ראשי נפץ גרעיניים קטנים ותשואה נמוכה לא היו בר מזל מבחינה היסטורית. בתקופות מבורכות אלה, כאשר מטענים גרעיניים מכל הסוגים פותחו ונבדקו באופן פעיל, לא היה איזוטופ מתאים עבורם. רק פלוטוניום -239 ואורניום -235 היו זמינים, ואי אפשר היה להפיק מהם מטען גרעיני קומפקטי. כמובן שראש הקרב האמריקאי W54 במשקל 23 ק"ג נראה חיובי מאוד על רקע "האיש השמן" במשקל 4.6 טון, אך הוא עדיין לא היה קומפקטי כפי שהיינו רוצים.
ראש הקרב הזה, ככל הנראה, היה אחד האחרונים, שנבדקו למעשה על ידי פיצוץ גרעיני. ההקפאה שלאחר מכן על ניסויים גרעיניים האטה באופן חד את העבודה, שבגללה נותרו בעיקר מוצרים חזקים בארסנל הגרעין. כעת, כשנדמה כי משטר אי ההפצה וההגבלה הגרעיניים נמצא על סף תשישותו, אפשר לחזור לפיתוח סוגים חדשים של מטענים גרעיניים העלולים לגוון את המלחמה הגרעינית.
אמריציום היא המועמדת הטובה ביותר
פלוטוניום כמילוי מטען גרעיני טוב לכולם, רק שהוא אינו מאפשר יצירת מטען קומפקטי באמת, שכן יש לו מסת קריטית גדולה למדי - 10.4 ק"ג. עם צפיפות פלוטוניום של 19.8 גרם לכל סנטימטר מעוקב, נפח הכדור יהיה 525.2 מטר מעוקב. ס"מ, וקוטרו 10, 1 ס"מ. בנוסף, על מנת לדפוק, לא חייבים לקחת מסה אחת קריטית, אלא קצת יותר, נניח, 1, 2 או 1, 35 מסה קריטית. זאת בשל העובדה שמערכת הפיצוץ ונתיך הנויטרונים במטען קומפקטי אינם טובים כמו בפצצת אוויר או ראש קרב טילים, וכדי להשיג את האפקט הזה, יש לקבל היצע גדול יותר של חומר בקיע. לכן, מטענים פלוטוניום קומפקטי משתמשים בדרך כלל ב-13-15 ק"ג פלוטוניום (עבור 13 ק"ג קוטר הכדור 10.7 ס"מ), שנוצר לגרעין בצורת ביצה או גלילי.
באופן עקרוני, אם כי כבד, אך מתאים למדי לפגזי ארטילריה בקליבר גדול, טילים ומכרות, התברר כי מטענים בטווח הספק של כמה מאות ק"ג ועד 10-15 ק"ט של שווי TNT. אך הייתה התנגדות רצינית: מדוע להשתמש בפלוטוניום בעל ערך נשק יקר עבור מטען בעל הספק נמוך, אם אתה יכול לייצר תחמושת תרמו-גרעינית עם כוח גדול מאין כמוהו? ראש נפץ של 400 קילוטון ישיג אפקט גדול בהרבה מ- 10-15 ק"ט או אפילו פחות.
באופן כללי, היו שתי סיבות לפרישת מטענים גרעיניים בעלי הספק נמוך: ממדים לא קומפקטיים מדי, שהקשו על השימוש בהם, וטענות צבאיות-כלכליות לאי-רציונליות של הוצאת האיזוטופ היקר.
בשנות החמישים, לא היה מה להחליף אורניום ופלוטוניום כאיזוטופים בדרגת נשק. אבל עבר זמן מה מאז והופיע מועמד טוב - americium -242. איזוטופ זה נוצר במהלך ריקבון הפלוטוניום -241 (שנוצר במהלך לכידת נויטרון על ידי אורניום -238), והוא כלול בפסולת עיבוד פלוטוניום ובדלק גרעיני משומש (SNF). לאחר 26 שנים, כל הפלוטוניום -241 יתפרק ל- americium-241, מחצית החיים שלו ארוכה בהרבה-432.2 שנים. לפיכך, SNF שנפרק מכורים ונכנס לאחסון בסוף שנות השמונים ותחילת שנות התשעים אמור כבר להכיל כמות משמעותית של אמריציום -241. בידודו, ככל שניתן לשפוט, אינו מציג קשיים מיוחדים.
אם am-241 מוקרן בנייטרונים, יתקבל איזוטופ יוצא דופן עוד יותר של americium-242m.מכיוון שתוכנן באובנינסק כור המבוסס על americium-242, שנועד להשיג קרינת נויטרונים למטרות רפואיות, ניתנו נתונים מסוימים על ייצורו. גרם אחד של am-242m נוצר על ידי הקרנה של 100 גרם של am-241 (הוא התקבל בכור BN-350 המפורק כעת בשבצ'נקו, קזחסטן), וכדי להשיג כמות זו, מספיק לעבד 200 ק"ג של זקנים SNF. יש לנו הרבה דברים כאלה: כ -20 אלף טון דלק גרעיני משומש והפקה שנתית של כ -200 טון יותר. SNF המצטבר מספיק לייצר כ -1000 ק"ג של am-242m.
בשביל מה טוב AM-242M? מסת קריטית נמוכה במיוחד. המסה הקריטית של האיזוטופ הטהור היא 17 גרם בלבד. עם צפיפות של אמריציום של 13.6 גרם לכל סנטימטר מעוקב, זה יהיה כדור בקוטר של 1.33 ס"מ. אם ניקח 1.35 מהמסה הקריטית, אז הכדור יהיה בקוטר 1.45 ס"מ. עם רפלקטור ומערכת פיצוץ., בהחלט ניתן לשמור בתוך הטיל בגודל 40 מ"מ. שחרור האנרגיה של 1 גרם של am-242m תואם בערך ל- 4.6 ק"ג TNT, כך שמטען כזה עם 22.9 גרם של האיזוטופ ייתן כ- 105 ק"ג TNT.
ניתן להשתמש בתערובת של am-241 ו- am-242m. כשהתוכן של האחרון הוא 8%, המסה הקריטית תהיה 420 גרם. קוטר הכדור יהיה 3.8 ס"מ. זה יכול להיות רימון גרעיני למש"פ, מכרה למרגמה של 82 מ"מ וכן הלאה. שחרור האנרגיה יעמוד על כ -2 טון של שווי ערך TNT.
באופן כללי, המועמד הטוב ביותר לתפקיד מילוי מטענים גרעיניים קומפקטיים מאוד, עד קליעים גרעיניים בקוטר קטן. אמריציום טוב גם בכך שהוא פולט מעט חום במהלך ריקבון, כמעט אינו מתחמם, ולכן אחסון תחמושת גרעינית ממולאת אמריציום אינו דורש מקררים. מחצית החיים הארוכה: am-241-433, 2 שנים, am-242m-141 שנים, מאפשרת גם ייצור וצבירה של americium לשימוש עתידי. תחמושת כזו יכולה להיות מאוחסנת למשך 30-40 שנים ללא שינויים משמעותיים במאפייניהן, ואילו יש לשלוח פלוטוניום לניקוי ממוצרי ריקבון לאחר 10-15 שנים.
המטען האמריקאי יכול לשמש בכוחות עצמו, כמו גם נתיך גרעיני-נייטרונים למטען חזק יותר. אם יתברר שמטען אמריציום יכול ליזום תגובה תרמו -גרעינית (שיכול להיות שכן), אז תיפתח האפשרות ליצור מטענים תרמו -גרעיניים מאוד קומפקטיים וקלים, אך יחד עם זאת.
ראש נפץ לטילים מודרכים
שאלה חשובה היא למה ניתן להשתמש במטען אמריקאי כה קומפקטי. לדוגמה, ניקח מטען המצויד בכ -500 גרם אמריציום ושחרור אנרגיה של 2, 3-2, 5 טון שווה ערך TNT. המשקל הכולל של מוצר זה יכול להיות עד 2-3 ק ג. היכן וכיצד ניתן ליישם אותו?
טילי קרקע-אוויר ואוויר-אוויר, כלומר טילים נגד מטוסים ותעופה, שנועדו להשמיד מטוסים. עבור מטוס, לחץ יתר של 0.2 ק"ג / סמ"ר הוא בהחלט מסוכן (העומס על כנף ה- Su-35 יכול, למשל, להגיע ל -0.06 ק"ג / סמ"ר). פיצוץ של מטען גרעיני קומפקטי בנפח של 2.3 טון ייצור לחץ יתר כזה במרחק של כ -210 מטרים, ולחץ -יתר של 1.3 ק"ג / סמ"ר, שבו בוודאי יתרחש הרס המטוס, ייצור פיצוץ. במרחק של 60 מטר. נתיכי קרבה של טילי מטוסים יוזמים בדרך כלל מטען במרחק של 3-5 מטרים מהמטרה, ובמקרה זה, מטוס המטרה בהחלט לא מבריק שום דבר טוב - מובטחת מובטחת! התזות עדינות של מתכת וענן אדים רדיואקטיביים.
טילים נגד ספינות. טילים קטנים נגד ספינות, כגון Kh-35 ודומיו, הנוחים ביותר לשימוש (יש מטוסים, מסוקים, ספינות, קרקע ואפילו משגרי מכולות), למרבה הצער, הם כל כך חלשים שהם לא יכולים לשקוע, אבל אפילו ברצינות. לפגוע בכל ספינה גדולה. זה נראה בבירור בירי לעבר ספינת הנחיתה של הטנקים USS Racine (LST-1191). היא נפגעה מ -12 טילים נגד ספינות, בדומה ל- Kh-35, והספינה נותרה צפה. הם סיימו איתו רק עם טורפדו.זה לא מפתיע אם משקלו של ראש הטילים משקל של 150-250 ק"ג וכוחם נמוך יחסית. ציוד הטיל X-35 במטען גרעיני אמריקאי בעל המאפיינים הנ"ל הופך את הטיל למסוכן הרבה יותר אפילו לאוניות גדולות. אם משחתת מסוג ארלי בורק ייפגע מטיל כזה, הוא ידרוש במיטבו תיקוני מפעל ממושכים. אבל אפשר לסמוך גם על שקיעה, שכן פיצוץ של כוח כזה עלול בהחלט להרוס את גוף הספינה.
טורפדות. באופן כללי, מטען בעל קיבולת של 2.3 טון TNT המותקן בטורפדו, אפילו לא המודרני ביותר, הופך אותו לטיעון משכנע גם נגד ספינות וספינות גדולות.
ATGM. אם המשקל של כל התחמושת הוא בטווח של 2-3 ק"ג, אז הם יכולים להיות מצוידים בטילים למערכות טילים נגד טנקים, למשל "קורנט". יש לו טווח ירי טוב, עד 5, 5 ק"מ, מה שהופך אותו בטוח למדי להשתמש במטען גרעיני קומפקטי ובספק נמוך. כל הטנק העדכני והמוגן ביותר יובטח על ידי טיל כזה.
כבר מהסקירה הקצרה הזו ברור כי המוביל הטוב ביותר למטרות גרעיניות כה קומפקטיות הוא סוגים שונים של טילים מונחים. החיוב האמריקאי יתברר די יקר ולא ניתן יהיה לייצר כל כך הרבה מהם, כמה מאות, אולי עד אלף חלקים. לכן הם צריכים לירות במשהו בעל ערך וחשוב, שלפחות כלכלית יצדיק את השימוש בו. מטרות: מטוסים, ספינות, מערכות הגנה אווירית, מכ מים, אולי גם הטנקים האחרונים (כלומר היקרים ביותר) ותותחים מונעים עצמית. השילוב בין דיוק הטילים המודרכים לתשואה גבוהה בהרבה של מטען אמריקאי בהשוואה לחומרי נפץ סטנדרטיים יהפוך נשק כזה ליעיל מאוד.
