Введение

Гипотетическое ядерное оружие
Чистое термоядерное оружие – это гипотетическая конструкция водородной бомбы, которая не требует "первичного" взрывчатого устройства для инициирования термоядерного синтеза дейтерия и трития, двух тяжелых изотопов водорода, используемых в термоядерном оружии. Такое оружие не нуждается в делящихся материалах и, следовательно, его гораздо сложнее обнаружить при разработке, чем существующие виды оружия. Получение урана оружейного качества (U-235) или воспроизводство плутония (Pu-239) требует значительных и трудно скрываемых промышленных инвестиций, и предотвращение продажи и передачи необходимого оборудования до сих пор являлось основным способом контроля за распространением ядерного оружия.

Пояснение

Все современные термоядерные вооружения используют атомную бомбу в качестве первого этапа для создания высоких температур и давлений, необходимых для запуска реакции термоядерного синтеза между дейтерием и тритием на втором этапе. На протяжении многих лет конструкторы ядерного оружия исследовали возможность создания достаточно высоких температур и давлений в замкнутом пространстве для инициирования реакции синтеза без использования деления. Оружие чистого синтеза предоставляет возможность получения сколь угодно малых ядерных зарядов, поскольку для детонации не требуется сборка критической массы делящегося материала, как в случае с традиционным атомным первичным зарядом, необходимым для запуска термоядерного взрыва. Также имеется преимущество в виде снижения сопутствующего ущерба от радиоактивного загрязнения, поскольку такое оружие не производит высокорадиоактивные продукты деления. Это оружие будет смертоносным не только из-за своей взрывной силы, которая может быть значительной по сравнению с бомбами на основе химических взрывчатых веществ, но и из-за генерируемых им нейтронов. Хотя были разработаны различные источники нейтронов, некоторые из которых основаны на реакциях синтеза, ни один из них не способен обеспечить положительный энергетический выход, ни в управляемом режиме для производства энергии, ни в неуправляемом – для оружия.

Прогресс

Несмотря на то, что США потратили многие миллионы долларов на создание чистого оружия термоядерного синтеза в период с 1952 по 1992 год, ощутимых успехов достигнуто не было. В 1998 году Министерство энергетики США (DOE) приняло решение о рассекречивании данных, в котором указывалось, что даже если DOE и делало значительные инвестиции в разработку чистого оружия термоядерного синтеза в прошлом, "США не располагают и не разрабатывают чистое оружие термоядерного синтеза, и в результате инвестиций DOE не было создано ни одной достоверной конструкции такого оружия". Плотность энергии, необходимая для инициирования реакции термоядерного синтеза, по-прежнему представляется достижимой лишь с помощью взрыва деления, либо с использованием крупных установок, таких как мощные лазеры, подобные тем, что установлены на Национальной установке для инициирования термоядерных реакций, пинч-машине Sandia Z или различных магнитных токамаках. Независимо от заявленных преимуществ чистого оружия термоядерного синтеза, создание такого оружия, по всей видимости, не представляется возможным с использованием современных технологий, и многие выражают обеспокоенность тем, что исследования и разработки в этой области могут подорвать цели Договора о нераспространении ядерного оружия и Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний. Утверждается, что возможно разработать примитивное, доставляемое чистое оружие термоядерного синтеза, используя только современные, несекретные технологии. Вес такой конструкции оружия составляет около 3 тонн, а общая мощность может составить приблизительно 3 тонны в тротиловом эквиваленте. Предлагаемая конструкция использует крупный генератор сжатия потока с взрывным приводом для создания необходимой высокой плотности энергии, достаточной для инициирования термоядерного топлива. С точки зрения взрывного воздействия, такое оружие не имеет явных преимуществ перед обычными взрывчатыми веществами, однако мощный поток нейтронов может доставить смертельную дозу радиации людям в радиусе 500 метров (большинство смертельных случаев произойдет в течение нескольких месяцев, а не мгновенно).

Альтернативный спусковой механизм

Некоторые исследователи изучали возможность использования антиматерии в качестве альтернативного инициатора термоядерной реакции, главным образом в контексте ядерного импульсного двигателя, катализируемого антиматерией, но также и в отношении ядерного оружия. Такая система, при применении в качестве оружия, обладала бы многими желаемыми характеристиками чисто термоядерного оружия. Технические препятствия для производства и удержания необходимых количеств антиматерии представляются огромными и значительно превосходят современные возможности. Индуцированное гамма-излучение – еще один исследуемый подход. Также в качестве способа инициирования чисто термоядерного оружия предлагалось использовать высокоэнергетические вещества, такие как баллистические материалы и другие. Ядерные изомеры также изучались для применения в чисто термоядерном оружии. Изомеры гафния и тантала можно заставить излучать очень интенсивное гамма-излучение. Энергии гамма-излучения от этих изомеров может быть достаточно для запуска термоядерной реакции, без использования делящихся материалов.