Как устроена современная ядерная бомба. Ядерная бомба – оружие, обладание которым, уже является сдерживающим фактором

Отечественная система «Периметр», известная в США и Западной Европе как «Мёртвая рука», представляет собой комплекс автоматического управления массированным ответным ядерным ударом. Система была создана еще в Советском Союзе в самый разгар холодной войны. Основное ее предназначение - гарантированное нанесение ответного ядерного удара даже в том случае, если командные пункты и линии связи РВСН полностью уничтожены или блокируются противником.

С развитием ядерного чудовищной мощности принципы ведения глобальной войны претерпели серьезные изменения. Всего одна ракета с ядерной боеголовкой на борту могла поразить и уничтожить командный центр или бункер, в котором располагалось высшее руководство противника. Здесь следует рассматривать, прежде всего, доктрину США, так называемый «обезглавливающий удар». Именно против такого удара советскими инженерами и учеными и создавалась система гарантированного ответного ядерного удара. Созданная в годы холодной войны система «Периметр» заступила на боевое дежурство в январе 1985 года. Это очень сложный и большой организм, который был рассредоточен по советской территории и постоянно держал под контролем множество параметров и тысячи советских боеголовок. При этом для уничтожения такой страны как США вполне достаточно примерно 200 современных ядерных зарядов.

К разработке системы гарантированного ответного удара в СССР приступили еще и потому, так как стало понятно, что в будущем средства радиоэлектронной борьбы будут лишь непрерывно совершенствоваться. Возникала угроза, что они со временем смогут блокировать штатные каналы управления стратегическими ядерными силами. В этой связи нужен был надежный резервный способ связи, который гарантировал бы доведение команд о старте на все пусковые установки ядерных ракет.

Появилась идея использовать в качестве подобного канала связи специальные командные ракеты, которые вместо боеголовок несли бы мощную радиопередающую аппаратуру. Пролетая над территорией СССР, подобная ракета передавала бы команды на запуск баллистических ракет не только на командные пункты соединений РВСН, но и непосредственно на многочисленные пусковые установки. 30 августа 1974 года закрытым постановлением советского правительства была инициирована разработка такой ракеты, задание было выдано КБ «Южное» в городе Днепропетровске, данное КБ специализировались на разработке межконтинентальных баллистических ракет.

Командная ракета 15А11 системы «Периметр»

Специалисты КБ «Южное» взяли за основу МБР УР-100УТТХ (по натовской кодификации - Spanker, рысак). Специально созданную для командной ракеты головную часть с мощным радиопередающим оборудованием спроектировали в Ленинградском политехническом институте, а ее выпуском занялось НПО «Стрела» в Оренбурге. Для прицеливания командной ракеты по азимуту применялась полностью автономная система с квантовым оптическим гирометром и автоматическим гирокомпасом. Она была в состоянии рассчитать необходимое направление полета в процессе постановки командной ракеты на боевое дежурство, данные расчеты сохранялись даже в случае ядерного воздействия на пусковую установку подобной ракеты. Летные испытания новой ракеты стартовали в 1979 году, первый пуск ракеты с передатчиком был успешно выполнен 26 декабря. Проведенные испытания доказали успешное взаимодействие всех компонентов системы «Периметр», а также способность головной части командной ракеты выдерживать заданную траекторию полета, вершина траектории находилась на высоте 4000 метров при дальности 4500 километров.

В ноябре 1984 года запущенная из-под Полоцка командная ракета сумела передать команду на запуск шахтной пусковой установке в районе Байконура. Взлетевшая из шахты МБР Р-36М (по натовской кодификации SS-18 Satan) после отработки всех ступеней успешно поразила головной частью цель в заданном квадрате на полигоне Кура на Камчатке. В январе 1985 года система «Периметр» была поставлена на боевое дежурство. С тех пор данная система несколько раз модернизировалась, в настоящее время в качестве командных ракет используются уже современные МБР.

Командные посты данной системы, по всей видимости, являются сооружениями, которые аналогичны стандартным ракетным бункерам РВСН. Они оснащены всей необходимой для работы контрольной аппаратурой, а также системами связи. Предположительно они могут быть интегрированы с пусковыми установками командных ракет, но, скорее всего, разнесены на местности на достаточно большое расстояние для обеспечения лучшей выживаемости всей системы.

Единственным широко известным компонентом системы «Периметр» являются командные ракеты 15П011, они имеют индекс 15А11. Именно ракеты являются основой системы. В отличие от других межконтинентальных баллистических ракет они должны лететь не в сторону противника, а над Россией, вместо термоядерных боеголовок они несут мощные передатчики, рассылающие команду запуска всем имеющимся боевым баллистическим ракетам различного базирования (на них имеются специальные приемники команд). Система является полностью автоматизированной, при этом человеческий фактор в ее работе был минимизирован.

РЛС СПРН Воронеж-М, фото: vpk-news.ru, Вадим Савицкий

Решение о старте командных ракет принимает автономная контрольно-командная система - очень сложный программный комплекс на основе искусственного интеллекта. Данная система получает и анализирует огромный объем самой разной информации. Во время боевого дежурства подвижные и стационарные центры управления на огромной территории постоянно оценивают массу параметров: уровень радиации, сейсмическую активность, температуру воздуха и давление, контролируют военные частоты, фиксируя интенсивность радиообмена и переговоров, следят за данными системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН), а также контролируют телеметрию с постов наблюдения РВСН. Система отслеживает точечные источники мощного ионизирующего и электромагнитного излучения, которое совпадает с сейсмическими возмущениями (свидетельство ядерных ударов). После анализа и обработки всех поступающих данных система «Периметр» в состоянии автономно принять решение о нанесении ответного ядерного удара по противнику (естественно, боевой режим могут активировать и первые лица Минобороны и государства).

К примеру, если система обнаружит множественные точечные источники мощного электромагнитного и ионизирующего излучения и сопоставит их с данными о сейсмических возмущениях в тех же местах, она может прийти к выводу о массированном ядерном ударе по территории страны. В таком случае, система сможет инициировать ответный удар даже в обход «Казбека» (знаменитый «ядерный чемоданчик»). Другой вариант развития событий - система «Периметр» получает от СПРН информацию о пусках ракет с территории других государств, руководство России переводит систему в боевой режим работы. Если через определенное время не придет команды на отключение системы, она сама начнет запуск баллистических ракет. Данное решение позволяет исключить человеческий фактор и гарантирует нанесение ответного удара по противнику даже при полном уничтожении пусковых расчетов и высшего военного командования и руководства страны.

По словам одного из разработчиков системы «Периметр» Владимира Ярынича, она также служила страховкой от принятия высшим руководством государства поспешного решения об ответном ядерном ударе на основе непроверенной информации. Получив сигнал от СПРН, первые лица страны могли запустить систему «Периметр» и спокойно ждать дальнейшего развития событий, пребывая при этом в абсолютной уверенности в том, что даже при уничтожении всех, кто обладает полномочиями на отдачу приказа об ответной атаке, удар возмездия не удастся предотвратить. Таким образом, полностью исключалась возможность принятия решения об ответном ядерном ударе в случае недостоверной информации и ложной тревоги.

Правило четырех если

По словам Владимира Ярынича, он не знает надежного способа, который смог бы вывести систему из строя. Контрольно-командная система «Периметра», все ее датчики и командные ракеты спроектированы с учетом работы в условиях настоящего ядерного нападения противника. В мирное время система пребывает в спокойном состоянии, можно сказать находится во «сне», не переставая при этом анализировать огромный массив поступающей информации и данных. При переводе системы в боевой режим работы или в случае получения сигнала тревоги от СПРН, РВСН и иных систем запускается мониторинг сети датчиков, которые должны обнаружить признаки произошедших ядерных взрывов.

Запуск МБР "Тополь-М"

Перед запуском алгоритма, который предполагает нанесение «Периметром» ответного удара система проверяет наличие 4-х условий, это и есть «правило четырех если». Во-первых, проверяется произошло ли действительно ядерное нападение, система датчиков анализирует ситуацию на предмет ядерных взрывов на территории страны. После этого проверяется наличием связи с Генеральным штабом, если связь есть, система через некоторое время отключается. Если Генштаб никак не отвечает, «Периметр» запрашивает «Казбек». Если и здесь нет ответа, искусственный интеллект передает право принятия решения об ответном ударе любому человеку, находящемуся в командных бункерах. Только после проверки всех этих условий система начинает действовать сама.

Американский аналог «Периметра»

Во время холодной войны американцами был создан аналог российской системы «Периметр», их дублирующая система получила название «Operation Looking Glass» (Операция Зазеркалье или просто Зазеркалье). Она была введена в действие уже 3 февраля 1961 года. Основой системы стали специальные самолеты - воздушные командные пункты Стратегического Авиационного Командования США, которые были развернуты на базе одиннадцати самолетов Boeing EC-135C. Данные машины непрерывно находились в воздухе на протяжении 24 часов в сутки. Их боевое дежурство продолжалось 29 лет с 1961 года по 24 июня 1990 года. Самолеты посменно вылетали в различные районы над Тихим и Атлантическим океаном. Работающие на борту данных самолетов операторы контролировали обстановку и дублировали систему управления американскими стратегическими ядерными силами. В случае уничтожения наземных центров или вывода их из строя иным путем, они могли продублировать команды на нанесение ответного ядерного удара. 24 июня 1990 года непрерывное боевое дежурство было прекращено, при этом самолеты оставались в состоянии постоянной боевой готовности.

В 1998 году на смену Boeing EC-135C пришли новые самолеты Boeing E-6 Mercury - самолеты управления и связи, созданные корпорацией Boeing на базе пассажирского самолета Boeing 707-320. Данная машина предназначена для обеспечения резервной системы связи с атомными подводными лодками с баллистическими ракетами (ПЛАРБ) ВМС США, также самолет может использоваться, как воздушный командный пост объединенного стратегического командования ВС США (USSTRATCOM). С 1989 по 1992 год американские военные получили 16 таких самолетов. В 1997-2003 годах они все прошли модернизацию и сегодня эксплуатируются в версии E-6B. Экипаж каждого такого самолета состоит из 5 человек, помимо них на борту находится еще 17 операторов (всего 22 человека).

Boeing E-6 Mercury

В настоящее время данные самолеты производят полеты в целях обеспечения нужд Минобороны США в Тихоокеанской и Атлантической зонах. На борту самолетов находится внушительный комплекс необходимого для работы радиоэлектронного оборудования: автоматизированный комплекс управления пусками МБР; бортовой многоканальный терминал спутниковой системы связи «Милстар», который обеспечивает связь в миллиметровом, сантиметровом и дециметровом диапазонах; комплекс сверхдлинноволнового диапазона повышенной мощности, предназначенный для связи со стратегическими атомными подводными лодками; 3 радиостанции дециметрового и метрового диапазона; 3 радиостанции УКВ-диапазона, 5 радиостанций КВ-диапазона; автоматизированная система управления и связи УКВ-диапазона; приемная аппаратура слежения в чрезвычайных обстоятельствах. Для обеспечения связи со стратегическими подводными лодками, носителями баллистических ракет в сверхдлинноволновом диапазоне используются специальные буксируемые антенны, которые могут выпускаться из фюзеляжа самолета непосредственно в полете.

Эксплуатация системы «Периметр» и ее текущий статус

После постановки на боевое дежурство система «Периметр» работала и периодически использовалась в рамках проведения командно-штабных учений. При этом командный ракетный комплекс 15П011 с ракетой 15А11 (на базе МБР УР-100) находился на боевом дежурстве вплоть до середины 1995 года, когда в рамках подписанного соглашения СНВ-1 он был снят с боевого дежурства. По утверждению журнала Wired, который издается в Великобритании и США, система «Периметр» функционирует и готова нанести ответный ядерный удар в случае нападения, статья была опубликована в 2009 году. В декабре 2011 года командующий РВСН генерал-лейтенант Сергей Каракаев отметил в интервью журналистам «Комсомольской правды», что система «Периметр по-прежнему существует и находится на боевом дежурстве.

Защитит ли «Периметр» от концепции глобального неядерного удара

Разработка перспективных комплексов мгновенного глобального неядерного удара, над которыми работают американские военные, в состоянии разрушить сложившийся баланс сил в мире и обеспечить стратегическое доминирование Вашингтона на мировой арене. Об этом представитель Министерства обороны России говорил во время российско-китайского брифинга по вопросам ПРО, который состоялся на полях первого комитета Генассамблеи ООН. Концепция быстрого глобального удара предполагает, что американская армия в состоянии нанести разоружающий удар по любой стране и любой точке планеты в течение одного часа, используя для этого свои неядерные вооружения. Основными средствами доставки боезарядов в этом случае могут стать крылатые и баллистические ракеты в неядерном оснащении.

Запуск ракеты Tomahawk с борта американского корабля

Журналист АиФ Владимир Кожемякин поинтересовался у Руслана Пухова директора Центра анализа стратегий и технологий (ЦАСТ), насколько американский мгновенный глобальный неядерный удар угрожает России. По словам Пухова, угроза такого удара очень значительна. При всех российских успехах с «Калибрами», наша страна делает лишь первые шаги в данном направлении. «Сколько всего таких «Калибров» мы можем запустить в одном залпе? Допустим, несколько десятков штук, а американцы - несколько тысяч «Томагавков». Представьте себе на секунду, что к России летит 5 тысяч американских крылатых ракет, огибая рельеф местности, а мы их даже не видим», - отметил специалист.

Все российские станции дальнего радиолокационного обнаружения фиксируют лишь баллистические цели: ракеты, которые являются аналогами российских МБР «Тополь-М», «Синева», «Булава» и т.п. Мы можем отследить ракеты, которые поднимутся в небо из шахт, расположенных на американской территории. В то же время, если Пентагон отдаст команду на запуск крылатых ракет с борта своих подводных лодок и кораблей, расположенных вокруг России, то они вполне смогут стереть с лица земли ряд стратегических объектов первостепенного значения: в том числе высшее политическое руководство, штабы управления.

На данный момент мы почти беззащитны против такого удара. Конечно, в Российской Федерации существует и действует система двойного резервирования, известная как «Периметр». Она гарантирует возможность нанесения ответного ядерного удара по противнику при любых обстоятельствах. Не случайно в США ее обозвали «Мёртвая рука». Система сможет обеспечить запуск баллистических ракет даже при полном уничтожении линий связи и командных пунктов российских стратегических ядерных сил. По США все равно будет нанесен удар возмездия. В то же время само наличие «Периметра» не решает проблему нашей уязвимости перед «мгновенным глобальным неядерным ударом».

В этой связи работы американцев над подобной концепцией, конечно же, вызывают опасение. Но американцы не самоубийцы: пока они отдают себе отчет в том, что имеется хотя бы десятипроцентный шанс на то, что Россия сможет ответить, их «глобальный удар» не состоится. А ответить наша страна в состоянии лишь ядерным оружием. Поэтому необходимо принимать все необходимые меры противодействия. Россия должна получить возможность увидеть запуск американских крылатых ракет и отреагировать на него адекватно неядерными средствами сдерживания, не развязывая при этом ядерную войну. Но пока что подобных средств у России нет. В условиях продолжающегося экономического кризиса и сокращения финансирования вооруженных сил страна может экономить на многих вещах, но только не на наших силах ядерного сдерживания. В нашей системе безопасности им отдается абсолютный приоритет.

Источники информации:
https://rg.ru/2014/01/22/perimetr-site.html
https://ria.ru/analytics/20170821/1500527559.html
http://www.aif.ru/politics/world/myortvaya_ruka_protiv_globalnogo_udara_chto_zashchitit_ot_novogo_oruzhiya_ssha
Материалы из открытых источников

Атомное оружие – устройство, получающее огромную взрывную мощность от реакций ДЕЛЕНИЯ АТОМНОГО ЯДРА и ЯДЕРНОГО СИНТЕЗА.

Об Атомном оружиии

Атомное оружие – самое мощное оружие на сегодняшний день, находящееся на вооружении пяти стран: России, США, Великобритании, Франции и Китая. Существует также ряд государств, которые ведут более-менее успешные разработки атомного оружия, однако их исследования или не закончены, или эти страны не обладают необходимыми средствами доставки оружия к цели. Индия, Пакистан, Северная Корея, Ирак, Иран имеют разработки ядерного оружия на разных уровнях, ФРГ, Израиль, ЮАР и Япония теоретически обладают необходимыми мощностями для создания ядерного оружия в сравнительно короткие сроки.

Трудно переоценить роль ядерного оружия. С одной стороны, это мощное средство устрашения, с другой – самый эффективный инструмент укрепления мира и предотвращения военного конфликтами между державами, которые обладают этим оружием. С момента первого применения атомной бомбы в Хиросиме прошло 52 года. Мировое сообщество близко подошло к осознанию того, что ядерная война неминуемо приведет к глобальной экологической катастрофе, которая сделает дальнейшее существование человечества невозможным. В течение многих лет создавались правовые механизмы, призванные разрядить напряженность и ослабить противостояние между ядерными державами. Так например, было подписано множество договоров о сокращении ядерного потенциала держав, была подписана Конвенция о Нераспространении Ядерного Оружия, по которой страны-обладателя обязались не передавать технологии производства этого оружия другим странам, а страны, не имеющие ядерного оружия, обязались не предпринимать шагов для его разработки; наконец, совсем недавно сверхдержавы договорились о полном запрещении ядерных испытаний. Очевидно, что ядерное оружие является важнейшим инструментом, который стал регулирующим символом целой эпохи в истории международных отношений и в истории человечества.

Атомное оружие

АТОМНОЕ ОРУЖИЕ, устройство, получающее огромную взрывную мощность от реакций ДЕЛЕНИЯ АТОМНОГО ЯДРА и ЯДЕРНОГО СИНТЕЗА. Первое ядерное оружие было применено Соединенными Штатами против японских городов Хиросимы и Нагасаки в августе 1945 г. Эти атомные бомбы состояли из двух стабильных доктритических масс УРАНА и ПЛУТОНИЯ, которые при сильном сталкивании вызвали превышение КРИТИЧЕСКОЙ МАССЫ, тем самым провоцируя бесконтрольную ЦЕПНУЮ РЕАКЦИЮ деления атомных ядер. При таких взрывах высвобождается огромное количество энергии и губительной радиации: взрывная мощность может равняться мощности 200 000 тонн тринитротолуола. Гораздо более мощная водородная бомба (термоядерная бомба), впервые испытанная в 1952 г., состоит из атомной бомбы, которая во время взрыва создает температуру, достаточно высокую для того, чтобы вызвать ядерный синтез в близлежащем твердом слое, обычно - в детеррите лития. Взрывная мощность может равняться мощности нескольких миллионов тонн (мегатонн) тринитротолуола. Площадь поражения, вызванного такими бомбами, достигает больших размеров: 15 мегатонная бомба взорвет все горящие вещества в пределах 20 км. Третий тип ядерного оружия, нейтронная бомба, является небольшой водородной бомбой, называемой также оружием повышенной радиации. Она вызывает слабый взрыв, который, однако, сопровождается интенсивным выбросом высокоскоростных НЕЙТРОНОВ. Слабость взрыв означает то, что здания повреждаются не сильно. Нейтроны же вызывают серьезную лучевую болезнь у людей, находящихся в пределах определенного радиуса от места взрыва, и убивают всех пораженных в течении недели.

Вначале взрыв атомной бомбы (А) образует огненный шар (1) с температурой и миллионы градусов по Цельсию и испускает радиационное излучение (?) Через несколько минут (В) шар увеличивается в обьеме и создав!ударную волну с высоким давлением (3). Огненный шар поднимается (С), всасывая пыль и обломки, и образует грибовидное облако (D), По мере увеличения в обьеме огненный шар создает мощное конвекционное течение (4), выделяя горячее излучение (5) и образуя облако (6), При взрыве 15 мегатонной бомбы разрушение от взрывной волны являются полным (7) в радиусе 8 км, серьезными (8) в радиусе 15км и заметными (Я) в радиусе 30 км Даже на расстоянии 20 км (10) взрываются все легковоспламеняющиеся вещества, В течение двух дней после взрыва бомбы на расстоянии 300 км от взрыва продолжается выпадение осадков с радиоактивной дозой в 300 рентген Прилагаемая фотография показывает, как взрыв крупного ядерного оружия на земле создает огромное грибовидное облако радиоактивной пыли и обломков, которое может достигать высоты нескольких километров. Опасная пыль, находящаяся в воздухе, свободно переносится затем преобладающими ветрами в любом направлении Опустошение покрывает огромную территорию.

Современные атомные бомбы и снаряды

Радиус действия

В зависимости от мощности атомного заряда атомные бомбы,снаряды делят на калибры:малый,средний и крупный . Чтобы получить энергию, равную энергии взрыва атомной бомбы малого калибра, нужно взорвать несколько тысяч тонн тротила. Тротиловый эквивалент атомной бомбы среднего калибра составляет десятки тысяч, а бомбы крупного калибра – сотни тысяч тонн тротила. Еще большей мощностью может обладать термоядерное (водородное) оружие, его тротиловый эквивалент может достигать миллионов и даже десятков миллионов тонн. Атомные бомбы, тротиловый эквивалент которых равен 1- 50 тыс. т,относят к классу тактических атомных бомб и предназначают для решения оперативно-тактических задач. К тактическому оружию относят также: артиллерийские снаряды с атомным зарядом мощность 10 – 15 тыс. т. и атомные заряды (мощностью около 5 – 20 тыс. т) для зенитных управляемых снарядов и снарядов, используемых для вооружения истребителей. Атомные и водородные бомбы мощностью свыше 50 тыс. т относят к классу стратегического оружия.

Нужно отметить,что подобная классификация атомного оружия является лишь условной, поскольку в действительности последствие применения тактического атомного оружия могут быть не меньшими, чем те, которые испытало на себе население Хиросимы и Нагасаки, а даже большими. Сейчас очевидно, что взрыв только одной водородной бомбы способен вызвать такие тяжелые последствия на огромных территориях, каких не несли с собой десятки тысяч снарядов и бомб, применявшихся в прошлых мировых войнах. А нескольких водородных бомб вполне достаточно, чтобы превратить в зону пустыни огромные территории.

Ядерное оружие подразделяется на 2 основных типа: атомное и водородное (термоядерное). В атомном оружии выделение энергии происходит за счет реакции деления ядер атомов тяжелых элементов урана или плутония. В водородном оружии энергия выделяется в результате образования (или синтеза) ядер атомов гелия из атомов водорода.

Термоядерное оружие

Современное термоядерное оружие относится к стратегическому оружию, которое может применяться авиацией для разрушения в тылу противника важнейших промышленных, военных объектов, крупных городов как цивилизационных центров. Наиболее известным типом термоядерного оружия являются термоядерные (водородные) бомбы, которые могут доставляться к цели самолетами. Термоядерными зарядами могут начиняться также боевые части ракет различного назначения, в том числе межконтинентальных баллистических ракет. Впервые подобная ракета была испытана в СССР еще в 1957 году, в настоящее время на вооружения Ракетных Войск Стратегического Назначения состоят ракеты нескольких типов, базирующиеся на мобильных пусковых установках, в шахтных пусковых установках, на подводных лодках.

Атомная бомба

В основе действия термоядерного оружия лежит использование термоядерной реакции с водородом или его соединениями. В этих реакциях, протекающих при сверхвысоких температурах и давлении, энергия выделяется за счет образования ядер гелия из ядер водорода, или из ядер водорода и лития. Для образования гелия используется, в основном, тяжелый водород – дейтерий, ядра которого имеют необычную структуру – один протон и один нейтрон. При нагревании дейтерия до температур в несколько десятков миллионов градусов его атому теряют свои электронные оболочки при первых же столкновениях с другими атомами. В результате этого среда оказывается состоящей лишь из протонов и движущихся независимо от них электронов. Скорость теплового движения частиц достигает таких величин, что ядра дейтерия могут сближаться и благодаря действию мощных ядерных сил соединяться друг с другом, образуя ядра гелия. Результатом этого процесса и становится выделения энергии.

Принципиальная схема водородной бомбы такова. Дейтерий и тритий в жидком состоянии помещаются в резервуар с теплонепроницаемой оболочкой, которая служит для длительного сохранения дейтерия и трития в сильно охлажденном состоянии (для поддержания из жидкостного агрегатного состояния). Теплонепроницаемая оболочка может содержать 3 слоя, состоящих из твердого сплава, твердой углекислоты и жидкого азота. Вблизи резервуара с изотопами водорода помещается атомный заряд. При подрыве атомного заряда изотопы водорода нагреваются до высоких температур, создаются условия для протекания термоядерной реакции и взрыва водородной бомбы. Однако, в процессе создания водородных бомб было установлено, что непрактично использовать изотопы водорода, так как в таком случае бомба приобретает слишком большой вес (более 60 т.), из-за чего нельзя было и думать об использовании таких зарядов на стратегических бомбардировщиках, а уж тем более в баллистических ракетах любой дальности. Второй проблемой, с которой столкнулись разработчики водородной бомбы была радиоактивность трития, которая делала невозможным его длительное хранение.

В ходе исследования 2 вышеуказанные проблемы были решены. Жидкие изотопы водорода были заменены твердым химическим соединением дейтерия с литием-6. Это позволило значительно уменьшить размеры и вес водородной бомбы. Кроме того, гидрид лития был использован вместо трития, что позволило размещать термоядерные заряды на истребителях бомбардировщиках и баллистических ракетах.

Создание водородной бомбы не стало концом развития термоядерного оружия, появлялись все новые и новые его образцы, была создана водородно- урановая бомба, а также некоторые ее разновидности – сверхмощные и, наоборот, малокалиберные бомбы. Последним этапом совершенствования термоядерного оружия стало создания так называемой «чистой» водородной бомбы.

Водородная бомба

Первые разработки этой модификации термоядерной бомбы появились еще в 1957 году, на волне пропагандистских заявлений США о создании некоего «гуманного» термоядерного оружия, которое не несет столько вреда для будущих поколений, сколько обычная термоядерная бомба. В претензиях на «гуманность» была доля истины. Хотя разрушительная сила бомбы не была меньшей, в то же время она могла быть взорвана так, чтобы не распространялся стронций-90, который при обычном водородном взрыве в течение длительного времени отравляем земную атмосферу. Все, что находится в радиусе действия подобной бомбы, будет уничтожено, однако опасность для живых организмов, которые удалены от взрыва, а также для будущих поколений, уменьшится. Однако данные утверждения были опровергнуты учеными, которые напомнили, что при взрывах атомных или водородных бомб образуется большое количество радиоактивной пыли, которая поднимается мощным потоком воздуха на высоту до 30 км, а потом постепенно оседает на землю на большой площади, заражая её. Исследования, проведенные учеными, показывают, что понадобится от 4 до 7 лет, чтобы половина этой пыли выпала на землю.

Видео

Северная Корея угрожает США испытаниями сверхмощной водородной бомбы в Тихом океане. Япония, которая может пострадать из-за испытаний, назвала планы КНДР абсолютно неприемлемыми. Президенты Дональд Трамп и Ким Чен Ын ругаются в интервью и говорят об открытом военном конфликте. Для тех, кто не разбирается в ядерном оружии, но хочет быть в теме, «Футурист» составил путеводитель.

Как работает ядерное оружие?

Как и в обычной динамитной шашке, в ядерной бомбе используется энергия. Только высвобождается она не в ходе примитивной химической реакции, а в сложных ядерных процессах. Существует два основных способа выделения ядерной энергии из атома. В ядерном делении ядро ​​атома распадается на два меньших фрагмента с нейтроном. Ядерный синтез – процесс, с помощью которого Солнце вырабатывает энергию – включает объединение двух меньших атомов с образованием более крупного. В любом процессе, делении или слиянии выделяются большие количества тепловой энергии и излучения. В зависимости от того, используется деление ядер или их синтез, бомбы делятся на ядерные (атомные) и термоядерные .

А можно поподробнее про ядерное деление?

Взрыв атомной бомбы над Хиросимой (1945 г)

Как вы помните, атом состоит из трех типов субатомных частиц: протонов, нейтронов и электронов. Центр атома, называемый ядром , состоит из протонов и нейтронов. Протоны положительно заряжены, электроны – отрицательно, а нейтроны вообще не имеют заряда. Отношение протон-электрон всегда один к одному, поэтому атом в целом имеет нейтральный заряд. Например, атом углерода имеет шесть протонов и шесть электронов. Частицы удерживаются вместе фундаментальной силой – сильным ядерным взаимодействием .

Свойства атома могут значительно меняться в зависимости от того, сколько различных частиц в нем содержится. Если изменить количество протонов, у вас будет уже другой химический элемент. Если же изменить количество нейтронов, вы получите изотоп того же элемента, что у вас в руках. Например, углерод имеет три изотопа: 1) углерод-12 (шесть протонов + шесть нейтронов), стабильную и часто встречающуюся форму элемента, 2) углерод-13 (шесть протонов + семь нейтронов), который является стабильным, но редким и 3) углерод-14 (шесть протонов + восемь нейтронов), который является редким и неустойчивым (или радиоактивным).

Большинство атомных ядер стабильны, но некоторые из них неустойчивы (радиоактивны). Эти ядра спонтанно излучают частицы, которые ученые называют радиацией. Этот процесс называется радиоактивным распадом . Существует три типа распада:

Альфа-распад : ядро ​​выбрасывает альфа-частицу – два протона и два нейтрона, связанных вместе. Бета-распад : нейтрон превращается в протон, электрон и антинейтрино. Выброшенный электрон является бета-частицей. Спонтанное деление: ядро распадается на несколько частей и выбрасывает нейтроны, а также излучает импульс электромагнитной энергии – гамма-луч. Именно последний тип распада используется в ядерной бомбе. Свободные нейтроны, выброшенные в результате деления, начинают цепную реакцию , которая высвобождает колоссальное количество энергии.

Из чего делают ядерные бомбы?

Их могут делать из урана-235 и плутония-239. Уран в природе встречается в виде смеси трех изотопов: 238 U (99,2745 % природного урана), 235 U (0,72 %) и 234 U (0,0055 %). Наиболее распространенный 238 U не поддерживает цепную реакцию: на это способен лишь 235 U. Чтобы достичь максимальной мощности взрыва, необходимо, чтобы содержание 235 U в «начинке» бомбы составляло не менее 80%. Поэтому уран приходится искусственно обогащать . Для этого смесь урановых изотопов разделяют на две части так, чтобы в одной из них оказалось больше 235 U.

Обычно при разделении изотопов остается много обедненного урана, не способного вступить в цепную реакцию – но есть способ заставить его это сделать. Дело в том, что плутоний-239 в природе не встречается. Зато его можно получить, бомбардируя нейтронами 238 U.

Как измеряется их мощность?

​Мощность ядерного и термоядерного заряда измеряется в тротиловом эквиваленте - количестве тринитротолуола, которое нужно взорвать для получения аналогичного результата. Она измеряется в килотоннах (кт) и мегатоннах (Мт). Мощность сверхмалых ядерных боеприпасов составляет менее 1 кт, в то время как сверхмощные бомбы дают более 1 Мт.

Мощность советской «Царь-бомбы» составляла по разным данным от 57 до 58,6 мегатонн в тротиловом эквиваленте, мощность термоядерной бомбы, которую в начале сентября испытала КНДР, составила около 100 килотонн.

Кто создал ядерное оружие?

Американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс

В 1930-х годах итальянский физик Энрико Ферми продемонстрировал, что элементы, подвергшиеся бомбардировке нейтронами, могут быть преобразованы в новые элементы. Результатом этой работы стало обнаружение медленных нейтронов , а также открытие новых элементов, не представленных на периодической таблице. Вскоре после открытия Ферми немецкие ученые Отто Ган и Фриц Штрассман бомбардировали уран нейтронами, в результате чего образовался радиоактивный изотоп бария. Они пришли к выводу, что низкоскоростные нейтроны заставляют ядро ​​урана разрываться на две более мелкие части.

Эта работа взбудоражила умы всего мира. В Принстонском университете Нильс Бор работал с Джоном Уилером для разработки гипотетической модели процесса деления. Они предположили, что уран-235 подвергается делению. Примерно в то же время другие ученые обнаружили, что процесс деления привел к образованию еще большего количества нейтронов. Это побудило Бора и Уилера задать важный вопрос: могли ли свободные нейтроны, созданные в результате деления, начать цепную реакцию, которая высвободила бы огромное количество энергии? Если это так, то можно создать оружие невообразимой силы. Их предположения подтвердил французский физик Фредерик Жолио-Кюри . Его заключение стало толчком для разработок по созданию ядерного оружия.

Над созданием атомного оружия трудились физики Германии, Англии, США, Японии. Перед началом Второй мировой войны Альберт Эйнштейн написал президенту США Франклину Рузвельту о том, что нацистская Германия планирует очистить уран-235 и создать атомную бомбу. Сейчас выяснилось, что Германия была далека от проведения цепной реакции: они работали над «грязной», сильно радиоактивной бомбой. Как бы то ни было, правительство США бросило все силы на создание атомной бомбы в кратчайшие сроки. Был запущен «Манхэттенский проект», которым руководили американский физик Роберт Оппенгеймер и генерал Лесли Гровс . В нем участвовали крупные ученые, эмигрировавшие из Европы. К лету 1945 года было создано атомное оружие, основанное на двух видах делящегося материала - урана-235 и плутония-239. Одну бомбу, плутониевую «Штучку», взорвали на испытаниях, а еще две, уранового «Малыша» и плутониевого «Толстяка» сбросили на японские города Хиросиму и Нагасаки.

Как работает термоядерная бомба и кто ее изобрел?

Термоядерная бомба основана на реакции ядерного синтеза . В отличие от ядерного деления, которое может проходить как самопроизвольно, так и вынужденно, ядерный синтез невозможен без подвода внешней энергии. Атомные ядра заряжены положительно - поэтому они отталкиваются друг от друга. Эта ситуация называется кулоновским барьером. Чтобы преодолеть отталкивание, необходимо разогнать эти частицы до сумасшедших скоростей. Это можно осуществить при очень высокой температуре - порядка нескольких миллионов кельвинов (отсюда и название). Термоядерные реакции бывают трех видов: самоподдерживающиеся (проходят в недрах звезд), управляемые и неуправляемые или взрывные – они используются в водородных бомбах.

Идею бомбы с термоядерным синтезом, инициируемым атомным зарядом, предложил Энрико Ферми своему коллеге Эдварду Теллеру еще в 1941 году, в самом начале Манхэттенского проекта. Однако тогда эта идея оказалась не востребована. Разработки Теллера усовершенствовал Станислав Улам , сделав идею термоядерной бомбы осуществимой на практике. В 1952 году на атолле Эниветок в ходе операции Ivy Mike испытали первое термоядерное взрывное устройство. Однако это был лабораторный образец, непригодный в боевых действиях. Год спустя Советский Союз взорвал первую в мире термоядерную бомбу, собранную по конструкции физиков Андрея Сахарова и Юлия Харитона . Устройство напоминало слоёный пирог, поэтому грозное оружие прозвали «Слойкой». В ходе дальнейших разработок на свет появилась самая мощная бомба на Земле, «Царь-бомба» или «Кузькина мать». В октябре 1961 года ее испытали на архипелаге Новая Земля.

Из чего делают термоядерные бомбы?

Если вы думали, что водородные и термоядерные бомбы - это разные вещи, вы ошибались. Эти слова синонимичны. Именно водород (а точнее, его изотопы - дейтерий и тритий) требуется для проведения термоядерной реакции. Однако есть сложность: чтобы взорвать водородную бомбу, необходимо сначала в ходе обычного ядерного взрыва получить высокую температуру - лишь тогда атомные ядра начнут реагировать. Поэтому в случае с термоядерной бомбой большую роль играет конструкция.

Широко известны две схемы. Первая - сахаровская «слойка». В центре располагался ядерный детонатор, который был окружен слоями дейтерида лития в смеси с тритием, которые перемежались со слоями обогащенного урана. Такая конструкция позволяла достичь мощности в пределах 1 Мт. Вторая - американская схема Теллера - Улама, где ядерная бомба и изотопы водорода располагались раздельно. Выглядело это так: снизу - емкость со смесью жидких дейтерия и трития, по центру которой располагалась «свеча зажигания» - плутониевый стержень, а сверху - обычный ядерный заряд, и все это в оболочке из тяжелого металла (например, обедненного урана). Быстрые нейтроны, образовавшиеся при взрыве, вызывают в урановой оболочке реакции деления атомов и добавляют энергию в общую энергию взрыва. Надстраивание дополнительных слоев дейтерида лития урана-238 позволяет создавать снаряды неограниченной мощности. В 1953 году советский физик Виктор Давиденко случайно повторил идею Теллера - Улама, и на ее основе Сахаров придумал многоступенчатую схему, которая позволила создавать оружие небывалых мощностей. Именно по такой схеме работала «Кузькина мать».

Какие еще бомбы бывают?

Еще бывают нейтронные, но это вообще страшно. По сути, нейтронная бомба - это маломощная термоядерная бомба, 80% энергии взрыва которой составляет радиация (нейтронное излучение). Это выглядит как обычный ядерный заряд малой мощности, к которому добавлен блок с изотопом бериллия - источником нейтронов. При взрыве ядерного заряда запускается термоядерная реакция. Этот вид оружия разрабатывал американский физик Сэмюэль Коэн . Считалось, что нейтронное оружие уничтожает все живое даже в укрытиях, однако дальность поражения такого оружия невелика, так как атмосфера рассеивает потоки быстрых нейтронов, и ударная волна на больших расстояниях оказывается сильнее.

А как же кобальтовая бомба?

Нет, сынок, это фантастика. Официально кобальтовых бомб нет ни у одной страны. Теоретически это термоядерная бомба с оболочкой из кобальта, которая обеспечивает сильное радиоактивное заражение местности даже при сравнительно слабом ядерном взрыве. 510 тонн кобальта способны заразить всю поверхность Земли и уничтожить все живое на планете. Физик Лео Силард , описавший эту гипотетическую конструкцию в 1950 году, назвал ее «Машиной судного дня».

Что круче: ядерная бомба или термоядерная?

Натурный макет «Царь-бомбы"

Водородная бомба является гораздо более продвинутой и технологичной, чем атомная. Ее мощность взрыва намного превосходит атомную и ограничена только количеством имеющихся в наличии компонентов. При термоядерной реакции на каждый нуклон (так называются составляющие ядра, протоны и нейтроны) выделяется намного больше энергии, чем при ядерной реакции. К примеру, при делении ядра урана на один нуклон приходится 0,9 МэВ (мегаэлектронвольт), а при синтезе ядра гелия из ядер водорода выделяется энергия, равная 6 МэВ.

Как бомбы доставляют до цели?

Поначалу их сбрасывали с самолетов, однако средства противовоздушной обороны постоянно совершенствовались, и доставлять ядерное оружие таким образом оказалось неразумным. С ростом производства ракетной техники все права на доставку ядерного оружия перешли к баллистическим и крылатым ракетам различного базирования. Поэтому под бомбой теперь подразумевается не бомба, а боеголовка.

Есть мнение, что северокорейская водородная бомба слишком большая , чтобы ее можно было установить на ракете - поэтому, если КНДР решит воплотить угрозу в жизнь, ее повезут на корабле к месту взрыва.

Каковы последствия ядерной войны?

Хиросима и Нагасаки - это лишь малая часть возможного апокалипсиса. ​Например, известна гипотеза "ядерной зимы", которую выдвигали американский астрофизик Карл Саган и советский геофизик Георгий Голицын. Предполагается, что при взрыве нескольких ядерных боезарядов (не в пустыне или воде, а в населенных пунктах) возникнет множество пожаров, и в атмосферу выплеснется большое количество дыма и сажи, что приведет к глобальному похолоданию. Гипотезу критикуют, сравнивая эффект с вулканической активностью, которая оказывает незначительный эффект на климат. Кроме того, некоторые ученые отмечают, что скорее наступит глобальное потепление,чем похолодание - впрочем, обе стороны надеются, что мы этого никогда не узнаем.

Разрешено ли использовать ядерное оружие?

После гонки вооружений в XX веке страны одумались и решили ограничить использование ядерного оружия. ООН были приняты договоры о нераспространении ядерного оружия и запрещении ядерных испытаний (последний не был подписан молодыми ядерными державами Индией, Пакистаном, и КНДР). В июле 2017 года был принят новый договор о запрещении ядерного оружия.

"Каждое государство-участник обязуется никогда и ни при каких обстоятельствах не разрабатывать, не испытывать, не производить, не изготавливать, не приобретать иным образом, не иметь во владении и не накапливать ядерное оружие или другие ядерные взрывные устройства," - гласит первая статья договора.

Однако документ не вступит в силу до тех пор, пока его не ратифицируют 50 государств.

В день 70-летия испытаний первой советской атомной бомбы «Известия» публикуют уникальные фотографии и воспоминания очевидцев событий, которые происходили на полигоне в Семипалатинске. Новые материалы проливают свет на обстановку, в которой ученые создавали ядерное устройство - в частности, стало известно, что Игорь Курчатов имел обыкновение проводить секретные совещания на берегу реки. Также крайне интересны детали постройки первых реакторов для получения оружейного плутония. Нельзя не отметить и роль разведки в ускорении советского ядерного проекта.

Молодой, но перспективный

Необходимость скорейшего создания советского ядерного оружия стала очевидна, когда в 1942 году из донесений разведки выяснилось, что ученые в США далеко продвинулись в ядерных исследованиях. Косвенно говорило об этом и полное прекращение научных публикаций по данной тематике ещё в 1940. Все указывало на то, что работы по на созданию самой мощной в мире бомбы идут полным ходом.

28 сентября 1942 года Сталин подписал секретный документ «Об организации работ по урану».

Руководство советским атомным проектом поручили молодому и энергичному физику Игорю Курчатову , который, как позже вспоминал его друг и соратник академик Анатолий Александров, «уже давно воспринимался как организатор и координатор всех работ в области ядерной физики». Однако сам масштаб тех работ, о которых упомянул ученый, был тогда еще невелик - в то время в СССР, в специально созданной в 1943 году Лаборатории № 2 (ныне Курчатовский институт) разработкой ядерного оружия занимались лишь 100 человек, тогда как в США над аналогичным проектом трудилось около 50 тыс. специалистов.

Поэтому работа в Лаборатории № 2 велась авральными темпами, которые требовали как поставок и создания новейших материалов и оборудования (и это в военное время!), так и изучения данных разведки, которой удавалось заполучить часть информации об американских исследованиях.

- Разведка помогла ускорить работу и приблизительно на год сократить наши усилия, - отметил советник директора НИЦ «Курчатовский институт» Андрей Гагаринский. - В «отзывах» Курчатова о разведматериалах Игорь Васильевич по существу давал разведчикам задания, о чем именно хотелось бы узнать ученым.

Не существующий в природе

Ученые Лаборатории № 2 перевезли из только что освобожденного Ленинграда циклотрон, который был запущен еще в 1937 году, - тогда он стал первым в Европе. Эта установка была необходима для нейтронного облучения урана. Так удалось накопить начальное количество не существующего в природе плутония, который впоследствии стал основным материалом для первой советской атомной бомбы РДС-1.

Затем производство данного элемента удалось наладить с помощью первого в Евразии атомного реактора Ф-1 на уран-графитовых блоках, который был сооружен в Лаборатории № 2 в кратчайшие сроки (всего за 16 месяцев) и пущен 25 декабря 1946 года под руководством Игоря Курчатова.

Промышленных же объемов выпуска плутония физики добились после постройки реактора под литерой А в городе Озерске Челябинской области (также ученые называли его «Аннушка») - на проектную мощность установка вышла 22 июня 1948 года, что уже вплотную приблизило проект по созданию ядерного заряда.

В сфере сжатия

Первая советская атомная бомба имела заряд плутония мощностью в 20 килотонн, который располагался в двух отделенных друг от друга полусферах. Внутри них находился инициатор цепной реакции из бериллия и полония, при соединении которых происходит выделение нейтронов, запускающих цепную реакцию. Для мощного сжатия всех этих компонентов использовалась сферическая ударная волна, которая возникала после подрыва круглой оболочки из взрывчатки, окружавшей плутониевый заряд. Внешний корпус получившегося изделия обладал каплевидной формой, а его общая масса составляла 4,7 т.

Испытания бомбы решили провести на Семипалатинском полигоне, который специально обустроили для того, чтобы оценить воздействие взрыва на самые различные строения, технику и даже животных.

Фото: Музей ядерного оружия РФЯЦ-ВНИИЭФ

–– В центре полигона стояла высокая железная башня, а вокруг нее как грибы росли самые разные постройки и сооружения: кирпичные, бетонные и деревянные дома с разными типами кровли, машины, танки, орудийные башни кораблей, железнодорожный мост и даже бассейн, - отмечает в своей рукописи «Первые испытания» участник тех событий Николай Власов. - Так что по разнообразию предметов полигон напоминал ярмарку - только без людей, которых здесь почти не было видно (за исключением редких одиноких фигур, которые завершали установку аппаратуры).

Также на территории размещался биологический сектор, где находились загоны и клетки с подопытными животными.

Встречи на берегу

Остались у Власова и воспоминания об отношении коллектива к руководителю проекта в период испытаний.

–– В это время за Курчатовым уже прочно укрепилось прозвище Борода (он изменил свой облик в 1942 году), а его популярность охватила не только ученую братию всех специальностей, но и офицеров и солдат, –– пишет очевидец. –– Руководители групп гордились встречами с ним.

Некоторые особо секретные собеседования Курчатов вел в неформальной обстановке - например, на берегу реки, приглашая нужного человека на купание.

В Москве открылась фотовыставка, посвященная истории Курчатовского института, который в этом году отмечает свое 75-летие. Подборка уникальных архивных кадров, запечатлевших работу как рядовых сотрудников, так и самого знаменитого физика Игоря Курчатова, - в галерее портала сайт

Игорь Курчатов, ученый-физик, одним из первых в СССР приступил к изучению физики атомного ядра, его также называют отцом атомной бомбы. На фото: ученый в физико-техническом институте в Ленинграде, 1930-е годы

Фото: Архив НИЦ «Курчатовский институт»

Курчатовский институт был создан в 1943 году. Сначала он именовался Лабораторией № 2 АН СССР, сотрудники которой занимались созданием ядерного оружия. Позднее лабораторию переименовал в Институт атомной энергии имени И.В. Курчатова, а в 1991 году - в Национальный исследовательский центр

Фото: Архив НИЦ «Курчатовский институт»

Сегодня Курчатовский институт - один из крупнейших научно-исследовательских центров России. Его специалисты занимаются исследованиями в области безопасного развития ядерной энергетики. На фото: ускоритель «Факел»

Фото: Архив НИЦ «Курчатовский институт»

Конец монополии

Точное время проведения испытаний ученые рассчитали таким образом, чтобы ветер унес образовавшееся в результате взрыва радиоактивное облако в сторону малообитаемых территорий , и воздействие вредных осадков на людей и домашний скот оказалось минимальным. В результате таких вычислений исторический взрыв наметили на утро 29 августа 1949 года.

–– На юге вспыхнуло зарево и появился красный полукруг, похожий на взошедшее солнце, –– вспоминает Николай Власов. –– А через три минуты после того, как зарево угасло, а облако растворилось в предрассветной дымке, до нас дошел раскатистый грохот взрыва, похожий на отдаленный гром могучей грозы.

Приехав на место срабатывания РДС-1, (см. справку) ученые могли оценить все разрушения, которые за ним последовали. По их словам, от центральной башни не осталось никаких следов, стены ближайших домов рухнули, а вода в бассейне полностью испарилась от высокой температуры.

Но эти разрушения, как это ни парадоксально, помогли установить глобальное равновесие в мире. Создание первой советской атомной бомбы положило конец монополии США на ядерное оружие. Это позволило установить паритет стратегических вооружений, который до сих пор удерживает страны от военного применения оружия, способного уничтожить всю цивилизацию.

Александр Колдобский, заместитель директора Института международных отношений НИЯУ «МИФИ», ветеран атомной энергетики и промышленности:

Аббревиатура РДС применительно к опытным образцам ядерного оружия впервые появилась в постановлении Совмина СССР от 21 июня 1946 года как сокращение формулировки «Реактивный двигатель С». В дальнейшем это обозначение в официальных документах присваивалось всем пилотным конструкциям ядерных зарядов как минимум до конца 1955 года. Строго говоря, РДС-1 - это не совсем бомба, это ядерно-взрывное устройство, ядерный заряд. Позже для заряда РДС-1 был создан баллистический корпус авиабомбы («изделие 501»), адаптированный к бомбардировщику Ту-4. Первые серийные образцы ядерного оружия на основе РДС-1 были изготовлены в 1950 году. Однако в баллистическом корпусе эти изделия не испытывались, на вооружение армии не принимались и хранились в разобранном виде. А первое испытание со сбросом атомной бомбы с Ту-4 состоялось лишь 18 октября 1951 года. В ней был использован уже другой заряд, гораздо более совершенный.

Взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтеза изотопов водорода (дейтерия и трития) в более тяжелые, например ядра изогона гелия. При термоядерных реакциях выделяется энергии в 5 раз больше, чем при реакциях деления (при одной и той же массе ядер).

Ядерное оружие включает различные ядерные боеприпасы, средства доставки их к цели (носители) и средства управления.

В зависимости от способа получения ядерной энергии боеприпасы подразделяют на ядерные (на реакциях деления), термоядерные (на реакциях синтеза), комбинированные (в которых энергия получается по схеме «деление — синтез — деление»). Мощность ядерных боеприпасов измеряется тротиловым эквивалентом, т. с. массой взрывчатого вещества тротила, при взрыве которою выделяется такое количество энергии, как при взрыве данного ядерного босирипаса. Тротиловый эквивалент измеряется в тоннах, килотоннах (кт), мегатоннах (Мт).

На реакциях деления конструируются боеприпасы мощностью до 100 кт, на реакциях синтеза — от 100 до 1000 кт (1 Мт). Комбинированные боеприпасы могут быть мощностью более 1 Мт. По мощности ядерные боеприпасы делят на сверхмалые (до 1 кг), малые (1 -10 кт), средние (10-100 кт) и сверхкрупные (более 1 Мт).

В зависимости от целей применения ядерного оружия ядерные взрывы могут быть высотными (выше 10 км), воздушными (не выше 10 км), наземными (надводными), подземными (подводными).

Поражающие факторы ядерного взрыва

Основными поражающими факторами ядерного взрыва являются: ударная волна, световое излучение ядерного взрыва, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности и электромагнитный импульс.

Ударная волна

Ударная волна (УВ) — область резко сжатого воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью.

Раскаленные пары и газы, стремясь расшириться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до больших давлений и плотности и нагревают до высокой температуры (несколько десятков тысяч градусов). Этот слой сжатого воздуха представляет ударную волну. Передняя граница сжатого слоя воздуха называется фронтом ударной волны. За фронтом УВ следует область разряжения, где давление ниже атмосферного. Вблизи центра взрыва скорость распространения УВ в несколько раз превышает скорость звука. С увеличением расстояния от места взрыва скорость распространения волны быстро падает. На больших расстояниях ее скорость приближается к скорости распространения звука в воздухе.

Ударная волна боеприпаса средней мощности проходит: первый километр за 1,4 с; второй — за 4 с; пятый — за 12 с.

Поражающее воздействие УВ на людей, технику, здания и сооружения характеризуется: скоростным напором; избыточным давлением во фронте движения УВ и временем ее воздействия на объект (фаза сжатия).

Воздействие УВ на людей может быть непосредственным и косвенным. При непосредственном воздействии причиной травм является мгновенное повышение давления воздуха, что воспринимается как резкий удар, ведущий к переломам, повреждению внутренних органов, разрыву кровеносных сосудов. При косвенном воздействии люди поражаются летящими обломками зданий и сооружений, камнями, деревьями, битым стеклом и другими предметами. Косвенное воздействие достигает 80 % от всех поражений.

При избыточном давлении 20-40 кПа (0,2-0,4 кгс/см 2) незащищенные люди могут получить легкие поражения (легкие ушибы и контузии). Воздействие УВ с избыточным давлением 40-60 кПа приводит к поражениям средней тяжести: потеря сознания, повреждение органов слуха, сильные вывихи конечностей, поражения внутренних органов. Крайне тяжелые поражения, нередко со смертельным исходом, наблюдаются при избыточном давлении свыше 100 кПа.

Степень поражения ударной волной различных объектов зависит от мощности и вида взрыва, механической прочности (устойчивости объекта), а также от расстояния, на котором произошел взрыв, рельефа местности и положения объектов на местности.

Для защиты от воздействия УВ следует использовать: траншеи, щели и окопы, снижающие се действие в 1,5-2 раза; блиндажи — в 2-3 раза; убежища — в 3-5 раз; подвалы домов (зданий); рельеф местности (лес, овраги, лощины и т. д.).

Световое излучение

Световое излучение — это поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные лучи.

Его источник — светящаяся область, образуемая раскаленными продуктами взрыва и раскаленным воздухом. Световое излучение распространяется практически мгновенно и длится, в зависимости от мощности ядерного взрыва, до 20 с. Однако сила его такова, что, несмотря на кратковременность, оно способно вызывать ожоги кожи (кожных покровов), поражение (постоянное или временное) органов зрения людей и возгорание горючих материалов объектов. В момент образования светящейся области температура на ее поверхности достигает десятков тысяч градусов. Основным поражающим фактором светового излучения является световой импульс.

Световой импульс — количество энергии в калориях, падающей на единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению излучения, за все время свечения.

Ослабление светового излучения возможно вследствие экранирования его атмосферной облачностью, неровностями местности, растительностью и местными предметами, снегопадом или дымом. Так, густой лее ослабляет световой импульс в А-9 раз, редкий — в 2-4 раза, а дымовые (аэрозольные) завесы — в 10 раз.

Для защиты населения от световою излучения необходимо использовать защитные сооружения, подвалы домов и зданий, защитные свойства местности. Любая преграда, способная создать тень, защищает от прямого действия светового излучения и исключает ожоги.

Проникающая радиация

Проникающая радиация — ноток гамма-лучей и нейтронов, излучаемых из зоны ядерного взрыва. Время ее действия составляет 10-15 с, дальность — 2-3 км от центра взрыва.

При обычных ядерных взрывах нейтроны составляют примерно 30 %, при взрыве нейтронных боеприпасов — 70-80 % от у-излучения.

Поражающее действие проникающей радиации основано на ионизации клеток (молекул) живого организма, приводящей к гибели. Нейтроны, кроме того, взаимодействуют с ядрами атомов некоторых материалов и могут вызвать в металлах и технике наведенную активность.

Основным параметром, характеризующим проникающую радиацию, является: для у-излучений — доза и мощность дозы излучения, а для нейтронов — поток и плотность потока.

Допустимые дозы облучения населения в военное время: однократная — в течение 4 суток 50 Р; многократная — в течение 10-30 суток 100 Р; в течение квартала — 200 Р; в течение года — 300 Р.

В результате прохождения излучений через материалы окружающей среды уменьшается интенсивность излучения. Ослабляющее действие принято характеризовать слоем половинного ослабления, т. с. такой толщиной материала, проходя через которую радиация уменьшается в 2 раза. Например, в 2 раза ослабляют интенсивность у-лучей: сталь толщиной 2,8 см, бетон — 10 см, грунт — 14 см, дерево — 30 см.

В качестве защиты от проникающей радиации используются защитные сооружения , которые ослабляют ее воздействие от 200 до 5000 раз. Слой фунта в 1,5 м защищает от проникающей радиации практически полностью.

Радиоактивное загрязнение (заражение)

Радиоактивное загрязнение воздуха, местности, акватории и расположенных на них объектов происходит в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва.

При температуре примерно 1700 °С свечение светящейся области ядерного взрыва прекращается и она превращается в темное облако, к которому поднимается пылевой столб (поэтому облако имеет грибовидную форму). Это облако движется по направлению ветра, и из него выпадают РВ.

Источниками РВ в облаке являются продукты деления ядерного горючего (урана, плутония), непрореагировавшая часть ядерного горючего и радиоактивные изотопы, образующиеся в результате действия нейтронов на грунт (наведенная активность). Эти РВ, находясь на загрязненных объектах, распадаются, испуская ионизирующие излучения, которые фактически и являются поражающим фактором.

Параметрами радиоактивного загрязнения являются доза облучения (по воздействию на людей) и мощность дозы излучения — уровень радиации (по степени загрязнения местности и различных объектов). Эти параметры являются количественной характеристикой поражающих факторов: радиоактивного загрязнения при аварии с выбросом РВ, а также радиоактивною загрязнения и проникающей радиации при ядерном взрыве.

На местности, подвергшейся радиоактивному заражению при ядерном взрыве, образуются два участка: район взрыва и след облака.

По степени опасности зараженную местность по следу облака взрыва принято делить на четыре зоны (рис. 1):

Зона А — зона умеренного заражения. Характеризуется дозой излучения до полного распада радиоактивных веществ на внешней границе зоны 40 рад и на внутренней — 400 рад. Площадь зоны А составляет 70-80 % площади всего следа.

Зона Б — зона сильного заражения. Дозы излучения на границах равны соответственно 400 рад и 1200 рад. Площадь зоны Б — примерно 10 % площади радиоактивною следа.

Зона В — зона опасного заражения. Характеризуется дозами излучения на границах 1200 рад и 4000 рад.

Зона Г — зона чрезвычайно опасного заражения. Дозы на границах 4000 рад и 7000 рад.

Рис. 1. Схема радиоактивного загрязнения местности в районе ядерного взрыва и по следу движения облака

Уровни радиации на внешних границах этих зон через 1 час после взрыва составляет соответственно 8, 80, 240, 800 рад/ч.

Большая часть радиоактивных осадков, вызывающая радиоактивное заражение местности, выпадает из облака за 10-20 ч после ядерного взрыва.

Электромагнитный импульс

Электромагнитный импульс (ЭМИ) — это совокупность электрических и магнитных полей, возникающих в результате ионизации атомов среды под воздействием гамма-излучения. Продолжительность его действия составляет несколько миллисекунд.

Основными параметрами ЭМИ являются наводимые в проводах и кабельных линиях токи и напряжения, которые могут приводить к повреждению и выводу из строя радиоэлектронной аппаратуры, а иногда и к повреждению работающих с аппаратурой людей.

При наземном и воздушном взрывах поражающее действие электромагнитного импульса наблюдается на расстоянии нескольких километров от центра ядерного взрыва.

Наиболее эффективной защитой от электромагнитного импульса является экранирование линий энергоснабжения и управления, а также радио- и электроаппаратуры.

Обстановка, складывающаяся при применении ядерного оружия в очагах поражения.

Очаг ядерного поражения — это территория, в пределах которой в результате применения ядерного оружия произошли массовые поражения и гибель людей, сельскохозяйственных животных и растений, разрушения и повреждения зданий и сооружений, коммунально-энергетических и технологических сетей и линий, транспортных коммуникаций и других объектов.

Зоны очага ядерного взрыва

Для определения характера возможных разрушений, объема и условий проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ очаг ядерного поражения условно делят на четыре зоны: полных, сильных, средних и слабых разрушений.

Зона полных разрушений имеет па границе избыточное давление на фронте ударной волны 50 кПа и характеризуется массовыми безвозвратными потерями среди незащищенного населения (до 100 %), полными разрушениями зданий и сооружений, разрушениями и повреждениями коммунально-энергетических и технологических сетей и линий, а также части убежищ гражданской обороны, образованием сплошных завалов в населенных пунктах. Лес полностью уничтожается.

Зона сильных разрушений с избыточным давлением на фронте ударной волны от 30 до 50 кПа характеризуется: массовыми безвозвратными потерями (до 90 %) среди незащищенного населения, полными и сильными разрушениями зданий и сооружений, повреждением коммунально- энергетических и технологических сетей и линий, образованием местных и сплошных завалов в населенных пунктах и лесах, сохранением убежищ и большинства противорадиационных укрытий подвального типа.

Зона средних разрушений с избыточным давлением от 20 до 30 кПа характеризуется безвозвратными потерями среди населения (до 20 %), средними и сильными разрушениями зданий и сооружений, образованием местных и очаговых завалов, сплошных пожаров, сохранением коммунально-энергетических сетей, убежищ и большинства противорадиационных укрытий.

Зона слабых разрушений с избыточным давлением от 10 до 20 кПа характеризуется слабыми и средними разрушениями зданий и сооружений.

Очаг поражения но количеству погибших и пораженных может быть соизмерим или превосходить очаг поражения при землетрясении. Так, при бомбежке (мощность бомбы до 20 кт) города Хиросима 6 августа 1945 г. его большая часть (60 %) была разрушена, а число погибших составило до 140 000 чел.

Персонал объектов экономики и население, попадающие в зоны радиоактивного заражения, подвергаются воздействию ионизирующих излучений, что вызывает лучевую болезнь. Тяжесть болезни зависит от полученной дозы излучения (облучения). Зависимость степени лучевой болезни от величины дозы излучения приведена в табл. 2.

Таблица 2. Зависимость степени лучевой болезни от величины дозы облучения

В условиях военных действий с применением ядерного оружия в зонах радиоактивного заражения могут оказаться обширные территории, а облучение людей — принять массовый характер. Для исключения переоблучения персонала объектов и населения в таких условиях и для повышения устойчивости функционирования объектов народного хозяйства в условиях радиоактивного заражения па военное время устанавливают допустимые дозы облучения. Они составляют:

• при однократном облучении (до 4 суток) — 50 рад;
• многократном облучении: а) до 30 суток — 100 рад; б) 90 суток — 200 рад;
• систематическом облучении (в течение года) 300 рад.

Вызванные применением ядерного оружия, наиболее сложные. Для их ликвидации необходимы несоизмеримо большие силы и средства, чем при ликвидации ЧС мирного времени.