As armas nucleares de pequeno e baixo rendimento têm sido historicamente azaradas. Naqueles tempos abençoados, quando cargas nucleares de todos os tipos eram ativamente desenvolvidas e testadas, não havia isótopo adequado para elas. Apenas plutônio-239 e urânio-235 estavam disponíveis, e você não poderia fazer uma carga nuclear compacta com eles. É claro que a ogiva americana W54 pesando 23 kg parecia muito favorável contra o fundo do Fat Man de 4,6 toneladas, mas ainda não era tão compacta quanto gostaríamos.
Esta ogiva, aparentemente, foi uma das últimas que realmente foi testada por uma explosão nuclear. A moratória subsequente sobre os testes nucleares desacelerou drasticamente o trabalho, devido ao qual produtos principalmente poderosos permaneceram no arsenal nuclear. Agora que o regime de não proliferação e limitação nuclear parece estar à beira do esgotamento, é possível retomar o desenvolvimento de novos tipos de cargas nucleares que poderiam diversificar a guerra nuclear.
Americium é o melhor candidato
O plutônio como enchimento de uma carga nuclear é bom para todos, só que não permite a criação de uma carga verdadeiramente compacta, pois tem uma massa crítica bastante grande - 10,4 kg. Com uma densidade de plutônio de 19,8 g por centímetro cúbico, o volume da esfera será de 525,2 metros cúbicos. cm, e seu diâmetro é de 10,1 cm. Além disso, para que ele bata, é necessário não ter uma massa crítica, mas um pouco mais, digamos, 1,2 ou 1,35 massa crítica. Isso se deve ao fato de que o sistema de detonação e o fusível de nêutrons em uma carga compacta não são tão bons quanto em uma bomba aérea ou ogiva de míssil e, para se obter o efeito, é necessário um suprimento maior de material físsil. Portanto, cargas compactas de plutônio usualmente usavam 13-15 kg de plutônio (para 13 kg o diâmetro da bola é de 10,7 cm), formado em um núcleo em forma de ovo ou cilíndrico.
Em princípio, embora pesado, mas bastante adequado para projéteis de artilharia de grande calibre, mísseis e minas, foram obtidas cargas na faixa de poder de várias centenas de kg a 10-15 kt de equivalente TNT. Mas havia uma objeção séria: por que usar plutônio precioso para armas em uma carga de baixa potência, se você pode fazer uma munição termonuclear com uma potência incomparavelmente maior? Uma ogiva de 400 quilotons terá um efeito muito maior do que 10-15 kt ou até menos.
Em geral, havia dois motivos para o abandono das cargas nucleares de baixa potência: dimensões não muito compactas, que dificultavam seu uso, e argumentos econômico-militares para a irracionalidade de gastar o valioso isótopo.
Na década de 1950, não havia nada para substituir o urânio e o plutônio como isótopos para armas. Mas algum tempo se passou e um bom candidato apareceu - amerício-242. Este isótopo é formado durante o decaimento do plutônio-241 (formado durante a captura de um nêutron pelo urânio-238) e está contido no resíduo de processamento do plutônio e no combustível nuclear usado (SNF). Após 26 anos, todo o plutônio-241 decairá em amerício-241, cuja meia-vida é muito mais longa - 432,2 anos. Assim, o SNF descarregado dos reatores e colocado em armazenamento no final dos anos 1980 e no início dos anos 1990 já deveria conter uma quantidade significativa de amerício-241. Seu isolamento, tanto quanto se pode julgar, não apresenta dificuldades particulares.
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Americium-241 é usado na indústria, por exemplo, em dispositivos para medição contínua da espessura de aço laminado, como o mostrado na foto.
Se am-241 for irradiado com nêutrons, então um isótopo ainda mais notável de amerício-242m será obtido. Como um reator baseado em amerício-242 foi projetado em Obninsk, destinado a obter radiação de nêutrons para fins médicos, alguns dados sobre sua produção foram fornecidos. 1 grama de am-242m é formado pela irradiação de 100 gramas de am-241 (obtido no agora desmontado reator BN-350 em Shevchenko, Cazaquistão), e para obter esta quantidade, é suficiente processar 200 kg de SNF envelhecido. Temos muito disso: cerca de 20 mil toneladas de combustível nuclear usado e uma produção anual de cerca de 200 toneladas a mais. O SNF acumulado é suficiente para produzir cerca de 1000 kg de am-242m.
Para que serve o AM-242M? Massa crítica extremamente baixa. O isótopo puro tem massa crítica de apenas 17 gramas. Com uma densidade de amerício de 13,6 g por centímetro cúbico, será uma bola com um diâmetro de 1,33 cm. Se pegarmos 1,35 da massa crítica, a bola terá 1,45 cm de diâmetro. Com um refletor e sistema de detonação, é bem possível ficar dentro do tamanho 40 -mm projétil. A liberação de energia de 1 g de am-242m corresponde a aproximadamente 4,6 kg de TNT, de forma que tal carga com 22,9 g do isótopo dará aproximadamente 105 kg de TNT.
Você pode usar uma mistura de am-241 e am-242m. Com o conteúdo deste último em 8%, a massa crítica será de 420 gramas. O diâmetro da bola será de 3,8 cm. Pode ser uma granada nuclear para um RPG, uma mina para um morteiro de 82 mm e assim por diante. A liberação de energia será de cerca de 2 toneladas de TNT equivalente.
Em geral, o melhor candidato para preencher cargas nucleares muito compactas, até projéteis nucleares de pequeno calibre. Amerício também é bom porque emite pouco calor durante a decomposição, quase não aquece e, portanto, o armazenamento de munição nuclear recheada com amerício não requer refrigeradores. A meia-vida longa: am-241 - 433,2 anos, am-242m - 141 anos, também permite a produção e armazenamento de amerício para uso futuro. Essa munição pode ser armazenada por 30-40 anos sem alterações significativas em suas características, enquanto o plutônio deve ser enviado para limpeza de produtos de decomposição após 10-15 anos.
A carga de amerício pode ser usada sozinha e também como um fusível de nêutron nuclear para cargas mais poderosas. Se ficar claro que a carga de amerício pode iniciar uma reação termonuclear (o que pode muito bem ser), então a possibilidade de criar cargas termonucleares muito compactas e leves, mas ao mesmo tempo poderosas se abrirá.
Warhead para mísseis guiados
Uma questão importante é para que uma carga de amerício tão compacta pode ser usada. Por exemplo, assumiremos uma carga equipada com cerca de 500 gramas de amerício e uma liberação de energia de 2,3-2,5 toneladas de equivalente TNT. O peso total deste produto pode ser de 2 a 3 kg. Onde e como pode ser aplicado?
Mísseis terra-ar e ar-ar, ou seja, mísseis antiaéreos e de aviação, projetados para destruir aeronaves. Para uma aeronave, uma sobrepressão de 0,2 kgf / cm2 é definitivamente perigosa (a carga na asa do Su-35 pode, por exemplo, chegar a 0,06 kgf / cm2). Uma explosão de uma carga nuclear compacta com uma capacidade de 2,3 toneladas criará essa sobrepressão a uma distância de cerca de 210 metros, e uma sobrepressão de 1,3 kgf / cm2, na qual a destruição da aeronave certamente ocorrerá, criará uma explosão a uma distância de 60 metros. Os fusíveis de proximidade de mísseis de aeronaves geralmente iniciam uma carga a uma distância de 3-5 metros do alvo e, neste caso, a aeronave alvo definitivamente não brilha - uma derrota garantida! Salpicos finos de metal e uma nuvem de vapores radioativos.
Mísseis anti-navio. Pequenos mísseis antinavio, como o Kh-35 e similares, os mais convenientes para uso (há aviação, helicóptero, navio, lançadores terrestres e até de contêineres), infelizmente, são tão fracos que não podem afundar, mas mesmo seriamente danificar qualquer grande navio. Isso é claramente visto no disparo no navio de desembarque de tanques desativado USS Racine (LST-1191). Foi atingido por 12 mísseis anti-navio, semelhantes ao Kh-35, e o navio permaneceu flutuando. Eles acabaram com ele apenas com um torpedo. Isso não é surpreendente se a ogiva do míssil pesar 150-250 kg e sua potência for relativamente baixa. Equipar o míssil X-35 com uma carga nuclear americana com as características acima torna esse míssil muito mais perigoso, mesmo para navios de grande porte. Se um contratorpedeiro classe Arleigh Burke for atingido por tal míssil, ele exigirá, na melhor das hipóteses, longos reparos de fábrica. Mas também se pode contar com o naufrágio, pois uma explosão de tal força pode muito bem destruir o casco do navio.
USS Fitzgerald (DDG-62) após colisão com um navio porta-contêineres das Filipinas em 17 de junho de 2017. Destruidores deste tipo apresentam um defeito de projeto, pelo qual, após uma colisão e um buraco, o navio perdeu velocidade devido ao alagamento da casa das máquinas. Se tal destruidor for atingido por um foguete com carga americana, é provável que afunde.
Torpedos. Em geral, uma carga com capacidade de 2,3 toneladas de equivalente TNT instalada em um torpedo, mesmo que não seja o mais moderno, torna-se um argumento válido até mesmo contra grandes navios e navios.
ATGM. Se o peso de toda a munição estiver na faixa de 2-3 kg, eles podem ser equipados com mísseis para sistemas de mísseis antitanque, por exemplo, "Kornet". Possui um bom alcance de tiro, de até 5,5 km, o que torna bastante seguro o uso de uma carga nuclear compacta e de baixa potência. Qualquer tanque, mesmo o mais recente e mais protegido, será destruído por tal míssil.
Com base nesta breve visão geral, fica claro que o melhor transportador para cargas nucleares tão compactas são os vários tipos de mísseis guiados. O preço americano acabará sendo muito caro e não será possível produzir tantos deles, várias centenas, talvez até mil peças. Portanto, eles precisam atirar em algo valioso e importante, que pelo menos economicamente justifique seu uso. Alvos: aeronaves, navios, sistemas de defesa aérea, radares, possivelmente também os tanques mais recentes (ou seja, os mais caros) e canhões autopropelidos. A combinação da precisão dos mísseis guiados com o rendimento muito maior da carga americana em comparação com os explosivos padrão tornaria essa arma muito eficaz.
Autor: Dmitry Verkhoturov
