Ядерное оружие

Я́дерное ору́жие — оружие массового поражения, действие которого основано на поражающих факторах ядерного или термоядерного взрыва.

Атомное оружие основано на разрушительной энергии, получаемой от ядерных реакций деления (оружие деления) или сочетания реакций деления и синтеза (термоядерное оружие). Оба типа бомб выделяют большое количество энергии из относительно небольшого количества вещества: одно ядерное устройство размером с обычную бомбу может разрушить целый город под действием мощной ударной волны, светового излучения и проникающей радиации.

В военных действиях ядерное оружие было использовано всего дважды: при бомбардировке японских городов Хиросима и Нагасаки Вооружёнными силами США в 1945 году во время Второй мировой войны. Согласно подсчётам некоторых учёных^[1][2], ядерная война с эквивалентом в 100 ядерных взрывов размера бомбардировки Хиросимы может привести к десяткам миллионов жертв из-за долгосрочных изменений климата планеты (ядерная зима), не учитывая прямых жертв взрывов.

Действие ядерного оружия основано на использовании энергии взрыва ядерного взрывного устройства, высвобождающейся в результате неуправляемой лавинообразно протекающей цепной реакции деления тяжёлых ядер и/или реакции термоядерного синтеза.

Существует ряд веществ, способных привести к цепной реакции деления. В ядерном оружии используются уран-235 или плутоний-239. Уран в природе встречается в виде смеси трёх изотопов: ²³⁸U (99,2745 % природного урана), ²³⁵U (0,72 %) и ²³⁴U (0,0055 %). Цепную ядерную реакцию поддерживает только изотоп ²³⁵U. Для обеспечения максимальной энергоёмкости уранового взрывного устройства (урановой ядерной бомбы) содержание ²³⁵U в нём должно быть не менее 80 %. Поэтому при производстве оружейного урана для повышения доли ²³⁵U выполняют обогащение урана. Обычно в ядерном оружии используют ²³⁵U с обогащением выше 90 %, либо ²³⁹Pu с обогащением 94 %. Также были созданы экспериментальные ядерные заряды на базе ²³³U, но ²³³U не нашёл применения в ядерном оружии, несмотря на меньшую критическую массу урана-233 по сравнению с ураном-235, из-за примеси ²³²U, продукты распада которого создают жёсткое проникающее излучение для персонала, обслуживающего такое ядерное оружие.

Альтернативой процессу обогащения урана служит создание плутониевых ядерных взрывных устройств на основе изотопа плутоний-239 в качестве основного ядерного взрывчатого вещества. Плутоний не встречается в природе, и этот элемент получают искусственно, облучая нейтронами ²³⁸U. Технологически такое облучение осуществляют в ядерных реакторах. После облучения уран с полученным плутонием отправляют на радиохимический завод, где химическим способом извлекают наработанный плутоний. Регулируя параметры облучения в реакторе, добиваются преимущественной наработки нужного изотопа плутония.

Ядерный гриб от атомной бомбы мощностью 23 кт. на испытаниях (Невада, 1953 год).

Обуглившееся тело мальчика, погибшего от атомной бомбардировки города Нагасаки, фото 10 августа 1945 года (см. ещё фото жертв)

Последствия ядерного взрыва: Сумитэру Танигути

Боеприпас пушечной схемы. 1 — пороховой заряд, 2 — орудийный ствол, 3 — урановый снаряд, 4 — урановая мишень

Возможность преждевременного развития цепной реакции до полного соединения блоков.

Устройство боеприпаса L-11 «Little Boy»: 1 — броневая плита, 2 — электрозапалы Марк-15, 3 — казённая часть орудийного ствола с заглушкой, 4 — мешочки с кордитом, 5 — труба усиления ствола, 6 — стальной задник снаряда, 7 — поддон снаряда из карбида вольфрама, 8 — кольца из урана-235, 9 — выравнивающий стержень, 10 — бронированная труба с электропроводкой, 11 — порты барометрических датчиков, 12 — электроразъёмы, 13 — орудийный ствол калибра 6,5 дюймов, 14 — разъёмы предохранителя, 15 — такелажная серьга, 16 — адаптер мишени, 17 — антенны, 18 — рукав из карбида вольфрама, 19 — мишень из урана-235, 20 — полониево-бериллиевые инициаторы, 21 — заглушка из карбида вольфрама, 22 — наковальня, 23 — рукав мишени из стали К-46, 24 — носовая заглушка диаметром 15 дюймов

Принцип действия имплозивной схемы подрыва — по периметру делящегося вещества взрываются заряды конвенционального ВВ, которые создают взрывную волну, «сжимающую» вещество в центре и инициирующую цепную реакцию.

Форма сборки ЯО

Конструкция Теллера — Улама для двухфазного боеприпаса («термоядерная бомба»).

Конструкция термоядерного боеприпаса образца 1950-х годов с цилиндрическим зарядом термоядерного синтеза (в современных конструкциях используются сферические вторичные ступени).
А) первичная ступень деления;
В) вторичная ступень термоядерного синтеза;
1) линзы, фокусирующие ударную волну от взрыва химического ВВ;
2) уран-238 (тампер) покрытый слоем бериллиевого отражателя нейтронов;
3) вакуум вокруг подвешенного плутониевого ядра;
4) тритий внутри полого плутониевого или уранового ядра;
5) полость, заполненная полистироловой пеной;
6) урановый (обжимающий) тампер;
7) дейтерид лития-6 (термоядерное топливо);
8) плутониевый стержень зажигания;
9) корпус для отражения рентгеновского излучения.

Крупные запасы и глобальный радиус действия (тёмно-синий), менее крупные запасы и глобальный радиус действия (синий), небольшие запасы и региональный радиус действия (голубой).

Испытание термоядерной бомбы на атолле Бикини, 1954 г. Мощность взрыва 11 Мт, из которых 7 Мт выделилось от деления тампера из урана-238