Małe i nisko wydajne głowice nuklearne w przeszłości miały pecha. W tych błogosławionych czasach, kiedy aktywnie rozwijano i testowano ładunki nuklearne wszystkich typów, nie było dla nich odpowiedniego izotopu. Dostępny był tylko pluton-239 i uran-235 i nie można było z nich zrobić zwartego ładunku jądrowego. Oczywiście amerykańska głowica W54 ważąca 23 kg prezentowała się bardzo korzystnie na tle ważącego 4,6 tony „Grubasa”, ale nadal nie była tak kompaktowa, jak byśmy sobie tego życzyli.
Najwyraźniej ta głowica była jedną z ostatnich, które zostały przetestowane przez eksplozję nuklearną. Kolejne moratorium na próby jądrowe gwałtownie spowolniło prace, dzięki czemu w arsenale nuklearnym pozostały głównie potężne produkty. Teraz, gdy reżim nieproliferacji i ograniczania broni jądrowej wydaje się być na skraju wyczerpania, możliwy jest powrót do opracowywania nowych rodzajów ładunków jądrowych, które mogłyby zdywersyfikować wojnę nuklearną.
Americium to najlepszy kandydat
Pluton jako wypełnienie ładunku jądrowego jest dobry dla wszystkich, tylko nie pozwala na stworzenie naprawdę zwartego ładunku, ponieważ ma dość dużą masę krytyczną - 10,4 kg. Przy gęstości plutonu 19,8 g na centymetr sześcienny objętość kuli wyniesie 525,2 metra sześciennego. cm, a jego średnica wynosi 10, 1 cm Ponadto, aby uderzyć, należy wziąć nie jedną masę krytyczną, ale trochę więcej, powiedzmy 1, 2 lub 1, 35 masy krytycznej. Wynika to z faktu, że system detonacji i zapalnik neutronowy w zwartym ładunku nie są tak dobre, jak w bombie lotniczej czy głowicy rakietowej, a żeby osiągnąć ten efekt, trzeba mieć większy zapas materiału rozszczepialnego. Dlatego do zwartych ładunków plutonu używano zwykle 13-15 kg plutonu (dla 13 kg średnica kuli wynosi 10,7 cm), uformowanych w jądro jajowate lub cylindryczne.
W zasadzie, chociaż ciężkie, ale całkiem odpowiednie dla pocisków artyleryjskich dużego kalibru, pocisków i min, okazały się ładunki w zakresie mocy od kilkuset kg do 10-15 kt ekwiwalentu TNT. Ale pojawił się poważny zarzut: po co używać cennego plutonu przeznaczonego do broni do ładowania o małej mocy, skoro można wytwarzać amunicję termojądrową o nieporównywalnie większej mocy? 400-kilotonowa głowica bojowa osiągnie efekt znacznie większy niż 10-15 kt lub nawet mniejszy.
Generalnie były dwa powody wycofania ładunków jądrowych małej mocy: niezbyt zwarte wymiary, które utrudniały ich wykorzystanie, oraz argumenty militarno-ekonomiczne przemawiające za nieracjonalnością wydawania cennego izotopu.
W latach pięćdziesiątych nic nie mogło zastąpić uranu i plutonu jako izotopów stosowanych w broni. Ale od tego czasu minęło trochę czasu i pojawił się dobry kandydat - ameryk-242. Ten izotop powstaje podczas rozpadu plutonu-241 (powstałego podczas wychwytywania neutronu przez uran-238) i jest zawarty w odpadach z przetwarzania plutonu i wypalonym paliwie jądrowym (SNF). Po 26 latach cały pluton-241 rozpadnie się na ameryk-241, którego okres półtrwania jest znacznie dłuższy - 432,2 roku. Tak więc SNF rozładowywane z reaktorów i składowane pod koniec lat 80. i na początku lat 90. powinny już zawierać znaczną ilość ameryku-241. Jego izolacja, o ile można sądzić, nie nastręcza szczególnych trudności.
Jeśli am-241 zostanie napromieniowany neutronami, otrzymamy jeszcze bardziej niezwykły izotop ameryku-242m. Ponieważ w Obnińsku zaprojektowano reaktor oparty na ameryku-242, przeznaczony do pozyskiwania promieniowania neutronowego do celów medycznych, podano pewne dane dotyczące jego produkcji. 1 gram am-242m powstaje w wyniku napromieniowania 100 gramów am-241 (uzyskano go w zdemontowanym obecnie reaktorze BN-350 w Szewczenko w Kazachstanie), a do uzyskania tej ilości wystarczy przerobić 200 kg starzonego SNF. Mamy ich dużo: około 20 tysięcy ton wypalonego paliwa jądrowego i roczna produkcja o około 200 ton więcej. Zgromadzony SNF wystarcza do wyprodukowania około 1000 kg am-242m.
Do czego służy AM-242M? Niezwykle niska masa krytyczna. Czysty izotop ma masę krytyczną tylko 17 gramów. Przy gęstości ameryku 13,6 g na centymetr sześcienny będzie to kula o średnicy 1,33 cm. Jeśli weźmiemy 1,35 masy krytycznej, to kula będzie miała średnicę 1,45 cm. Z reflektorem i systemem nadmuchowym, całkiem możliwe jest utrzymanie pocisku o rozmiarze 40 mm. Uwolnienie energii 1 g am-242m odpowiada w przybliżeniu 4,6 kg TNT, tak że taki ładunek z 22,9 g izotopu da w przybliżeniu 105 kg TNT.
Można użyć mieszanki am-241 i am-242m. Przy zawartości tego ostatniego na poziomie 8% masa krytyczna wyniesie 420 gramów. Średnica kuli wyniesie 3,8 cm, może to być granat nuklearny na RPG, mina na moździerz 82 mm i tak dalej. Uwolnienie energii wyniesie około 2 ton ekwiwalentu TNT.
Ogólnie rzecz biorąc, najlepszy kandydat do wypełniania bardzo zwartych ładunków jądrowych, aż po pociski jądrowe małego kalibru. Americium jest również dobre, ponieważ emituje niewiele ciepła podczas rozpadu, prawie się nie nagrzewa, a zatem przechowywanie amunicji jądrowej nadziewanej ameryką nie wymaga lodówek. Długi okres półtrwania: am-241 - 433, 2 lata, am-242m - 141 lat, pozwala również na produkcję i akumulację ameryku do wykorzystania w przyszłości. Taka amunicja może być przechowywana przez 30-40 lat bez istotnych zmian w ich właściwościach, natomiast pluton powinien być wysłany do oczyszczenia z produktów rozpadu po 10-15 latach.
Ładunek amerykański może być używany samodzielnie, a także jako bezpiecznik jądrowo-neutronowy do potężniejszych ładunków. Jeśli okaże się, że ładunek amerykowy może zainicjować reakcję termojądrową (co równie dobrze może być), to otworzy się możliwość wytworzenia bardzo zwartych i lekkich, ale jednocześnie potężnych ładunków termojądrowych.
Głowica do pocisków kierowanych
Ważnym pytaniem jest, do czego można wykorzystać tak kompaktowy amerykański ładunek. Na przykład weźmiemy ładunek wyposażony w około 500 gramów ameryku i uwalniający energię 2, 3–2,5 ton ekwiwalentu TNT. Całkowita waga tego produktu może wynosić zaledwie 2-3 kg. Gdzie i jak można go zastosować?
Pociski ziemia-powietrze i powietrze-powietrze, czyli pociski przeciwlotnicze i lotnicze, przeznaczone do niszczenia samolotów. W przypadku samolotu nadciśnienie 0,2 kgf/cm2 jest zdecydowanie niebezpieczne (obciążenie skrzydła Su-35 może np. osiągnąć 0,06 kgf/cm2). Wybuch zwartego ładunku jądrowego o ładowności 2,3 tony wytworzy takie nadciśnienie w odległości około 210 metrów, a nadciśnienie 1,3 kgf/cm2, przy którym na pewno nastąpi zniszczenie samolotu, wywoła eksplozję w odległości 60 metrów. Bezpieczniki zbliżeniowe pocisków lotniczych zwykle inicjują ładunek w odległości 3-5 metrów od celu, aw tym przypadku samolot docelowy zdecydowanie nie świeci niczego dobrego - gwarantowana porażka! Drobne rozpryski metalu i chmura radioaktywnych oparów.
Pociski przeciwokrętowe. Małe pociski przeciwokrętowe, takie jak Kh-35 i podobne, najwygodniejsze w użyciu (są wyrzutnie samolotów, śmigłowców, statków, naziemnych, a nawet kontenerowych), niestety są tak słabe, że nie mogą zatonąć, ale nawet poważnie uszkodzić dowolny duży statek. Widać to wyraźnie w strzelaninie do wycofanego z eksploatacji okrętu desantowego USS Racine (LST-1191). Został trafiony 12 pociskami przeciwokrętowymi, podobnymi do Kh-35, a statek pozostał na powierzchni. Skończyli z nim tylko torpedą. Nic dziwnego, jeśli głowica pocisków waży 150-250 kg, a ich moc jest stosunkowo niewielka. Wyposażenie pocisku X-35 w amerykański ładunek jądrowy o powyższych cechach czyni ten pocisk znacznie bardziej niebezpiecznym nawet dla dużych statków. Jeśli niszczyciel typu Arleigh Burke zostanie trafiony takim pociskiem, w najlepszym razie będzie wymagał długich napraw fabrycznych. Ale można też liczyć na zatonięcie, gdyż eksplozja takiej mocy może równie dobrze zniszczyć kadłub okrętu.
Torpedy. Ogólnie rzecz biorąc, ładunek o pojemności 2,3 tony TNT, zainstalowany w torpedzie, nawet nie najnowocześniejszej, zamienia ją w przekonujący argument przeciwko nawet dużym statkom i statkom.
PPK. Jeśli waga całej amunicji mieści się w zakresie 2-3 kg, można je wyposażyć w pociski do systemów rakiet przeciwpancernych, na przykład „Kornet”. Ma dobry zasięg ostrzału, do 5,5 km, co sprawia, że użycie kompaktowego ładunku jądrowego o małej mocy jest całkiem bezpieczne. Każdy, nawet najnowszy i najlepiej chroniony czołg, z pewnością zostanie zniszczony przez taki pocisk.
Już z tego bardzo krótkiego przeglądu jasno wynika, że najlepszym nośnikiem tak kompaktowych ładunków jądrowych są różnego rodzaju kierowane pociski rakietowe. Ładunek amerykański okaże się dość drogi i nie uda się wyprodukować ich tylu, kilkuset, może nawet tysiąca sztuk. Dlatego muszą strzelać do czegoś cennego i ważnego, co przynajmniej ekonomicznie uzasadni jego użycie. Cele: samoloty, okręty, systemy obrony przeciwlotniczej, radary, być może także najnowsze (czyli najdroższe) czołgi i działa samobieżne. Połączenie precyzji pocisków kierowanych ze znacznie wyższą wydajnością amerykańskiego ładunku w porównaniu ze standardowymi materiałami wybuchowymi uczyniłoby taką broń bardzo skuteczną.
