Malé a nízko výnosné jaderné hlavice měly historicky smůlu. V těchto požehnaných dobách, kdy byly aktivně vyvíjeny a testovány jaderné náboje všech typů, pro ně neexistoval vhodný izotop. K dispozici bylo pouze plutonium-239 a uran-235 a nedalo se z nich vytvořit kompaktní jadernou nálož. Americká hlavice W54 o hmotnosti 23 kg samozřejmě vypadala velmi příznivě na pozadí „tlustého muže“o hmotnosti 4,6 tun, ale stále nebyla tak kompaktní, jak bychom si přáli.
Tato hlavice byla zřejmě jednou z posledních, která byla ve skutečnosti testována jaderným výbuchem. Následné moratorium na jaderné testy práci výrazně zpomalilo, kvůli čemuž v jaderném arzenálu zůstaly hlavně silné produkty. Nyní, když se zdá, že režim nešíření a omezování jaderných zbraní je na pokraji vyčerpání, je možné se vrátit k vývoji nových typů jaderných nábojů, které by mohly diverzifikovat jadernou válku.
Americium je nejlepší kandidát
Plutonium jako náplň jaderné nálože je dobré pro každého, pouze neumožňuje vytvořit skutečně kompaktní náboj, protože má poměrně velkou kritickou hmotnost - 10,4 kg. Při hustotě plutonia 19,8 g na centimetr krychlový bude objem koule 525,2 metrů krychlových. cm, a jeho průměr je 10, 1 cm. Kromě toho, aby člověk mohl bouchnout, nesmí vzít jednu kritickou hmotnost, ale trochu více, řekněme 1, 2 nebo 1, 35 kritické hmotnosti. To je dáno skutečností, že detonační systém a neutronová pojistka v kompaktním náboji nejsou tak dobré jako v letecké bombě nebo raketové hlavici, a aby bylo dosaženo tohoto efektu, musí mít člověk větší zásobu štěpného materiálu. Proto kompaktní plutoniové náboje obvykle používaly 13-15 kg plutonia (na 13 kg průměr koule je 10,7 cm), formované do vejčitého nebo válcovitého jádra.
V zásadě se ukázalo, že i když jsou těžké, ale docela vhodné pro dělostřelecké granáty, rakety a miny velkého kalibru, v rozmezí výkonu od několika set kg do 10–15 kt ekvivalentu TNT. Ale byla tu vážná námitka: proč používat vzácné zbraně plutonia pro nízkoenergetický náboj, když můžete vyrobit termonukleární střelivo s neporovnatelně větším výkonem? 400kilotonová hlavice dosáhne účinku mnohem většího než 10–15 kt nebo dokonce menšího.
Obecně byly dva důvody pro odchod nízkoenergetických jaderných nábojů: nepříliš kompaktní rozměry, kvůli kterým bylo obtížné je použít, a vojensko-ekonomické argumenty pro iracionalitu utrácení cenného izotopu.
V padesátých letech minulého století nebylo nic, co by nahradilo uran a plutonium jako izotopy zbraní. Od té doby ale uplynul nějaký čas a objevil se dobrý kandidát - americium -242. Tento izotop se tvoří během rozpadu plutonia-241 (vzniká při zachycení neutronu uranem-238) a je obsažen v odpadu ze zpracování plutonia a vyhořelém jaderném palivu (SNF). Po 26 letech se veškeré plutonium-241 rozpadne na americium-241, jehož poločas rozpadu je mnohem delší-432,2 let. SNF vyložené z reaktorů a uskladněné na konci 80. a na počátku 90. let by tedy již mělo obsahovat značné množství americium-241. Jeho izolovanost, jak lze posoudit, nepředstavuje žádné zvláštní potíže.
Pokud je am-241 ozářen neutrony, získá se ještě pozoruhodnější izotop americium-242m. Vzhledem k tomu, že v Obninsku byl navržen reaktor na bázi americium-242, určený k získávání neutronového záření pro lékařské účely, byla poskytnuta některá data o jeho výrobě. 1 gram am-242m vznikne ozařováním 100 gramů am-241 (bylo získáno v nyní demontovaném reaktoru BN-350 v Ševčenku v Kazachstánu) a k získání tohoto množství stačí zpracovat 200 kg stárnutých SNF. Máme spoustu těchto věcí: asi 20 tisíc tun vyhořelého jaderného paliva a roční produkci asi 200 tun navíc. Akumulovaný SNF je dostatečný k produkci asi 1000 kg am-242 m.
K čemu je AM-242M dobrý? Extrémně nízké kritické množství. Čistý izotop má kritickou hmotnost pouhých 17 gramů. S hustotou americiia 13,6 g na centimetr krychlový to bude koule o průměru 1,33 cm. Vezmeme -li 1,35 kritické hmotnosti, pak bude mít koule průměr 1,45 cm. S reflektorem a tryskacím systémem Je docela možné udržet projektil ve velikosti 40 mm. Uvolnění energie 1 g am-242m odpovídá přibližně 4,6 kg TNT, takže takový náboj s 22,9 g izotopu poskytne přibližně 105 kg TNT.
Může být použita směs am-241 a am-242m. Při obsahu 8%bude kritická hmotnost 420 gramů. Průměr koule bude 3,8 cm. Může to být jaderný granát pro RPG, mina pro minomet 82 mm atd. Uvolnění energie bude asi 2 tuny ekvivalentu TNT.
Obecně platí, že nejlepší kandidát na plnící roli velmi kompaktních jaderných náloží, až po jaderné projektily malého kalibru. Americium je také dobré v tom, že během rozpadu vydává málo tepla, téměř se nezahřívá, a proto skladování jaderné munice plněné americiem nevyžaduje ledničky. Dlouhý poločas rozpadu: am-241-433, 2 roky, am-242 m-141 let, také umožňuje produkci a akumulaci americiia pro budoucí použití. Taková munice může být skladována po dobu 30-40 let bez výrazných změn v jejich charakteristikách, zatímco plutonium by mělo být odesláno k čištění od produktů rozpadu po 10-15 letech.
Americký náboj lze použít samostatně, stejně jako pojistku jaderných neutronů pro silnější náboje. Pokud se ukáže, že američiový náboj může iniciovat termonukleární reakci (což klidně může být), pak se otevře možnost vytvoření velmi kompaktních a lehkých, ale zároveň výkonných termonukleárních nábojů.
Hlavice pro řízené střely
Důležitou otázkou je, k čemu lze tak velmi kompaktní americký náboj použít. Vezmeme například náboj vybavený asi 500 gramy americiia a uvolněním energie 2, 3-2, 5 tun ekvivalentu TNT. Celková hmotnost tohoto produktu může být až 2–3 kg. Kde a jak to lze uplatnit?
Rakety typu země-vzduch a vzduch-vzduch, tedy protiletadlové a letecké rakety, určené k ničení letadel. Pro letoun je přetlak 0,2 kgf / cm2 rozhodně nebezpečný (zatížení křídla Su-35 může například dosáhnout 0,06 kgf / cm2). Exploze kompaktní jaderné nálože s kapacitou 2,3 tuny vytvoří takový přetlak na vzdálenost asi 210 metrů a přetlak 1,3 kgf / cm2, při kterém určitě dojde ke zničení letadla, vytvoří výbuch na vzdálenost 60 metrů. Blízké pojistky leteckých střel obvykle zahajují nabíjení ve vzdálenosti 3–5 metrů od cíle a v tomto případě cílové letadlo rozhodně nesvítí ničím dobrým - zaručená porážka! Jemné cákance kovu a oblak radioaktivních par.
Protilodní rakety. Malé protilodní rakety, jako je Kh-35 a podobné, které jsou pro použití nejvhodnější (existují letouny, vrtulníky, lodě, pozemní a dokonce i kontejnerové odpalovací zařízení), jsou bohužel tak slabé, že se nemohou potopit, ale dokonce vážně poškodit jakoukoli velkou loď. To je jasně vidět na palbě na vyřazenou tankovou přistávací loď USS Racine (LST-1191). Zasáhlo jej 12 protilodních raket, podobných Kh-35, a loď zůstala na hladině. Skončili s ním pouze s torpédem. To není překvapující, pokud hlavice raket má hmotnost 150-250 kg a jejich výkon je relativně nízký. Vybavením rakety X-35 americkou jadernou náloží výše uvedených charakteristik je tato raketa mnohem nebezpečnější i pro velké lodě. Pokud takovou raketou zasáhne torpédoborec třídy Arleigh Burke, bude v nejlepším případě vyžadovat zdlouhavé tovární opravy. Lze ale také počítat s potopením, protože výbuch takové síly může dobře zničit trup lodi.
Torpéda. Obecně platí, že nálož s kapacitou 2,3 tuny TNT, instalovaná v torpédu, i když ne nejmodernějším, z něj dělá přesvědčivý argument proti i velkým lodím a lodím.
ATGM. Pokud je hmotnost celé munice v rozmezí 2-3 kg, pak mohou být vybaveny raketami pro protitankové raketové systémy, například „Kornet“. Má dobrý dostřel, až 5, 5 km, což činí použití bezpečného kompaktního a nízkoenergetického jaderného náboje zcela bezpečným. Jakýkoli, dokonce i nejnovější a nejvíce chráněný tank, bude zaručeně zničen takovou raketou.
Již z této velmi krátké recenze je zřejmé, že nejlepším nosičem pro tak velmi kompaktní jaderné náboje jsou různé druhy řízených střel. Americký náboj se ukáže být docela drahý a nebude možné jich vyrobit tolik, několik stovek, možná až tisíc kusů. Proto potřebují střílet na něco cenného a důležitého, co alespoň ekonomicky ospravedlní jeho použití. Cíle: letadla, lodě, systémy protivzdušné obrany, radary, případně také nejnovější (tedy nejdražší) tanky a samohybná děla. Kombinace přesnosti řízených střel s mnohem vyšším výnosem americké nálože ve srovnání se standardními výbušninami by takovou zbraň učinila velmi účinnou.
