Александр Прищепенко - Шипение снарядов

D + D → T + p + 4 МэВ;

D + D → He 3+ n + 3,3 МэВ;

T + T → He 4+ 2n + 11,3 МэВ;

He 3+ D → He 4+ p + 18,4 МэВ;

Li 6+ n → He 4+ T + 4,8 МэВ;

так что и литий не оказывается «балластом». При этом ядра ускоряются не напряжением, как в нейтронной трубке, а приобретают необходимую энергию при повышении температуры. Это — истинные термоядерные взаимодействия, а не похожие на них реакции срыва.

Сечения процессов, происходящих в ампуле, неодинаковы и, конечно, не все топливо успевает прореагировать. Энергетический вклад вторичных взаимодействий зависит от конструкции заряда и может оказаться существенным, но он намного меньше, чем могла бы дать реакция того же количества ядер дейтеротритиевой смеси, которая, к тому же, быстротечна настолько, что температура на фронте синтеза [59] У этой реакции много общего с детонацией химических ВВ, где энерговыделение также происходит в узкой области, прилегающей к фронту, только при термоядерной детонации скорость и другие параметры на много порядков выше. А вот при делении ядер длина свободного пробега нейтронов сравнима с размерами сборки, реакция не имеет выраженного фронта и охватывает сразу весь объем делящегося вещества (такой процесс принято называть «гомогенным взрывом»). существенно выше и достигает миллиарда градусов: продукты реакции в этой узкой области не успевают «уравнять» свою энергию в столкновениях с окружающими частицами.

Значительная часть энергии синтеза может пропасть для взрыва:

для реакции D+T более 80 % ее «ускользнуло» бы из огненного шара с быстрыми нейтронами, пробег которых в воздухе составляет многие километры. Эта часть энергии рассеялась бы в соответствующих размеров воздушной сфере, вызвав лишь слабое её возмущение, поэтому в образцах термоядерного оружия, которые рассчитаны на взрывной эффект, такого не допускают, реализуя еще и третью фазу, для чего ампула окружается тяжелой оболочкой из отвального урана, из которого также изготавливается и буфер. Нейтроны, испускаемые при рападе U 238 имеют слишком малую энергию, чтобы вызывать последующие акты деления, но этот изотоп делится под действием «внешних» высокоэнергетичных нейтронов от термоядерных реакций. Нецепное деление в U 238 дает прибавку энергии огненного шара, иногда превалирующую даже над вкладом термоядерных реакций.

В ампуле нет веществ, в которых при нормальных условиях может возникнуть цепная реакция, поэтому их количество не ограничено, а значит — у энерговыделения термоядерного заряда нет верхнего предела, вроде того, который существует для заряда деления. На каждый килограмм веса трехфазных изделий приходится несколько килотонн тротилового эквивалента — они существенно превосходят по удельным характеристикам другие классы ядерного оружия!

Неприятная особенность трехфазных боеприпасов — повышенный выход испускающих все виды радиации осколков деления. Нельзя сказать, что двухфазные заряды не загаживают местность нейтронами, вызывающими в практически всех элементах ядерные реакции, не прекращающиеся и спустя многие годы после взрыва [60] Это явление называют «наведенной радиоактивностью». , а также — осколками деления своих «запалов», но все познается в сравнении, и трехфазные далеко превосходят их в этом отношении. Превосходят настолько, что некоторые боеприпасы выпускались в двух вариантах: «грязных» — трехфазных и «чистых». Последние предназначались для применения на территории, где предполагались действия своих войск, и ради обеспечения их безопасности, шли на снижение мощности. Так, например, американская авиабомба Мк-36 (рис. 3.24) выпускалась в двух идентичных по внешнему виду вариантах: «грязном» Mk-36Y1, с энерговыделением 9 тротиловых мегатонн, и вдвое уступавшем ему по мощности, «чистом» варианте Mk-36Y2.

О «грязных» боеприпасах все знали и в 60-е годы в армиях, тогда знаменитых своим крайне высоким уровнем технической оснащенности, не только личный состав, но и средства обеспечения его мобильности снабжали противогазами [61] «Не в интересах правды, а в интересах истины» надо упомянуть о защитных свойствах противогаза. От проникающих излучений (нейтронного и гамма) он не спасет, фильтр задержит лишь пыль, иногда — весьма радиоактивную. Если противогаз не надет, пыль оседает в легких и облучает организм «изнутри», что очень опасно для здоровья, но не имеет значения для хода и исхода боя. При применении противником, например, нейтронного боеприпаса (о них — далее) надевший вовремя противогаз при прочих равных условиях получит ту же «нейтронную» дозу облучения, что и ненадевший. (рис. 3.25).

Понятно, что если ради снижения выхода осколков деления шли на понижение мощности, то и на запал (ядерный заряд) посматривали косо. Попытались от него избавиться, заменив деление сверхскоростной кумуляцией: головной элемент струи, состоявшей из термоядерного топлива, разогнали до сотни километров в секунду и — по топливу же — ударили (в момент столкновения температура и плотность возрастают значительно). Но на фоне взрыва килограммового кумулятивного заряда «термоядерная» прибавка энергии оказалась ничтожной, и эффект зарегистрировали лишь косвенно — по незначительному выходу нейтронов. Отчет об этих проведенных в США опытах был опубликован в 1961 году в сборнике «Атом и оружие», что при тогдашней параноидальной секретности само по себе свидетельствовало о неудаче.

Не «увенчались» и попытки использовать энергию взрыва «кружным путем». В 1989 году автор принимал участие в конференции «Мегагаусс-5», где обсуждались вопросы магнитной кумуляции. Привлек внимание доклад пожилого китайского ученого. Нагрузкой его спирального взрывомагнитного генератора (СВМГ) [62] СВМГ, устройство которого описано в гл.4, способен сформировать очень мощный импульс тока: образцы с характерными размерами в метры — до сотен миллионов ампер. служили две концентрические сферические сетки (рис. 3.26). Нагрузка автора не заинтересовала, в отличие от характеристик генератора. Китаец неплохо говорил по-русски (окончил в свое время, как и автор, МИФИ) и быстро выяснилось, что характеристики генератора от оптимальных далеки. Вероятно, разочарование слушателя раззадорило ханьца, потому что, отвечая на заданный автором уже из вежливости вопрос о нагрузке, он ответил, что сетка предназначена «для имплозии». Распаляясь, он ответил и на следующий вопрос — о начальной и конечной плотности сжимаемого вещества, после чего прояснилось многое, в том числе и то, что до «зажигания» синтеза (это слово никем из собеседников, понятно, не произносилось) очень далеко.