Поиск
На сайте: 763924 статей, 327749 фото.

Ядерное оружие

[[Файл:Operation Upshot-Knothole - Badger 001.jpg|thumb|right|400px|Взрыв однофазной ядерной бомбы мощностью 23 кт. Полигон в Неваде (1953 год).]] Я́дерное ору́жие — оружие, действие которого основано на поражающих факторах ядерного или термоядерного взрыва. Считается одним из видов оружия массового поражения.

Ядерное оружие основано на разрушительной энергии, получаемой от ядерных реакций деления (оружие деления) или сочетания реакций деления и синтеза (термоядерное оружие). Оба типа бомб выделяют большое количество энергии из относительно небольшого количества вещества: одно ядерное устройство размером с обычную бомбу может разрушить целый город под действием мощной ударной волны, светового излучения и проникающей радиации.

В военных действиях ядерное оружие было использовано всего дважды: при бомбардировке японских городов Хиросима и Нагасаки Вооружёнными силами США в 1945 году во время Второй мировой войны. Согласно подсчётам некоторых учёных, ядерная война с эквивалентом в 100 ядерных взрывов размера бомбардировки Хиросимы может привести к десяткам миллионов жертв из-за долгосрочных изменений климата планеты (ядерная зима), не учитывая прямых жертв взрывов.

Принцип действия

Действие ядерного оружия основано на использовании энергии взрыва ядерного взрывного устройства, высвобождающейся в результате неуправляемой лавинообразно протекающей цепной реакции деления тяжёлых ядер и/или реакции термоядерного синтеза.

Ядерные взрывные устройства Существует ряд веществ, способных привести к цепной реакции деления. В ядерном оружии используются уран-235 или плутоний-239. Уран в природе встречается в виде смеси трёх изотопов: 238U (99,2745 % природного урана), 235U (0,72 %) и 234U (0,0055%). Цепную ядерную реакцию поддерживает только изотоп 235U. Для обеспечения максимальной энергоемкости уранового взрывного устройства (урановой ядерной бомбы) содержание 235U в нём должно быть не менее 80%. Поэтому при производстве оружейного урана для повышения доли 235U выполняют обогащение урана. Обычно в ядерном оружии используют 235U с обогащением выше 90%, либо 239Pu с обогащением 94%. Также были созданы экспериментальные ядерные заряды на базе 233U, но 233U не нашел применения в ядерном оружии, несмотря на меньшую критическую массу урана-233 по сравнению с ураном-235, из-за примеси 232U, продукты распада которого создают жёсткое проникающее излучение для персонала обслуживающего такое ядерное оружие.

Альтернативой процессу обогащения урана служит создание плутониевых ядерных взрывных устройств на основе изотопа плутоний-239 в качестве основного ядерного взрывчатого вещества. Плутоний не встречается в природе, и этот элемент получают искусственно, облучая нейтронами 238U. Технологически такое облучение осуществляют в ядерных реакторах. После облучения уран с полученным плутонием отправляют на радиохимический завод, где химическим способом извлекают наработанный плутоний. Регулируя параметры облучения в реакторе, добиваются преимущественной наработки нужного изотопа плутония.

Термоядерные взрывные устройства В термоядерном взрывном устройстве высвобождение энергии происходит в процессе сверхбыстрой (взрывной) реакции термоядерного синтеза дейтерия и трития в более тяжёлые элементы. При этом реакции термоядерного синтеза есть основной источник энергии взрыва. Основное рабочее вещество большинства современных термоядерных взрывных устройств — дейтерид лития. Подрыв основного боевого заряда — заряда дейтерида лития — выполняется маломощным встроенным ядерным взрывным устройством, выполняющим функцию детонатора (при взрыве ядерного взрывного устройства-детонатора выделяется энергия, более чем достаточная для запуска взрывной термоядерной реакции). Реакции термоядерного синтеза — намного более эффективный источник энергии, и, кроме того, возможно конструктивным усовершенствованием делать термоядерное взрывное устройство сколь угодно мощным, то есть отсутствуют принципиальные физические ограничения мощности термоядерного взрывного устройства.

Ядерные взрывные устройства с усилением (бустингом) Особый подкласс ядерных взрывных устройств (деления) — ядерные устройства с усилением (бустингом) Ядерное оружие с усилением — это заряд деления, мощность взрыва которого увеличивается за счет небольшого количества термоядерных реакций, но это не термоядерная бомба. В усиленном заряде деления нейтроны, образующиеся в результате реакций синтеза, служат в первую очередь для повышения эффективности заряда деления. Существует два типа зарядов деления с усилением (бустированием): с внутренним бустированием (или бустированием ядра), в котором смесь дейтерия и трития впрыскивается в центральную часть ядра заряда, и с внешним бустированием (или бустированием тампера), в котором концентрические оболочки из дейтерида лития 6 и обедненного урана (тампера) наслаиваются снаружи основного заряда деления. Внешний метод бустирования использовался в советской экспериментальной ядерной бомбе РДС-6с ("Слойке"), первом частично термоядерном одноступенчатом оружии, и позже, в созданном на его основе, в единственном экземпляре, и испытанном бестритиевом заряде РДС-27. Однако, в дальнейшем оказалось, что такая схема зарядов тупиковая, быстро устарела и больше не использовалась, из-за целого ряда присущих ей недостатков.

Основное физическое отличие ядерного взрывного устройства с термоядерным усилением от термоядерного взрывного устройства в том, что большая часть от общего выделения энергии в таком ядерном взрывном устройстве с усилением приходится на основной заряд делящегося вещества (на реакции деления).

Общей особенностью ядерных взрывных устройств с усилением — является намного большая (на десятки процентов) мощность, чем у ядерного взрывного устройства без такового, за счет большего коэффициента использования делящегося вещества.

Другие типы Другие типы ядерного оружия: Нейтронная бомба - основное поражающее действие которой основано на нейтронном излучении, поражающим живую силу противника, например, защищенную броней танка. Также теоретически возможно, но не известно о практическом использовании, создание радиологических бомб (грязных бомб), в которых под действием быстрых нейтронов термоядерного синтеза образуются в большом количестве радиоактивные изотопы кобальта, цинка, тантала и др., которые могут на достаточно длительное время заражать значительную территорию противника.