Sobre los tipos de armas nucleares
Desde mediados de los años cuarenta, la energía nuclear y termonuclear оружие - sistemas de potencia especial, aprovechando las reacciones de desintegración o fusión del núcleo atómico. Durante las últimas décadas, los científicos e ingenieros han propuesto una serie de variedades de tales armas con varios principios de operación, características de diseño y capacidades. Algunas de estas propuestas han superado con éxito la etapa de investigación y pruebas prácticas, han confirmado su potencial y han entrado en servicio.
Energía de descomposición
Los primeros en proponer, fundamentar teóricamente, fabricar y probar armas nucleares o atómicas. Fue esta clase la que incluyó los productos estadounidenses Gadget, Little Boy y Fat Man, el RDS-1 soviético, etc. Durante algún tiempo, formó la base de los arsenales nucleares, hasta la aparición de los sistemas termonucleares, que tienen una serie de diferencias importantes.
Tales armas utilizan el principio de una reacción en cadena similar a una avalancha de la descomposición de un núcleo atómico con la liberación de una gran cantidad de energía. Los bloques de uranio-235 o plutonio-239 con un alto grado de enriquecimiento se utilizan como carga de una sola etapa en dichos productos. Se llevaron a cabo estudios de otros isótopos, pero no recibieron continuación práctica. Las cargas pueden tener diferentes configuraciones y ser utilizadas en dispositivos de diferentes circuitos.
Se inicia una reacción en cadena transfiriendo el material fisible a un estado crítico, conectando varios bloques o comprimiendo una sola carga. Después de eso, la descomposición de los núcleos en elementos más livianos comienza con la liberación de varias partículas, incl. neutrones que "rompen" los siguientes núcleos, lo que conduce a la continuación de la reacción.
Las armas atómicas "convencionales" se destacan por su eficacia limitada: solo entran en la reacción decenas de por ciento de uranio/plutonio. Además, existe la posibilidad de los llamados. estallidos (fizzle) - reacciones de una cantidad insuficiente de una sustancia con potencia insuficiente. Sin embargo, incluso en condiciones óptimas, una carga nuclear con una etapa tiene un potencial limitado y le permite obtener una potencia de no más de cientos de kilotones de TNT.
La eficiencia de una carga nuclear se puede aumentar con los llamados. amplificación o refuerzo. La carga amplificadora se distingue por la presencia de una pequeña cantidad de una mezcla de deuterio y litio. Bajo la influencia de la carga principal en dicha mezcla, comienza una reacción de fusión termonuclear. En este caso, se libera un número adicional de neutrones, que actúan sobre el material fisionable. El impulso le permite maximizar la producción de energía con una complicación mínima del diseño del dispositivo.
Reacción de síntesis
En 1952 y 1953 Estados Unidos y la URSS realizaron las primeras pruebas de sus cargas termonucleares. Tales armas usaban un nuevo esquema que permitía aumentar su poder a decenas de megatones. Por razones obvias, las ojivas termonucleares pasaron rápidamente la etapa de prueba y entraron en servicio. En el futuro, las armas termonucleares pasaron a primer plano y reemplazaron casi por completo los productos de la generación anterior.
La munición termonuclear es notablemente diferente de las armas nucleares. Es de dos etapas y funciona según el principio de dos fases. La primera etapa es una carga atómica "normal", y la segunda incluye deuterio y deuteruro de litio-6, utilizados como los llamados. combustible termonuclear. También en el diseño del producto hay dispositivos y componentes adicionales para diversos fines.
Bajo la influencia de una reacción nuclear de la primera etapa, la fusión termonuclear comenzará en la segunda. El helio se forma con la liberación de neutrones y una gran cantidad de energía. Dependiendo del número de los llamados. combustible termonuclear y otros parámetros, el poder de dos reacciones puede llegar a 20-25 Mt.
El uso de diseños más complejos le permite aumentar aún más el poder de la explosión. Así, en 1961, se probó la bomba termonuclear soviética AN602 de caída libre con un rendimiento estimado de 50 Mt y una potencia real de 58 Mt. Al mismo tiempo, el proyecto original permitía obtener un rendimiento energético superior a las 100 Mt.
En el producto AN602, se implementó un esquema de dispositivo de tres etapas. Las dos primeras etapas fueron dispositivos termonucleares bifásicos con una potencia de 750 kt cada uno. Se suponía que debían comenzar la reacción en la tercera etapa, incluido el combustible termonuclear y una carga de uranio. Las reacciones simultáneas de descomposición y síntesis permitieron aprovechar al máximo los materiales disponibles y obtener la máxima potencia. Al mismo tiempo, por razones de seguridad, la bomba experimental no recibió elementos de uranio.
Sin embargo, AN602 siguió siendo un producto experimental. Entramos en la serie y entramos en servicio con ojivas de menor potencia. A costa de una razonable limitación de potencia, era posible obtener la eficiencia necesaria con dimensiones y peso aceptables.
Mayor rendimiento de neutrones
Una variedad de armas termonucleares es de neutrones. Este concepto prevé la creación de una carga especial que produce una poderosa corriente de neutrones rápidos. Estas partículas se caracterizan por un alto poder de penetración, lo que asegura la destrucción efectiva de la mano de obra y otros objetivos, incl. detrás de varias barreras. Además, la carga de neutrones crea radiactividad inducida en los objetos circundantes.
La carga de neutrones es una variante del dispositivo de dos fases con una carga especial de segunda etapa que proporciona un mayor rendimiento de neutrones. Además, la carga requiere un caparazón que no atrape dichas partículas. Un dispositivo diseñado correctamente libera hasta un 75-80 por ciento. energía en forma de neutrones. En este caso, las partículas rápidas compensan por completo las pérdidas en otros factores dañinos.
Sin embargo, las armas de neutrones enfrentan algunas limitaciones. Así, durante una ráfaga de aire, el flujo de neutrones es dispersado y absorbido por la atmósfera. Esto reduce el rango de destrucción de la mano de obra a 1-1,5 km, independientemente de la presencia de protección. Como resultado, la carga de neutrones no tiene ventajas significativas sobre las armas de otras clases.
Al mismo tiempo, las ojivas de neutrones han encontrado aplicación en proyectos de defensa antimisiles y antiespaciales. A gran altura, en una atmósfera enrarecida o fuera de ella, los neutrones no encuentran interferencias y pueden volar largas distancias, golpeando a la mano de obra y al equipo, o provocando explosiones nucleares.
Amenaza teórica
Allá por los años cincuenta, físicos estadounidenses propusieron la idea de una bomba de cobalto. Este concepto preveía la creación de una modificación especial de una carga termonuclear capaz de crear una contaminación por radiación estable del área. Solo algunos de estos productos de alta potencia, independientemente de su ubicación, podrían destruir toda la vida en el planeta en poco tiempo. Como resultado, la bomba de cobalto también se llamó Dispositivo del Juicio Final.
Tal "Máquina" en su diseño repite una carga termonuclear de dos etapas, pero se agrega cobalto-59 en la segunda etapa. Tras la explosión, este isótopo recibe un neutrón y se convierte en cobalto-60 radiactivo con una vida media de 5,2 años; también se forman otros elementos peligrosos.
El peligro particular de la bomba de cobalto la habría convertido en un elemento disuasorio eficaz. Un intento de atacar a su maestro podría resultar en un desastre de radiación a gran escala. Sin embargo, estas ideas no recibieron apoyo y el Doomsday Device siguió siendo un desarrollo exclusivamente teórico. Además, tales armas han entrado firmemente en la cultura popular.
En los años noventa, también en USA, los llamados. bomba de hafnio Se argumentó que el isómero hafnio-178m2 bajo la influencia externa puede comenzar a decaer con la liberación de radiación gamma. Según los cálculos, tal reacción permitió obtener energías 100 mil veces mayores que la cantidad equivalente de explosivo, aunque 100 veces menores que la desintegración nuclear.
En 1998, un grupo de científicos informó que habían logrado provocar la descomposición de hafnio-178m2, pero la producción de energía fue mínima. Se asumió que más estudios ayudarían a encontrar los regímenes óptimos y comenzar el decaimiento. Sin embargo, nadie ha podido replicar ni siquiera la experiencia inicial, y mucho menos ningún progreso. Aparentemente, hubo algún tipo de error o engaño deliberado.
progreso nuclear
Desde sus inicios, las armas nucleares han recorrido un largo camino. Se propusieron e implementaron varios esquemas con ciertas características y ventajas. En base a ellos, se desarrollaron municiones reales para fines tácticos y estratégicos, así como sus medios de entrega. Se crearon e implementaron una variedad de tácticas y estrategias de uso y aplicación.
Cabe señalar que no todas las ideas y soluciones han alcanzado la implementación práctica. Algunas propuestas fueron rechazadas después del análisis teórico o como resultado de una mayor elaboración. Como resultado, solo los diseños más exitosos y eficientes llegaron a producción y operación. Y en las últimas décadas, han garantizado la seguridad de los estados creadores.
información