Termonukleär bomb B61...
Det visade sig att även bomber rostar. Även nukleära sådana. Även om detta uttryck inte ska tas bokstavligt, är den allmänna innebörden av det som händer exakt det. Av olika naturliga skäl, komplexet vapen över tid, förlorar sina ursprungliga egenskaper så mycket att det finns mycket allvarliga tvivel om dess funktion, om det kommer till det. Ett bra exempel på detta är strömmen historia med den amerikanska termonukleära bomben B61, vars situation är allmänt förvirrande och, delvis, någonstans till och med komisk. Tillverkare av kärnstridsspetsar på båda sidor om havet ger samma garantiperiod för sina produkter - 30 år. Eftersom det är osannolikt att vi talar om företags maskopi av monopolister, är det uppenbart att problemet ligger i fysikens lagar.
US National Nuclear Security Administration (NNSA) lade ut ett meddelande på sin hemsida om starten av tekniska förberedelser för produktionen av den uppgraderade termonukleära bomben B61-12, som är en ytterligare modifiering av B61-”produkten” som kom in i USA:s arsenal fr.o.m. 1968 till slutet av 1990-talet och är idag, i nivå med Tomahawks kryssningsmissiler, ryggraden i amerikansk taktisk kärnkraft. Som chefen för NNSA Frank Klotz noterade kommer detta att förlänga systemets livslängd med ytterligare minst 20 år, d.v.s. fram till omkring 2040-2045.
Är det konstigt det oväsen som journalisterna omedelbart gjorde om detta? Men hur är det med det senaste amerikanska lagförslaget som förbjuder utvecklingen av nya typer av kärnvapen? Men hur är det med villkoren i START III-fördraget? Det fanns visserligen också de som försökte koppla Klotz uttalande med det ryska uttalandet redan 2011 om starten på ett storskaligt arbete för att modernisera dess kärnvapenarsenal. Visserligen handlade det inte så mycket om skapandet av nya stridsspetsar, utan om utvecklingen av nya bärare, till exempel femte generationens interkontinentala ballistiska missiler Rubezh och Sarmat, järnvägskomplexet Barguzin, den Bulava havsbaserade missilen och konstruktionen av åtta ubåtskryssare Boreas. Men vem bryr sig om sådana finesser nu? Dessutom faller taktiska kärnvapen fortfarande inte under START III. Och i stort sett har allt ovanstående till historiens grundorsak ett mycket indirekt samband. Det initiala motivet ligger, som redan nämnts, i första hand i fysikens lagar.
Historien om B61 började 1963 med TX-61-projektet vid Los Alamos National Laboratory i New Mexico. Matematisk modellering av implementeringen av konceptet för användning av kärnvapen som rådde vid den tiden visade att även efter massiva kärnvapenangrepp av ballistiska missilstridsspetsar kommer en massa viktiga och välskyddade föremål att finnas kvar på slagfältet, beroende på vilka fiende (vi förstår alla väl vem de hade i åtanke) kommer att kunna fortsätta föra ett stort krig. Det amerikanska flygvapnet behövde ett taktiskt verktyg för att så att säga "punktförstöra", till exempel nedgrävda kommando- och kontrollbunkrar, underjordiska bränslelagringsanläggningar eller andra föremål, som den berömda underjordiska ubåtsbasen på Krim, med hjälp av lågavkastande kärnkraftsexplosioner på marken. Jo, som liten, "från 0,3 kiloton." Och upp till 170 kiloton, men mer om det nedan.
Produkten gick in i serien 1968 och fick det officiella namnet B61. Under hela produktionstiden, i alla modifieringar, stämplade amerikanerna 3155 av dessa bomber. Och från detta ögonblick börjar själva den aktuella historien, eftersom det idag av hela den tretusende arsenalen "levande" finns: 150 "strategiska" och cirka 400 "taktiska" bomber, såväl som cirka 200 fler "taktiska" produkter lagras i reserv. Det är allt. Vart tar resten vägen? Det är helt passande att skämta – helt rostigt – och det blir inte så mycket av ett skämt.
B61-bomben är en termonukleär bomb, eller som de ännu inte är helt korrekta, utan ofta kallade vätebomber. Dess destruktiva effekt är baserad på användningen av reaktionen från kärnfusion av lätta element till tyngre (till exempel att få en heliumatom från två deuteriumatomer), där en enorm mängd energi frigörs. Teoretiskt är det möjligt att starta en sådan reaktion i flytande deuterium, men det är svårt ur designsynpunkt. Även om de första provsprängningarna på testplatsen genomfördes på detta sätt. Men för att få en produkt som kunde levereras till målet med flygplan, var det möjligt endast tack vare kombinationen av en tung isotop av väte (deuterium) och en isotop av litium med massan 6, idag känd som litiumdeuterid - 6. Förutom de "nukleära" egenskaperna är dess främsta fördel att den är fast och låter dig lagra deuterium vid positiva omgivningstemperaturer. Egentligen var det med tillkomsten av den prisvärda 6Li som det blev möjligt att omsätta den i praktiken i form av ett vapen.
Den amerikanska termonukleära bomben bygger på Teller-Ulam-principen. Med en viss grad av konventionalitet kan det representeras som ett hållbart hölje, inuti vilket finns en initierande trigger och en behållare med termonukleärt bränsle. Avtryckaren, eller, enligt vår mening, detonatorn, är en liten plutoniumladdning, vars uppgift är att skapa de initiala förutsättningarna för att starta en termonukleär reaktion - hög temperatur och tryck. Den "termonukleära behållaren" innehåller litium-6-deuterid och en plutoniumstav placerad strikt längs den längsgående axeln, som spelar rollen som en säkring för en termonukleär reaktion. Själva behållaren (kan vara gjord av både uran-238 och bly) är belagd med borföreningar för att skydda innehållet från för tidig uppvärmning av neutronflödet från avtryckaren. Noggrannheten i den relativa positionen för avtryckaren och behållaren är extremt viktig, därför är det inre utrymmet efter monteringen av produkten fyllt med en speciell plast som leder strålning, men samtidigt ger tillförlitlig fixering under lagring och före detonationsstadiet.
När avtryckaren avfyras frigörs 80 % av dess energi i form av en puls av så kallad mjuk röntgenstrålning, som absorberas av plasten och skalet på den "termonukleära" behållaren. Under processens gång förvandlas båda till högtemperaturplasma, som står under högt tryck, och komprimerar innehållet i behållaren till en volym som är mindre än en tusendel av originalet. Således går plutoniumstaven in i ett superkritiskt tillstånd och blir källan till sin egen kärnreaktion. Förstörelsen av plutoniumkärnor skapar ett neutronflöde, som, i samverkan med litium-6 kärnor, frigör tritium. Det interagerar redan med deuterium och samma fusionsreaktion börjar, vilket frigör explosionens huvudenergi.
Schema för stegen i driften av en vätebomb. Foto: en.wikipedia.org
Var:
A: Stridsspets före explosion; det första steget är överst, det andra steget är längst ner. Båda komponenterna i en termonukleär bomb.
B: Sprängämnet detonerar det första steget, komprimerar plutoniumkärnan till ett superkritiskt tillstånd och initierar en klyvningskedjereaktion.
C: Under klyvningsprocessen i det första steget uppstår en röntgenpuls, som fortplantar sig längs den inre delen av skalet och tränger igenom polystyrenskumfyllmedlet.
D: Det andra steget komprimeras på grund av ablation (avdunstning) under påverkan av röntgenstrålar, och plutoniumstaven inuti det andra steget går in i ett superkritiskt tillstånd, initierar en kedjereaktion och frigör en enorm mängd värme.
E: I den komprimerade och uppvärmda litium-6-deuteriden inträffar en fusionsreaktion, det emitterade neutronflödet är initiatorn till sabotagedelningsreaktionen. Eldklotet expanderar...
Under tiden smällde det inte, den termonukleära B61 är en välbekant "bombformad järnbit" 3,58 meter lång och 33 cm i diameter, bestående av flera delar. I noskonen - styrelektronik. Bakom den finns ett fack med en laddning som ser ut som en helt diskret metallcylinder. Sedan fanns det ett relativt litet elektronikfack och en stjärt med stelt fixerade stabilisatorer innehållande en bromsstabiliserande fallskärm för att bromsa fallhastigheten så att planet som släppte bomben hann ta sig ur sprängzonen.
Bomb "B-61" demonterad. Foto: wikimedia.org
I denna form förvarades bomben "där det behövdes". Inklusive nästan 200 enheter utplacerade i Europa: i Belgien, Nederländerna, Tyskland, Italien och Turkiet. Eller tror du varför USA drar tillbaka sina medborgare från Turkiet i dag, till och med evakuerar familjer till diplomater, och varför vakterna på Natos flygbas Incirlik har tagit perimetern "i strid" och förbereder sig för att faktiskt skjuta på sin partner i militärblocket vid minsta försök att korsa omkretsen av den "amerikanska" sektorn? Anledningen är just närvaron där av något operativt lager av amerikanska taktiska kärnvapen. Det är dessa B61. Det gick inte att fastställa exakt hur många av dem i Turkiet, men på flygbasen Ramstein i Tyskland finns det 12 av dem.
Foto: //ic.pics.livejournal.com
Fälttester av B61 av de första modellerna gav generellt ett tillfredsställande resultat. Från en räckvidd på 40 - 45 kilometer föll produkten in i en cirkel med en radie på cirka 180 meter, vilket, med en maximal explosionskraft på 170 kiloton, garanterade framgångsrik kompensation för en miss i avstånd av kraften från själva markexplosionen . Det är sant att militären snart uppmärksammade den teoretiska möjligheten av designen att något variera explosionens kraft, eftersom det maximala inte alltid krävdes, och i ett antal fall orsakade överdriven iver mycket mer skada än nytta. Så den "rena" B61, som den ursprungligen uppfanns, finns inte längre bevarad idag.
Hela det släppta beståndet gick igenom en hel serie på varandra följande modifieringar, av vilka den äldsta nu är B61-3 och snart följt av B61-4. Det senare är särskilt intressant eftersom samma produkt, beroende på elektronikens inställningar, kan skapa en explosion med en kraft på 0,3 - 1,5 - 10 - 45 kiloton. Tydligen är 0,3 kiloton det ungefärliga värdet av avtryckarens explosionskraft, utan att den efterföljande termonukleära delen av bomben skjuts upp.
För närvarande i tjänst med USA finns den 3:e och 4:e modellen B61, för den så kallade "låga" bombningen som används av taktiska flygplan flyg: F-16, F-18, F-22, A-10, Tornado och Eurofighter. Och modifierad till ett kraftsteg på 60, 80 och 170 kiloton, modifieringar 7 och 11 anses vara "höghöjd" och ingår i vapensortimentet för B-2A och B-52H strategiska bombplan.
Foto: sputniknews.com
Berättelsen skulle ha slutat där, om inte fysiken. Det verkar som att de tillverkade en bomb, lade den i ett speciellt förråd, satte upp vakter och en rutintjänst började flöda. Jo, ja, i början av 70-talet, som ett resultat av flygnödsituationer med B-52:or som patrullerade i luften, inträffade flera problem när några kärnvapenbomber gick förlorade. Utanför Spaniens kust blossar sökningar upp då och då till denna dag. Det amerikanska flygvapnet erkände aldrig hur många "produkter" de hade vid den tiden "sjunkit tillsammans med flygplanets vrak." Men det fanns bara 3155, och något omkring tusen återstod, detta kan inte hänföras till något undantagstillstånd. Vart tog skillnaden vägen?
Det är inte alls för tråkighetens skull som jag i detalj beskrev enheten för den amerikanska taktiska "kärnvapenbatongen" ovan. Utan honom skulle det vara svårt att förstå kärnan i problemet som USA står inför, och som har försökt dölja i åtminstone de senaste 15 åren. Kom ihåg att en bomb består av en "bränsletank" och en plutoniumavtryckare, en tändare. Det finns inga problem med tritium. Litium-6-deuterid är ett fast ämne och är, enligt dess egenskaper, ganska stabilt. Vanliga sprängämnen, som utgör detonationssfären för den initiala triggerinitiatorn, ändrar naturligtvis sina egenskaper med tiden, men att ersätta den skapar inget särskilt problem. Men det finns frågor om plutonium.
Vapenplutonium - det sönderfaller. Konstant och ostoppbar. Problemet med stridsförmågan hos "gamla" plutoniumladdningar är att koncentrationen av Plutonium 239 minskar med tiden. På grund av alfasönderfall (kärnorna i Plutonium-239 "förlorar" alfapartiklar, som är kärnorna i heliumatomen), en förorening av uran bildas istället 235. Följaktligen växer den kritiska massan. För rent Plutonium är 239 11 kg (10 cm sfär), för uran är det 47 kg (17 cm sfär). Uran-235 sönderfaller också (detta är också fallet med Plutonium-239, även alfa-sönderfall), förorenar plutoniumsfären med Thorium-231 och Helium. En inblandning av plutonium 241 (och det finns alltid, om än bråkdelar av en procent) med en halveringstid på 14 år, sönderfaller också (i detta fall är beta-sönderfallet redan på gång - Plutonium-241 "förlorar" en elektron och en neutrino), vilket ger Americium 241, vilket ytterligare förvärrar kritiska indikatorer (Americium-241-sönderfall i alfa till Neptunium-237 och allt det där eller Helium).
När jag pratade om rost skämtade jag inte så mycket. Plutoniumladdningar "blir gamla". Och de kan liksom inte "uppdateras". Ja, teoretiskt sett är det möjligt att ändra designen av initiatorn, smälta 3 gamla bollar, smälta 2 nya från dem ... Genom att öka massan, med hänsyn till nedbrytningen av plutonium. Men "smutsigt" plutonium är opålitligt. Även en förstorad "boll" kanske inte når ett superkritiskt tillstånd när den komprimeras under en explosion ... Och om plötsligt, på grund av något statistiskt infall, ett ökat innehåll av Plutonium-240 bildas i den resulterande kulan (den bildas från 239 av neutroninfångning) - då kan den tvärtom slå direkt på fabriken. Det kritiska värdet är 7% Plutonium-240, vars överskott kan leda till ett elegant formulerat "problem" - "för tidig detonation".
Således kommer vi till slutsatsen att för att uppdatera B61-flottan behöver staterna nya, fräscha plutoniuminitiatorer. Men officiellt stängdes avelsreaktorer i Amerika redan 1988. Det finns naturligtvis fortfarande ackumulerade reserver. I Ryssland hade 2007 170 ton plutonium för vapen ackumulerats, i USA - 103 ton. Även om dessa aktier också "åldras". Dessutom minns jag NASA-artikeln att USA har Plutonium-238 kvar för bara ett par RTG:er. Department of Energy lovar NASA 1.5 kg Plutonium-238 per år. "New Horizons" har en 220-watts RTG som innehåller 11 kilo. "Curiosity" - bär RTG med 4.8 kg. Dessutom finns det förslag på att detta plutonium redan har köpts i Ryssland ...
Detta lyfter slöjan av sekretess över frågan om "masskrympning" av amerikanska taktiska kärnvapen.
Jag misstänker att de så att säga demonterade alla B61 som tillverkats före början av 80-talet av XNUMX-talet för att undvika "plötsliga olyckor". Och även med tanke på osäkerheten: - men kommer produkten att fungera som den ska, om den, gud förbjude, kommer till sin praktiska tillämpning? Men nu har tiden för resten av arsenalen börjat "närma sig", och tydligen fungerar inte de gamla knepen med det längre. Bomber måste demonteras, men det finns inget att göra nya i Amerika. Från ordet - i allmänhet. Teknik för anrikning av uran har gått förlorad, produktionen av plutonium av vapenkvalitet har nu stoppats genom ömsesidig överenskommelse mellan Ryssland och USA, specialreaktorer har stoppats. Det finns praktiskt taget inga specialister kvar. Och, som det visade sig, har USA inte längre pengarna att starta dessa nukleära danser från början i rätt mängd. Och det är omöjligt att överge taktiska kärnvapen av ett antal politiska skäl. Och faktiskt, i USA är alla, från politiker till militärstrateger, alltför vana vid att ha en taktisk kärnvapenbatong i sin ägo. Utan det är de på något sätt obekväma, kalla, rädda och väldigt ensamma.
Men att döma av informationen från öppna källor, medan kärnkraftsfyllningen i B61 ännu inte är helt "rutten".
I 15-20 år kommer produkten fortfarande att fungera. En annan fråga är att du kan glömma att ställa in den på maximal effekt. Innebär vad? Så vi måste ta reda på hur samma bomb kan placeras mer exakt! Beräkningar på matematiska modeller visade att genom att minska radien för den cirkel där produkten kommer att garanteras att falla till 30 meter, och säkerställa inte marken, utan underjordisk detonation av stridsspetsen på ett djup av minst 3 till 12 meter, det destruktiva slagkraft, på grund av processer, jordar som flyter i ett tätt medium, det visar sig detsamma, och explosionskraften kan minskas upp till 15 gånger. Grovt sett uppnås samma resultat med 17 kiloton istället för 170. Hur gör man? Ja, Watson!
Flygvapnet har använt JDAM-teknik (Joint Direct Attack Munition) i nästan 20 år nu. Den vanliga "dumma" (från engelska dumb) bomben tas. Ett vägledningskit hängs på den, inklusive användning av GPS, stjärtsektionen ändras från passiv till aktiv thruster på omborddatorns kommandon, och här har du en ny, redan "smart" (smart) bomb som kan träffa målet exakt. Dessutom gör ersättningen av material för vissa delar av skrovet och huvudkåpan det möjligt att optimera banan för produktens möte med ett hinder så att den, på grund av sin egen kinetiska energi, kan penetrera marken till önskad djupet före explosionen.Tekniken utvecklades av Boeing Corporation 1997 av en gemensam order från Air Force och Navy USA. Under "Second Iraqi" finns ett känt fall av en 500-kilos JDAM som träffar en irakisk bunker som ligger på ett djup av 18 meter under jorden. Dessutom inträffade undermineringen av själva bombens stridsspets på minus tredje nivån av bunkern, som var ytterligare 12 meter under. Inte tidigare sagt än gjort! USA har ett program för att uppgradera alla 400 "taktiska" och 200 "reserv" B61:or till den senaste B61-12-uppgraderingen. Det finns dock rykten om att "höghöjds"-alternativ också kommer att falla under detta program.
Bomb B-61". Foto: //militaryarms.ru
Bilden från testprogrammet visar tydligt att ingenjörerna gick den vägen. Du bör inte vara uppmärksam på att skaftet sticker ut bakom stabilisatorerna. Detta är fästelementet till testbänken i vindtunneln.
Foto: blogspot.com
Det är viktigt att notera att en insats dök upp i den centrala delen av produkten, i vilken lågeffektsraketmotorer är placerade, vars avgaser från munstycken ger bomben sin egen rotation längs den längsgående axeln. I kombination med ett referenshuvud och aktiva roder kan B61-12 nu glida till en räckvidd på upp till 120-130 kilometer, vilket gör att bärarflygplanet kan släppa det utan att gå in i målets luftförsvarszon.
Den 20 oktober 2015 genomförde det amerikanska flygvapnet ett falltest av ett prov av en ny taktisk termonukleär bomb på en testplats i Nevada, med en F-15E stridsbombplan som bärare. Ammunition utan laddning träffade säkert en cirkel med en radie på 30 meter.
Foto: livejournal.com
Om noggrannhet (KVO):
Foto: livejournal.com
Det betyder att amerikanerna formellt lyckades (det finns ett sådant uttryck för dem) att ta Gud i skägget. Under såsen av att "bara modernisera en mycket, mycket gammal produkt", som dessutom inte faller under något av de nyligen ingångna avtalen, skapade USA en "atomsyl" med ökad räckvidd och precision. Med hänsyn till särdragen i fysiken för stötvågen av en underjordisk explosion och moderniseringen av stridsspetsen under 0,3 - 1,5 - 10 - 35 (enligt andra källor upp till 50) kiloton, i penetrerande läge, kan B61-12 ge samma förstörelse som i en konventionell markexplosionskapacitet från 750 till 1250 kiloton.
Det är sant att baksidan av framgång var ... pengar och allierade. Sedan 2010 har Pentagon endast spenderat 2 miljarder dollar på sökandet efter en lösning, inklusive kasttester på testplatsen, som bara är bagateller med amerikanska mått mätt. Det är sant, en sarkastisk fråga uppstår, vad var så nytt de kom med, med tanke på att den dyraste seriella uppsättningen utrustning för att återutrusta en konventionell högexplosiv bomb av GBU-typ, jämförbar i storlek och vikt, kostar bara 75 tusen dollar där? Tja, okej, varför titta i någon annans ficka.
En annan sak är att NNSA-experterna själva förutspår kostnaden för att omarbeta hela den nuvarande B61-ammunitionen till ett belopp av minst 8,1 miljarder dollar till 2024. Detta är om inget stiger i pris någonstans vid den tiden, att det finns en helt fantastisk förväntan på amerikanska militärprogram. Även om ... även om denna budget är uppdelad i 600 produkter avsedda för modernisering, säger kalkylatorn mig att pengar kommer att behövas minst 13,5 miljoner dollar styck. Var är det ännu dyrare, med tanke på detaljpriset på ett vanligt "smartness for a bomb"-kit?
Det finns dock en mycket icke-noll sannolikhet att hela B61-12-programmet aldrig kommer att genomföras fullt ut. Detta belopp har redan orsakat allvarligt missnöje med den amerikanska kongressen, som är seriöst upptagen med att leta efter möjligheter att binda ihop utgifter och minska budgetprogram. Inklusive försvar. Pentagon, naturligtvis, kämpar till döds. USA:s biträdande försvarsminister för global strategi, Madeleine Creedon, sa vid en utfrågning i kongressen att "effekten av sekvestrarna hotar att undergräva ansträngningarna [att modernisera kärnvapen] och ytterligare öka oplanerade kostnader genom att förlänga utvecklings- och produktionsperioderna." Enligt henne, redan i sin nuvarande form, har budgetnedskärningar hittills lett till att starten av B61-moderniseringsprogrammet har skjutits upp med ungefär sex månader. De där. starten av serieproduktionen av B61-12 har flyttats till början av 2020.
Å andra sidan har civila kongressledamöter som sitter i olika kontroll och övervakning och alla möjliga budget- och finanskommissioner sina egna skäl för kvarhållande. F-35-flygplanet, som anses vara huvudbäraren av nya termonukleära bomber, flyger fortfarande inte riktigt. Programmet för dess försörjning till trupperna har redan störts för femtonde gången och det är inte känt om det överhuvudtaget kommer att avrättas. Europeiska Nato-partner uttrycker alltmer oro över faran för ökad "taktisk skärpa" hos den uppgraderade B61 och det oundvikliga "någon sorts svar från Ryssland". Och under de senaste åren har hon redan lyckats visa förmågan att avvärja nya hot på kategoriskt asymmetriska sätt. Oavsett hur det visade sig att som ett resultat av Moskvas vedergällningsåtgärder ökade inte kärnsäkerheten i Europa, i motsats till Washingtons söta tal, utan tvärtom verkade inte minska. De håller alltmer fast vid önskan om ett kärnvapenfritt Europa. Och de moderniserade termonukleära bomberna behagar dem inte alls. Om inte Storbritanniens nya premiärminister lovade något om kärnvapenavskräckning i sitt första tal när hon tillträdde. Resten, särskilt Tyskland, Frankrike och Italien, tvekar inte alls att säga att mot deras verkliga problem med migranter och terrorhot kan taktiska kärnvapen hjälpa minst.
Men Pentagon har fortfarande ingenstans att ta vägen. Om dessa bomber inte moderniseras under de kommande 4-8 åren, kommer "rosten att sluka" hälften av den nuvarande ammunitionen ... Och om ytterligare fem år kan frågan om modernisering tas bort av sig själv, så att säga, på grund av att ämnet för modernisering försvinner.
Och förresten, de har samma problem med fyllningen av strategiska kärnvapen...