Ядерное оружие

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Взрыв атомной бомбы в Нагасаки (1945)

Я́дерное ору́жие — взрывное устройство, в котором источником энергии является деление атомных ядер — ядерная реакция. В узком смысле — взрывное устройство, использующее энергию деления тяжёлых ядер. Устройства, использующие энергию, выделяющуюся при синтезе лёгких ядер, называются термоядерными. Ядерное оружие включает как ядерные боеприпасы, так и средства их доставки к цели и средства управления; относится к оружию массового поражения (ОМП) наряду с биологическим и химическим оружием.

При подрыве ядерного боеприпаса происходит ядерный взрыв, поражающими факторами которого являются:

световое излучение
ионизирующее излучение
ударная волна
радиоактивное заражение
электромагнитный импульс

В зависимости от типа ядерного заряда можно выделить ядерное оружие, термоядерное оружие и нейтронное оружие. Ядерное оружие делится на тактическое, оперативно-тактическое и стратегическое.

Содержание

1 «Манхэттенский проект»
2 Принцип действия
- 2.1 Урановая бомба
- 2.2 Плутониевая бомба
3 Ядерный клуб
4 Запасы ядерного оружия в мире
5 См. также
6 Ссылки

[править] «Манхэттенский проект»

Первое ядерное оружие было разработано в конце Второй мировой войны, в 1944 году, в рамках американского сверхсекретного «Манхэттенского проекта» под руководством Роберта Оппенгеймера. Первые две бомбы были сброшены американцами в августе 1945 года на японские города Хиросима (6 августа) и Нагасаки (9 августа).

[править] Принцип действия

В основу ядерного оружия положена неуправляемая цепная реакция деления ядра. Существуют две основные схемы: «пушечная» и взрывная имплозия. «Пушечная» схема характерна для самых примитивных моделей ядерного оружия I-го поколения. Суть её заключается в «выстреливании» навстречу друг другу двух блоков делящегося вещества докритической массы. Данный способ детонации возможен только в урановых боеприпасах, так как плутоний имеет более высокую скорость детонации. Вторая схема подразумевает подрыв боевого ядра бомбы таким образом, чтобы сжатие было направлено в точку фокуса (она может быть одна, или их может быть несколько). Это достигается обкладыванием боевого ядра зарядами взрывчатки и наличием схемы прецизионного управления подрывом.

[править] Урановая бомба

Для того, чтобы реакция могла поддерживать сама себя, необходимо соответствующее «топливо», в качестве которого на первых этапах использовался изотоп урана.

Уран в природе встречается в виде двух изотопов — уран-235 и уран-238. При поглощении ураном-235 нейтрона в процессе распада выделяется от одного до трёх нейтронов:

$U^{235} + n_0^1 \to U^{236} \to Kr^{92} + Ba^{141} + 3 n_0^1$

Уран-238, напротив, при поглощении нейтронов не выделяет новые, препятствуя ядерной реакции. Он превращается в уран-239, затем в нептуний-239, и наконец, в относительно стабильный плутоний-239.

Для обеспечения работоспособности ядерной бомбы содержание урана-235 в ядерном топливе не должно быть ниже 80 %, иначе уран-238 быстро погасит цепную ядерную реакцию. Природный же уран почти весь (около 99,3 %) состоит из урана-238. Поэтому при производстве ядерного топлива применяют сложный и многоступенчатый процесс обогащения урана, в результате которого доля урана-235 повышается.

Бомбы на основе урана стали первым ядерным оружием, использованным человеком в боевых условиях (бомба «Малыш», сброшенная на Хиросиму). Из-за ряда недостатков (трудности получения, разработки и доставки) на данный момент не распространены, уступая более совершенным бомбам на основе других радиоактивных элементов с более низкой критической массой.

[править] Плутониевая бомба

Первым ядерным зарядом, взорванным в испытательных целях, было ядерное устройство «Gadget», «Штуковина» (англ. gadget — приспособление, безделушка) — прототип плутониевой бомбы «Толстяк». Испытания проводились на полигоне неподалеку от г. Аламогордо в штате Нью-Мексико.

Конструктивно бомба представляет собой несколько сфер, вложенных друг в друга:

Импульсный нейтронный инициатор (ИНИ, «ёжик», «урчин» (англ. urchin)) — шар радиусом порядка 2 см из бериллия, покрытый тонким слоем сплава иттрий-полоний или металлического полония-210 — первичный источник нейтронов для резкого снижения критической массы и ускорения начала реакции. Срабатывает в момент перевода боевого ядра в закритическое состояние(при сжатии происходит смешение полония и бериллия с выбросом большого количества нейтронов). В настоящее время короткоживущий полоний-210 заменён долгоживущим плутонием-238, также способным при смешении с бериллием к мощному нейтронному импульсу.
Плутоний. Желателен максимально чистый изотоп плутоний-239, хотя для увеличения стабильности физических свойств(плотности) и улучшения сжимаемости заряда плутоний легируется небольшим количеством галлия.
Оболочка (англ. tamper), служащая отражателем нейтронов, (из урана).
Обжимающая оболочка (англ. pusher) из алюминия.
Взрывчатое вещество со сложной системой подрыва, обеспечивающей синхронность подрыва всего взрывчатого вещества. Синхронность необходима для создания строго сферической сжимающей (направленной внутрь шара) волны. Несферическая волна приводит к выбросу материала шара через неоднородность и невозможности создания критической массы. Создание подобной системы расположения взрывчатки и подрыва являлось в своё время одной из наиболее трудных задач. Используется комбинированная схема (система линз) из «быстрой» и «медленной» взрывчаток — боратола и ТАТВ.
Корпус.

Бомба «Толстяк» была скопирована в СССР под названием РДС-1.

[править] Ядерный клуб

В «ядерный клуб» — группу стран, располагающих ядерным оружием, входят США (c 1945), Россия (изначально Советский Союз: с 1949), Великобритания (1952), Франция (1960), Китай (1964), Индия (1974), Пакистан (1998) и КНДР (2006). Израиль не комментирует информацию о наличии у него ядерного оружия, однако, по единодушному мнению всех экспертов, обладает значительным арсеналом. Небольшой ядерный арсенал был у ЮАР, но все шесть ядерных зарядов были добровольно уничтожены. В 1990—1991 гг. Украина, Белоруссия и Казахстан, на территории которых находилась часть ядерного вооружения СССР, передали его Российской Федерации, а после подписания в 1992 году Лиссабонского протокола были объявлены странами, не имеющими ядерного оружия.

Все ядерные державы, кроме Израиля и ЮАР, проводили серии испытаний созданных ими зарядов. Существуют мнения о том, что ЮАР также проводила ядерные испытания в районе острова Буве.

[править] Запасы ядерного оружия в мире

Количество боеголовок по данным «Бюллетеня ядерных испытаний»

	1947	1952	1957	1962	1967	1972	1977	1982	1987	1992	2002
США	32	1005	6444		30893						10600
Россия		50	660		8339						8600
Великобритания			20		270						200
Франция					36						350
Китай					25						400
Индия+Пакистан											менее 100
Израиль											около 200
Итого	32	1055	7124	>30000	39563	>40000	~49000	~57000	63484	<40000	20450