Прецизионный одноступенчатый ядерный заряд мощностью до 1 Ктн. Новая надежда Америки?

На сайте "Военное обозрение" с весны этого года висит обзорная статья "Развитие конструкций ядерных зарядов" Андрея Васильева. Не смотря на некоторые мифы, она достаточно грамотная и в целом все изложенное в ней мне известно (и даже есть ряд неизвестных мне "мелочей").Но последние абзацы меня сильно удивили и озадачили. Цитирую.

С точки зрения ограничения последствий использования ядерного оружия (территориальная локализация, минимизация выхода радиоактивности, тактический уровень применения) перспективными являются т.н. прецизионные одноступенчатые заряды мощностью до 1 Ктн, которые предназначены для поражения точечных целей – ракетных шахт, штабов, узлов связи, радаров, позиций ЗРК, кораблей, подводных лодок, стратегических бомбардировщиков и т.п.

Конструкция подобного заряда может быть выполнена в виде имплозивной сборки, включающее две эллипсоидные детонационные линзы (химическое ВВ из октогена, инертный материал из полипропилена), три сферические оболочки (нейтронный отражатель из бериллия, пьезоэлектрический генератор из иодида цезия, делящееся вещество из плутония) и внутреннюю сферу (термоядерное топливо из дейтерида лития)

 

Под действием сходящейся волны давления иодид цезия вырабатывает сверхмощный электромагнитный импульс, поток электронов генерирует в плутонии гамма-излучение, выбивающее нейтроны из ядер, инициируя тем самым самораспространяющуюся реакцию деления, рентгеновское излучение сжимает и нагревает дейтерид лития, поток нейтронов вырабатывает из лития тритий, который вступает в реакцию с дейтерием. Центростремительная направленность реакций деления и синтеза обеспечивает 100-процентное использование термоядерного топлива.

Дальнейшее развитие конструкций ядерных зарядов в направлении минимизации мощности и радиоактивности возможно за счет замены плутония на устройство лазерного сжатия капсулы со смесью трития и дейтерия.

 

Ну про замену плутония лазером - старая и гнилая песня. Но само сие устройств!
Я так и не понял как же оно работает!

Наиболее удивительное я выделил красным. Что за чудо-процесс? Это фейк? Или это утечка чего-то относительно нового в конструировании ядерных зарядов? Американцы постоянно хорохорятся что создают сверхновые маломощные и достаточно чистые ядерные заряды.
Этот - из их разряда?
Но тогда в чем изюминка конструкции? Я вообще не могу уловить собственно концепции устройства! Очень сильно похоже на "грузите апельсины бочками". Наукообразную лапшу. Но если в устройстве есть здравый смысл, то в чем он? Из статьи это АБСОЛЮТНО не ясно. Допустим иодит цезия работает тут как мощный бетатрон, дающий мощную вспышку запускающих нейтронов в плутонии. И? Как это поможет в центре сферы загореться дейтериду-лития? Мы ведь знаем что температуры и давления в центре ЯДЕРНОГО пита не хватает для зажигания чего-либо иного кроме дейтерий-тритиевого газа. Ни дейтерий ни дейтерид лития для схемы бустинга не годится. Значит это что-то типа "слойки" Сахорова? Бр-р-р!!! Ерунда какя-то.
Ну и главное. Говорят что это устройство сверхмалой мощности до 1 кт (и видимо повышенной чистоты? Иначе зачем изобретать велосипед?). И в чем тогда соль? Зачем тогда все сложности? Дэви Крокета мало? И зачем тогда дейтерид лития в центре? Он основной источник обещанной 1 кт? А плутоний тогда что? Он вообще хотя бы критичности достигает? Или это своего рода бланкет для вышибания нейтронов?
В общем у меня эта схема вызывает целый сноп вопросов и недоумений.
Если убрать эти две неуместные (как мне кажется) детали (лидочку в центре и прослойку иодита цезия), то вообще не вижу тут ничего принципиально нового по-сравнению со старым добрым праймаризом (триггером) по схеме "Лебедь" известного по-сути с 1956-го года на НОМИНАЛЬНУЮ мощность в 20 кт. Но тогда все нововведения мне тут выглядят каким-то седлом на корове и мистификацией. Общей логики изделия я просто не могу уловить.
Помогите разобраться!

PS
Надпись над схемой: Оne-stage thermonuclear device with the electromagnetic trigger
То есть "одноступенчатый термоядерный заряд с электромагнитным запуском"
Гм... ничего не понимаю!

Уже 40 заходов в тему и тишина...
Закрадывается подозрение (голосом Зиновия Герда устами Конферансье из "Необыкновенного концерта" Образцова): "Не слишком ли я интеллигентен для собравшейся публики?" ©



Тогда давайте не так. Давайте "от печки".
В чем нарратив вопроса?
ПРЕДЫСТОРИЯ...

На протяжении множества лет бытует упорно НАВЯЗЫВАЕМОЕ нам мнение что ядерное оружие достигло пика совершенства в конце 1950-х начале 1960-х и с тех пор тут бесполезно искать неких новых сильных идей.
Действительно.
Принято выделять три поколения ядерного оружия.

Первое - это собственно создание оружия на делении и его совершенствование в 1940-1950-й годах. Пушечная схема, имплозия, усовершенствование пита (композитный пит из плутония и урана), усовершенствование схемы сжатия ("молот и наковальня") усовершенствование нейтронного источника (внешний источник). Некоторые идеи продолжали развиваться до конца 1950-х и все закончилось тем что габариты ядерных бомб уменьшились в 100 раз, во столько же снизилась и масса зарядов.

Второе поколение - термоядерное оружие. Считается неверным называть это "водородной бомбой". Да, так это было названо в первоначальной задумке, но реальность оказалась сложней. Во-первых реакция синтеза трития с дейтерием (самая простая но и дорогая по компоненту "тритий") оказалась полезной для окончательного доведения до совершенства оружия деления. Здесь появилась идея бустирования. Именно с этого момента заговорили о пределе совершенства для ядерных бомб. Но для термоядерных все только начиналось. Появились эрзацы на тему бустирования (усиления) в духе "слойки" и в конце концов радиационная имплозия как окончтательное решение вопроса. К 1955-му было все ясно. На этих принцыпах и было создан весь арсенал "ядерного апокалипсиса". Апофеозом стала "Кузькина мать" в 50 Мт. Это настолько впечатлило всех, что мало кто обратил внимание еще на 4 сверхмощных взрыва на Новой Земле в следующе два года (от 18 мт до 25 мт). Мир "подошел к краю", как было принято говорить. И именно в этом время началась интенсивная борьба за мир и прекращение испытаний. Главное что надо отметить. Хотя физикам и удалось осуществить мечту - запуск горения синтеза чистого дейтерия и сухого дейтерида-лития (в слойке Сахорова скорей было "тление"), но в оружии они использовались не столько как источник энергии, сколько как источник нейтронов для деления U238. Именно "корпус" из бросового урана был главным источником энергии бомбы тогда и он же - источник радиоактивного загрязнения от взрывов.
Конечно, Эдвард Тэллор ("Позвольте нам взрывать наши водородные бомбы!!!") отстаивал право взрывать в атмосфере на основании идеи "чистой" бомбы. "Кузькина мать" была такой. Но ясно, что военным эта идея была НЕ ИНТЕРЕСНА. Особенно не интересна она стала после появления разделяющихся головок. Бомба должна быть КОМПАКТНОЙ прежде всего (много кт/м3) а потом уже удельно-мощной (много кт/кг).При этом удельная мощность грязной бомбы в 2-3 кт/кг было более чем достаточно военным (точность попадания требовало снижение мощности заряда). И поэтому принято считать, что дальнейшее развитие оружия (поколение 2 плюс) пошло по пути "бустирования" термоядерной ступени добавлением к "корпусу" из U238 изрядной доли U235 (так как "корпус" в силу умения физиков сжимать вторичку "истончался"). Именно так сделана одна из последних американских головок W-88:



По-сути все вернулось к концепции близкой к РДС-37. Но конечно в гораздо более компактном виде, что бы можно было побольше таких головок усадить в "автобус" баллистической ракеты, которая как известно "не резиновая". То есть, создается впечатление, что действительно весь существенный прогресс закончился в 1960-м и с тех пор в конструкции ЯО пошли лишь "рющички", доводящие все открытые тогда идеи до совершенства. В том или ином направлении. Так и было.
Но с выходом войны в космос (и с опасением русских танков в Европе) появилось оружие третьего поколения.

Ядерное оружие третьего поколения это уже СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЕ оружие. Есть хорошая статья Теодора Тейлера об этом в журнале "В мире науки" 1987-го года. Смысл в том, что ядерное оружие излучает разные виды энергии (особенно в вакууме космоса) и поэтому есть смысл усилить один вид энергии и подавить другие. Первыми потугами на это и были "чистые" бомбы. В которых снижался уровень радиации.
Их история длинная и малоизвестная. Главное применение чистые заряды нашли в народном хозяйстве. В СССР была создана бомба в 150 кт (больше было уже нельзя взрывать даже под землей) которая из синтеза добывала 99.85% энергии и только 0.15% от деления. Выход продуктов распада был настолько подавлен, что главной темой борьбы за чистоту заряда стала борьба с наведенной "чистым" взрыво радиацией в грунте (с чем бороилсь видимо, мощным бланкетированием из бора-10)
Насколько я понимаю, военных "чистые" заряды сразу мало заинтересовало. Видимо такие устройства были по-началу удельно маломощными в сравнении с грязными (и более дорогими дейтерид лития-6 был куда дороже бросового U238), но когда в 60-х чистые бомбы вырвались в лидеры по кт/кг, оказалось что они слишком объемные (началась эпоха разделяющихся боеголовок). Нам надежно известен один шедевр военной "чистой" бомбы - боеголовка w-71 для противоракеты "Спартан", которая имея 5 мт и массу 1 т (5 кт/кг!) была очень чистой (для того что бы незасвечивать облоком короткоживущей радиации свои же радары в космосе) и при этом еще и специализировалась на повышение выхода рентгена (для чего использовала золотой тэмпер. Как сказал один сенатор, курировавший разборку этих устройств, "каждая бомба - целый Клондайк!"). Младший брат "спартана" по противоракетному комплексу, противоракета "Спринт" вооружалась еще одним типом специализированного ЯО третьего поколения - нейтронной бомбой. В нейтронной бомбе подавлено все, кроме выхода высокоэнергетичных нейтронов. Нейтронная боба берет начало с испытания "Грэйбл" где было отмечено, что при малых мощностях заряда "живительная эвтаназия" силы противника от потока нейтронов может оказаться куда полезней НА ПОЛЕ БОЯ, чем ударная волна и вспышка испепеляющего света (для окопавшейся инфантерии это по-сути безобидный фейерверк). В общем то нейтронная бомба оказалась окончательным результатом битвы армейских генералов с атомщиками за изделие, которое бы было ну хоть сколько-нибудь пригодным на поле боя. Как показали первые атомные учения - обычная тактическая атомная бомба - оружие не бог весть какого качества для военных. Рапорты были бравурными. Но это была хорошая мина при плохой игре.
Еще один тип спецоружия - направленный ядерный взрыв (всякие там "Кассаба-гаубицы" и прочая экзотика-хрень, которая так и осталась в прожектах). Это конечно годится для космоса (на дне воздушного океана любая анизотропность быстро превращается в огненный шар). Сюда же (третье поколение) записывается и приснопамятный "Эскалибур" - рентгеновский лазер Рейгана. Завершают список специзделий третьего поколения - заряды для проникновения глубоко под землю и обрушения всякого рода "нор" супостата. Нам хорошо известен бесконечный ряд американских бомб Mk-61 (под два десятка уже поколений!). Здесь главное требование - дубовость заряда (надо выдерживать чудовищные перегрузки при ударе о пробиваемое препятствие) и... как не странно, невозможность извлечь недогоревший плутоний из образовавшейся полости!
Я забыл упомянуть регулирование мощности. Военным это очень понравилось. Но это относится еще к ЯО поколения два плюс. Почему регулировать (то есть уменьшать лишнюю мощность заряда) так важно? Да потому что военным очень не нужна ИЗБЫТОЧНАЯ мощность взрыва. С самого начала даже номинальные 20 кт оказались чересчур. Толку от лишней мощности - ноль, а радиацию от этого избытка глотать наступающим войскам!
На этом весь прогресс и закончился.

Казалось бы, до 1991-го были реализованы все мыслимые идеи в области ядерного оружия. Раз третье поколение РАСПОЛЗАЛОСЬ на специализацию... Верно?

И тем не менее уже в 1990-х заговорили о ядерном оружии уже нового, 4-го поколения.
Хотя казалось бы, разоружение же! Полный мораторий на все виды испытаний!!! Мир, дружба, жвачка!
"Конец истории" по Фукуяме!
Однако для нас - это присказка.
Сказка - только начинается.
Продолжать?

Прибежали в избу дети
Кличут тятеньку-отца:
"Обманул нас Фукуяма!
Нет истории конца!!!"


Продолжаю нарратив, коль назвался. И так. С падением СССР в мире интерес к ядерным оружейным технологиям резко поубавился. Зеленые "рептилоиды" (иначе их и не назовешь!), "загнав за Можайск" ненавистную ядерную военку, начили давить и гражданский атом (благо поводов нашлось!). И только в далекой-далекой Швейцариии нашелась парочка чокнутых, которые продолжали "бить в набат":

Андре Гспонер и Жан-Пьер Хурни
Andre Gsponer and Jean-Pierre Hurni

Как я понял, они организовали у себя на квартире "институт" :

Independent Scientific Research Institute Box 30, CH-1211 Geneva-12, Switzerland

и стали систематически гадить в интернетах наукообразными пасквилями на тему оружия 4-го поколения, мол "юность обличает империалиЗьм!!!"
Азарт с каким они описывали новый, невиданный еще четвертый тип ядерного оружия (новое четвертое поколение) напоминает азарт маньяка- вуайериста, "страдающего" от своей мании.
-И давно вас мучают эти кошмары?
- Доктор, ну почему вы решили что они меня мучают!

Но антивоенный пафос, забота о мире, таки сделал товарищам из Женевы определенное имя.
В чем суть?
Товарищи раскопали главную тайну военных. Их недовольство избыточной мощностью и грязностью обычных ядерных боеприпасов (даже тактических, нейтронных). И наблюдая исследования в области управялемого термояда заявили, что близится появление в мире новых типов ядерного оружия. Чистых термоядерных бомб малой мощности без продуктов деления.
Кстати. Первым кто забил в набат был, кто?... Ну разумеется! Куда без него!
Фримен Дайсон!
Наш неутомимый визионер! Еще в 1960 он написал статью The Future Development of Nuclear Weapons где предупредил мир, что вот-вот появится новый совсем уже чистый вид ядерного оружия! Без всякого ядерного триггера. И вот тогда....
Ничего такого не случилось.
БОлее того. В конце 1960-х тема инерционного термояда была "рассекречена" как когда-то была рассекречена и тема магнитного термояда, что как бы намекало - тема дрянь. Военные в ней ценности не видя. Пусть играются всякие там гражданские без допуска.
Но женевские физики с этим не согласились и начали исследовать вопрос. Мол, можно ли использовать эти мирные наработки в военных целях? Накопали много интересного.
Их читать - одно удовольствие.
Но если не делать ставку на антиматерию, металлический водород или там на сверхплотный дейтерий (все это из разряда холодного термояда) то по-сути есть один повод для беспокойства: сверхлазеры. И то- надежд мало.
Однако.
Если вы нароете работы этих товарищей и почитаете их все сверху вниз, то увидите что они очень основательно изучили ВСЕ поле мыслимых решений для новых типов ядерного оружия (эпопея с гафнием или новыми стабильными трансуранами у них описана очень неплохо!).

В частности у них много про промежуточные решения. Не обязательно чисто термоядерные.
Наприер.
Известно ли уважаемому собранию, что под запрет испытаний попадают только НАРАСТАЮЩИЕ цепные процессы? То есть вы можете взрывать плутониевые или урановые заряды да хоть килотонной мощности, если у вас в актиноиде идет НИСХОДЯЩИЙ цепной процесс.
Такой механизм под запрет не попадает.

Далее. Еще Дайнос в 1960-м пондимал бучу по поводу сокрытия ядерных испытаний. Он уверял, что можно так организовать взрывные опытные работы в специальных камерах, что маломощный взрыв (до 5 кт) никакой сейсмограф не сможет отличить от работы мощного промышленного пресса.
А раз та, завершал свою статью Дайсон, никакая сеть датчиков не может гарантировать, что СССР не ведет тайные испытания.
С тех лет много воды утекло.
Но ясно одно. США вполне может уже много лет к ряду вести тайные испытания маломощных ядерных взрывов. А если эти взрывы не связаны с расширяющимся цепным процессом, то тайна нужна исключительно как военная (а не как политическая). И у меня большие сомнения, что в США не велись десятилетиями такие работы по маломощному ядерному оружию.
Велись они в России?
Это уже второстепенный вопрос.
Ее пытаются оставить в стороне. Мол, вы там на своем севере сидите? И сидите. А у нас в районе экватора проблем выше крыши.

И так.
Что мы называем ядерным оружием 4-го поколения?
Это ТАКТИЧЕСКОЕ ядерное оружие малой мощности не выше 1 кт (а лучше 100-10 тонн тнт) которое не имеет выхода продуктов деления актиноидов или имеет очень сильно пониженый выход. Настолько низкий выход (ВНИМАНИЕ!) что позволит использовать такое оружие как "обычное" в локальных конфликтах.
Очень актуальненько, учитывая наметившийся распад глобального мира.
Не находите?
При этом, как правильно заметили мне выше, немаловажную роль играет и цена боеприпаса. Так как это МАССОВО применяемое оружие в каком-нибудь локальном конфликте (скажем 500 зарядов по 1 кт для разрушение хорошо окопавшихся "террористов") то важно чтобы при этом не распылялся ценный материал.
Дэви Крокет как и иная подобная "компактная" экзотика, конечно по мощности еще в 1950-х подходил под 4-е поколение. Но нет сомнения что там использовался заряд "полноценной" критической массы. То есть все 3-5 кг (а может и 10, если речь шал о "линейной имплозии"). И при выходе под 100 тонн ТНТ такое расточительное использование становится слишком дорогим. Это только для точечных спецопераций. А задумка нового ядерного оружия - его применение с дронов массово. Для фронтального удара по горизонту, так сказать.
Таким образом проблема сводится либо к почти безнадежной попытке сжать махонькую "снежинку" из дейтерия и трития (пару грамм) каким-нибудь экзотическим "импульсом", либо спровоцировать на выделение всего 10-100 тонн ТНТ крупинку в граммы из того же плутония или еще лучше урана-235 (пусть под сто грамм). А совсем хорошо - совместить и то и другое. Как это показано на рисунке выше (но масштаб устройства будет явно иной).

Подходы к решению задачи могут быть очень разные. То что у вас образуется при взрыве десяток грамм высокоактивных продуктов деления военных может вполне устроит, учитывая что В НОВОЙ ВОЙНЕ вперед пойдут... дроны.
Улавливаете поворот событий?
Дроны и новое сверхчистое ядерное тактическое оружие как бы созданы друг для друга.
Ну а через сутки, двое, в районе применения "чрезвычайно чистых" бомб активность спадет настолько, что можно занимать территорию и своими войсками. Я не удивлюсь, что в случае применения таких бомб куда большую проблему для людей через сутки двое будет представлять не выпадение продуктов распада (мизерных десятков грамм), а именно наведенка (от вспышки термоядерных нейтронов).
Ну а если у вас получится не чисто ядерная бомба малой мощности и эффективности, а термоядерная (на что и намекает рисунок в начале) то у вас получается совсем "чистый" боеприпас, которые свою 1 кт извлекает из термоядерного горения (а всякий там уран или плутоний - лишь выполняет роль промежуточной ступени и его энергетический вклад вообше не более 1-10 тонн ТНТ, а значит и продуктов деления совсем с гулькин нос).

Вот "придумка" которая у меня вызывает больше доверия (хотя сомнения в ней все равно остаются).



Хотя тут совсем иная схема. Тут нет иодита цезия.
Но я о чем?
На фоне того что США официально заявило о создании принципиально нового поколения ядерного оружия, может все эти "придумки" достойны внимания?