Ядерные заряды

Устройства, предназначенные для осуществления взрывного процесса высвобождения внутриядерной энергии, называются ядерными зарядами.

Различают два основных вида ядерных зарядов:

1 - заряды, энергия взрыва которых обусловлена цепной реакци­ей делящихся веществ, переведенных в надкритическое состояние, - атомные заряды;

2 - заряды, энергия взрыва которых обусловлена термоядерной реакцией синтеза ядер, - термоядерные заряды.

Атомные заряды.

Основным элементом атомных зарядов явля­ется делящееся вещество (ядерное взрывчатое вещество).

До взрыва масса ЯВВ находится в подкритическом состоянии. Для осуществления ядерного взрыва она переводится в надкритическое состояние. Используются два типа устройств, обеспечивающих формирование надкритической массы: пушечный н имплозивный.

В зарядах пушечного типа (рис. 2) ЯВВ состоит из двух или бо­лее частей, масса которых в отдельности меньше критической, что обеспечивает исключение самопроизвольного начала цепной ядер­ной реакции. При осуществлении ядерного взрыва отдельные части ЯВВ под действием энергии взрыва обычного взрывного вещества соединяются в одно целое и общая масса ЯВВ становится больше критической, что создает условия для цепной реакции взрывного характера.

Перевод заряда в надкритическое состояние осуществляется действием порохового заряда. Вероятность получения расчетной мощности взрыва в таких зарядах зависит от скорости сближения частей ЯВВ При недостаточных скоростях сближения коэффици­ент критичности может стать несколько больше единицы еще до момента непосредственного контакта частей ЯВВ. В этом случае реакция может начаться с одного начального центра деления под воздействием, например, нейтрона спонтанного деления, в резуль­тате чего происходит неполноценный взрыв с небольшим коэффи­циентом использования ядерного горючего

Преимуществом ядерных зарядов пушечного типа являются про­стота конструкции, малые габариты и масса, высокая механическая прочность, что позволяет создавать на их основе малогабаритные ядерные боеприпасы (артиллерийские снаряды, ядерные мины и др.).

В зарядах имплозивного типа (рис 3) для создания надкритической массы используется эффект имплозии - всестороннего обжа­тия ЯВВ силой взрыва обычного ВВ, которая приводит к резкому увеличению его плотности.

Эффект имплозии создает огромную концентрацию энергии в зоне ЯВВ и позволяет достичь давления, превышающего миллионы атмосфер, что приводит к увеличению плотности ЯВВ в 2 - 3 раза и уменьшению критической массы в 4 - 9 раз.

Для гарантированного имитирования цепной реакции деления и ее ускорения от искусственного источника нейтронов должен быть подан мощный импульс нейтронов в момент наивысшей имплозии Поскольку в таком состоянии ЯВВ находится в течение нескольких микросекунд, то момент посылки импульса нейтронов должен быть синхронизирован с моментом достижения наибольшей критичности.

Преимуществом атомных зарядов имплозивного типа является более высокий коэффициент использования ЯВВ, а также возмож­ность в определенных пределах менять мощность ядерного взрыва с помощью специального переключателя.

К недостаткам атомных зарядов относятся большие масса и га­бариты, низкая механическая прочность и чувствительность к тем­пературному режиму