Малогабаритным и маломощным ядерным зарядам исторически не повезло. В те благословенные времена, когда ядерные заряды всяких типов активно разрабатывались и испытывались, для них не было подходящего изотопа. В наличии были только плутоний-239 и уран-235, а из них компактный ядерный заряд не сделаешь.
Эта боеголовка, судя по всему, была одной из последних, которую реально испытывали ядерным взрывом. Последующий мораторий на ядерные испытания резко затормозил работы, в силу чего в ядерном арсенале остались главным образом мощные изделия. Сейчас, когда режим нераспространения и ограничения ядерного оружия, похоже, стоит на пороге своего издыхания, становится возможно вернуться к разработке новых типов ядерных зарядов, которые могут разнообразить ядерную войну.
Америций — лучший кандидат
Плутоний в качестве начинки ядерного заряда всем хорош, только он не позволяет создать истинно компактный заряд, поскольку имеет довольно большую критическую массу — 10,4 кг. При плотности плутония в 19,8 г на кубический сантиметр объем шара составит 525,2 куб. см, а его диаметр — 10,1 см. К тому же, чтобы бахнуло, надо брать не одну критическую массу, а несколько больше, скажем, 1,2 или 1,35 критической массы. Это вызвано тем, что система подрыва и нейтронный запал в компактном заряде не столь хороши, как в авиабомбе или ракетной боеголовке, и для достижения эффекта надо иметь больший запас делящегося вещества.
В принципе, получились хоть и тяжелые, но вполне пригодные для крупнокалиберных артснарядов, ракет и мин заряды в диапазоне мощности от нескольких сотен кг до 10-15 кт тротилового эквивалента. Но тут было серьезное возражение: зачем использовать драгоценный оружейный плутоний на маломощный заряд, если можно сделать термоядерный боеприпас мощностью несравненно большей? 400-килотонная боеголовка добьется эффекта куда большего, чем на 10-15 кт или даже меньше.
В общем, причин для отставки маломощных ядерных зарядов было две: не слишком компактные габариты, затруднявшие их применение, и военно-хозяйственные аргументы нерациональности расходования ценного изотопа.
В 1950-х годах заменить уран и плутоний в качестве оружейных изотопов было нечем. Но с тех пор прошло некоторое время и появился хороший кандидат — америций-242. Этот изотоп образуется при распаде плутония-241 (образуется при захвате нейтрона ураном-238), и содержится в отходах переработки плутония и отработанном ядерном топливе (ОЯТ). Через 26 лет весь плутоний-241 распадется на америций-241, период полураспада которого значительно больший — 432,2 года. Таким образом, ОЯТ, выгруженное из реакторов и положенное в хранилище в конце 1980-х — начале 1990-х годов, уже должно содержать в себе значительное количество америция-241. Выделение его, насколько можно судить, не представляет особых трудностей.
Если ам-241 облучить нейтронами, то получится еще более замечательный изотоп америций-242м. Поскольку в Обнинске проектировали реактор на америции-242, предназначенный для получения нейтронного излучения в медицинских целях, то были приведены некоторые данные о его получении. 1 грамм ам-242м образуется при облучении 100 граммов ам-241 (его получали на ныне демонтированном реакторе БН-350 в Шевченко, в Казахстане), и для получения этого количества достаточно переработать 200 кг выдержанного ОЯТ. Этого добра у нас порядочно: около 20 тысяч тонн ОЯТ и ежегодное производство еще около 200 тонн. Накопленного ОЯТ достаточно для производства порядка 1000 кг ам-242м.
Чем ам-242м хорош? Исключительно малой критической массой. Чистый изотоп имеет критическую массу всего в 17 граммов. При плотности америция в 13,6 г на кубический сантиметр, это будет шарик диаметром в 1,33 см. Если взять 1,35 критической массы, то шарик будет диаметром 1,45 см. С отражателем и системой подрыва вполне можно уложиться в габарит 40-мм снаряда. Энерговыделение 1 г ам-242м примерно соответствует 4,6 кг тротила, так что такой заряд с 22,9 г изотопа даст примерно 105 кг тротилового эквивалента.
Можно использовать смесь из ам-241 и ам-242м. При содержании последнего в 8% критическая масса составит 420 граммов. Диаметр шарика будет составлять 3,8 см. Это может быть ядерная граната для РПГ, мина для 82-мм миномета и так далее. Энерговыделение составит около 2 тонн тротилового эквивалента.
В общем, лучший кандидат на роль начинки для очень компактных ядерных зарядов, вплоть до малокалиберных ядерных снарядов. Америций еще также хорош тем, что он при распаде выделяет мало тепла, почти не греется, и потому хранение ядерных боеприпасов с начинкой америцием не требует холодильников. Долгий срок полураспада: ам-241 — 433,2 года, ам-242м — 141 год, также позволяет производить и накапливать америций впрок. Такие боеприпасы могут храниться 30-40 лет без существенного изменения их характеристик, тогда как плутоний уже через 10-15 лет нужно отправлять на очистку от продуктов распада.
Америциевый заряд может использоваться сам по себе, а также в качестве ядерно-нейтронного запала для более мощных зарядов. Если окажется, что америциевый заряд может инициировать термоядерную реакцию (что вполне может быть), то откроется возможность создания очень компактных и легких, но при этом мощных термоядерных зарядов.
Боевая часть для управляемых ракет
Немаловажный вопрос состоит в том, для чего может применяться подобный очень компактный америциевый заряд. Для примера мы возьмем заряд, снаряженный примерно 500 граммами америция и энерговыделением 2,3-2,5 тонн тротилового эквивалента. Общий вес этого изделия может быть в пределах всего лишь 2-3 кг. Где и как его можно применить?
Ракеты класса "земля-воздух" и "воздух-воздух", то есть зенитные и авиационные, предназначенные для поражения самолетов. Для самолета избыточное давление в 0,2 кгс/см2 определенно опасно (нагрузка на крыло у Су-35 может, к примеру, достигать 0,06 кгс/см2). Такое избыточное давление взрыв компактного ядерного заряда мощностью 2,3 тонн создаст на расстоянии примерно 210 метров, а избыточное давление в 1,3 кгс/см2, при котором точно наступит разрушение самолета, взрыв создаст на расстоянии 60 метров. Неконтактные взрыватели авиационных ракет обычно инициируют заряд на расстоянии 3-5 метров от цели, и в этом случае самолету-цели точно ничего хорошего не светит — гарантированное поражение! Мелкие брызги металла и облачко радиоактивных паров.
Противокорабельные ракеты. Небольшие ПКР, такие как Х-35 и аналогичные, наиболее удобные для применения (существуют авиационные, вертолетные, корабельные, наземные и даже контейнерные пусковые установки), к сожалению, настолько слабы, что не могут не то, чтобы потопить, но и даже серьезно повредить сколько-нибудь крупный корабль. Это хорошо видно по стрельбам по списанному танкодесантному кораблю USS Racine (LST-1191). В него попало 12 противокорабельных ракет, аналогичных Х-35, и при этом судно осталось на плаву. Покончили с ним только торпедой. Это неудивительно, если боевая часть ракет имеет 150-250 кг веса и мощность их сравнительно невелика. Оснащение ракеты типа Х-35 америциевым ядерным зарядом вышеуказанных характеристик делает эту ракету намного более опасной даже для крупных кораблей. Если эсминец типа Arleigh Burke подвергнется удару подобной ракетой, то и в самом лучшем для него случае потребуется длительный заводской ремонт. Но можно рассчитывать и на потопление, поскольку взрыв такой мощи вполне может разрушить корпус корабля.
Торпеды. Вообще заряд мощностью 2,3 тонны тротилового эквивалента, установленный в торпеде, даже не самой современной, превращает ее в веский аргумент против даже крупных судов и кораблей.
ПТРК. Если вес всего боеприпаса будет в диапазоне 2-3 кг, то ими можно оснащать ракеты к противотанковым ракетным комплексам, например, "Корнет". У него неплохая дальность стрельбы, до 5,5 км, что позволяет вполне безопасно использовать компактный и маломощный ядерный заряд. Любой, даже самый новейший и самый защищенный танк, будет гарантированно уничтожен такой ракетой.
Уже из этого весьма краткого обзора видно, что наилучший носитель для подобных очень компактных ядерных зарядов — это различные виды управляемых ракет. Америциевый заряд получится довольно дорогой и их можно будет произвести не столь много, несколько сотен, возможно, до тысячи штук. Потому ими нужно стрелять в нечто ценное и важное, что хотя бы экономически будет оправдывать его применение. Цели: самолеты, корабли, ЗРК, радары, возможно, также новейшие (то есть наиболее дорогие) танки и самоходки. Сочетание точности управляемых ракет с гораздо большей мощностью америциевого заряда по сравнению со стандартной взрывчаткой сделает такое оружие очень эффективным.