В качестве материала предположительно может быть использован оксид в виде порошка, хотя террористы могли бы отдать предпочтение химической переработке для превращения его в металл. На осуществление такого процесса потребовалось бы несколько дней, специализированное оборудование и методики, и это определенно входило бы в возможности специальной технической группы.
Террористам потребуется около критической массы того вещества, которое они предполагают использовать. В зависимости от конкретного вида делящегося вещества количество материала, которое составляет критическую массу, может изменяться в широком диапазоне и зависит от плотности, характеристик (вид материала и толщина) отражателя, а также от природы и процентного содержания любых присутствующих инертных разбавителей (таких как кислород в оксиде урана, уран-238 в частично обогащенном уране-235 или химические примеси). В целях сравнения, удобно привести критические массы шаров без отражателя ("bare crit" - голый шар) для нескольких видов материалов с некоторой стандартной плотностью.
Во всех случаях критическая масса обратно пропорциональна квадрату плотности. Так, критическая масса металлического плутония в дельта-фазе (плотность 15,6 г/см3) составляет приблизительно 16 кг. Если использовать отражатель толщиной в несколько дюймов, изготовленный из легко доступных материалов (уран, железо, графит), критическая масса будет составлять половину от критической массы "голого шара". Более толстые отражатели будут далее уменьшать требуемую критическую массу. В этом смысле особенно эффективен бериллий, обеспечивающий критическую массу в 1/3 от приведенной критической массы, однако его нелегко достать в том виде, который требуется, и поэтому мы не будем его рассматривать. В итоге, мы предполагаем, что масса, составляющая половину критической массы "голого шара", - вот что потребуется террористам для изготовления устройства. С учетом эффектов разбавления материалов изотопами тяжелых металлов требуется рассмотреть два наиболее очевидных случая.
Один из них - реакторный (энергетический) плутоний. Этот материал неоднозначно определен, поскольку процентное содержание в нем Pu-240 зависит от степени облучения топлива в реакторе до его выгрузки. При выгорании несколько выше того уровня, который применяется в настоящее время, критическая масса "голого шара" плутония будет всего лишь на 25-35% больше, чем критическая масса чистого Pu-239. Благодаря самопроизвольному делению, влияние Pu-240 на нейтронный источник в материале должно быть, вероятно, более значительным, чем его влияние на критическую массу. Тем не менее, ядерное оружие может быть изготовлено из реакторного плутония.
Для изготовления бомбы годится как металлический плутоний, так и оксид плутония Ри02. После удаления (на специальном предприятии) плутония из отработанного топливного элемента реактора, этот плутоний обычно хранится в виде оксида. Если захват плутония террористами произойдет на этом этапе, они получат оксид плутония, но этот оксид несложно переработать в металлический плутоний.
Террористическая группа, намеревающаяся изготовить плутониевую атомную бомбу, может обойтись без доступа к засекреченной литературе. Все данные, необходимые специалисту в области ядерной физики для разработки примитивной бомбы, были опубликованы, например, в [Lovins 1980]. Для изготовления устройства потребуются также оборудование для механической обработки металла, но его легко арендовать. Обработка плутония представляет некоторые сложности (в частности, рекомендуется проводить ее в атмосфере инертного газа, например, аргона), но они вполне преодолимы.
Террористы, пытающиеся изготовить простую бомбу, возьмут количество плутония, близкое к критической массе (примерно 8 кг), окруженное вспомогательными зарядами из обычного бризантного взрывчатого вещества. Поскольку масса плутония близка к критической, им не потребуется придавать вспомогательным зарядам специальную форму - достаточно просто окружить плутоний взрывчатым веществом, разместив в этом взрывчатом веществе достаточно много (50-60) детонаторов, чтобы обеспечить равномерное сжатие плутония со всех сторон. Требуется, чтобы детонаторы сработали как можно более одновременно. Для этого можно воспользоваться источником прямоугольного импульса напряжения, который создаст электрическую искру. Этот источник можно привести в действие дистанционно.
Конструкция бомбы из оксида плутония гораздо проще, чем бомбы из металлического плутония. Оксид плутония легче обрабатывать (металлический плутоний может, например, самовозгораться на воздухе, как металлический натрий). Кроме того, террористы, скорее всего, предпочтут обойтись без лишних сложностей, связанных с переработкой оксида плутония в металлическую форму.
Недостаток оксида плутония в том, что его критическая масса (шар весом 35 кг и радиусом 9 см) гораздо больше, чем у чистого металла. Примитивная бомба из оксида плутония состоит из сферического контейнера с оксидом плутония, окруженного обычным взрывчатым веществом. В объеме взрывчатого вещества надо расположить детонаторы, приводимые в действие дистанционно. Ударная волна, созданная взрывом обычного взрывчатого вещества, сожмет оксид плутония достаточно сильно для запуска цепной реакции деления ядер.
Чтобы бомба сработала, масса оксида плутония должна быть близка к критической. Можно расположить возле контейнера счетчик нейтронов и добавлять в контейнер оксид плутония до тех пор, пока счетчик не покажет наличие нейтронов, что будет свидетельствовать о том, что масса оксида плутония близка к критической.
Силу взрыва бомбы, изготовленной по описанной выше технологии, невозможно предсказать заранее. Но даже если она будет эквивалентна взрыву всего лишь нескольких десятков тонн тринитротолуола (ТНТ), этого хватит для полного разрушения центральной части крупного города. Однако вполне возможно, что взрыв будет сильнее - до эквивалента нескольких сотен тонн ТНТ или даже (хотя это и маловероятно) нескольких тысяч тонн.
Сила взрыва будет сильно зависеть от того, насколько близка масса снаряженного в бомбу плутония к критической, а это в свою очередь зависит от решимости изготовителей бомбы идти на риск. Если они слишком приблизятся к критической массе, они окажутся под воздействием мощного потока нейтронов, что опасно для жизни. Сила взрыва будет сильно зависеть от эффективности сжатия оксида плутония при взрыве вспомогательного заряда. Часть энергии взрыва пойдет наружу, остальное — на сжатие и нагрев плутония. Чем больше энергии пойдет на сжатие плутония, тем мощнее будет взрыв. Важна также симметричность сжатия, чему будет способствовать большое число детонаторов. Чтобы детонаторы сработали одновременно, их следует активизировать электрическим импульсом с резким передним фронтом.
Примитивное ядерное взрывное устройство описанного типа можно разместить в автомобиле, а автомобиль поставить прямо на улице. Даже если мощность взрыва самого плутония окажется низкой, взрыв вспомогательного заряда будет достаточно мощным для того, чтобы распространить плутоний на большое расстояние. Если к бризантному взрывчатому веществу добавить зажигающие вещества, взрыв будет сопровождаться сильной вспышкой огня, в котором плутоний будет сгорать с образованием мелких частиц, которые затем будут разнесены ветром на большие расстояния. Вдыхание таких частиц очень опасно: при распаде содержащегося в них плутония возникают энергичные альфа частицы, которые будут облучать окружающие их ткани лёгких, что с высокой вероятностью ведет к раку лёгких. Таким образом, распыление всего нескольких килограммов плутония на территории города сделает его непригодным для проживания до окончания дезактивации (что может занять несколько месяцев). Угроза становится еще значительнее из-за того, что большинство населения панически боится радиоактивности.
Пожалуй, наиболее реальную угрозу представляет именно распыление плутония террористической группой, располагающей этим веществом. Даже если у террористов нет технической возможности изготовить работоспособную атомную бомбу, одной угрозы распыления плутония обычным взрывом уже достаточно для того, чтобы такая группа могла шантажировать государство.
Радиоактивное излучение плутония - включая реакторный оксид плутония - не настолько велико, чтобы человек не мог с ним работать. Поскольку имеется возможность контролировать приближение к критической массе с помощью счетчика нейтронов, террористы не будут подвергаться серьезной опасности нейтронного облучения. К тому же ясно, что эти люди не побоятся риска для достижения столь заманчивой цели.
Как указано выше, мощность взрыва примитивной бомбы из реакторного плутония невозможно предсказать. Но террористы вполне обойдутся без этого. Достаточно того, что мощность взрыва наверняка составит не менее нескольких десятков тонн ТНТ. Но если даже цепная ядерная реакция вообще не произойдет, распыление плутония взрывом вспомогательного заряда будет иметь крайне тяжелые последствия.(С)