Введение

Термоядерное оружие малой мощности.

{| class="wikitable floatright" style="text-align:center;"
|+ Распределение энергии взрыва
|
! rowspan=2 | Тип энергии
! colspan=2 | Доля в общей энергии (%)
|
! Деление
! Усиленное
|
|Ударная волна||50||от 40 до минимум 30
|
|Тепловая энергия||35||25
|

Нейтронный поток, используемый в качестве основного поражающего фактора боеголовки, способен проникать в броню противника эффективнее, чем обычная боеголовка, что делает его более эффективным в качестве тактического оружия. Концепция была первоначально разработана в США в конце 1950-х – начале 1960-х годов. Она рассматривалась как "чистая" бомба для применения против скоплений советских бронетанковых дивизий. Поскольку применение могло быть вблизи союзных стран, в частности, Западной Германии, уменьшение разрушительного воздействия взрыва считалось важным преимуществом. Впервые оружие повышенной эффективности (ERW) было оперативно развернуто для противоракетной обороны (ПРО). В этом качестве нейтронный поток вызывал частичное деление близлежащих боеголовок, препятствуя их нормальному взрыву. Для этого перехватчик должен был взрываться на расстоянии примерно от цели. Первым примером такой системы была W66, использованная в ракете Sprint системы Nike X США. Считается, что советский аналог, ракета 53T6 комплекса А-135, использует аналогичную конструкцию. В 1970-х и 1980-х годах оружие вновь рассматривалось для тактического применения в США, и в 1981 году началось производство W70 для оперативно-тактической ракеты MGM-52 Lance. На этот раз это вызвало протесты, поскольку антиядерное движение в этот период набирало силу. Сопротивление было настолько сильным, что европейские лидеры отказались принимать оружие на своей территории. Президент США Рональд Рейган приказал произвести W70-3, которая оставалась на вооружении США до 1992 года. Последняя W70 была демонтирована в феврале 1996 года.

Основная концепция

В стандартной термоядерной конструкции небольшая атомная бомба размещается вблизи большей массы термоядерного топлива, обычно дейтерида лития. Затем эти два компонента помещают в толстый радиационный корпус, обычно изготовленный из урана, свинца или стали. Корпус на короткое время удерживает энергию от атомной бомбы, позволяя нагреть и сжать основное термоядерное топливо. Обычно корпус изготавливается из обедненного урана или природного урана, поскольку термоядерные реакции выделяют чрезвычайно большое количество высокоэнергетических нейтронов, которые могут вызвать реакции деления в материале корпуса. Они могут добавить значительную энергию к реакции; в типичной конструкции до 50% общей энергии приходится на процессы деления в корпусе. По этой причине это оружие технически известно как конструкция «деление-синтез-деление». В нейтронной бомбе материал корпуса выбирается либо для прозрачности к нейтронам, либо для активного усиления их производства. Взрыв нейтронов, созданный в термоядерной реакции, может свободно вырваться из бомбы, опережая физический взрыв. Тщательно спроектированная термоядерная стадия оружия позволяет максимизировать нейтронный взрыв и минимизировать сам взрыв. Это делает радиус поражения нейтронным взрывом больше, чем радиус самого взрыва. Поскольку нейтроны быстро поглощаются или распадаются, такой взрыв над вражеской колонной убьет экипажи, но позволит быстро занять территорию. По сравнению с чисто атомной бомбой с идентичной взрывной мощностью, нейтронная бомба будет излучать примерно в десять раз больше нейтронного излучения. В атомной бомбе на уровне моря общая энергия импульса излучения, состоящего из гамма-лучей и нейтронов, составляет примерно 5% от всей выделяемой энергии; в нейтронных бомбах это значение будет ближе к 40%, причем увеличение процента связано с более высоким выходом нейтронов. Кроме того, нейтроны, испускаемые нейтронной бомбой, имеют гораздо более высокий средний уровень энергии (около 14 МэВ), чем те, которые высвобождаются во время реакции деления (1–2 МэВ). Технически, любое ядерное оружие малой мощности является оружием радиационного поражения, включая неусиленные варианты. Все ядерные вооружения мощностью до 10 килотонн имеют интенсивное нейтронное излучение. Оружие с усиленным излучением также попадает в этот же диапазон мощности и просто увеличивает интенсивность и дальность дозы нейтронов при заданном выходе.

История и развертывание в настоящее время

Концепция нейтронных бомб обычно приписывается Сэмюэлю Т. Коэну из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора, который разработал эту концепцию в 1958 году. Первоначальная разработка велась в рамках проектов Dove и Starling, а раннее устройство было испытано под землей в начале 1962 года. В 1963 году были разработаны проекты для "боевого" варианта. Разработка двух серийных конструкций для армейской ракеты малой дальности MGM 52 Lance началась в июле 1964 года: W63 в Ливерморе и W64 в Лос-Аламосе. Обе модели прошли третью фазу испытаний в июле 1964 года, а W64 была отменена в пользу W63 в сентябре 1964 года. В ноябре 1965 года W63 была отменена в пользу W70 (Mod 0) стандартной конструкции. К этому времени те же концепции использовались для разработки боеголовок для ракеты Sprint, противобаллистической ракеты (ABM), где Ливермор проектировал W65, а Лос-Аламос – W66. Обе прошли третью фазу испытаний в октябре 1965 года, но W65 была отменена в пользу W66 в ноябре 1968 года. Испытания W66 проводились в конце 1960-х годов, а производство началось в июне 1974 года. 17 ноября 1978 года в ходе испытаний СССР взорвал свою первую бомбу подобного типа. Президент Рональд Рейган возобновил производство в 1981 году. Боеголовка W66, предназначенная для противоракетной системы Sprint, была развернута в 1975 году и снята с вооружения в следующем году вместе с ракетной системой. Боеголовка W70 Mod 3 была разработана для тактических ракет MGM 52 Lance малой дальности, а W79 Mod 0 – для ядерных артиллерийских снарядов. Последние два типа были выведены из состава войск президентом Джорджем Бушем-старшим в 1992 году после окончания холодной войны. Последняя боеголовка W70 Mod 3 была демонтирована в 1996 году, а последняя W79 Mod 0 – к 2003 году, когда был завершен демонтаж всех модификаций W79. Согласно докладу Кокса, по состоянию на 1999 год Соединенные Штаты никогда не развертывали нейтронное оружие. Смысл этого заявления неясен; в нем говорится: "Украденная информация также включает в себя секретные данные о конструкции оружия повышенной радиации (обычно известного как "нейтронная бомба"), которое ни Соединенные Штаты, ни какая-либо другая страна никогда не развертывали". Однако тот факт, что нейтронные бомбы были произведены в США, был хорошо известен в то время и являлся частью общедоступной информации. Коэн предполагает, что в докладе играют со значениями; хотя американские бомбы никогда не развертывались в Европе, они оставались на складах в США. Помимо двух сверхдержав, Франция и Китай, как известно, испытывали нейтронные или оружие повышенной радиации. Франция провела ранние испытания технологии в 1967 году и испытала "настоящую" нейтронную бомбу в 1980 году. Китай провел успешное испытание принципов нейтронной бомбы в 1984 году и успешное испытание нейтронной бомбы в 1988 году. Однако ни одна из этих стран не решила развертывать нейтронные бомбы. Китайские ученые-ядерщики заявили перед испытанием 1988 года, что Китай не нуждается в нейтронных бомбах, но они были разработаны для того, чтобы служить "технологическим резервом" на случай, если в будущем возникнет необходимость. В мае 1998 года старший пакистанский ученый д-р Н. М. Батт заявил, что "PAEC построила достаточное количество нейтронных бомб – оружия на поле боя, которое по сути является маломощным устройством". В августе 1999 года правительство Индии заявило, что Индия способна производить нейтронную бомбу. Хотя в настоящее время ни одна страна не развертывает их в наступательных целях, все термоядерные боеголовки с мощностью около 10 килотонн и ниже, с существенной долей этой мощности, полученной в результате реакций термоядерного синтеза, можно считать нейтронными бомбами, по крайней мере, по характеристикам. Единственная страна, которая, как известно, развернула специализированные (то есть, не с регулируемой мощностью) нейтронные боеголовки на протяжении какого-либо времени, – это Советский Союз / Россия.

В США и Западной Европе возникли значительные споры после публикации в июне 1977 года в Washington Post разоблачительной статьи, описывающей планы правительства США оснастить вооруженные силы США нейтронными бомбами. В статье подчеркивалось, что это было первое оружие, специально предназначенное для уничтожения людей радиацией. Директор Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора Гарольд Браун и генеральный секретарь СССР Леонид Брежнев оба назвали нейтронные бомбы "капиталистической бомбой", поскольку они были разработаны для уничтожения людей при сохранении собственности.

Использование

Нейтронные бомбы специально разработаны с меньшей взрывной мощностью, чем другое ядерное оружие. Поскольку нейтроны рассеиваются и поглощаются воздухом, хотя нейтронные бомбы, как правило, считаются "сохраняющими инфраструктуру", при текущих конструкциях с взрывной мощностью в пределах низкой килотонны, детонация в (или над) застроенной местности все равно приведет к значительному разрушению зданий из-за ударной волны и теплового воздействия в умеренном радиусе, хотя и в меньшей степени, чем при использовании стандартной ядерной бомбы с той же общей энергией или "мощностью". Численность танков Варшавского договора превышала численность танков НАТО более чем вдвое, и советская доктрина глубокого боя, вероятно, предполагала использование этого численного превосходства для быстрого наступления на континентальную Европу в случае начала горячей фазы Холодной войны. Любое оружие, способное нарушить их предполагаемые массовые танковые развертывания и заставить их развертывать танки более рассредоточенно, что облегчило бы их разделение, например, современные противотанковые ракетные комплексы M47 Dragon и BGM-71 TOW, которых у НАТО было сотни тысяч. Нейтронные бомбы, или, точнее, оружие с усиленным [нейтронным] излучением, также должны были использоваться в качестве стратегического оружия противоракетной обороны, что потребовало бы взрыва большого их количества для подавления сил противника, уничтожая все обычные гражданские здания в радиусе около 600 метров от эпицентра. Нейтронная активация от взрывов могла бы сделать многие строительные материалы в городе радиоактивными, такие как оцинкованная сталь (см. раздел об использовании для создания запретных зон ниже). Поскольку объекты, заполненные жидкостью, такие как человеческое тело, устойчивы к чрезмерному давлению, ударная волна в 4–5 psi (28–34 кПа) вызовет очень мало прямых жертв на расстоянии около 600 м. Однако сильные ветры, вызванные этим давлением, могут бросать людей в предметы или обломки с высокой скоростью, включая осколки стекла, что может привести к смертельным последствиям. Число жертв будет сильно варьироваться в зависимости от обстановки, включая возможное обрушение зданий. Импульс нейтронного излучения вызовет немедленную и необратимую потерю дееспособности незащищенных людей на открытом воздухе на расстоянии до 900 метров. Даже вблизи эпицентра укрытие в подвале или здания с аналогичными характеристиками радиационной защиты значительно снизит дозу облучения. Однако, хотя автор отметил, что эффективные поглотители нейтронов и нейтронные яды, такие как карбид бора, могут быть включены в обычную броню и носимые нейтронозамедляющие материалы, содержащие водород (вещества, содержащие атомы водорода), такие как динамическая защита, увеличивая защитный фактор, автор считает, что на практике, в сочетании с рассеянием нейтронов, фактический средний общий защитный фактор брони танка редко превышает 15,5–35. По данным Федерации американских ученых, защитный фактор танка от нейтронов может быть всего 2. Советский танк Т-72, в ответ на угрозу нейтронной бомбы, был оснащен полиэтиленовой облицовкой, содержащей бор, что позволило смоделировать его защитные свойства от нейтронов. Однако некоторые броневые материалы танков содержат обедненный уран (DU), широко используемый в американском танке M1A1 Abrams, который включает в себя стальной корпус с броней из обедненного урана, вещество, которое быстро делится при захвате быстрого нейтрона, образованного в результате термоядерного синтеза, и, следовательно, при делении производит делящиеся нейтроны и продукты деления, встроенные в броню, продукты, которые излучают, в частности, проникающие гамма-лучи. Хотя нейтроны, излучаемые нейтронной бомбой, могут не проникать в экипаж танка в смертельной дозе, быстрое деление обедненного урана в броне все равно может создать смертельную среду для экипажа и обслуживающего персонала из-за воздействия делящихся нейтронов и гамма-лучей. Ненадежный источник: апрель 2017 г. – в значительной степени зависит от точной толщины и элементного состава брони, информацию о которых обычно трудно получить. Несмотря на это, Ducrete – материал, имеющий элементный состав, аналогичный (но не идентичный) керамической броне второго поколения Chobham, используемой в танке Abrams, – является эффективным радиационным экраном как для делящихся нейтронов, так и для гамма-лучей благодаря своей градиентной структуре. Уран, примерно вдвое плотнее свинца, поэтому почти вдвое эффективнее свинца в качестве радиационной защиты от гамма-лучей на единицу толщины.

Использование против баллистических ракет

В качестве оружия противоракетной обороны, первая принятая на вооружение боеголовка ER, W66, была разработана для ракетной системы Sprint в рамках программы Safeguard для защиты городов и шахтных пусковых установок Соединенных Штатов от приближающихся советских боеголовок. Проблема, с которой столкнулись Sprint и подобные системы ПРО, заключалась в том, что взрывные эффекты их боеголовок значительно изменяются по мере подъема и разрежения атмосферы. На больших высотах, начиная примерно с и выше, взрывные эффекты начинают быстро ослабевать, поскольку плотность воздуха становится крайне низкой. Этому можно противодействовать, используя боеголовку большего размера, но тогда она становится чрезмерно мощной при использовании на меньших высотах. Идеальная система должна использовать механизм, менее чувствительный к изменениям плотности воздуха. Атаки на основе нейтронов предлагают одно из решений этой проблемы. Высвобождаемый оружием ER поток нейтронов может индуцировать деление в делящихся материалах первичного блока целевой боеголовки. Энергии, выделяемой в результате этих реакций, может быть достаточно для расплавления боеголовки, но даже при более низких темпах деления, "выгорание" части топлива в первичном блоке может привести к его неполному взрыву, или "срыву". Таким образом, небольшая боеголовка ER может быть эффективна в широком диапазоне высот, используя взрывной эффект на меньших высотах и все более дальнобойные нейтроны по мере увеличения высоты перехвата. Возможность использования атак на основе нейтронов обсуждалась еще в 1950-х годах, когда Комиссия по атомной энергии США упоминала об оружии с "чистым, усиленным нейтронным потоком" для использования в качестве "противоракетных оборонительных боеголовок". Изучение, совершенствование и защита от подобных атак были важными направлениями исследований в 1950-х и 1960-х годах. Одним из примеров является американская ракета Polaris A 3, которая доставляла три боеголовки, летящие примерно по одной траектории и, следовательно, на небольшом расстоянии друг от друга. Теоретически, одна система ПРО могла бы уничтожить все три боеголовки с помощью нейтронного потока. Разработка боеголовок, менее уязвимых к этим атакам, также была важной областью исследований в США и Великобритании в 1960-х годах. Однако, хотя такие атаки могли быть полезны против систем наведения, использующих относительно сложную электронику, в роли ПРО эти компоненты к моменту сближения с перехватчиком уже отделялись от боеголовок. Электроника в самих боеголовках, как правило, очень проста, и ее защита была одной из многих проблем, изучавшихся в 1960-х годах. Радиационная защита электронных компонентов боеголовки как контрмера против нейтронных боеголовок высокой мощности несколько снижает дальность, на которой нейтронная боеголовка может успешно вызвать необратимый сбой из-за переходных эффектов излучения на электронику (TREE). На очень больших высотах, на границе атмосферы и выше, вступает в действие другой эффект. На меньших высотах рентгеновское излучение, генерируемое взрывом, поглощается воздухом и имеет среднюю длину свободного пробега порядка метров. Но по мере разрежения воздуха рентгеновские лучи могут распространяться дальше, в конечном итоге превосходя по дальности область воздействия нейтронов. При взрывах в экзосфере это может достигать порядка в радиусе. В этом типе атаки активным механизмом является рентгеновское излучение, быстро передающее энергию на поверхность боеголовки; быстрое удаление (или "сдувание") поверхности создает ударные волны, способные разрушить боеголовку.

Используется в качестве оружия для блокировки зоны.

В ноябре 2012 года британский член парламента от Лейбористской партии, лорд Гилберт, предложил использовать несколько боеголовок с уменьшенным поражающим воздействием и повышенной проникающей радиацией (ERRB) в горной местности на границе Афганистана и Пакистана для предотвращения проникновения. Он предложил предупредить население об эвакуации, а затем облучить территорию, сделав её непригодной для использования и непроходимой. При таком применении нейтронные бомбы, независимо от высоты взрыва, высвободят нейтронно-активированные материалы корпуса, используемые в бомбе, и, в зависимости от высоты взрыва, создадут радиоактивные продукты активации почвы. Подобно эффекту запрещенной зоны, возникающему в результате загрязнения продуктами деления (веществами, составляющими основную часть радиоактивных осадков) после обычного наземного ядерного взрыва, как это рассматривал Дуглас Макартур во время Корейской войны, это стало бы формой радиологической войны – с той разницей, что нейтронные бомбы производят половину или меньше продуктов деления по сравнению с чисто делящейся бомбой той же мощности. Радиологическая война с использованием нейтронных бомб, основанных на делящемся заряде, все равно приведет к образованию ядерных осадков, хотя и в относительно более чистом и менее продолжительном виде, чем при воздушном взрыве, поскольку мало или совсем не будет отложений продуктов деления непосредственно в зоне взрыва, вместо этого они рассеются в глобальных осадках. С военной точки зрения полезным применением нейтронной бомбы для создания запрещенной зоны было бы заключение её в толстую оболочку из материала, способного к нейтронной активации, и использование наземного взрыва. Таким образом, нейтронная бомба превратилась бы в "соленую" бомбу; например, цинк-64, образующийся как побочный продукт обогащения оксидом цинка, при нейтронной активации превратится в цинк-65, являющийся гамма-излучателем с периодом полураспада 244 дня.

Гипотетические эффекты чистого термоядерного оружия

При значительном совпадении характеристик этих двух типов устройств, мгновенное радиационное воздействие чистого термоядерного оружия будет существенно выше, чем у чистого делящегося оружия: примерно вдвое превышающее начальную радиационную мощность современных стандартных устройств на основе деления-синтеза. Подобно всем нейтронным бомбам, которым в настоящее время требуется небольшая доля энергии инициации от деления, при одинаковой мощности взрыва, 100% чисто термоядерная бомба создаст меньшую атмосферную ударную волну, чем чисто делящаяся бомба. Последнее, делящееся устройство, обладает более высоким соотношением кинетической энергии к единице высвобождаемой энергии реакции, что особенно заметно при сравнении с реакцией термоядерного синтеза D-T. Большая часть энергии, выделяющейся в реакции D-T, изначально направляется на генерацию незаряженных нейтронов, а не на заряженные частицы, такие как альфа-частица в реакции D-T – основной вид частиц, который в наибольшей степени ответственен за кулоновский взрыв и образование огненного шара.