линии электропередач. Помимо этого большое количество ионов, возникшее после взрыва, препятствует распространению радиоволн и работе радиолокационных станций . Этот эффект может быть использован для ослепления системы предупреждения о ракетном нападении .
Сила ЭМИ меняется в зависимости от высоты взрыва: в диапазоне ниже 4 км он относительно слаб, сильнее при взрыве 4-30 км, и особенно силён при высоте подрыва более 30 км (см., например, эксперимент по высотному подрыву ядерного заряда Starfish Prime).
Возникновение ЭМИ происходит следующим образом:
Под воздействием ЭМИ во всех проводниках индуцируется высокое напряжение. Это приводит к пробоям изоляции и выходу из строя электроприборов - полупроводниковые приборы, различные электронные блоки, трансформаторные подстанции и т. д. В отличие от полупроводников, электронные лампы не подвержены воздействию сильной радиации и электромагнитных полей, поэтому они длительное время продолжали применяться военными.
Ядерный клуб.
По имеющимся официальным данным ядерным оружием в настоящее время обладают следующие страны:
3.Великобритания
4.Франция
7.Пакистан
8.КНДР
9.Израиль
Статус «старых» ядерных держав (США, Россия, Великобритания, Франция и Китай), в качестве единственных «легитимных» членов ядерного клуба, на международно-правовом уровне следует из положений Договора о нераспространении ядерного оружия 1968 г. - в пункте 3 статьи IX этого документа указано: «Для целей настоящего Договора государством, обладающим ядерным оружием, является государство, которое произвело и взорвало ядерное оружие или другое ядерное взрывное устройство до 1 января 1967 года» . В связи с этим ООН и указанные пять «старых» ядерных держав (они же - великие державы как постоянные члены Совета Безопасности ООН) считают появление последних четырёх «молодых» (и всех возможных будущих) членов Ядерного клуба международно незаконным.
Украина обладала 3-им (после России и США) ядерным арсеналом, однако добровольно отказалась от него под международные гарантии безопасности.
Казахстан на момент распада Советского Союза был 4-ым по количеству ядерных боеголовок и занимал 2 место в мире - 21% мировых запасов урана, но в результате соглашения, подписанного между Биллом Клинтоном (США) и Нурсултаном Назарбаевым (Казахстан), добровольно отказался от ядерного вооружения.
Небольшой ядерный арсенал был у ЮАР (созданный как и его носители - боевые баллистические ракеты предположительно при израильской помощи), но все шесть ядерных зарядов были добровольно уничтожены (и прекращена ракетная программа) после крушения режима апартеида. В 1994 г. Казахстан, а в 1996 г. Украина и Беларусь , на территории которых находилась часть ядерного вооружения СССР , после распада Советского Союза передали его в Российскую Федерацию с подписанием в 1992 году Лиссабонского протокола.
Все ядерные державы, кроме Израиля и ЮАР, проводили серии испытаний созданного ими оружия и объявляли об этом. Однако существуют неподтверждённые сведения о том, что ЮАР провела несколько испытаний своего или совместного с израильским ядерного оружия в конце 1970-х - начале 1980-х гг. в районе острова Буве.
Существуют также предположения, что в связи с нехваткой U (его производство обеспечивает лишь 28 % объёма его потребления (а остальное извлекается из старых ядерных боеголовок) ядерный арсенал Израиля перерабатывается в топливо для АЭС.
Иран обвиняют в том, что это государство, под видом создания независимой ядерной энергетики, на самом деле стремится и близко подошёл к обладанию ядерным оружием. Аналогичные обвинения, которые, как выяснилось, оказались дезинформацией, предъявлялись ранее Ираку правительствами Израиля, США, Великобритании и некоторых других стран, что послужило поводом для военных действий против Ирака с их стороны. В настоящее время в работах по созданию технологии производства ядерного оружия ими также подозреваются Сирия и Мьянма.
В разные годы также появлялась информация о наличии военных ядерных программ у Бразилии, Ливии, Аргентины, Египта, Алжира, Саудовской Аравии, Южной Кореи , Тайваня, Швеции, Румынии (в советский период).
Потенциальную возможность стать членами Ядерного клуба имеют вышеперечисленные и ещё несколько десятков государств, имеющих исследовательские ядерные реакторы. Данная возможность сдерживается, вплоть до санкций и угроз санкций со стороны ООН и великих держав , международными режимами нераспространения ядерного оружия и запрещения ядерных испытаний.
Договор о нераспространении ядерного оружия 1968 г. не подписали только именно «молодые» ядерные державы Израиль, Индия, Пакистан. КНДР свое подписание дезавуировала до официального объявления о создании ядерного оружия. Ираном, Сирией и Мьянмой данный Договор подписан.
Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний 1996 г. не подписали «молодые» ядерные державы Индия, Пакистан, КНДР и подписали, но не ратифицировали другие ядерные державы США, КНР, а также подозревающийся Иран и Египет, Индонезия, Колумбия. Сирия и Мьянма данный Договор подписали и ратифицировали.
Алжир не располагает научно-техническими и материальными ресурсами для создания потенциала ядерного оружия. В декабре 1993 года был введен в эксплуатацию тяжеловодный ядерный реактор "Ас-Салям" мощностью 15 МВт, поставленный КНР. Есть оценки, которые допускают, что мощность реактора может быть более высокой. Возможности этого реактора не выходят за рамки ведения обычных исследований в области производства изотопов, физико-технических характеристик топлива, экспериментов в нейтронных пучках, совершенствования физики ядерных реакторов, обучения персонала. Хотя, в принципе, КНР и Алжир продолжают переговоры о возможностях дальнейшего развития двустороннего сотрудничества в ядерной области, практического наполнения оно пока не получило. Китайский персонал на реакторе "Ас-Салям" резко сокращен. Реактор находится под гарантиями МАГАТЭ, последняя инспекция которой в Алжире в 1994 году не выявила каких-либо нарушений. В стране имелась программа строительства сети АЭС, в основном в южных районах, где разведаны запасы урановых руд. Однако в настоящее время в связи с тяжелым экономическим положением программа развития ядерной энергетики практически заморожена. Данные, которые подтверждали бы наличие в стране военной ядерной программы, отсутствуют. В январе 1995 года Алжир присоединился к Договору о нераспространении ядерного оружия.
Страна располагает надежной сырьевой базой для развития атомной энергетики, строятся и эксплуатируются АЭС, подготовлены высококвалифицированные научные кадры, получены технологии обогащения урана, имеются центры ядерных исследований. Среди стран Латинской Америки Аргентина обладает наиболее развитой ядерной промышленностью. Ее программа реализуется в двух направлениях. С одной стороны, создается ядерный топливный цикл при содействии промышленно развитых государств Запада и под контролем МАГАТЭ. С другой - собственными силами строятся ядерные установки малой производительности, пока не поставленные под международный контроль. Аргентина - член МАГАТЭ, подписала Договор Тлателолко о запрещении ядерного оружия в Латинской Америке, а также Конвенцию о физической защите ядерных материалов. Подписано специальное соглашение между Аргентиной, Бразилией, АВАСС (АВАСС - Бразилъско-аргентинское агентство по учету и контролю за ядерными материалами) и МАГАТЭ, предусматривающее распространение полномасштабных гарантий Агентства на ядерную деятельность этих стран. Вместе с тем не принимает участия в разработке ведущими странами-поставщиками критериев ядерной экспортной политики. В марте 1995 года присоединилась к Договору о нераспространении ядерного оружия, что, несомненно, будет содействовать укреплению режима ядерного нераспространения, в том числе в Латинской Америке.
Страна располагает надежной сырьевой базой для развития атомной энергетики, строятся и эксплуатируются АЭС, подготовлены высококвалифицированные научные кадры, получены технологии обогащения урана, имеется несколько центров ядерных исследований. Бразилия является членом МАГАТЭ, однако не присоединилась к Договору о нераспространении ядерного оружия, считая его дискриминационным, ущемляющим права Бразилии на получение новейших технологий. Она ратифицировала Договор Тлателолко о запрещении ядерного оружия в Латинской Америке и Конвенцию о физической защите ядерного материала. Подписано четырехстороннее специальное соглашение между Аргентиной, Бразилией, АВАСС и МАГАТЭ, предусматривающее распространение полномасштабных гарантий Агентства на ядерную деятельность этих стран. Бразильское правительство заявило об отказе от осуществления ядерных испытаний даже в мирных целях. Данных о наличии в Бразилии ядерного оружия не имеется. Вместе с тем периодически поступает информация о существовании в стране крупной продвинутой программы исследований военно-прикладного характера, что является предметом обсуждения в научных кругах. Ядерная деятельность ведется в рамках двух программ: официальной ядерно-энергетической, осуществляемой под контролем МАГАТЭ, и "параллельной", реализующейся под фактическим руководством вооруженных сил страны, прежде всего ВМС. Хотя Бразилия сделала важные шаги в сторону ядерного нераспространения, существующая "параллельная ядерная программа" не находится под наблюдением МАГАТЭ. Работы над ней ведутся в основном в Институте энергетических и ядерных исследований, в Центре аэрокосмической технологии ВВС, в Центре технических разработок бразильской армии, а также в Институте ядерных исследований.
Сведений о наличии в Египте ядерного оружия не имеется. В обозримом будущем выход Египта на обладание ядерным оружием не просматривается. В стране нет специальной программы военно-прикладных исследований в ядерной области. Египет присоединился к Договору о нераспространении ядерного оружия. Вместе с тем проводятся серьезные работы по развитию ядерного потенциала, предназначенного, по официальным заявлениям, для использования в энергетике, сельском хозяйстве, медицине, биотехнологии, генетике. Планируется промышленное освоение 4 разведанных урановых месторождений, включая экстракцию и обогащение урана для последующего использования в качестве топлива для атомных электростанций. Действует научно-исследовательский реактор мощностью 2 МВт, запущенный в 1961 году при техническом содействии СССР. В 1991 году подписано соглашение с Индией об увеличении мощности этого реактора до 5 МВт. 30-летняя работа реактора позволила Египту обзавестись собственной научной базой и достаточно квалифицированными кадрами. Имеются, кроме того, договоренности с Великобританией и Индией об оказании содействия в подготовке национальных кадров для научных исследований и работы на атомных предприятиях страны. В начале 1992 года заключена сделка на поставку Аргентиной в Египет еще одного реактора мощностью 22 МВт. Остается в силе подписанный в 1991 году контракт на поставку в Египет российского циклотронного ускорителя МГД-20. С 1990 года Египет является членом Арабской организации ядерной энергетики, объединяющей 11 стран. Ряд египетских научных проектов осуществляется под эгидой МАГАТЭ. Имеются двусторонние соглашения в области мирного использования атомной энергии с Германией, США, Россией, Индией, Китаем, Аргентиной.
Израиль является страной, неофициально обладающей ядерным оружием. Само руководство Израиля не подтверждает, но и не опровергает сведения о наличии ядерного оружия на территории страны. Для наработки ядерного материала оружейной чистоты используются в первую очередь тяжеловодный реактор и установка для переработки облученного топлива. Они не находятся под гарантиями МАГАТЭ, хотя Израиль является членом этой международной организации. Их мощности достаточны для изготовления 5 - 10 ядерных боезарядов в год. Реактор мощностью 26 МВт введен в строй в 1963 году с помощью Франции и модернизирован в 70-е годы. После увеличения его мощности до 75 - 150 МВт наработка плутония могла вырасти с 7 - 8 кг делящегося плутония в год до 20 - 40 кг. Установка для переработки облученного топлива создана примерно в 1960 году также при содействии французской фирмы. На ней можно получать от 15 до 40 кг делящегося плутония в год. Кроме того, запасы делящегося плутония могут быть увеличены с помощью тяжеловодного реактора мощностью 250 МВт на новой АЭС, о строительстве которой правительство официально объявило в 1984 году. При определенном режиме работы реактор может давать, по оценкам, более 50 кг плутония в год.
Израиль обвинялся в тайных закупках и хищениях ядерных материалов в других странах - США, Великобритании, Франции, ФРГ. Так, в 1986 году в США было обнаружено исчезновение более 100 кг обогащенного урана на одном из заводов в штате Пенсильвания предположительно - в интересах Израиля. Тель-Авив признал факт незаконного вывоза им из США в начале 80-х гг. критронов - важного элемента в создании современных образцов ядерного оружия. Запасы урана в Израиле оцениваются достаточными для собственных нужд и даже экспорта примерно в течение 200 лет. Соединения урана могут выделяться на 3-х заводах по производству фосфорной кислоты в качестве сопутствующего продукта в объеме около 100 т в год. Для обогащения урана израильтяне еще в 1974 году запатентовали метод лазерного обогащения, а в 1978 году разработали еще более экономичный метод разделения изотопов урана, основанный на различии их магнитных свойств. По некоторым данным, Израиль участвовал и в проводимых в ЮАР "обогатительных разработках" по методу аэродинамического сопла. В совокупности на такой базе Израиль мог потенциально произвести в период 1970 - 1980 гг. до 20 ядерных боезарядов, а к настоящему времени - от 100 до 200 боезарядов.
Более того, высокий научно-технический потенциал страны позволяет продолжить НИОКР в направлении совершенствования конструкции ядерного оружия, в частности создания модификаций с повышенной радиацией и ускоренной ядерной реакцией. Нельзя исключать интерес Тель-Авива к разработке термоядерного оружия.
Имеющаяся информация позволяет выделить следующие наиболее важные объекты (с известной долей условности характеристик их основного назначения), которые являются компонентами военного ядерного потенциала страны:
Сорек - центр научно-конструкторской разработки ядерного оружия;
Димона - завод по наработке оружейного плутония;
Йодефат - объект по сборке и демонтажу ядерного оружия;
Кефар Зекхарья - ядерная ракетная база и склад атомных бомб;
Эйлабан - склад тактического ядерного оружия.
Израиль по стратегическим соображениям отказывается от присоединения к ДНЯО.
Индия относится к числу стран, неофициально обладающих ядерным оружием. Имеется продвинутая программа военно-прикладных исследований. Страна располагает высоким промышленным и научно-техническим потенциалом, квалифицированными национальными кадрами, материальными и финансовыми ресурсами для создания оружия массового поражения.
Являясь членом МАГАТЭ, Индия, тем не менее, не подписывала соглашения о постановке всей своей ядерной деятельности под гарантии этой организации и не присоединилась к Договору о нераспространении ядерного оружия, считая его "дискриминационным" в отношении неядерных государств. Индия является одной из немногих развивающихся стран, способных самостоятельно проектировать и строить ядерные энергоблоки, выполнять различные операции в рамках топливного цикла начиная с добычи урана и кончая регенерацией отработавшего топлива и переработкой отходов.
Страна располагает собственными запасами урана, которые, по оценкам МАГАТЭ, составляют около 35 тыс. тонн при затратах на извлечение до 80 долл./кг. Запасы природного урана и количество производимого уранового концентрата находятся на уровне, достаточном для эксплуатации действующих реакторов, однако их ограниченность может стать серьезным препятствием развития атомной энергетики Индии через 15-20 лет. В этой связи в качестве альтернативного пути расширения собственной сырьевой базы индийские специалисты рассматривают использование тория, залежи которого в стране составляют около 400 тыс. тонн. При этом необходимо отметить, что в Индии проведены уникальные исследования и достигнуты значительные результаты в разработке технологии по использованию тория в топливном цикле. По имеющимся данным, проводятся экспериментальные работы по выделению изотопа урана-233 путем облучения в реакторе оксидных ториевых сборок.
Индия обладает крупными мощностями по производству более 300 тонн в год тяжелой воды типа D20 и может стать одним из ее экспортеров. Подписанное в апреле прошлого года соглашение о поставках тяжелой воды в Южную Корею явилось первым выходом Индии на международный "ядерный рынок".
В целом, Индия сумела достичь существенного прогресса в своей ядерной программе и разработать оригинальные технологии, что позволяет ей проводить независимую политику в сфере ядерной энергетики. Зависимость Индии от иностранного оборудования в атомной промышленности не превышает 10 процентов (по оценкам индийских специалистов). В настоящее время страна имеет 9 действующих промышленных реакторов общей мощностью около 1600 МВт (эл.). Из них только две АЭС - в Тарапуре и Раджастане - находятся под гарантиями МАГАТЭ. Специалисты считают, что в недалеком будущем Индия станет поставщиком тяжеловодных реакторов в другие страны. Кроме того, в стране имеется 8 исследовательских реакторов, самым мощным из которых является созданный полностью индийскими специалистами реактор "Дхрува" тепловой мощностью 100 МВт. По заявлению индийских представителей, реактор предназначен для производства изотопов для промышленных целей, медицины и сельского хозяйства. Однако его можно рассматривать и как возможный наработчик плутония.
В целом, в Индии создан собственный ядерный топливный цикл для опытных и исследовательских реакторов (пилотные установки) и для энергетических реакторов (промышленные установки). При этом исследовательские реакторы и их топливный цикл не находятся под гарантиями МАГАТЭ. По оценкам экспертов, взорвав в 1974 году свое ядерное устройство, Индия заложила мощную основу для развития военной ядерной программы. Она располагает как большими потенциальными производственными возможностями, так и испытательной базой. Располагая запасами не находящегося под гарантиями облученного реакторного топлива, страна может переработать его с целью извлечения плутония для создания мощного арсенала ядерного оружия.
Иран не располагает ядерным оружием. Убедительных признаков наличия в стране скоординированной целостной военной ядерной программы к настоящему времени не обнаружено. Современное состояние промышленного потенциала таково, что без помощи извне ИРИ не способна организовать производство оружейных ядерных материалов. Иран ратифицировал ДНЯО в 1970 году, а с февраля 1992 года предоставил МАГАТЭ возможность инспектировать любые свои ядерные объекты. Ни одна инспекция МАГАТЭ не выявила нарушений Тегераном Договора о нераспространении ядерного оружия. До 1979 года Иран осуществлял программу использования атомной энергии в мирных целях, предусматривавшую строительство 23 АЭС. Ныне осуществляется более умеренная программа, в которой задействованы:
1. Тегеранский центр ядерных исследований.
В центре с 1968 года работает исследовательский реактор с номинальной мощностью 5 МВт, поставленный из США и находящийся под гарантиями МАГАТЭ. Завершено строительство установки для производства радиоизотопов (выдвигались подозрения, что эта установка способна выделять плутоний из отработанного ядерного топлива, однако данные о проведении там таких работ не подтверждаются). Имеется установка по производству "желтого кека", которая в последнее время не работала из-за неудовлетворительного технического состояния. В октябре 1992 года на территории центра введен в строй исследовательский корпус под названием "Эбн Хисэм", в котором расположена лаборатория лазерной техники. По имеющимся данным, в лаборатории отсутствуют лазеры, пригодные для разделения изотопов урана.
2. Центр ядерной технологии в Исфахане.
Для Центра в КНР был закуплен исследовательский реактор MNSR (миниатюризированный источник нейтронов) мощностью 25/5 МВт. По имеющимся сведениям, в последнее время осуществлялись подготовительные мероприятия по введению реактора в действие. На территории Центра ведутся активные строительные работы. Признаков, указывающих на то, что новые здания предназначены для размещения оборудования ядерных технологий военного назначения, не отмечено.
3. Ядерный исследовательский центр для сельского хозяйства и медицины в Кередже.
До настоящего времени не получено сведений, указывающих на наличие в этом центре помещений, приспособленных для проведения работ с радиоактивными материалами. Завершено строительство только одного здания, в котором располагается дозиметрическая лаборатория и лаборатория сельскохозяйственной радиохимии. В процессе строительства находится еще несколько зданий, в одном из которых планируется установить калютрон - электромагнитный сепаратор для выделения нерадиоактивных (стабильных) изотопов. Это здание имеет обычную систему вентиляции и по степени радиационной защиты не может использоваться для работы с радиоактивными веществами. Сепаратор закуплен у КНР с целью получения материалов для мишеней, которые планируется облучать нейтронными потоками на 30 МэВ циклотроне. Строительство циклотрона завершено в январе 1995 года.
4. Отделение ядерных исследований в городе Йезд.
Создано на базе местного университета. Занимается геофизическими исследованиями и геологией месторождения, расположенного в 40 км юго-восточнее населенного пункта Сагенд, который, в свою очередь, лежит в 165 км северо-восточнее города Йезд. Площадь месторождения - 100 - 150 кв. км, запасы оцениваются в 3 - 4 тыс.т по эквиваленту окиси урана (U3O8), содержание U-235 очень низкое и составляет от 0,08 до 1,0%. В настоящее время на месторождении проводятся работы по его доразведке и обустройству. Практическая эксплуатация этого месторождения еще не начата.
5. Объект Моаллем Калайе.
Объект подозревался в проведении незаявленной ядерной деятельности без контроля со стороны МАГАТЭ, расположен под Казвином в горах на север от Тегерана. Находится в процессе строительства. Проверен инспекторами МАГАТЭ, и, по их официальному заключению (на февраль 1992 года), на этом объекте не проводится ядерной деятельности. В последнее время на объект в Моаллем Калайе начало поступать оборудование. Признаки, по которым можно было бы отнести это оборудование к категории ядерного, отсутствуют. Повышенная сейсмичность района не позволяет расположить там реактор - наработчик плутония, а площадь объекта недостаточна для размещения оборудования приемлемой производительности для получения оружейного урана. Достоверные данные о каких-либо нелегальных поставках в Иран ядерного сырья или ядерного топлива отсутствуют. Сооружение фабрики по переработке урановой руды на территории страны было, скорее всего, завершено в 2005 году. Вместе с тем некоторые западные эксперты высказывают сомнения в том, что в настоящих условиях нет оснований для того, чтобы международное сообщество чинило препятствия Тегерану в реализации его мирной ядерной программы даже под контролем МАГАТЭ. Более того, официальные представители США на разных уровнях неоднократно заявляли о своей уверенности в том, что Иран осуществляет военную ядерную программу и, по их последним оценкам, может добиться своей цели через 5 лет, т.е. к 2000 году. Это утверждение вызывает сомнение. Суть подхода Тегерана, по мнению американцев, состоит в том, чтобы, соблюдая ДНЯО, строить свою мирную ядерную программу таким образом, чтобы в случае принятия соответствующего политического решения наработанный в мирной сфере (специалисты, техника) опыт мог быть задействован для создания ЯО. Исходя из этого, Вашингтон делает основной вывод о том, что страны - поставщики ядерной технологии должны воздерживаться от любого сотрудничества с Ираном в ядерной области до тех пор, пока не появятся достаточно веские свидетельства искренней и долгосрочной приверженности Ирана исключительно мирному использованию ядерной энергии. Нынешний климат, по мнению Вашингтона, не отвечает этому критерию. Однако такие обвинения в отношении Ирана зачастую базируются на явно непроверенной информации. Так, например, известна кампания в 1992 - 1994 годах в иностранных, в том числе американских и западноевропейских, СМИ по поводу четырех ядерных боезарядов, якобы закупленных Тегераном у Казахстана. Между тем, как неоднократно заявляло руководство ЦРУ, это ведомство не зафиксировало ни одной продажи ядерного оружия из республик бывшего СССР. Уровень достижений Исламской республики Иран в ядерной области не превышает аналогичного показателя для еще 20 - 25 стран мира.
КНДР подписала Договор о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО) и Соглашение о постановке всей своей ядерной деятельности под контроль МАГАТЭ. В марте 1993 года северокорейцы заявили о выходе из ДНЯО, а в июне 1994 года - из МАГАТЭ. Однако в силу несоблюдения в обоих случаях необходимых формальностей эти заявления остались только декларациями.
Научно-экспериментальная инфраструктура в ядерной области создавалась в 60-е годы. К настоящему времени в стране продолжают действовать ряд специализированных НИИ, в том числе научно-исследовательский институт в Атомном центре в Ненбене, институты ядерной энергетики и радиологии, отделение ядерной физики в Пхеньянском университете, кафедра технологий ядерных исследований в политехническом институте им. Ким Чака. КНДР обладает необходимой сырьевой базой, сетью объектов атомной промышленности, которые наряду с НИИ составляют ядерный комплекс страны. Решение о начале развития в стране ядерной энергетики принималось с учетом необходимости самообеспечения электроэнергией. КНДР не имеет разведанных нефтяных запасов. В стране ощущается острая нехватка электроэнергии, 50% которой вырабатывается на ГЭС и около 50% - на ТЭС.
Выбор северокорейцами пути развития ядерной энергетики на основе газографитовых реакторов имеет под собой объективную основу:
Наличие в стране достаточных запасов природного урана и графита, которые северокорейцы могли переработать до степени, пригодной для
использования в газографитовых реакторах;
отсутствие мощностей и соответствующего научного и практического опыта по производству тяжелой воды для тяжеловодных и обогащению урана для легководных реакторов.
По оценке экспертов СВР, политическое решение о начале работ по созданию ядерного оружия было принято в КНДР на рубеже 70-х годов. Однако в силу различного рода трудностей экономического, финансового, научно-технического характера военная часть ядерной программы КНДР развивалась волнообразно. Отмечались случаи ее "замораживания" и последующего восстановления. Рост внешнеполитической и экономической изоляции КНДР еще более усиливал трудности в этой области. Тем не менее, опираясь главным образом на собственные силы, северокорейцы сумели создать почти полностью плутониевый ядерный цикл, который представлен на схеме.
Экспериментальный газографитовый реактор электрической мощностью 5 МВт (тепловая мощность 25 - 30 МВт), введенный в эксплуатацию в январе 1986 года, по своим техническим параметрам может быть использован для наработки плутония оружейного качества. Предполагается, что во время остановки реактора в 1989 году северокорейцы произвели выгрузку облученного ядерного топлива. Достоверных данных о том, было ли оно переработано в химлаборатории и если да, то сколько плутония оружейного качества было получено, не имеется. Теоретически из 8000 стержней в зависимости от степени их выгорания можно получить Pu 239 в количестве, достаточном для изготовления 1- 2 ядерных зарядов. Однако наличие оружейного плутония еще не предопределяет реальную возможность создать ядерный заряд. Опять же чисто теоретически северокорейцы могли вести работы в двух направлениях:
Создание плутониевого заряда пушечного типа (или так называемого примитивного) представляется нереальным, и этот путь, по существу, является
тупиковым в силу физических и технических ограничений, связанных с реализацией принципа сближения подкритических масс и обеспечения мгновенной цепной реакции;
создание имплозивного ядерного заряда на основе плутония - уже пройден ядерными державами и потребовал от них решения чрезвычайно сложных научных и технических проблем, которые хранятся в
строжайшей тайне.
По оценке экспертов СВР, нынешний научно-технический уровень и технологическая оснащенность ядерных объектов в КНДР не позволяют северокорейским специалистам создать ядерное взрывное устройство, пригодное для полигонных испытаний, и тем более смоделировать холодное испытание боезаряда плутониевого типа в лабораторных условиях. Даже допуская возможность наработки определенного количества оружейного плутония, создание дееспособного ядерного заряда представляется малореальным. Созданный КНДР прецедент присвоения себе "особого статуса" в рамках ДНЯО и МАГАТЭ, а также неурегулированность северокорейской "ядерной проблемы" в целом по-прежнему тревожат мировое сообщество. Вместе с тем следует отметить определенные позитивные подвижки в процессе урегулирования. Реактор в Нонбене остановлен, отработанное топливо из него выгружено и складировано в хранилищах, сохраняется возможность (хотя и ограниченная) для контрольной деятельности МАГАТЭ в КНДР. Женевские соглашения от 21 октября 1994 года заложили определенную основу для урегулирования проблемы политическими и экономическими средствами. Конечно, на этом пути заинтересованные стороны сталкиваются и будут сталкиваться со множеством труднорешаемых противоречий. Сам процесс ожидается быть длительным.
Ядерного оружия в Ливии нет. Достоверные данные, которые свидетельствовали бы об осуществлении ею каких-либо целенаправленных работ по его созданию, отсутствуют. Имеющаяся в стране техническая база и общий научно-технический уровень позволяют утверждать, что в обозримой перспективе она не в состоянии получить доступ к ядерному оружию. Одно время западные эксперты относили Ливию к категории "наиболее опасных" стран с точки зрения ведения там военно-прикладных исследований в области ОМУ, в частности ядерного, однако в последнее время с их стороны сделаны признания, что эта оценка была явно преувеличенной. Ливия обладает некоторым опытом исследований в ядерной области. Введенный в 1982 году в эксплуатацию при содействии бывшего СССР ядерный центр в Таджуре является единственным в стране ядерным объектом и ведет исследовательские работы в целях мирного использования атомной энергии. Ливийское руководство предоставило территорию страны для международных инспекций МАГАТЭ, подтвердило свою приверженность Договору о нераспространении ядерного оружия.
Военная ядерная программа была начата в середине 70-х годов и была ориентирована на урановый путь создания ядерного оружия. По имеющимся данным, страна располагает технологическими возможностями для ускоренного производства 6-12 ядерных устройств мощностью до 20 кт. Объективным условием для этого является независимость Пакистана в обеспечении расщепляющимися материалами, поскольку в ряде районов страны имеются достаточные запасы урановых руд. В последнее время появились также данные об интересе пакистанских ученых к использованию в военных целях плутония. Официальные власти Пакистана не отрицают способности производить ядерное оружие, однако утверждают, что не будут создавать его для использования против какой-либо определенной страны, а "поддержание военной готовности" диктуется "сохранением дисбаланса" в военной области между ним и Индией. Пакистан является членом МАГАТЭ, однако не присоединился к Договору о нераспространении ядерного оружия и к Конвенции о физической защите ядерного материала, не участвует в международных договоренностях относительно контроля за ядерным экспортом. Наличие собственной научно-исследовательской базы, необходимого научного персонала и современной технологии обогащения урана до 90% способствует успешному развитию ядерной программы. Завод в Кахуте обеспечивает ядерным топливом АЭС в Карачи и создает запасы для будущих станций. При строительстве АЭС, проведении научных исследований и создании индустриальной основы для производства собственных ядерных реакторов Пакистан планирует опираться на помощь со стороны КНР. Несмотря на активное противодействие США и других западных стран, в конце 1992 года правительством принято решение о приобретении в Китае ядерного реактора мощностью 300 МВт. В ближайшие годы Пакистан намерен добиваться строительства по крайней мере еще 2-3 атомных реакторов (один из которых с энергетическим блоком в 300 МВт будет построен КНР в течение 6 лет). До завершения строительства новых реакторов предполагается модернизировать и продлить срок эксплуатации карачинской станции еще на 20 лет. Руководство страны осознает, что приобретение атомных технологий и оборудования на мировом рынке находится в прямой зависимости от подписания ДНЯО. Без этого Пакистану остаются фактически недоступными западные проекты современных реакторов на быстрых нейтронах, которые могут служить источником получения оружейного урана-235 или плутония. В целом можно утверждать, что пакистанская ядерная технология находится на достаточно высоком уровне, и ядерный центр в Кахуте способен обеспечить наработку высокообогащенного урана, достаточного для создания атомной бомбы.
Собственного ядерного оружия не имеет. Американское тактическое ядерное оружие, судя по заявлению США и РК, с территории страны выведено. Республика Корея присоединилась к Договору о нераспространении ядерного оружия в день открытия его к подписанию 1.07.68, а ратифицировала его только 14.03.75. Столь длительная задержка объяснялась южнокорейскими лидерами тем, что КНР и КНДР не поставили свои подписи под Договором, а Япония его не ратифицировала. Ядерная деятельность страны поставлена под гарантии МАГАТЭ. Инспекции проводятся один раз в квартал с целью контроля над безопасностью использования ядерной энергии, количеством импортированного в страну урана и хранением отработанного топлива для атомных реакторов. Начало ядерной программы РК относится к 1959 году. В последующие годы была создана необходимая научно-исследовательская инфраструктура для проведения работ в области ядерной энергии.
В настоящее время Южная Корея выделяется продвинутостью программы развития мирной ядерной энергетики, которая в долгосрочном плане ориентирована на последовательное увеличение производства электроэнергии с целью поддержания высоких темпов промышленного развития и сокращения зависимости от зарубежных поставок угля и нефти. Программа реализуется за счет широкого сотрудничества с промышленно развитыми странами и предусматривает заключение долговременных контрактов на поставку реакторного топлива и материалов для его изготовления в сочетании со стремлением к прямому участию южнокорейского капитала в разработке зарубежных урановых месторождений. Собственные запасы урана Южной Кореи составляют около 11 800 т. Исходя из перспективных потребностей ведется разведка урановых месторождений как на своей территории, так и за рубежом (США, Канада, Габон). В настоящее время в Южной Корее имеется 9 действующих энергетических реакторов общей установленной мощностью около 7,2 ГВт, построенных с помощью западных компаний. В стадии сооружения сейчас находятся 5 энергетических реакторов общей мощностью около 4,3 ГВт. Помимо перечисленных, до 2006 года запланировано построить еще 8 легководных (по 950 МВт) и 5 тяжеловодных реакторов (по 630 МВт).
В 1990 году после введения в эксплуатацию линии по реконверсии урана для легководных реакторов Южная Корея обрела фактическую независимость в обеспечении своей ядерной энергетики реакторным топливом. Ранее, в 1987 году вступил в строй завод по производству топлива для тяжеловодных реакторов. В июне 1992 года объявлено о планах строительства еще одного завода по производству ядерного топлива. Южнокорейцы считают, что с загрузкой 14 сентября 1994 года топлива в реактор 3-го энергоблока АЭС в г. Енгван, РК вступила в эпоху независимости от иностранных партнеров в области ядерной энергетики, 3-й энергоблок укомплектован реактором типа PWR мощностью 1000 МВт, выбранным в качестве базового для всех строящихся и проектируемых АЭС. Абсолютное большинство агрегатов и узлов АЭС разработаны южнокорейскими специалистами. Зарубежные фирмы выступают только в качестве субподрядчиков. В настоящее время каждая АЭС имеет хранилище облученного топлива, рассчитанное лишь на 10 лет. В этой связи проводятся работы по расширению хранилищ на наиболее старых станциях Kori-1 и Wolsung-1. К 1995 году планируется соорудить постоянное хранилище отходов, а к 1997 году - центральное хранилище облученного топлива на 3000 т урана. В Южной Корее не принималось какого-либо решения по развитию химической переработки облученного реакторного топлива и использования плутония в составе топлива для энергетических реакторов. В то же время есть данные, свидетельствующие о том, что корейцы совместно с канадцами изучают возможность сжигания облученного топлива легководных реакторов в тяжеловодных.
До середины 70-х годов в Республике Корея имелась небольшая программа военно-прикладного характера, степень продвинутости которой нам неизвестна. В 1976 году работы по этой программе были прекращены под давлением США. Южная Корея сделала выбор в пользу американского "ядерного зонтика". Однако и после этого ряд политических и военных лидеров страны не отрицали целесообразность иметь свой ядерный арсенал.
В конце 80-х годов поступали данные о том, что Румыния в рамках программы по ядерной энергетике якобы имеет конкретную программу, направленную на создание до начала 2000 года ядерного оружия. Действительно, в 1985 году румынское руководство ставило задачи по изучению возможности создания ядерного оружия, и румынские ученые-ядерщики освоили технологию получения плутония и отработанного ядерного топлива. Проведенные МАГАТЭ в 1990 и 1992 годах инспекции румынских ядерных объектов показали, что начиная с 1985 года Румыния проводила тайные эксперименты по химическому производству оружейного плутония (с использованием американского ядерного реактора модели TRIGA) и небольшого количества обогащенного урана, также американского происхождения. Успешные результаты работ дали основание Чаушеску официально заявить в мае 1989 года о том, что с технической точки зрения Румыния способна производить ядерное оружие. В г. Пишеть была создана промышленная установка с мощностью производства до 1 кг оружейного плутония в год с перспективой его использования в качестве боезаряда на ракетах средней дальности типа СКАД (собственного производства либо закупленных в Северной Корее и Китае). До 1990 года химическим комбинатом в г. Пишеть было произведено 585 т ядерного топлива. В августе 1991 года Румыния купила лицензию у канадского концерна AECL на полную технологию изготовления ядерного топлива. В перспективе планируется вновь переработать и уже имеющиеся запасы. В поселке Колибаш, пригород г. Пишеть находится Институт атомной энергии, где производят твэлы. В настоящее время при помощи США и Канады институт перепрофилируется на деятельность в области совершенствования технологии собственного производства ядерного топлива для АЭС на химическом комбинате в этом же городе. Основной склад радиоактивных материалов находится в уезде Бихор. Тяжелую воду производят в г. Турну-Мэгуреле на химкомбинате и в г. Дробета Турну-Северин. Уже получено 140 т, кроме того в Канаде закуплено 335 т. В настоящее время строится АЭС Чернавода. Пуск первой очереди был запланирован на первый квартал 1995 года.
В 1991 году Румыния согласилась поставить под полный контроль МАГАТЭ ядерные объекты и центры ядерных исследований, а также согласилась на проведение всеобъемлющих инспекций любых объектов. По результатам инспекции МАГАТЭ ядерных объектов Румынии в апреле-мае 1992 года, во время которой было обнаружено 470 г плутония в секретной лаборатории Института атомной энергии в г. Пишеть, на сессии Совета управляющих МАГАТЭ 17 июня 1992 года Бухаресту было сделано предупреждение о необходимости в кратчайшие сроки полного свертывания ядерной военной программы и выдвинут ряд требований:
Полное прекращение ядерных исследований в военных целях и уничтожение предназначенного для этих целей промышленного оборудования,
Установка контрольных приборов МАГАТЭ в Институте атомной энергии в г. Пишеть и на АЭС Чернавода,
Принятие срочных законодательных и административных мер по контролю за ядерной деятельностью,
Создание единого органа по контролю за ядерной деятельностью, подчиненного непосредственно премьер-министру,
Постановка всех ядерных объектов под контроль МАГАТЭ,
Официальное подтверждение Румынией неукоснительного соблюдения международных соглашений по нераспространению оружия массового уничтожения.
Все эти условия были выполнены Бухарестом, что подтвердила проверка делегации МАГАТЭ во главе с ее генеральным директором Г. Бликсом в апреле 1994 года. По итогам проверки Румынии было разрешено возобновить в перепрофилированном виде деятельность ядерных центров, приобрести в Канаде и США ядерное топливо для первого реактора АЭС Чернавода и возобновить производство тяжелой воды. Со стороны МАГАТЭ была предложена конкретная программа содействия Румынии в ядерной области на сумму в 1,5 млн. долларов, которая включает в себя проект по обеспечению безопасной работы АЭС, консультации, поставки отдельных видов оборудования и приборов, выделение 26 стипендий на обучение за границей, проведение двух семинаров в Бухаресте по ядерной проблематике. Также МАГАТЭ высказало 156 рекомендаций по строительству АЭС Чернавода, которые румынской стороной полностью выполнены. Румыния является страной - участницей ДНЯО с февраля 1970 года. В 1992 году был принят закон о контроле экспорта-импорта ядерных, химических и биологических технологий и материалов и создано Национальное агентство экспортного контроля, в состав которого вошли представители МИД, МВД, министерства обороны, министерства экономики и финансов, а также других ведомств. На основании вышеизложенного представляется возможным сделать обоснованный вывод о мирной ориентации румынской программы ядерной энергетики на данном этапе.
При технической помощи американских и западноевропейских государств в стране создана развитая атомная энергетика. Уже к середине 80-х годов на Тайване действовало 6 ядерных энергоблоков общей мощностью 4,9 тыс. МВт. В 1965 году был основан Тайваньский научно-исследовательский институт ядерной энергии, штат которого к 1985 году превысил 1100 человек. Институт обладает современным научным оборудованием, имеет исследовательский реактор, располагает лабораториями, в которых проводятся разработки в области производства ядерного топлива и исследования технологии радиохимической переработки облученного урана. В системе министерства обороны Тайваня также имеются исследовательские подразделения с хорошим научным оснащением, специализирующиеся в области ядерной физики. Тайвань располагает значительным количеством высококвалифицированных специалистов-ядерщиков, прошедших подготовку за рубежом. Только за период с 1968 по 1983 год такую подготовку в различных странах, и прежде всего в США, получило более 700 тайваньских специалистов. По мере развития ядерной энергетики масштабы подготовки специалистов за рубежом увеличивались. В отдельные годы на обучение, в основном в США, выезжало более 100 тайваньских ядерщиков. Тайвань не имеет собственных природных запасов ядерного сырья и активно сотрудничает с другими странами в поиске и разработке урановых месторождений. В 1985 году подписано пятилетнее соглашение между тайваньской и американской фирмой о совместной разработке урановой руды в США. В этом же году - контракт с ЮАР на десятилетнюю поставку урана из этой страны.Тайвань - член Договора о нераспространении ядерного оружия, однако не имеет соглашения с МАГАТЭ о поставке под гарантии этой организации всей своей ядерной деятельности. Гарантии МАГАТЭ распространяются только на те объекты и ядерные материалы, при поставке которых в страну это оговаривается в условиях контракта. Можно с достаточной долей уверенности утверждать, что официально импортируемые ядерные технологии, знания и оборудование не дают возможности Тайваню создать ядерное оружие, однако они обеспечивают ему необходимый опыт проведения работ в ядерной области и могут ускорить проведение собственных ядерных разработок военного характера, если такое решение будет принято.
В 1991 году ЮАР присоединилась к Договору о нераспространении ядерного оружия в качестве неядерного государства. В том же году заключила соглашение с МАГАТЭ о полных гарантиях. В марте 1994 года правительство ЮАР направило МАГАТЭ официальную просьбу о вступлении в Агентство и одновременно сделала заявку на вступление в Группу ядерных поставщиков. Впервые в мировой истории правительство страны, обладающей ядерным оружием, приняло мужественное решение и добровольно отказалась от него, проведя, по существу, ядерное разоружение в одностороннем порядке. Естественно, такой шаг не мог пройти для страны безболезненно и гладко и не вызвать бурную, а порой неоднозначную реакцию как внутри ЮАР, так и всего международного сообщества. Начало работ в рамках военной ядерной программы можно отнести к 1970 году, ЮАР пошла по "проторенному" пути создания ядерного заряда пушечного типа, что позволяло обойтись без его полигонных испытаний и, таким образом, сохранить в строжайшей тайне свою ядерную способность. В 1974 году принимается политическое решение о создании "ограниченного" ядерного арсенала. С этого момента начато строительство опытного полигона в пустыне Калахари. В 1979 году изготовлен первый ядерный заряд пушечного типа на основе урана с обогащением 80% и мощностью порядка 3 кт. К 1989 году ЮАР становится обладателем еще 5 зарядов с оценочной мощностью 10-18 кт. Седьмое устройство было в стадии производства к моменту принятия решения об уничтожении всего арсенала в связи с подготовкой к присоединению ЮАР к ДНЯО.
Конструктивные особенности взрывного устройства и направленность НИОКР позволяют предположить, что ЮАР усилила боевые заряды путем использования в них высокообогащенного (более 80%) урана с добавками дейтерия и трития. 30 г трития для этих целей были получены из Израиля в обмен на 600 метрических тонн окиси урана. Этого количества трития, по оценкам специалистов, в принципе было бы достаточно для производства порядка 20 боезарядов усиленного типа (хранилище, обнаруженное в ЮАР было рассчитано на 17 единиц). Анализ информации о военной ядерной программе ЮАР показывает, что к 1991 году по качеству научно-экспериментальной базы и производственно-технологическим возможностям страна подошла к рубежу, за которым вполне реально могла приступить к разработке и созданию более современных ядерных боезарядов с улучшенными удельными характеристиками имплозивного типа, требующим меньшего количества оружейного урана. Учитывая активизацию в 1988 году деятельности на фактически законсервированном до этого полигоне в пустыне Калахари и то, что данный тип ядерного устройства в большей степени нуждается в проверке на дееспособность, эксперты СВР не исключают, что южноафриканские ядерщики смогли создать прототип имплозивного ядерного устройства и готовили его испытание. 26 февраля 1990 года президент ЮАР дал указание об уничтожении 6 ядерных боезарядов, разборка которых была завершена в августе 1991 года. Была также проведена конверсия объектов, задействованных в военной ядерной программе. Проведенная перед вступлением в ДНЯО и подписанием соглашения о гарантиях МАГАТЭ работа по ликвидации "ядерных следов" не позволила инспекторам МАГАТЭ полностью и окончательно закрыть "южноафриканское досье". Во многом это обусловлено тем, что признание в парламенте ЮАР 24 марта 1993 года факта создания ядерного оружия было сделано параллельно с уничтожением документации (технических описаний, чертежей, компьютерных программ и т.п.), относящейся к военной ядерной программе. Эти обстоятельства неизбежно вызывают у части экспертов определенные сомнения относительно того, остаются ли в ЮАР возможности по репродукции военной ядерной программы.
Япония руководствуется в своей политике тремя известными принципами - "не производить, не приобретать и не иметь на своей территории ядерного оружия". Однако существует некоторая неясность в вопросе о возможности нахождения ядерного оружия на борту кораблей американских ВМС, базирующихся в Японии. Обращает также на себя внимание линия правительства страны на отказ от придания статуса законов этим неядерным принципам. Они закреплены только правительственным решением, и, следовательно, теоретически допустима их отмена на заседании кабинета министров. Определенное волнение в международном сообществе вызвали прозвучавшие в свое время из Токио сомнения в разумности бессрочного продления Договора о нераспространении ядерного оружия, а также рассекреченные ныне исследовательские документы официальных учреждений, в которых в теоретическом плане рассматривалась целесообразность ядерного выбора. Япония является участником Договора о нераспространении ядерного оружия, имеет соглашение с МАГАТЭ о полномасштабных гарантиях в области ядерной энергетики.
Развитие японского ядерного потенциала предопределено нуждами высокоразвитой экономики и отсутствием в стране необходимых природных энергоносителей. К настоящему времени в Японии действуют более 40 АЭС. Доля вырабатываемой на них электроэнергии превышает 30%. Активно развивая с начала 70-х годов урановую ядерную энергетику, Япония наладила многократно дублированный ядерный топливный цикл. Заключенные ею контракты обеспечивают получение в необходимых объемах из-за рубежа обогащенного урана энергетического качества до 2000 года. Накоплен большой опыт работы с расщепляющимися материалами. Подготовлены многочисленные специалисты и научные кадры высокого уровня, которые отработали собственные высокоэффективные технологии в ядерной сфере. В основе долгосрочной программы развития ядерной энергетики лежит концепция постепенного перехода в течение ближайшего десятилетия к замкнутому ядерному циклу, обеспечивающему более рациональное использование ядерных материалов и снижающему остроту проблемы обращения с радиоактивными отходами. Конечная цель программы заключается в переходе до 2030 года к использованию на всех АЭС Японии ядерного топлива с плутониевым компонентом (мокс-топливо).
Первый этап программы предусматривает увеличение к 2010 году количества реакторов типа ВВР до 12 единиц. До ввода в строй в 2000 году завода по производству мокс-топливных элементов производительностью около 100 т в год их поставки будут осуществляться из Европы, где они будут изготовляться из плутония, получаемого от переработки японского отработанного топлива. Параллельно с этим будет выполняться программа строительства реакторов на быстрых нейтронах (РБН), которые станут в перспективе вторым основным компонентом ядерной энергетики. В 1995 году планируется вывод на полную мощность экспериментального реактора "Монзю", основной задачей которого будет дальнейшая отработка соответствующих технологий. Программа также предусматривает введение в эксплуатацию к 2005 году первого демонстрационного РБН электрической мощностью 600 МВт, а затем второго аналогичного реактора.
Источником плутония для РБН до 2000 года станет перерабатывающий завод в Токай, а также европейские поставщики. К 2000 году планируется ввести в строй завод в Роккамо по переработке отработанного топлива реакторов ВВР, который полностью удовлетворит потребности Японии в плутонии и снимет вопрос о его поставке из-за рубежа. Для целей реализации долгосрочной программы по РБН к 2010 году намечено завершить строительство второго перерабатывающего завода.Суммарные потребности Японии в плутонии за период 1994 - 2000 гг. составят около 4 т и будут удовлетворены за счет перерабатывающих мощностей в Токай и поставок из-за рубежа.
В период с 2000 по 2010 год потребности составят 35 - 45 т, но уже будут полностью удовлетворяться за счет японских мощностей. По оценкам некоторых экспертов, к 2010 году Япония может иметь порядка 80 - 85 т плутония. К настоящему моменту, из имевшихся на территории Японии 5,15 т плутония, 3,71 т израсходованы в исследовательских целях. Таким образом, более тонны плутония является избыточным. Реализуя свою ядерную программу, даже такая высокоразвитая страна, как Япония столкнулась с определенными проблемами в области контроля за расщепляющимися материалами. В частности, в центре Токай, который регулярно инспектируется МАГАТЭ и считается образцовым объектом, в мае 1994 года было обнаружено 70 кг "неучтенного" плутония фактически оружейного качества. По расчетам некоторых специалистов, этого количества плутония достаточно для производства как минимум 8 ядерных боезарядов. Эксперты СВР считают, что в настоящее время Япония не обладает ядерным оружием и средствами его доставки. Вместе с тем следует обратить внимание на неполноту решения Японией проблем, связанных с эффективностью контроля за ядерными материалами и транспарентностью ее ядерной программы в целом.
В день 70-летия испытаний первой советской атомной бомбы «Известия» публикуют уникальные фотографии и воспоминания очевидцев событий, которые происходили на полигоне в Семипалатинске. Новые материалы проливают свет на обстановку, в которой ученые создавали ядерное устройство - в частности, стало известно, что Игорь Курчатов имел обыкновение проводить секретные совещания на берегу реки. Также крайне интересны детали постройки первых реакторов для получения оружейного плутония. Нельзя не отметить и роль разведки в ускорении советского ядерного проекта.
Необходимость скорейшего создания советского ядерного оружия стала очевидна, когда в 1942 году из донесений разведки выяснилось, что ученые в США далеко продвинулись в ядерных исследованиях. Косвенно говорило об этом и полное прекращение научных публикаций по данной тематике ещё в 1940. Все указывало на то, что работы по на созданию самой мощной в мире бомбы идут полным ходом.
28 сентября 1942 года Сталин подписал секретный документ «Об организации работ по урану».
Руководство советским атомным проектом поручили молодому и энергичному физику Игорю Курчатову , который, как позже вспоминал его друг и соратник академик Анатолий Александров, «уже давно воспринимался как организатор и координатор всех работ в области ядерной физики». Однако сам масштаб тех работ, о которых упомянул ученый, был тогда еще невелик - в то время в СССР, в специально созданной в 1943 году Лаборатории № 2 (ныне Курчатовский институт) разработкой ядерного оружия занимались лишь 100 человек, тогда как в США над аналогичным проектом трудилось около 50 тыс. специалистов.
Поэтому работа в Лаборатории № 2 велась авральными темпами, которые требовали как поставок и создания новейших материалов и оборудования (и это в военное время!), так и изучения данных разведки, которой удавалось заполучить часть информации об американских исследованиях.
- Разведка помогла ускорить работу и приблизительно на год сократить наши усилия, - отметил советник директора НИЦ «Курчатовский институт» Андрей Гагаринский. - В «отзывах» Курчатова о разведматериалах Игорь Васильевич по существу давал разведчикам задания, о чем именно хотелось бы узнать ученым.
Ученые Лаборатории № 2 перевезли из только что освобожденного Ленинграда циклотрон, который был запущен еще в 1937 году, - тогда он стал первым в Европе. Эта установка была необходима для нейтронного облучения урана. Так удалось накопить начальное количество не существующего в природе плутония, который впоследствии стал основным материалом для первой советской атомной бомбы РДС-1.
Затем производство данного элемента удалось наладить с помощью первого в Евразии атомного реактора Ф-1 на уран-графитовых блоках, который был сооружен в Лаборатории № 2 в кратчайшие сроки (всего за 16 месяцев) и пущен 25 декабря 1946 года под руководством Игоря Курчатова.
Промышленных же объемов выпуска плутония физики добились после постройки реактора под литерой А в городе Озерске Челябинской области (также ученые называли его «Аннушка») - на проектную мощность установка вышла 22 июня 1948 года, что уже вплотную приблизило проект по созданию ядерного заряда.
Первая советская атомная бомба имела заряд плутония мощностью в 20 килотонн, который располагался в двух отделенных друг от друга полусферах. Внутри них находился инициатор цепной реакции из бериллия и полония, при соединении которых происходит выделение нейтронов, запускающих цепную реакцию. Для мощного сжатия всех этих компонентов использовалась сферическая ударная волна, которая возникала после подрыва круглой оболочки из взрывчатки, окружавшей плутониевый заряд. Внешний корпус получившегося изделия обладал каплевидной формой, а его общая масса составляла 4,7 т.
Испытания бомбы решили провести на Семипалатинском полигоне, который специально обустроили для того, чтобы оценить воздействие взрыва на самые различные строения, технику и даже животных.
Фото: Музей ядерного оружия РФЯЦ-ВНИИЭФ
–– В центре полигона стояла высокая железная башня, а вокруг нее как грибы росли самые разные постройки и сооружения: кирпичные, бетонные и деревянные дома с разными типами кровли, машины, танки, орудийные башни кораблей, железнодорожный мост и даже бассейн, - отмечает в своей рукописи «Первые испытания» участник тех событий Николай Власов. - Так что по разнообразию предметов полигон напоминал ярмарку - только без людей, которых здесь почти не было видно (за исключением редких одиноких фигур, которые завершали установку аппаратуры).
Также на территории размещался биологический сектор, где находились загоны и клетки с подопытными животными.
Остались у Власова и воспоминания об отношении коллектива к руководителю проекта в период испытаний.
–– В это время за Курчатовым уже прочно укрепилось прозвище Борода (он изменил свой облик в 1942 году), а его популярность охватила не только ученую братию всех специальностей, но и офицеров и солдат, –– пишет очевидец. –– Руководители групп гордились встречами с ним.
Некоторые особо секретные собеседования Курчатов вел в неформальной обстановке - например, на берегу реки, приглашая нужного человека на купание.
В Москве открылась фотовыставка, посвященная истории Курчатовского института, который в этом году отмечает свое 75-летие. Подборка уникальных архивных кадров, запечатлевших работу как рядовых сотрудников, так и самого знаменитого физика Игоря Курчатова, - в галерее портала сайт
Игорь Курчатов, ученый-физик, одним из первых в СССР приступил к изучению физики атомного ядра, его также называют отцом атомной бомбы. На фото: ученый в физико-техническом институте в Ленинграде, 1930-е годы
Фото: Архив НИЦ «Курчатовский институт»
Курчатовский институт был создан в 1943 году. Сначала он именовался Лабораторией № 2 АН СССР, сотрудники которой занимались созданием ядерного оружия. Позднее лабораторию переименовал в Институт атомной энергии имени И.В. Курчатова, а в 1991 году - в Национальный исследовательский центр
Фото: Архив НИЦ «Курчатовский институт»
Сегодня Курчатовский институт - один из крупнейших научно-исследовательских центров России. Его специалисты занимаются исследованиями в области безопасного развития ядерной энергетики. На фото: ускоритель «Факел»
Фото: Архив НИЦ «Курчатовский институт»
Точное время проведения испытаний ученые рассчитали таким образом, чтобы ветер унес образовавшееся в результате взрыва радиоактивное облако в сторону малообитаемых территорий , и воздействие вредных осадков на людей и домашний скот оказалось минимальным. В результате таких вычислений исторический взрыв наметили на утро 29 августа 1949 года.
–– На юге вспыхнуло зарево и появился красный полукруг, похожий на взошедшее солнце, –– вспоминает Николай Власов. –– А через три минуты после того, как зарево угасло, а облако растворилось в предрассветной дымке, до нас дошел раскатистый грохот взрыва, похожий на отдаленный гром могучей грозы.
Приехав на место срабатывания РДС-1, (см. справку) ученые могли оценить все разрушения, которые за ним последовали. По их словам, от центральной башни не осталось никаких следов, стены ближайших домов рухнули, а вода в бассейне полностью испарилась от высокой температуры.
Но эти разрушения, как это ни парадоксально, помогли установить глобальное равновесие в мире. Создание первой советской атомной бомбы положило конец монополии США на ядерное оружие. Это позволило установить паритет стратегических вооружений, который до сих пор удерживает страны от военного применения оружия, способного уничтожить всю цивилизацию.
Александр Колдобский, заместитель директора Института международных отношений НИЯУ «МИФИ», ветеран атомной энергетики и промышленности:
Аббревиатура РДС применительно к опытным образцам ядерного оружия впервые появилась в постановлении Совмина СССР от 21 июня 1946 года как сокращение формулировки «Реактивный двигатель С». В дальнейшем это обозначение в официальных документах присваивалось всем пилотным конструкциям ядерных зарядов как минимум до конца 1955 года. Строго говоря, РДС-1 - это не совсем бомба, это ядерно-взрывное устройство, ядерный заряд. Позже для заряда РДС-1 был создан баллистический корпус авиабомбы («изделие 501»), адаптированный к бомбардировщику Ту-4. Первые серийные образцы ядерного оружия на основе РДС-1 были изготовлены в 1950 году. Однако в баллистическом корпусе эти изделия не испытывались, на вооружение армии не принимались и хранились в разобранном виде. А первое испытание со сбросом атомной бомбы с Ту-4 состоялось лишь 18 октября 1951 года. В ней был использован уже другой заряд, гораздо более совершенный.
