А Матущенко - Ядерный щит

Рекордные характеристики по абсолютному энерговыделению были достигнуты СССР при неполномасштабном испытании ЯЗ с номинальным энерговыделением Е =100 Мт, проведенном 30 октября 1961 г. с мощностью взрыва Е =50 Мт. Эксперимент подтвердил номинальные характеристики заряда.

Реализация подобных высоких характеристик стала возможна в результате накопленного опыта и совершенствования системы проектирования ЯЗ.

При разработке данного ЯЗ отмечалось, что его успешное испытание откроет путь к созданию ядерного оружия практически неограниченной мощности. По-видимому, в 1961 г. эта возможность представлялась актуальной для системы ядерных вооружений СССР. В то же время следует отметить, что рассматриваемый сверхмощный заряд ни в номинальном варианте (Е=100 Мт), ни в испытательном (Е=50 Мт) никогда не входил в ядерный боезапас СССР. Соответственно, и это направление работ не получило дальнейшего развития. Ядерная программа СССР пошла по другому пути.

Отметим также, что проведение ядерного испытания 30 октября 1961 г. с энерговыделением Е =50 Мт, в котором было радикально сокращено значимое экологическое воздействие взрыва, явилось крупным достижением технологии ядерных испытаний, созданной к тому времени СССР.

Разработка сверхмощных термоядерных зарядов расценивалась как важная задача для обоих ядерных институтов СССР. Рассмотренные выше разработки, испытанные 30 октября 1961 г. и 27 сентября 1962 г., проводились во ВНИИЭФ («Арзамас-16»).

В качестве примеров разработок сверхмощных зарядов, проводившихся ВНИИТФ («Челябинск-70»), можно привести устройства, испытанные 25 сентября и 24 декабря 1962 г. В первом случае испытывался заряд, близкий по характеристикам к заряду ВНИИЭФ, испытанному 27сентября 1962 г. Сравнение показывает, что это были, по существу, дублирующие разработки.

В эксперименте 24 декабря 1962 г. проводилось испытание сверхмощного заряда с номинальным энерговыделением около 50 Мт в условиях неполномасштабного взрыва, примерно в два раза сниженной мощности. Испытание подтвердило ожидаемые характеристики заряда. Отметим, что в испытательном варианте, представляющем собой заряд повышенной чистоты, собственно ядерное энерговыделение было невелико.

Характерным видом работ при разработке термоядерных зарядов большой мощности для США было создание ЯЗ повышенной чистоты, в которых вклад ядерного энерговыделения в полную мощность взрыва существенно снижался.

Первое испытание в рассматриваемых целях было проведено в СССР 20 октября 1958 г. на полигоне Новая Земля в модификации ранее испытанного «грязного» двухстадийного заряда. Уровень ядерного энерговыделения, достигнутый в разработке, составил незначительную часть полной энергии, однако при этом полное энерговыделение существенно уменьшилось по сравнению с базовым зарядом.

К данным разработкам относится и рассмотренный выше заряд, испытанный 30 октября 1961 г., с энерговыделением Е =50 Мт, в котором доля собственного ядерного энерговыделения была невелика.

При рассмотрении вопросов, связанных с практическим использованием зарядов повышенной чистоты для военных целей, важное значение имели результаты атмосферных испытаний, которые характеризовали радиационную обстановку в районе эпицентра взрыва и на следе радиоактивного облака в зависимости от высоты (приведенной высоты) взрыва.

Для определения возможного уменьшения активности взрывов исследовалось влияние наведенной активности, связанной с нейтронной активацией элементов конструкции термоядерного боеприпаса.

Определенное различие в подходах разработчиков двух стран было обусловлено тем, что полный мегатоннаж ядерного арсенала СССР в то время был далек от того уровня, когда он мог представлять собой глобальную угрозу для среды обитания в случае широкомасштабного ядерного конфликта. Работы США в этом направлении, по-видимому, были связаны с поисками удовлетворительного решения данной проблемы, которая была актуальна в связи с большой величиной мегатоннажа ядерного арсенала США.

Интегральный мегатоннаж боеприпасов и проблема глобального радиоактивного загрязнения окружающей среды

Ядерные испытания позволили существенно развить представления о составе и количестве радионуклидов, нарабатываемых в ядерных и термоядерных взрывах, характере переноса и выпадения радиоактивных продуктов в различных зонах, прилегающих к району взрыва, и глобальном радиоактивном загрязнении среды обитания. Приведем ряд оценок параметров глобального радиоактивного загрязнения, к которому могло бы привести полное использование ядерного арсенала США того времени в масштабной ядерной войне.

Удельная наработка активности продуктов деления урана-238 к характерному моменту ?=30 сут, который может быть началом глобального выпадения радиоактивных продуктов, составляет С0 = 2,3 • 10 5Ки/кт, а совокупная наработка активности продуктов деления к этому времени (с учетом ее естественного распада) может быть оценена С = 2,3 • 10 12Ки. При равномерном распределении этой активности по поверхности земного шара ее плотность q= 4,5 • 10 12Ки/км 2. Интенсивность гамма-дозы, создаваемой этой активностью, может быть оценена на уровне ГУу= 0,85 Р/сут ^ =30 сут), а интегральная поглощенная доза за все время после выпадения радиоактивных продуктов может составить 1)у = (15—40) Р (в зависимости от времени их выпадения на данной территории, но не ранее 30 сут после производства взрывов и от скорости заглубления активности в грунт).

Глобальное радиоактивное загрязнение среды обитания связано также с наработкой активности плутония, трития (Т) и радиоуглерода С-14.

Исходя из удельной наработки активности плутония в термоядерных зарядах (в основном плутония-239 и плутония-240) С0 = 10 3Ки/Мт получим оценку возможной интегральной наработки активности плутония при подрыве ЯЗ ядерного арсенала США С = 2 • 10 7Ки. При равномерном распределении этой активности по поверхности земного шара ее плотность может быть оценена величиной #(Ри) = 4 • 10 -2Ки/км 2.

При уровне удельной наработки остаточного трития в термоядерных зарядах 0,5—1 кг/Мт его интегральная наработка в рассматриваемом случае может быть оценена на уровне тъ= (9—17,5) т с совокупной активностью С (Т) = (9—17,5) • 10 11Ки. Эта величина превышает в 50—100 раз равновесное естественное содержание трития в гидросфере.

Исходя из величины удельной наработки нейтронов при взрыве термоядерных зарядов п =2 • 10 26н/Мт и условии их полного захвата азотом атмосферы можно оценить возможную наработку радиоуглерода С-14 в рассматриваемом случае на уровне т0= 83 т с совокупной активностью С (С-14) = 3,7 • 10 8Ки. Для сравнения отметим, что эта величина почти в 102 раз превышает естественное содержание радиоуглерода в атмосфере и находится на уровне естественного содержания С-14 в гидросфере.