Category: россия

Category was added automatically. Read all entries about "россия".

Неполная критическая масса и ядерное распространение в ХХI веке...

Легко ли сделать бомбу? Программа ядерного оружия сложна, но основы проектирования ядерного оружия сейчас хорошо известны и доступны из открытой литературы. Основным препятствием на пути распространителя к созданию ядерного оружия является получение материала оружейного качества. Но сколько его надо, например того же урана-235? Вспомним понятие критической массы.
Критическая масса – минимальная масса делящегося вещества, при которой в нём может происходить самоподдерживающаяся ядерная реакция деления.
Для создания одноступенчатого ядерного заряда схема сферически симметричной имплозии требует наименьшего количества делящегося материала для достижения заданной мощности взрыва по сравнению с другими возможными конструкциями. В устройстве по типу имплозии близкая к критической масса делящегося вещества обжимается сходящейся ударной волной, полученной в результате взрыва окружающего слоя взрывчатого вещества, и становится надкритической вследствие увеличения ее плотности.

Достижимая степень сжатия зависит от совершенства конструкции и степени симметрии ударной волны имплозии. А мощность взрыва зависит от степени и скорости сжатия делящегося материала.
Также, есть и другие факторы, такие как момент инициирования цепной реакции. Тем не менее в целом, критическая масса представляет обоснованную оценку количества материала, требующегося для создания ядерного оружия, или взрывного устройства с использованием материала заданного состава.
Так спроектированный иракскими учеными к 1990му боезаряд требовал 15-18 кг высокообогащенного урана и имел проектную мощность 20 кт. Но начинающей ядерной державе надо только одну или две бомбы, чтобы считаться фактически ядерным государством. Во-вторых подробности программы создания ядерного оружия распространителя зависят от слишком многих факторов, однако в любом случае она должна быть достаточно скрытной. Как решить такую проблему?
Например, можно пойти следующим путем. Так мощность ядерных зарядов на первых порах не является определяющим параметром. Можно ограничить её 1 кт. Даже такой казалось бы слабый уровень, на три порядка выше энерговыделения химических ВВ соответствующей массы. Это и есть ядерное оружие малой мощности, не приводящее к тотальному уничтожению противника, но существенно превосходящее энергетические возможности традиционных вооружений. Применение такого оружия в ответ на значимое применение обычных вооружений вполне может быть оправдано по моральным соображениям. В то же время это оружие будет эффективно для поражения отдельных объектов инфраструктуры на территории противника, военных баз, узлов коммуникаций, центров снабжения и т.д. Отличное оружие. Причем очень экономное по расходу урана на единицу боеприпаса.
Здесь можно использовать т.наз эффект "неполной критической массы". 27 января 1951 года в США впервые была испытана ядерная авиабомба Мк-4.

Количество оружейного урана в этой бомбе было сокращено до 6 кг!
Вот видеозапись этого взрыва: http://level-0.narod.ru/video/ranger.asf
Всего было произведено 6 подобных взрывов таких бомб, каждая мощностью около 1 кт.
Иллюстрации:
Наземный ядерный взрыв, 19 ноября 1951 года, 1,2 кт.

Неглубокий подземный ядерный взрыв на сделаный выброс грунта, США, 29 ноября 1951 года. Мощность 1,2 кт.


Посмотрим на интересный эффект созданный взрывом. Глубина взрыва 17 футов, т. е. 5.18 метра. Возникший кратер был более 16 метров глубиной и 79.2 метра шириной. Однако есть и другие нюансы. Около эпицентра уровень радиации ч/з час был 5000 Рентген в час, на растоянии в 1 км от эпицентра уровень радиации был 1000 Р/ч, на расстоянии 4,5 км на некоторых участках уровень радиации был более 100 рентген в час!
А вот еще один неглубокий подземный ядерный взрыв, 23 марта 1955 года.

А вот воздушный взрыв, 1 апреля 1952 года:

И главное наработать 6 кг урана (в отличие от 15-50 кг на один боезаряд при классическом подходе к делу) скрытно особой проблемы не представляет:
РАСЧЕТ ТРЕБОВАНИЙ ПО СЫРЬЕВЫМ МАТЕРИАЛАМ ДЛЯ БОЕПРИПАСА ДЕЛЕНИЯ ИМПЛОЗИВНОГО ТИПА:
Показаны исходные количества, необходимые для создания каждого килограмма промежуточного материала, или одного килограмма окончательного металлического высокообогащенного оружейного урана (в окончательных выражениях теоретические требования умножены на 1,5 для учета неидеального преобразования к промышленным процессам реального мира.) Цепочка предусматривает изготовления высокообогащенного металлического урана из технической закиси-окиси урана.
· 1 кг UNH (гексагидрата уранилнитрата) требует 0,559 кг технической закиси-окиси урана
и 0,251 кг азотной кислоты.
· 1 кг UO3 требует 1,755 кг UNH.
· 1 кг UO2 требует 1,059 кг UO3 и 0,0074 кг Н2 (водород применяется везде, поэтому мы не
рассчитывали его конечное потребление).
· 1 кг UF4 требует 0,860 кг UO2 и 0,255 кг HF.
· 1 кг UF6 требует 0,892 кг UF4 и 0,108 кг F2.
· 1 кг высокообогащенного UF6 требует 232 кг UF6.
· 1 кг высокообогащенного UF4 требует 1,122 кг высокообогащенного UF6 и 0,0064 кг H2.
· 1 кг металлического ВОУ требует 1 кг высокообогащенного UF4 и 0,336 кг Ca или 0,204 кг
Mg.
Источник:
Роберт Харни, Джеральд Браун, Мэтью Карлайл, Эрик Скроч, и Кевин Вуд. Анатомия проекта создания первого образца ядерного оружия.2007.Т. 12. №2. С.21-29. Приложение Б.
http://www.tarusa.ru/~alik1/sgs/VOLUME14/NUMBER2/v14n2p2.pdf
Используя перечисленные выше теоретические преобразования, и умножая на 1,5 для учета неидеальности производственных процессов, для производства 6 кг ВОУ требуется:
2400 кг технической закиси-окиси урана.
1080 кг азотной кислоты.
700 кг плавиковой кислоты.
330 кг фтора.
3 кг Ca или 1,8 кг Mg.
Количества помещающиеся в один грузовик! Поэтому в случае создания оружия малой мощности главным препятствием станет теперь уже не наработка урана, а в первую очередь проектирование, и компоновка высокоточной неядерной механической части устройства. Таким образом виден путь к скрытному созданию ядерного оружия без строительства слишком уязвимой и громоздкой инфраструктуры, причем за очень короткое время!