Ядерное оружие

         Мощность ядерного заряда, работающего исключительно на принципе деления тяжёлых элементов, ограничивается десятками килотонн. Энерговыход (англ. yield) однофазного боеприпаса, усиленного термоядерным зарядом внутри делящейся сборки, может достигать сотен килотонн. Создать однофазное устройство мегатонного класса практически невозможно, увеличение массы делящегося вещества не решает проблему. Дело в том, что энергия, выделяющаяся в результате цепной реакции, раздувает сборку со скоростью порядка 1000 км/с, поэтому она быстро становится докритической и бо́льшая часть делящегося вещества не успевает прореагировать. Например, в сброшенной на город Нагасаки бомбе «Толстяк» успело прореагировать не более 20 % из 6,2 кг заряда плутония, а в уничтожившей Хиросиму бомбе «Малыш» с пушечной сборкой распалось только 1,4 % из 64 кг обогащенного до 80 % урана. Самый мощный в истории однофазный (британский) боеприпас, взорванный в ходе испытаний Orange Herald в 1957 г., достиг мощности 720 кт.

         Двухфазные боеприпасы позволяют повысить мощность ядерных взрывов до десятков мегатонн. Однако ракеты с разделяющимися боеголовками, высокая точность современных средств доставки и спутниковая разведка сделали устройства мегатонного класса практически ненужными. Тем более, что носители сверхмощных боеприпасов более уязвимы для систем ПРО и ПВО.

           двухфазном устройстве первая стадия физического процесса (primary) используется для запуска второй стадии (secondary), в ходе которой выделяется наибольшая часть энергии. Такую схему принято называть дизайном Теллера-Улама, однако вскоре она была независимо разработана в СССР и сегодня, по-видимому, является общепринятой. Энергия от детонации primary передаётся через специальный канал (interstage) в процессе радиационной диффузии квантов рентгеновского излучения и обеспечивает детонацию secondary посредством радиационной имплозии тампера/пушера, внутри которого находится дейтерид лития-6 и запальный плутониевый стержень. Последний также служит дополнительным источником энергии вместе с пушером и/или тампером из урана-235 или урана-238, причем совместно они могут давать до 85 % от общего энерговыхода ядерного взрыва. При этом термоядерный синтез служит в большей мере источником нейтронов для деления ядер. Под действием нейтронов деления на ядра Li в составе дейтерида лития образуется тритий, который сразу вступает в реакцию термоядерного синтеза с дейтерием.

         В первом двухфазном экспериментальном устройстве Ivy Mike (10,5 Мт в испытании 1952 г.) вместо дейтерида лития использовались сжиженный дейтерий и тритий, но в последующем крайне дорогой чистый тритий непосредственно в термоядерной реакции второй стадии не применялся. Интересно отметить, что только термоядерный синтез обеспечил 97 % основного энерговыхода экспериментальной советской «Царь бомбе» (она же «Кузькина мать»), взорванной в 1961 г. с абсолютно рекордным выходом энергии около 58 Мт. Наиболее эффективным по отношению мощность/вес двухфазным боеприпасом стал американский «монстр» Mark 41 с мощностью 25 Мт, который выпускался серийно для развертывания на бомбардировщиках B-47, B-52 и в варианте моноблока для МБР Титан-2. Тампер этой бомбы выполнен из урана-238, поэтому она никогда не испытывалась в полном масштабе. При замене тампера на свинцовый мощность данного устройства понижалась до 3 Мт.

Дизайн Теллера-Улама для двухфазного боеприпаса («термоядерная бомба»).

Предполагаемая  схема двухфазной боеголовки W88, развернутой на БРПЛ Трайдент в 90-х. Дизайн Теллера-Улама. Мощность взрыва 475 Кт.

Дизайн Swan для однофазного ядерного боеприпаса.

2. Ядерный клуб

         В 1963 году, когда только четыре государства имели ядерные арсеналы, правительство Соединенных Штатов делало прогноз, что в течение предстоящего десятилетия появится от 15 до 25 государств, обладающих ядерным оружием; другие же государства предсказывали, что это число может даже возрасти до 50. По состоянию на 2004 год известно, что только у восьми государств есть ядерные арсеналы. Сильный режим нераспространения — его олицетворяют МАГАТЭ и Договор — помог резко замедлить предполагавшиеся темпы распространения.

Из доклада ООН, 2005 год^[4]

          «Ядерный клуб» — неофициальное название группы стран, обладающих ядерным оружием. В неё входят США (c 1945), Россия (изначально Советский Союз: с 1949), Великобритания (1952), Франция (1960), Китай (1964), Индия (1974), Пакистан (1998) и КНДР (2006).

США, Россия, Великобритания, Франция и Китай являются т. н. ядерной пятёркой — то есть государствами, которые считаются ядерными державами согласно Договору о нераспространении ядерного оружия. Остальные страны, обладающие ядерным оружием называются неофициальными ядерными державами.

           Израиль не комментирует информацию о наличии у него ядерного оружия, однако, по мнению некоторых экспертов, обладает арсеналом порядка 200 зарядов (по оценкам бывшего президента США Джимми Картера — 150^[5]).

           Кроме того, на территории нескольких государств, которые являются членами НАТО, находится ядерное оружие производства США. В определенных обстоятельствах эти страны могут им воспользоваться^[6].

        Небольшой ядерный арсенал был у ЮАР, но все шесть собранных ядерных зарядов были добровольно уничтожены. Полагают, что ЮАР проводила ядерные испытания в районе острова Буве в 1979 году. ЮАР — единственная страна, которая самостоятельно разработала ядерное оружие и при этом добровольно от него отказалась.

         Украина, Белоруссия и Казахстан, на территории которых находилась часть ядерного вооружения СССР, после подписания в 1992 году Лиссабонского протокола были объявлены странами, не имеющими ядерного оружия, и в 1994—1996 гг. передали все ядерные боеприпасы Российской Федерации^[7].

         По мнению многих специалистов, некоторые страны, не обладающие ядерным оружием, способны создать его в течение короткого времени после принятия политического решения. Это Германия, Япония, Канада, Швейцария, Нидерланды, возможно также Бельгия, Австралия и Швеция^[8].

           Бразилия и Аргентина проводили военные ядерные программы, но к середине 90-х гг. они были по различным причинам свёрнуты.

         В разные годы в наличии военных ядерных программ также подозревались Ливия, Ирак, Южная Корея, Тайвань, Сирия а в настоящее время — Иран.

Испытание термоядерной бомбы на атолле Бикини, 1954 г. Мощность взрыва 11 Мт, из которых 7 Мт выделилось от деления тампера из урана-238

 

США осуществили первый в истории ядерный взрыв мощностью 20 килотонн 16 июля 1945 года. 6 и 9 августа 1945 ядерные бомбы были сброшены, соответственно, на японские города Хиросима и Нагасаки. Первое термоядерное испытание (первое в истории) было проведено 31 октября 1951 года на атолле Бикини.

СССР испытал своё первое ядерное устройство мощностью 22 килотонны 29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне. Первое термоядерное испытание — там же 12 августа 1953 года.

      Взрыв первого советского ядерного устройства на Семипалатинском полигоне 29 августа 1949 года. 10 часов 05 минут.

         Великобритания произвела первый надводный ядерный взрыв мощностью около 25 килотонн 3 октября 1952 года в районе островов Монте-Белло (северо-западнее Австралии). Термоядерное испытание — 15 мая 1957 года на острове Рождества в Полинезии.

          Франция провела наземные испытания ядерного заряда мощностью 20 килотонн 13 февраля 1960 года в оазисе Регган в Алжире. Термоядерное испытание — 24 августа 1968 года на атолле Муруроа.

            Китай взорвал ядерную бомбу мощностью 20 килотонн 16 октября 1964 года в районе озера Лобнор. Там же была испытана термоядерная бомба 17 июня 1967 года.

             Индия произвела первое испытание ядерного заряда мощностью 20 килотонн 18 мая 1974 года на полигоне Покхаран в штате Раджастхан, но официально не признала себя обладателем ядерного оружия. Это было сделано лишь после подземных испытаний пяти ядерных взрывных устройств, включая 32-килотонную термоядерную бомбу, которые прошли на полигоне Покхаран 11—13 мая 1998 года.

          Пакистан провёл подземные испытания шести ядерных зарядов 28 и 30 мая 1998 года на полигоне Чагай-Хиллз в провинции Белуджистан в качестве симметричного ответа на индийские ядерные испытания 1974 и 1998 годов.

•            КНДР провела первое подземное испытание ядерной бомбы предположительной мощностью около 1 килотонны 9 октября 2006 года (по-видимому, взрыв с неполным энерговыделением) и второе мощностью примерно 12 килотонн 25 мая 2009 года.
• СССР: 715 испытаний (969 устройств) по официальным данным (см. [2]), в основном на Семипалатинском полигоне и на Новой Земле, а также несколько в различных местах России и Казахстана.
• Великобритания: 45 испытаний (21 в Австралии, включая 9 в Южной Австралии в Маралинге и Эму Филде, остальные в США при проведении совместных испытаний).
• Франция: 210 испытаний, в основном в Reggane и Ekker в Алжире и в Fangataufa и Moruroa во Французской Полинезии.
• КНР: 45 испытаний (23 наземных и 22 подземных, на базе Лоб-Нор в Малане).
• Индия: от 5 до 6 подземных испытаний (Pokhran).
• Пакистан: от 3 до 6 испытаний (Chagai Hills).
• КНДР: 2 заявленных взрыва (Hwadae-ri).

 

Запасы  ядерного оружия в мире

Количество боеголовок по данным «Бюллетеня ядерных испытаний»

	1947	1952	1957	1962	1967	1972	1977	1982	1987	1989	1992	2002	2009
США	32	1005	6444	≈26000	>31255[9]	≈27000	≈25000	≈23000	≈23500	22217[9]	≈12000	≈10600	5113[10]
СССР/Россия	0	50	660	≈4000	8339	≈15000	≈25000	≈34000	≈38000		≈25000	≈8600	≈2800
Великобритания			20		270							512	160[11]
Франция					36							384	384
Китай					25							400
Индия + Пакистан												<100
Израиль												≈200
Итого	32	1055	7124	>30000	39563	>40000	≈50000	≈57000	63484		<40000	<20450

Примечание: Данные по США и России на 2002—2009 гг. включают только боеприпасы на развёрнутых стратегических носителях; оба государства располагают также значительным количеством тактического ядерного оружия, которое трудно поддаётся оценке. Данные по Великобритании на 2009 год включают число боеголовок, готовых к использованию; суммарное число блоков с учётом резервных составляет «до 225» единиц.

3. История развития ядерного оружия в США и СССР

       На территории Соединенных Штатов, в Лос-Аламосе, в пустынных просторах штата Нью-Мексико, в 1942 году был создан американский ядерный центр. На его базе были развернуты работы по созданию ядерной бомбы. Общее руководство проектом было поручено талантливому физику-ядерщику Р. Оппенгеймеру. Под его началом были собраны лучшие умы того времени не только США и Англии, но практически всей Западной Европы. Над созданием ядерного оружия трудился огромный коллектив, включая 12 лауреатов Нобелевской премии. Не было недостатка и в финансовых средствах.

        К лету 1945 года американцам удалось собрать две атомные бомбы, получившие названия <Малыш> и <Толстяк>. Первая бомба весила 2722 кг и была снаряжена обогащенным Ураном-235. <Толстяк> с зарядом из Плутония-239 мощностью более 20 кт имела массу 3175 кг. 16 июня состоялось первое полигонное испытание ядерного устройства, приуроченное к встрече руководителей СССР, США, Великобритании и Франции.

          К этому времени изменились отношения между бывшими соратниками. Следует отметить, что США, как только у них появилась атомная бомба, стремились к монопольному праву обладания ею, чтобы лишить другие страны возможности использовать атомную энергию по своему усмотрению.

          Президент США Г. Трумэн стал первым политическим руководителем, кто принял решение на применение ядерных бомб. С военной точки зрения необходимости таких бомбардировок густонаселенных японских городов не было. Но политические мотивы в этот период превалировали над военными. Руководство Соединенных Штатов стремилось к главенству во всем послевоенном мире, а ядерные бомбардировки, по их мнению, должны были стать весомым подкреплением этих устремлений. С этой целью они стали добиваться принятия американского <плана Баруха>, который закрепил бы за США монопольное владение атомным оружием, другими словами, <абсолютное военное превосходство>.

          Роковой час настал. 6 и 9 августа экипажи самолетов B-29 и сбросили свой смертоносный груз на города Хиросима и Нагасаки. Общие людские потери и масштабы разрушений от этих бомбардировок характеризуются следующими цифрами: мгновенно погибло от теплового излучения (температура около 5000 градусов С) и ударной волны - 300 тысяч человек, еще 200 тысяч получили ранение, ожоги, облучились. На площади 12 кв. км были полностью разрушены все строения. Только в одной Хиросиме из 90 тысяч строений было уничтожено 62 тысячи. Эти бомбардировки потрясли весь мир. Считается, что это событие положило начало гонке ядерных вооружений и противостоянию двух политических систем того времени на новом качественном уровне.