Ядерное оружие

Ядерное оружие — взрывное устройство, в котором источником энергии является синтез или деление атомных ядер — ядерная реакция. В узком смысле — взрывное устройство, использующее энергию деления тяжёлых ядер. Устройства, использующие энергию, выделяющуюся при синтезе лёгких ядер, называются термоядерными. Ядерное оружие включает как ядерные боеприпасы, так и средства их доставки к цели и средства управления; относится к оружию массового поражения (ОМП) наряду с биологическим и химическим оружием.

При подрыве ядерного боеприпаса происходит ядерный взрыв, поражающими факторами которого являются:

• световое излучение
• ионизирующее излучение
• ударная волна
• радиоактивное заражение
• электромагнитный импульс

В зависимости от типа ядерного заряда можно выделить ядерное оружие, термоядерное оружие и нейтронное оружие. Ядерное оружие делится на тактическое, оперативно-тактическое и стратегическое.

В основу ядерного оружия положена неуправляемая цепная реакция деления ядра. Существуют две основные схемы: «пушечная» и взрывная имплозия. «Пушечная» схема характерна для самых примитивных моделей ядерного оружия I-го поколения. Суть её заключается в «выстреливании» навстречу друг другу двух блоков делящегося вещества докритической массы. Данный способ детонации возможен только в урановых боеприпасах, так как плутоний имеет более высокую скорость детонации. Вторая схема подразумевает подрыв боевого ядра бомбы таким образом, чтобы сжатие было направлено в точку фокуса (она может быть одна, или их может быть несколько). Это достигается обкладыванием боевого ядра зарядами взрывчатки и наличием схемы прецизионного управления подрывом.

Урановая бомба. Для того, чтобы реакция могла поддерживать сама себя, необходимо соответствующее «топливо», в качестве которого на первых этапах использовался изотоп урана. Уран в природе встречается в виде двух изотопов — уран-235 и уран-238. При поглощении ураном-235 нейтрона в процессе распада выделяется от одного до трёх нейтронов:

²₉³₂⁵U + ¹₀n = ⁹₃²₆Kr + ¹₅⁴₆¹Ba + 3¹₀n

Уран-238, напротив, при поглощении нейтронов не выделяет новые, препятствуя ядерной реакции. Он превращается в уран-239, затем в нептуний-239, и наконец, в относительно стабильный плутоний-239. Для обеспечения работоспособности ядерной бомбы содержание урана-235 в ядерном топливе не должно быть ниже 80 %, иначе уран-238 быстро погасит цепную ядерную реакцию. Природный же уран почти весь (около 99,3 %) состоит из урана-238. Поэтому при производстве ядерного топлива применяют сложный и многоступенчатый процесс обогащения урана, в результате которого доля урана-235 повышается. Бомбы на основе урана стали первым ядерным оружием, использованным человеком в боевых условиях (бомба «Малыш», сброшенная на Хиросиму). Из-за ряда недостатков (трудности получения, разработки и доставки) на данный момент не распространены, уступая более совершенным бомбам на основе других радиоактивных элементов с более низкой критической массой.

Плутониевая бомба. Первым ядерным зарядом, взорванным в испытательных целях, было ядерное устройство «Gadget», «Штуковина» (англ. gadget — приспособление, безделушка) — прототип плутониевой бомбы «Толстяк». Испытания проводились на полигоне неподалеку от г. Аламогордо в штате Нью-Мексико. Конструктивно бомба представляет собой несколько сфер, вложенных друг в друга:

1. Импульсный нейтронный инициатор (ИНИ, «ёжик», «урчин» (англ. urchin)) — шар диаметром порядка 2 см из бериллия, покрытый тонким слоем сплава иттрий-полоний или металлического полония-210 — первичный источник нейтронов для резкого снижения критической массы и ускорения начала реакции. Срабатывает в момент перевода боевого ядра в закритическое состояние (при сжатии происходит смешение полония и бериллия с выбросом большого количества нейтронов). В настоящее время короткоживущий полоний-210 заменён долгоживущим плутонием-238, также способным при смешении с бериллием к мощному нейтронному импульсу.
2. Плутоний. Желателен максимально чистый изотоп плутоний-239, хотя для увеличения стабильности физических свойств (плотности) и улучшения сжимаемости заряда плутоний легируется небольшим количеством галлия.
3. Оболочка (англ. tamper), служащая отражателем нейтронов (из урана).
4. Обжимающая оболочка (англ. pusher) из алюминия. Обеспечивает бо?льшую равномерность обжима взрывчатым веществом, в то же время предохраняя внутренние части заряда от непосредственного контакта с ним.
5. Взрывчатое вещество со сложной системой подрыва, обеспечивающей синхронность подрыва всего взрывчатого вещества. Синхронность необходима для создания строго сферической сжимающей (направленной внутрь шара) ударной волны. Несферическая волна приводит к выбросу материала шара через неоднородность и невозможности создания критической массы. Создание подобной системы расположения взрывчатки и подрыва являлось в своё время одной из наиболее трудных задач. Используется комбинированная схема (система линз) из «быстрой» и «медленной» взрывчаток — боратола и ТАТВ.
6. Корпус.

Для уменьшения риска, бомба «Толстяк» была скопирована в СССР под названием РДС-1.

Ядерный клуб. В «ядерный клуб» — группу стран, располагающих ядерным оружием, входят США (c 1945), Россия (изначально Советский Союз: с 1949), Великобритания (1952), Франция (1960), Китай (1964), Индия (1974), Пакистан (1998) и КНДР (2006). Израиль не комментирует информацию о наличии у него ядерного оружия, однако, по единодушному мнению всех экспертов, обладает арсеналом порядка 200 зарядов. У Израиля не было необходимости в ядерных испытаниях, так как США и Великобритания передали ему уже испытанные технологии. Небольшой ядерный арсенал был у ЮАР, но все шесть ядерных зарядов были добровольно уничтожены. Полагают, что ЮАР проводила ядерные испытания в районе острова Буве. ЮАР — единственная страна, которая самостоятельно разработала ядерное оружие и добровольно от него отказалась. В 1990—1991 гг. Украина, Белоруссия и Казахстан, на территории которых находилась часть ядерного вооружения СССР, передали его Российской Федерации, а после подписания в 1992 году Лиссабонского протокола были объявлены странами, не имеющими ядерного оружия. Близко подошедшим к созданию ядерной бомбы считается Иран. В разные годы в наличии военных ядерных программ также подозревались Бразилия и Ирак.

В настоящий момент в мире сокращается количество ядерных боеголовок, однако на вооружении пяти стран (США, Россия, Франция, Великобритания и Китай) все еще имеется достаточное количество бомб, чтобы уничтожить жизнь на Земле. Максимального количества арсенал стран достиг в 1987 году, накануне распада СССР, когда в мире насчитывалось более 63 тысяч ядерных боеголовок (для уничтожения жизни на Земле достаточно 500). Однако сейчас их в мире насчитывается чуть больше 20 тысяч.