Краткая история создания ядерного оружия в СССР - 81.
СОЗДАНИЕ СОВРЕМЕННОГО ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ - 13
6. Вопросы разработки специализированных видов ядерных зарядов - 4
6.2. Нейтронная бомба
Известным примером специализации ЯЗ является разработка "нейтронной бомбы", то есть заряда, обладающего существенно более высоким удельным выходом (на единицу энерговыделения) нейтронов по сравнению с обычными ядерными зарядами. Разработка подобных ЯЗ приобрела в 70-е годы скандальную известность в связи с тем, что прямым (и, как излагалось в прессе, единственным) объектом их поражения являлись люди. Нередко считалось, что применение подобных ЯЗ позволит сохранить материальные ценности, уничтожив население и войска.
Разработка "нейтронных зарядов" и оснащение этими зарядами боеголовок тактических ракет, артиллерийских снарядов и авиабомб ЯО США и НАТО предполагала в результате их использования уменьшение побочного ущерба в условиях военных действий на густонаселенной территории Европы.
Разумеется, что определенная таким образом характеристика удельного выхода K = Nn/Nf является верхней характеристикой для возможностей чисто ядерных зарядов, поскольку определенная часть нейтронов, выходящая из делящейся среды, будет энергетически ослаблена и поглощена во внешних частях ЯЗ, ЯБП и т.д.
При использовании конкретных данных можно оценить K = 2 для Pu-239 и K = 1,5 для U-235. Принимая условно среднее значение K = 1,75, получим, что удельный выход нейтронов из чисто ядерных зарядов не превышает 2,65·1023 н/кт. При этом нейтронный спектр не будет жестче спектра деления ядер, и средняя энергия нейтронов не превосходит En = 2,1 МэВ.
Для термоядерного горючего в виде ДТ-смеси в условиях, когда роль термоядерных реакций дейтерий+ дейтерий мала, все определяется процессом T+D = n + He-4 + 17,6 МэВ. При этом энергия термоядерного нейтрона составляет En = 14.1 МэВ, а остальные 3,5 МэВ приходятся на энергию ядер Не-4.
Удельный выход нейтронов в данном процессе составляет Nn = 1,48·10
24 н/кт при учете собственной энергии нейтронов.
По сравнению с чисто ядерным процессом, термоядерный процесс дает выигрыш в удельном выходе нейтронов от 5,6 до 28,1 раз, и при этом энергия нейтрона в среднем в 6,7 раз выше. Разумеется, это также верхние оценки, поскольку часть нейтронов будет замедлена и поглощена внутри ЯЗ, ЯБП и т.д.
Другим важным моментом при оценке сравнительных возможных характеристик наработки нейтронов в чисто ядерном и термоядерном заряде является следующее обстоятельство.
Как отмечалось выше, проблема создания автономного термоядерного заряда ("чистой бомбы") не была решена и поэтому "нейтронная бомба", использующая термоядерное горение, по определению представляет собой двухстадийный ЯЗ, в котором энерговыделение первичного модуля основано на процессе деления, а энерговыделение вторичного модуля основано на термоядерном горении. Таким образом, при фиксированном общем энерговыделении двух ЯЗ удельный выход нейтронов термоядерного заряда будет уменьшен по сравнению с предельными характеристиками, рассмотренными выше, из-за вклада в общее энерговыделение доли ядерного первичного модуля.
Для проведения дальнейших оценок мы сделаем ряд чисто условных предположений. Мы примем, что энерговыделение первичного и вторичного модулей примерно одинаково, и что в термоядерное энерговыделение дает вклад примерно половина общего энерговыделения термоядерной реакции в 17,6 МэВ. В этих предположениях удельный выход нейтронов "нейтронной бомбы" можно оценить на уровне 1,65·1024 н/кт. Таким образом, в этих предположениях можно прогнозировать, что переход в рассматриваемых видах оружия от чисто ядерных зарядов к "нейтронной бомбе" позволяет при равном энерговыделении увеличить выход нейтронов в шесть раз.
В середине 70-х годов США развернули обширную программу по созданию нейтронных зарядов для оснащения различных видов вооружений. Это был военный и политический вызов, который требовал адекватного ответа.
Во ВНИИЭФ и ВНИИТФ были разработаны заряды переменной мощности с повышенными специальными поражающими факторами. Для решения этой задачи потребовалось создать специальные первичные бустированные источники в существенно асимметричной конфигурации. Фундаментальная научная проблема, которую необходимо было решить в ходе разработки, была связана с необходимостью исправления исходной асимметрии в процессе имплозии и обеспечением устойчивости работы бустерного режима. Эта проблема была успешно решена во ВНИИЭФ под научным руководством Р.И. Илькаева. В результате этого был создан целый ряд специальных зарядов, и тем самым был дан ответ на вызов США.