หัวรบนิวเคลียร์ขนาดเล็กและให้ผลตอบแทนต่ำในอดีตนั้นโชคร้าย ในช่วงเวลาที่มีความสุขเหล่านั้น เมื่อมีการพัฒนาและทดสอบประจุนิวเคลียร์ทุกประเภทอย่างแข็งขัน ไม่มีไอโซโทปที่เหมาะสมสำหรับประจุเหล่านี้ มีเพียงพลูโทเนียม-239 และยูเรเนียม-235 เท่านั้นที่มี และคุณไม่สามารถสร้างประจุนิวเคลียร์แบบกะทัดรัดออกมาได้ แน่นอน หัวรบอเมริกัน W54 ที่มีน้ำหนัก 23 กก. ดูดีมากเมื่อเทียบกับพื้นหลังของ "Fat Man" ที่มีน้ำหนัก 4.6 ตัน แต่ก็ยังไม่กะทัดรัดเท่าที่เราต้องการ
เห็นได้ชัดว่าหัวรบนี้เป็นหนึ่งในหัวรบสุดท้ายที่ได้รับการทดสอบโดยการระเบิดของนิวเคลียร์ การเลื่อนการชำระหนี้ในภายหลังในการทดสอบนิวเคลียร์ทำให้งานช้าลงอย่างมาก เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่ทรงพลังส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในคลังแสงนิวเคลียร์ ตอนนี้ดูเหมือนว่าระบอบการไม่แพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์และข้อจำกัดดูเหมือนจะใกล้จะหมดลงแล้ว มีความเป็นไปได้ที่จะกลับไปสู่การพัฒนาประจุนิวเคลียร์รูปแบบใหม่ที่สามารถกระจายสงครามนิวเคลียร์ได้
อเมริเซียมคือผู้สมัครที่ดีที่สุด
พลูโทเนียมที่เติมประจุนิวเคลียร์เป็นสิ่งที่ดีสำหรับทุกคน แต่ไม่อนุญาตให้สร้างประจุที่มีขนาดกะทัดรัดอย่างแท้จริง เนื่องจากมีมวลวิกฤตที่ค่อนข้างใหญ่ - 10.4 กก. ด้วยความหนาแน่นพลูโทเนียม 19.8 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ปริมาตรของทรงกลมจะเท่ากับ 525.2 ลูกบาศก์เมตร ซม. และเส้นผ่านศูนย์กลางของมันคือ 10, 1 ซม. นอกจากนี้เพื่อที่จะปังเราต้องไม่ใช้มวลวิกฤตเพียงก้อนเดียว แต่ให้มากกว่านี้อีกหน่อยเช่น 1, 2 หรือ 1, 35 มวลวิกฤต นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าระบบจุดระเบิดและฟิวส์นิวตรอนในประจุขนาดเล็กนั้นไม่ดีเท่ากับระเบิดกลางอากาศหรือหัวรบขีปนาวุธ และเพื่อให้บรรลุผลนี้ เราจะต้องมีวัสดุฟิชไซล์ในปริมาณที่มากขึ้น ดังนั้นประจุพลูโทเนียมขนาดกะทัดรัดจึงมักใช้พลูโทเนียม 13-15 กก. (สำหรับ 13 กก. เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอลคือ 10.7 ซม.) ก่อตัวเป็นนิวเคลียสรูปไข่หรือทรงกระบอก
โดยหลักการแล้ว แม้จะหนัก แต่ค่อนข้างเหมาะสำหรับกระสุนปืนใหญ่ลำกล้องใหญ่ ขีปนาวุธ และทุ่นระเบิด ประจุในช่วงพลังงานจากหลายร้อยกิโลกรัมถึง 10-15 kt เทียบเท่าทีเอ็นทีกลับกลายเป็น แต่มีข้อโต้แย้งที่ร้ายแรง: เหตุใดจึงใช้พลูโทเนียมเกรดอาวุธล้ำค่าสำหรับประจุไฟฟ้าต่ำ ถ้าคุณสามารถสร้างกระสุนเทอร์โมนิวเคลียร์ที่มีพลังมหาศาลอย่างหาที่เปรียบมิได้ หัวรบขนาด 400 กิโลตันจะได้ผลมากกว่า 10-15 kt หรือน้อยกว่านั้นมาก
โดยทั่วไป มีเหตุผลสองประการในการเลิกใช้ประจุนิวเคลียร์พลังงานต่ำ: ขนาดไม่เล็กเกินไป ซึ่งทำให้ยากต่อการใช้งาน และการโต้แย้งทางเศรษฐกิจและทหารเกี่ยวกับการใช้ไอโซโทปอันมีค่าที่ไร้เหตุผล
ในปี 1950 ไม่มีอะไรมาแทนที่ยูเรเนียมและพลูโทเนียมเป็นไอโซโทปเกรดอาวุธ แต่เวลาผ่านไปตั้งแต่นั้นมาและมีผู้สมัครที่ดี - americium-242 ไอโซโทปนี้ก่อตัวขึ้นระหว่างการสลายตัวของพลูโทเนียม-241 (เกิดขึ้นระหว่างการจับนิวตรอนโดยยูเรเนียม-238) และมีอยู่ในของเสียจากกระบวนการผลิตพลูโทเนียมและเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว (SNF) หลังจาก 26 ปี พลูโทเนียม-241 ทั้งหมดจะสลายตัวเป็นอเมริเซียม-241 ซึ่งครึ่งชีวิตจะนานกว่ามาก - 432.2 ปี ดังนั้น SNF ที่ขนออกจากเครื่องปฏิกรณ์และเก็บเข้าคลังในช่วงปลายทศวรรษ 1980 และต้นทศวรรษ 1990 ควรมีอเมริเซียม-241 ในปริมาณมากอยู่แล้ว การแยกตัวออกจากกันเท่าที่สามารถตัดสินได้นั้นไม่ได้ทำให้เกิดปัญหาใด ๆ เป็นพิเศษ
ถ้า am-241 ถูกฉายรังสีด้วยนิวตรอน ก็จะได้ไอโซโทปของอะเมริเซียม-242m ที่โดดเด่นยิ่งขึ้นไปอีกเนื่องจากเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้อเมริเซียม-242 ได้รับการออกแบบใน Obninsk ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อให้ได้รังสีนิวตรอนเพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ ข้อมูลบางส่วนเกี่ยวกับการผลิตจึงได้รับ am-242m 1 กรัมเกิดขึ้นจากการฉายรังสี 100 กรัมของ am-241 (ได้มาจากเครื่องปฏิกรณ์ BN-350 ที่รื้อถอนแล้วใน Shevchenko ประเทศคาซัคสถาน) และเพื่อให้ได้จำนวนนี้ ก็เพียงพอที่จะประมวลผลอายุ 200 กิโลกรัม เอสเอ็นเอฟ เรามีสิ่งนี้มากมาย: เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วประมาณ 20,000 ตัน และการผลิตอีกประมาณ 200 ตันต่อปี SNF ที่สะสมนั้นเพียงพอที่จะผลิต am-242m ได้ประมาณ 1,000 กิโลกรัม
AM-242M มีประโยชน์อย่างไร? มวลวิกฤตต่ำมาก ไอโซโทปบริสุทธิ์มีมวลวิกฤตเพียง 17 กรัม ด้วยความหนาแน่นของอเมริเซียมที่ 13.6 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร จะเป็นลูกบอลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.33 ซม. หากเราใช้มวลวิกฤต 1.35 แล้ว ลูกบอลจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.45 ซม. พร้อมแผ่นสะท้อนแสงและระบบระเบิด ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะเก็บกระสุนปืนขนาด 40 มม. การปล่อยพลังงาน 1 กรัม am-242 เมตรสอดคล้องกับทีเอ็นทีประมาณ 4.6 กิโลกรัม ดังนั้นประจุที่มีไอโซโทป 22.9 กรัมจะให้ทีเอ็นทีประมาณ 105 กิโลกรัม
ใช้ผสมระหว่าง am-241 และ am-242m ได้ ด้วยเนื้อหาของหลังที่ 8% มวลวิกฤตจะเท่ากับ 420 กรัม เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอลจะอยู่ที่ 3.8 ซม. สามารถใช้เป็นระเบิดนิวเคลียร์สำหรับเกม RPG เหมืองสำหรับครกขนาด 82 มม. และอื่นๆ การปล่อยพลังงานจะเทียบเท่ากับทีเอ็นทีประมาณ 2 ตัน
โดยทั่วไป ผู้สมัครที่ดีที่สุดสำหรับบทบาทการเติมสำหรับประจุนิวเคลียร์ขนาดเล็กมาก จนถึงโพรเจกไทล์นิวเคลียร์ขนาดเล็ก อะเมริเซียมยังดีตรงที่มันปล่อยความร้อนเพียงเล็กน้อยระหว่างการสลายตัว แทบไม่ร้อนขึ้น ดังนั้น การจัดเก็บกระสุนนิวเคลียร์ที่ยัดอเมริเซียมจึงไม่จำเป็นต้องใช้ตู้เย็น ครึ่งชีวิตยาว: am-241 - 433, 2 ปี, am-242m - 141 ปี ยังช่วยให้การผลิตและการสะสมของอเมริเซียมสำหรับใช้ในอนาคต กระสุนดังกล่าวสามารถเก็บไว้ได้ 30-40 ปีโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงลักษณะที่สำคัญในขณะที่ควรส่งพลูโทเนียมเพื่อทำความสะอาดจากผลิตภัณฑ์ที่ผุหลังจาก 10-15 ปี
ประจุแบบอเมริกันสามารถใช้ได้ด้วยตัวเอง เช่นเดียวกับฟิวส์นิวเคลียร์-นิวตรอนสำหรับประจุที่ทรงพลังกว่า หากปรากฎว่าประจุอะเมริเซียมสามารถเริ่มต้นปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ (ซึ่งอาจเป็นได้) ความเป็นไปได้ในการสร้างขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบามาก แต่ในขณะเดียวกันประจุไฟฟ้าเทอร์โมนิวเคลียร์ที่ทรงพลังก็เปิดออก
หัวรบสำหรับขีปนาวุธนำวิถี
คำถามสำคัญคือสิ่งที่สามารถใช้ชาร์จแบบอเมริกันที่มีขนาดกะทัดรัดมากได้ ตัวอย่างเช่น เราจะเรียกเก็บเงินพร้อมกับอเมริเซียมประมาณ 500 กรัมและปล่อยพลังงานเท่ากับ 2, 3-2, 5 ตันของทีเอ็นทีเทียบเท่า น้ำหนักรวมของผลิตภัณฑ์นี้สามารถต่ำได้ถึง 2-3 กก. จะนำไปใช้ที่ไหนและอย่างไร?
ขีปนาวุธพื้นผิวสู่อากาศและอากาศสู่อากาศ กล่าวคือ ขีปนาวุธต่อต้านอากาศยานและการบิน ออกแบบมาเพื่อทำลายเครื่องบิน สำหรับเครื่องบิน แรงดันเกิน 0.2 กก. / ซม. 2 เป็นอันตรายอย่างยิ่ง (เช่นน้ำหนักบรรทุกบนปีกของกระป๋อง Su-35 เช่นถึง 0.06 กก. / ซม. 2) การระเบิดของประจุนิวเคลียร์ขนาดกะทัดรัดที่มีความจุ 2.3 ตันจะสร้างแรงดันเกินดังกล่าวในระยะทางประมาณ 210 เมตรและแรงดันเกิน 1.3 kgf / cm2 ซึ่งการทำลายเครื่องบินจะเกิดขึ้นอย่างแน่นอนจะทำให้เกิดการระเบิด ที่ระยะ 60 เมตร ขีปนาวุธของเครื่องบินที่อยู่ใกล้กันมักจะเริ่มต้นการชาร์จที่ระยะ 3-5 เมตรจากเป้าหมายและในกรณีนี้เครื่องบินเป้าหมายจะไม่ส่องแสงอะไรที่ดีอย่างแน่นอน - รับประกันความพ่ายแพ้! การกระเด็นของโลหะและไอระเหยของกัมมันตภาพรังสี
ขีปนาวุธต่อต้านเรือ. ขีปนาวุธต่อต้านเรือขนาดเล็ก เช่น Kh-35 และที่คล้ายกัน สะดวกที่สุดสำหรับการใช้งาน (มีทั้งเครื่องบิน เฮลิคอปเตอร์ เรือ ภาคพื้นดิน และแม้กระทั่งเครื่องยิงตู้คอนเทนเนอร์) น่าเสียดายที่อ่อนแอมากจนไม่สามารถจมได้ แต่ถึงกับจริงจัง สร้างความเสียหายให้กับเรือขนาดใหญ่ สิ่งนี้เห็นได้ชัดเจนในการยิงที่เรือบรรทุกรถถังที่ปลดประจำการแล้ว USS Racine (LST-1191) มันถูกโจมตีด้วยขีปนาวุธต่อต้านเรือ 12 ลูก คล้ายกับ Kh-35 และเรือยังคงลอยอยู่ พวกเขาจบกับเขาด้วยตอร์ปิโดเท่านั้นไม่น่าแปลกใจเลยหากหัวรบของขีปนาวุธมีน้ำหนัก 150-250 กก. และกำลังของมันค่อนข้างต่ำ การติดตั้งขีปนาวุธ X-35 ที่มีประจุนิวเคลียร์แบบอเมริกันตามลักษณะข้างต้นทำให้ขีปนาวุธนี้มีอันตรายมากยิ่งขึ้นสำหรับเรือขนาดใหญ่ หากเรือพิฆาตชั้น Arleigh Burke โดนขีปนาวุธดังกล่าว อย่างดีที่สุด จะต้องมีการซ่อมแซมโรงงานเป็นเวลานาน แต่เราสามารถพึ่งพาการจมได้เนื่องจากการระเบิดของพลังดังกล่าวอาจทำลายตัวเรือได้
ตอร์ปิโด โดยทั่วไป ประจุที่มีความจุ 2.3 ตันของทีเอ็นที ซึ่งติดตั้งในตอร์ปิโด แม้จะไม่ใช่ตอร์ปิโดที่ทันสมัยที่สุด แต่ก็กลายเป็นข้อโต้แย้งที่น่าสนใจสำหรับเรือขนาดใหญ่และเรือรบ
เอทีจีเอ็ม. หากน้ำหนักของกระสุนทั้งหมดอยู่ในช่วง 2-3 กก. ก็สามารถติดตั้งขีปนาวุธสำหรับระบบขีปนาวุธต่อต้านรถถังได้ เช่น Kornet มีระยะการยิงที่ดีถึง 5, 5 กม. ซึ่งทำให้ค่อนข้างปลอดภัยที่จะใช้ประจุนิวเคลียร์แบบกะทัดรัดและใช้พลังงานต่ำ แม้แต่รถถังล่าสุดและได้รับการปกป้องมากที่สุดก็รับประกันว่าจะถูกทำลายด้วยขีปนาวุธดังกล่าว
จากการตรวจสอบโดยสังเขปนี้ เห็นได้ชัดว่าผู้ให้บริการที่ดีที่สุดสำหรับประจุนิวเคลียร์ขนาดเล็กมากดังกล่าวคือขีปนาวุธนำวิถีประเภทต่างๆ ค่าใช้จ่ายของอเมริกาจะค่อนข้างแพงและจะไม่สามารถผลิตจำนวนมากได้หลายร้อยชิ้นหรืออาจถึงพันชิ้น ดังนั้นพวกเขาจึงจำเป็นต้องยิงบางสิ่งที่มีคุณค่าและสำคัญซึ่งอย่างน้อยก็ในเชิงเศรษฐกิจจะพิสูจน์ให้เห็นถึงการใช้งานของมัน เป้าหมาย: เครื่องบิน เรือ ระบบป้องกันภัยทางอากาศ เรดาร์ อาจเป็นรถถังล่าสุด (ซึ่งแพงที่สุด) และปืนอัตตาจร การผสมผสานระหว่างความแม่นยำของขีปนาวุธนำวิถีกับผลผลิตที่สูงกว่ามากเมื่อเทียบกับระเบิดมาตรฐานของอเมริกา จะทำให้อาวุธดังกล่าวมีประสิทธิภาพมาก