Les ogives nucléaires de petite taille et à faible rendement ont toujours été malchanceuses. En ces temps bénis, où les charges nucléaires de tous types étaient activement développées et testées, il n'y avait pas d'isotope approprié pour elles. Seuls le plutonium 239 et l'uranium 235 étaient disponibles, et vous ne pouviez pas en faire une charge nucléaire compacte. Bien sûr, l'ogive américaine W54 pesant 23 kg se présentait très favorablement dans le contexte du "Fat Man" pesant 4,6 tonnes, mais elle n'était toujours pas aussi compacte que nous le souhaiterions.
Cette ogive, apparemment, était l'une des dernières, qui a en fait été testée par une explosion nucléaire. Le moratoire qui a suivi sur les essais nucléaires a fortement ralenti les travaux, en raison de quoi des produits principalement puissants sont restés dans l'arsenal nucléaire. Maintenant que le régime de non-prolifération et de limitation nucléaire semble être au bord de son épuisement, il est possible de revenir au développement de nouveaux types de charges nucléaires qui pourraient diversifier la guerre nucléaire.
L'américium est le meilleur candidat
Le plutonium en tant que remplissage d'une charge nucléaire est bon pour tout le monde, seulement il ne permet pas de créer une charge vraiment compacte, car il a une masse critique assez importante - 10,4 kg. Avec une densité de plutonium de 19,8 g par centimètre cube, le volume de la sphère sera de 525,2 mètres cubes. cm, et son diamètre est de 10, 1 cm De plus, pour frapper, il faut prendre non pas une masse critique, mais un peu plus, disons, 1, 2 ou 1, 35 masse critique. Cela est dû au fait que le système de détonation et la fusée à neutrons dans une charge compacte ne sont pas aussi bons que dans une bombe aérienne ou une ogive de missile, et pour obtenir cet effet, il faut disposer d'une plus grande quantité de matière fissile. Par conséquent, les charges compactes de plutonium utilisaient généralement 13 à 15 kg de plutonium (pour 13 kg, le diamètre de la balle est de 10,7 cm), formé en un noyau en forme d'œuf ou cylindrique.
En principe, bien que lourdes, mais tout à fait adaptées aux obus d'artillerie, aux missiles et aux mines de gros calibre, des charges d'une puissance allant de plusieurs centaines de kg à 10-15 kt d'équivalent TNT se sont avérées. Mais il y avait une sérieuse objection: pourquoi utiliser du précieux plutonium de qualité militaire pour une charge de faible puissance, si vous pouvez fabriquer une munition thermonucléaire avec une puissance incomparablement plus grande ? Une ogive de 400 kilotonnes produira un effet bien supérieur à 10-15 kt ou même moins.
En général, il y avait deux raisons pour le retrait des charges nucléaires de faible puissance: des dimensions pas trop compactes, ce qui rendait leur utilisation difficile, et des arguments militaro-économiques pour l'irrationalité de dépenser le précieux isotope.
Dans les années 50, rien ne pouvait remplacer l'uranium et le plutonium en tant qu'isotopes de qualité militaire. Mais un certain temps s'est écoulé depuis lors et un bon candidat est apparu - l'américium-242. Cet isotope se forme lors de la désintégration du plutonium 241 (formé lors de la capture d'un neutron par l'uranium-238), et est contenu dans les déchets de traitement du plutonium et le combustible nucléaire usé (SNF). Après 26 ans, tout le plutonium 241 se désintégrera en américium 241, dont la demi-vie est beaucoup plus longue - 432,2 ans. Ainsi, les SNF déchargés des réacteurs et stockés à la fin des années 1980 et au début des années 1990 devraient déjà contenir une quantité importante d'américium 241. Son isolement, pour autant qu'on puisse en juger, ne présente pas de difficultés particulières.
Si l'am-241 est irradié avec des neutrons, alors un isotope encore plus remarquable de l'américium-242m sera obtenu. Puisqu'un réacteur à base d'américium 242 a été conçu à Obninsk, destiné à obtenir des rayonnements neutroniques à des fins médicales, quelques données sur sa production ont été fournies. 1 gramme d'am-242m est formé par irradiation de 100 grammes d'am-241 (il a été obtenu au réacteur BN-350 aujourd'hui démantelé à Shevchenko, Kazakhstan), et pour obtenir cette quantité, il suffit de traiter 200 kg de vieux SNF. Nous avons beaucoup de ce genre de choses: environ 20 000 tonnes de combustible nucléaire usé et une production annuelle d'environ 200 tonnes de plus. Le SNF accumulé est suffisant pour produire environ 1000 kg d'am-242m.
A quoi sert l'AM-242M ? Masse critique extrêmement faible. L'isotope pur a une masse critique de seulement 17 grammes. Avec une densité d'américium de 13,6 g par centimètre cube, ce sera une boule d'un diamètre de 1,33 cm. Si on prend 1,35 de la masse critique, alors la boule aura un diamètre de 1,45 cm. Avec un réflecteur et un système de sablage, il est tout à fait possible de respecter le projectile de taille 40 mm. La libération d'énergie de 1 g d'am-242m correspond environ à 4,6 kg de TNT, de sorte qu'une telle charge avec 22,9 g de l'isotope donnera environ 105 kg de TNT.
Un mélange d'am-241 et d'am-242m peut être utilisé. Avec la teneur de ce dernier à 8%, la masse critique sera de 420 grammes. Le diamètre de la balle sera de 3,8 cm, il peut s'agir d'une grenade nucléaire pour un RPG, d'une mine pour un mortier de 82 mm, etc. L'énergie dégagée sera d'environ 2 tonnes d'équivalent TNT.
En général, le meilleur candidat pour le rôle de remplissage pour les charges nucléaires très compactes, jusqu'aux projectiles nucléaires de petit calibre. L'américium est également bon en ce qu'il émet peu de chaleur pendant la décroissance, ne chauffe presque pas et, par conséquent, le stockage de munitions nucléaires bourrées d'américium ne nécessite pas de réfrigérateurs. La longue demi-vie: am-241 - 433, 2 ans, am-242m - 141 ans, permet également la production et l'accumulation d'américium pour une utilisation future. De telles munitions peuvent être stockées pendant 30 à 40 ans sans changement significatif de leurs caractéristiques, tandis que le plutonium doit être envoyé pour être nettoyé des produits de désintégration après 10 à 15 ans.
La charge américaine peut être utilisée seule, ainsi que comme fusible nucléaire à neutrons pour des charges plus puissantes. S'il s'avère qu'une charge d'américium peut initier une réaction thermonucléaire (ce qui pourrait bien être le cas), alors la possibilité de créer des charges thermonucléaires très compactes et légères, mais en même temps puissantes, s'ouvrira.
Tête militaire pour missiles guidés
Une question importante est de savoir à quoi peut servir une telle charge américaine très compacte. Par exemple, on prendra une charge équipée d'environ 500 grammes d'américium et d'un dégagement énergétique de 2, 3-2, 5 tonnes équivalent TNT. Le poids total de ce produit peut être aussi bas que 2-3 kg. Où et comment peut-il être appliqué ?
Missiles sol-air et air-air, c'est-à-dire missiles anti-aériens et aviation, conçus pour détruire les aéronefs. Pour un avion, une surpression de 0,2 kgf/cm2 est définitivement dangereuse (la charge sur l'aile du Su-35 peut par exemple atteindre 0,06 kgf/cm2). Une explosion d'une charge nucléaire compacte d'une capacité de 2,3 tonnes créera une telle surpression à une distance d'environ 210 mètres, et une surpression de 1,3 kgf / cm2, à laquelle la destruction de l'avion se produira sûrement, créera une explosion à une distance de 60 mètres. Les fusibles de proximité des missiles d'avion lancent généralement une charge à une distance de 3 à 5 mètres de la cible, et dans ce cas, l'avion cible ne brille définitivement pas - défaite garantie! De fines éclaboussures de métal et un nuage de vapeurs radioactives.
Missiles anti-navires. Les petits missiles anti-navires, tels que le Kh-35 et similaires, les plus pratiques à utiliser (il existe des lanceurs d'avions, d'hélicoptères, de navires, au sol et même de conteneurs), sont malheureusement si faibles qu'ils ne peuvent pas couler, mais même sérieusement endommager un grand navire. Cela est clairement visible dans les tirs sur le navire de débarquement de chars déclassé USS Racine (LST-1191). Il a été touché par 12 missiles antinavires, similaires au Kh-35, et le navire est resté à flot. Ils n'ont fini avec lui qu'avec une torpille. Ce n'est pas surprenant si l'ogive des missiles a un poids de 150-250 kg et leur puissance est relativement faible. Équiper le missile X-35 d'une charge nucléaire américaine des caractéristiques ci-dessus rend ce missile beaucoup plus dangereux même pour les gros navires. Si un destroyer de classe Arleigh Burke est touché par un tel missile, il nécessitera, au mieux, de longues réparations en usine. Mais on peut aussi compter sur le naufrage, car une explosion d'une telle puissance pourrait bien détruire la coque du navire.
Torpilles. En général, une charge d'une capacité de 2,3 tonnes de TNT, installée dans une torpille, même pas la plus moderne, en fait un argument convaincant contre même les grands navires et navires.
ATGM. Si le poids de l'ensemble des munitions est de l'ordre de 2-3 kg, elles peuvent être équipées de missiles pour systèmes de missiles antichars, par exemple "Kornet". Il a une bonne portée de tir, jusqu'à 5, 5 km, ce qui permet d'utiliser en toute sécurité une charge nucléaire compacte et de faible puissance. Tout char, même le plus récent et le mieux protégé, sera garanti détruit par un tel missile.
Déjà à partir de cette très brève revue, il est clair que le meilleur support pour des charges nucléaires aussi très compactes est divers types de missiles guidés. La charge américaine s'avérera assez chère et il ne sera pas possible d'en produire autant, plusieurs centaines, peut-être jusqu'à mille pièces. Par conséquent, ils doivent tirer sur quelque chose de précieux et d'important, qui justifiera au moins économiquement son utilisation. Cibles: avions, navires, systèmes de défense aérienne, radars, peut-être aussi les derniers chars (c'est-à-dire les plus chers) et les canons automoteurs. La combinaison de la précision des missiles guidés avec le rendement beaucoup plus élevé d'une charge américaine par rapport aux explosifs standards rendrait une telle arme très efficace.
