Принципы устройства ядерных боеприпасов.

Устройства, предназначенные для осуществления ядерных взрывов, называются ядерными зарядами. Основой ядерных зарядов является ядерное взрывчатое вещество (называемое иногда ядерным горючим), в котором может происходить взрывная реакция деления или синтеза.

В зависимости от характера происходящих при взрыве реакций различают ядерные заряды деления (ИЛИ атомные заряды), термоядерные заряды типа «деление-синтез» и термоядерные заряды типа «деление-синтез-деление», или комбинированные термоядерные заряды.

Основными элементами ядерных зарядов деления являются: делящееся вещество (собственно ядерный за ряд), отражатель нейтронов, заряд обычного взрывчатого вещества и искусственный источник нейтронов.

Формирование надкритической массы делящегося вещества в ядерных зарядах деления может осуществляться различными способами.

В зарядах так называемого имплозивного типа формирование надкритической массы осуществляется повышением плотности делящегося вещества путем его всестороннего обжатия давлением взрыва обычного взрывчатого вещества. делящееся вещество в этих зарядах имеет массу меньше критической и располагается внутри заряда из обычного взрывчатого вещества. При взрыве обычного взрывчатого вещества делящееся вещество подвергается сильному обжатию, плотность его увеличивается, масса становится надкритической и в нем развивается реакция деления.

Ядерный заряд деления имплозивного типа:а – до взрыва (плотность делящегося вещества нормальная, масса меньше критической); б – в момент взрыва (плотность делящегося вещества нормальная, масса больше критической).

Чем больше степень обжатия, тем выше надкритичность массы ядерного вещества и соответственно больше мощность взрыва. При увеличении плотности делящегося вещества, например в 2 раза, критическая масса его уменьшается в 4 раза. Возможны и другие схемы устройства заряда. В частности, в зарядах так называемого пушечного типа ядерное горючее разделено на две или несколько частей подкритических размеров, чтобы в каждой из них не могла начаться саморазвивающаяся цепная реакция. Если ядерное горючее разделено на две части, то надкритическая масса образуется путем соединения частей с помощью вышибного заряда взрывчатого вещества.

Схема устройства ядерного заряда деления пушечного типа: а – делящееся вещество разделено на две части: б – делящееся вещество разделено на несколько частей.

От скорости сближения этих частей напрямую зависит полнота протекания реакции и в итоге мощность взрыва. Такие заряды сравнительно просты по конструкции, имеют небольшие размеры и могут быть использованы для снаряжения малогабаритных ядерных боеприпасов. При разделении ядерного вещества на несколько частей надкритическая масса создается так же путем подрыва зарядов взрывчатого вещества, в результате чего все части делящегося вещества соединяются в единое целое в центре ядерного заряда и обжимаются. Такое обжатие делящегося вещества взрывом обычного взрывчатого вещества повышает мощность ядерного взрыва.

Отражатель нейтронов обеспечивает уменьшение критической массы заряда и способствует увеличению мощности взрыва при том же количестве делящегося вещества.

Искусственный источник нейтронов применяется для инициирования цепной реакции деления в строго нужный момент времени и увеличения числа одновременно начинающихся делений.

Схема устройства термоядерного заряда типа «деление-синтез».Термоядерные заряды типа деление-синтез» имеют в своем составе ядерный заряд деления и термоядерное горючее дейтерий лития (химическое соединение дейтерия с изотопом лития – литием-6). При взрыве таких зарядов тритий получается непосредственно в процессе взрыва (при воздействии нейтронов деления на литий-6).

Мощность термоядерных зарядов зависит от количества дейтерия и трития и практически не ограничена.

Комбинированные термоядерные заряды в отличие от термоядерных зарядов типа «деление-синтез» имеют оболочку из урана-238.

Возникающие при реакции синтеза высокоэнергетические нейтроны вызывают деление ядер урана-238, в результате чего мощность взрыва значительно возрастает. Получаемая от деления урана-238 энергия может составлять большую часть всей энергии взрыва таких зарядов.

Для боевого использования ядерные заряды в зависимости от назначения помещают в ту или иную оболочку и снабжают соответствующим взрывным устройством, обеспечивающим взрыв в строго определенное время или на определенной высоте.