Мощность ядерного заряда измеряется в тротиловом эквиваленте — количестве тринитротолуола, которое нужно взорвать для получения той же энергии. Обычно его выражают в килотоннах (кт) и мегатоннах (Мт) (1 кт = 1000 т, 1 Мт = 1 000 000 т). Тротиловый эквивалент условен: во-первых, распределение энергии ядерного взрыва по различным поражающим факторам существенно зависит от типа боеприпаса, и, в любом случае, сильно отличается от химического взрыва. Во-вторых, просто невозможно добиться полного сгорания соответствующего количества химического взрывчатого вещества.
Принято делить ядерные боеприпасы по мощности на пять групп:
сверхмалые — менее 1 кт;
малые (1—10 кт);
средние (10 — 100 кт);
крупные (большой мощности) — от 100 кт до 1 Мт;
сверхкрупные (сверхбольшой мощности) — свыше 1 Мт.
Следует иметь в виду, что повышение точности баллистических ракет позволило уменьшить мощность их боеголовок, поэтому современные ядерные заряды, как правило, в десять раз менее мощные, чем в начале 1960-х годов
Существуют две основные схемы детонации: пушечная, иначе называемая баллистической, и имплозивная. Отметим, что практически во всех современных «зарядах» используются оба принципа в их комбинации. «Пушечная» схема представляет собой метод набора надкритической массы делящегося вещества сборки (либо других вариантов управления, например «глушения» аварийного) путём введения в неё различных регулировочных элементов (как в абсолютно любом реакторе). Имплозивная схема — это метод достижения и превышения критической массы заряда делящегося вещества посредством сжатия заряда делящегося вещества ударными волнами взрывов неядерных взрывных зарядов, направленными на его центр
«Пушечная схема» использовалась в некоторых моделях ядерных боеприпасах первого поколения. Суть пушечной схемы заключается в выстреливании зарядом пороха одного блока делящегося материала докритической массы («пулей») в другой — неподвижный («мишень»). Блоки рассчитаны так, что при соединении с некоторой расчётной скоростью их общая масса становится надкритической, массивная оболочка заряда обеспечивает выделение значительной энергии (десятки килотонн Т. Э.) раньше, чем блоки испарятся. Конструкция заряда также обеспечивала предотвращение испарения «снаряда и мишени» до момента развития необходимой скорости, также в ней были приняты меры по снижению этой скорости с 800 м/с до 200—300 м/с, что позволило значительно облегчить конструкцию. Также были приняты специальные меры по предотвращению разрушения «снаряда» в момент «выстрела», так как перегрузки при его разгоне по столь короткому «стволу» были значительными.
Данный способ детонации возможен только в урановых боеприпасах, так как плутоний имеет на два порядка более высокий нейтронный фон, что резко повышает вероятность преждевременного развития цепной реакции до соединения блоков, приводя к неполному выходу энергии — т. н. «шипучке», (англ. fizzle). В случае использовании плутония в боеприпасах пушечной схемы требуемая скорость соединения частей заряда была технически недостижимой. Кроме того, уран лучше, чем плутоний выдерживает механические перегрузки. Поэтому плутониевые бомбы используют имплозивную схему подрыва, которая технически значительно более сложна и требует большого объёма инженерных расчётов.
Классическим примером пушечной схемы является бомба «Малыш» («Little Boy»), сброшенная на Хиросиму 6 августа 1945 г. Уран для её производства был добыт в Бельгийском Конго (ныне Демократическая Республика Конго), в Канаде (Большое Медвежье озеро) и в США (штат Колорадо). Этот уран, напрямую добытый из шахт, использовать в столь простой и технологичной бомбе было нельзя. В действительности, природный уран требовал операции обогащения. Для получения обогащённого урана по технологиям тех лет потребовалось возвести огромные производственные здания протяжённостью до километров и стоимостью в миллиарды долларов (в ценах того времени). Выход же высокообогащённого урана был довольно невелик, а процесс его получения был невероятно энергозатратным, что и определяло огромную стоимость каждого боеприпаса. Тем не менее, конструкция первой «пушечной» бомбы по существу представляла собой некоторую доработку серийного артиллерийского орудия. Так, в бомбе «Little Boy» использовался укороченный до 1,8 м ствол морского орудия калибра предположительно 164 мм. При этом урановая «мишень» представляла собой цилиндр диаметром 100 мм и массой 25,6 кг, на который при «выстреле» надвигалась цилиндрическая «пуля» массой 38,5 кг с соответствующим внутренним каналом. Такая, на первый взгляд, странная конструкция была выбрана для снижения нейтронного фона мишени: в нём она находилась не вплотную, а на расстоянии 59 мм от нейтронного отражателя (тампера). В результате риск преждевременного начала т. н. «шипучки» снижался до нескольких процентов.
Позднее на основе этой схемы американцы изготовили 240 артиллерийских снарядов в трёх производственных сериях. Снаряды эти выстреливались из обычной пушки. К концу 1960-х все эти снаряды были ликвидированы из-за большой опасности ядерного самоподрыва.
Имплозивная схема детонации использует обжатие делящегося материала сфокусированной ударной волной, создаваемой взрывом химических взрывных зарядов. Для фокусировки ударной волны используются так называемые взрывные линзы. Подрыв производится одновременно во многих точках с высокой точностью. Это достигается при помощи детонационной разводки: от одного взрывателя по поверхности сферы расходится сеть канавок, заполненных взрывчатым веществом. Форма сети и её топология подбираются таким образом, чтобы в конечных точках взрывная волна через отверстия в сфере достигала центров взрывных линз одновременно (на первых зарядах каждая линза подрывалась собственным детонатором, для чего управляющее устройство должно было подать на все синхронный импульс). Формирование сходящейся ударной волны обеспечивалось использованием взрывных линз из «быстрой» и «медленной» взрывчаток — Composition B (рус. композиция B, сокр. «comp B») — смесевое взрывчатое вещество, представляющее собой взвесь порошка гексогена (RDX) в расплаве тринитротолуола (TNT) и боратола (смесь тринитротолуола с нитратом бария), и некоторыми добавками (см. анимацию). Создание подобной системы расположения взрывчатки и подрыва являлось в своё время одной из наиболее сложных и трудоёмких задач. Для её решения потребовалось выполнить гигантский объём сложных вычислений по гидро- и газодинамике. По такой схеме было исполнено первое ядерное взрывное устройство «Gadget» (англ. gadget — приспособление), взорванное на башне с целью проверки на практике работы имплозивной схемы в ходе испытаний «Trinity» («Троица») 16 июля 1945 года на полигоне неподалёку от местечка Аламогордо в штате Нью-Мексико. Вторая из применённых атомных авиабомб — «Толстяк» («Fat Man»), — сброшенная на Нагасаки 9 августа 1945 года, была исполнена по такой же схеме. Фактически, «Gadget» был лишённым внешней оболочки прототипом «Толстяка». В этой атомной бомбе в качестве нейтронного инициатора был использован так называемый «ёжик» (англ. urchin) (технические подробности см. в статье «Толстяк»). Впоследствии эта схема была признана малоэффективной, и неуправляемый тип нейтронного инициирования почти не применялся в дальнейшем.
Так называемая бустеризация ядерного взрыва дейтериево-тритиевой смесью была задумана американскими ядерщиками ещё в 1947—1949 годах. Но применение этой схемы стало возможным только в 50-х годах. Так, ядерная бомба Orange Herald мощностью в 720 кт из 17 кг 235U, была испытана британскими специалистами 31 мая 1957 года и имела в центре сборки гидриды лития-6, но с дейтерием (дейтерид лития) и тритием (тритид лития) (LiD/LiT).
В современных ядерных боеприпасах (на основе реакции деления) в центре полой сборки обычно размещается (закачивается перед детонацией) небольшое количество (граммы (порядка 3-6 грамм)) термоядерного топлива (дейтерия и трития) в виде газа (из-за распада трития его в ядерных боеприпасах надо обновлять раз в несколько лет).
Этот дейтериево-тритиевый газ при ядерном взрыве неизбежно нагревается, сжимается ещё в самом начале процесса деления до такого состояния, что в нём начинается мизерная по объёму термоядерная реакция синтеза, которая даёт незначительный прирост общего выхода энергии — для примера: 5 граммов такого газа в ходе реакции синтеза дают прирост лишь в 1,73 % от общей мощности взрыва в 24 кт для небольшой ядерной бомбы из 4,5 кг плутония. Но нейтроны при бустеризации позволяют полностью прореагировать в реакции деления 1,338 кг плутония или 29,7 % от всей массы плутония — в бомбах без бустеризации доля полностью прореагировавшего плутония ещё меньше (около 13 % — как у бомбы «Fat Man»). Выделяющиеся от этой небольшой по объёму реакции синтеза (прямо в центре сборки) многочисленные высокоэнергичные (быстрые) нейтроны инициируют новые цепные реакции во всем объёме сборки и тем самым возмещают убыль нейтронов, покидающих активную зону реакции во внешних частях сборки. Потому это устройство часто именуется на схемах как дейтерий-тритиевый инициатор нейтронов
В двухфазном ядерном взрывном устройстве первая стадия физического процесса (primary) используется для запуска второй стадии (secondary), в ходе которой и выделяется наибольшая часть энергии. Такую схему принято называть конструкцией Теллера — Улама.
Энергия от детонации первичного заряда передаётся через специальный канал («interstage») в процессе радиационной диффузии квантов рентгеновского и гамма-излучения и обеспечивает детонацию вторичного заряда посредством радиационной имплозии запального плутониевого или уранового заряда. Последний также служит дополнительным источником энергии вместе с нейтронным отражателем из 235U или 238U, причём совместно они могут давать до 85 % от общего энерговыхода ядерного взрыва. При этом термоядерный синтез служит в большей мере источником нейтронов для деления тяжёлых ядер, а под воздействием нейтронов деления на ядра лития в составе дейтерида лития образуется тритий, который сразу вступает в реакцию термоядерного синтеза с дейтерием.
В первом двухфазном экспериментальном устройстве Иви Майк (Ivy Mike) (10,5 Мт в испытании 1952 году) вместо дейтерида лития использовались сжиженная дейтерий-тритиевая смесь, но в последующем крайне дорогой чистый тритий непосредственно в термоядерной реакции второй стадии не применялся. Только термоядерный синтез обеспечил 97 % основного энерговыхода в экспериментальной советской «Царь-бомбе» (она же «Кузькина мать»), взорванной в 1961 году с абсолютно рекордным выходом энергии на уровне 58 Мт ТЭкв. Наиболее эффективным по отношению мощность/вес двухфазным боеприпасом считается американский Mark 41 с мощностью 25 Мт, который выпускался серийно для развёртывания на бомбардировщиках B-47, B-52 и в варианте моноблока для МБР Титан-2. Нейтронный отражатель этой бомбы был изготовлен из 238U, поэтому она никогда не испытывалась в полном масштабе, во избежание масштабного радиационного загрязнения. При его замене на свинцовый мощность данного устройства снижалась до 3 Мт.
Ядерные боеприпасы бывают следующие:
ядерные авиационные бомбы,
боевые блоки баллистических и крылатых ракет различной дальности,
глубинные ядерные бомбы, якорные и донные ядерные мины;
ядерные артиллерийские снаряды,
боевые части морских торпед,
инженерные ядерные мины, ядерные фугасы.
Ядерный боеприпас состоит из:
корпуса, который обеспечивает размещение отдельных блоков и систем, а также тепловую защиту. Разделён на отсеки, опционально комплектуется силовой рамой.
ядерного заряда с силовыми элементами крепления,
системы самоликвидации (более того, данная система нередко интегрирована в сам ядерный заряд),
источника питания (часто его называют источником тока) длительного хранения (последнее означает, что при хранении источник питания неактивен и приводится в действие лишь при запуске ядерного боеприпаса),
системы внешних датчиков и сбора данных,
программного автомата,
системы управления,
системы взведения,
исполнительной системы подрыва (если она не интегрирована непосредственно в ядерный заряд),
системы поддержания микроклимата внутри гермообъемов (обязательно — система подогрева),
системы самодиагностики,
задатчика полётного задания и пульта блокировки (опционально),
системы телеметрирования полётных параметров (опционально),
двигательной установки и системы автопилотирования (опционально),
постановщика помех (опционально),
системы спасения (на телеметрических образцах),
прочих систем.
Конструктивно-компоновочные схемы ЯБП многообразны и пытаться их систематизировать — занятие достаточно неблагодарное.
Общая идеология состоит в следующем:
— по возможности весь ЯБП должен быть осесимметричным телом, потому основные блоки и системы размещают тандемно по оси симметрии корпуса в контейнерах цилиндрической, сфероцилиндрической или конической формы, а также на специальной приборной раме
— массу ЯБП следует всемерно сокращать за счёт объединения силовых узлов, применение более прочных материалов, выбора оптимальной формы оболочек ЯБП и его отдельных отсеков и т. д.
— число электрических кабелей и разъёмов должно быть минимальным, на исполнительные устройства по возможности воздействие должно передаваться по пневмопроводу, либо с использованием взрыводетонирующих шнуров.
— блокировка ответственных узлов должна осуществляться с помощью конструкций, механически разрушаемых пирозарядами.
— активные вещества (например, бустирующий газ, компоненты для системы обогрева, химические ВВ и т. д.) предпочтительно закачивать из специальных резервуаров, размещённых внутри ЯБП, или даже на носителе
Средством доставки ядерного боеприпаса к цели может быть практически любое тяжёлое вооружение. В частности, тактическое ядерное оружие с 1950-х годов существует в форме артиллерийских снарядов и мин — боеприпасов для ядерной артиллерии. Носителями тактического ядерного оружия могут быть реактивные снаряды РСЗО, но пока ядерные снаряды для РСЗО даже не созданы
По назначению средства доставки ядерного оружия делятся на:
тактическое, предназначенное для поражения живой силы и боевой техники противника на фронте и в тактических тылах. К тактическому ядерному оружию обычно относят и ядерные средства поражения морских, воздушных, и космических целей;
оперативно-тактическое — для уничтожения объектов противника в пределах оперативной глубины;
стратегическое — для уничтожения административных, промышленных центров и иных стратегических целей в глубоком тылу противника
«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), КНР (1964), Индия (1974), Пакистан (1998) и КНДР (2006). Также имеющим ядерное оружие считается Израиль.
«Старые» ядерные державы США, Россия, Великобритания, Франция и Китай являются т. н. ядерной пятёркой — то есть государствами, которые считаются «легитимными» ядерными державами согласно Договору о нераспространении ядерного оружия. Остальные страны, обладающие ядерным оружием, называются «молодыми» ядерными державами.
Кроме того, на территории нескольких государств, которые являются членами НАТО и другими союзниками, находится или может находиться ядерное оружие США. Некоторые эксперты считают, что в определённых обстоятельствах эти страны могут им воспользоваться
| # | Наименование новости | Тональность | Информативность | Дата публикации |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Ядерный клуб — политологическое клише, условное обозначение группы так называемых ... | 0 | 0 | 22-06-2026 |
| 2 | Теоретическая ядерная физика + химия - это тот раздел ядерных ... | 0 | 0 | 21-06-2026 |
| 3 | Ученые оценили акустическую энергию метеоритов в тротиловом эквиваленте | 0 | 0 | 22-06-2026 |
| 4 | 21 июня 1956 года — в СССР была принята на ... | 0 | 0 | 21-06-2026 |
| 5 | «Посейдон»: чем российская подводная машина Судного дня пугает США Российский ... | 0 | 0 | 22-06-2026 |
| 6 | ua_katarsis 21 июня 2026, 14:32 "Подплав" Британии и РФ. Недавно ... | 0 | 0 | 22-06-2026 |
| 7 | 70 ЛЕТ НАЗАД 21 июня 1956 г. на вооружение Советской ... | 0 | 0 | 21-06-2026 |
| 8 | Ракеты «Гранит»: как советский «умный залп» угрожает авианосцам 19FortyFive: Уникальные ... | 0 | 0 | 22-06-2026 |
| 9 | Эксперты США считают, что ядерный арсенал Китая насчитывает примерно 290 боеголовок | 0 | 0 | 05-07-2019 |
