Ядерное оружие - оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, которая выделяется при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтеза легких ядер изотопов водорода (дейтерия и трития) в более тяжелые, например изотопы гелия. Ядерное оружие включает ядерные боеприпасы (боевые части ракет и торпед, авиационные и глубинные бомбы, артиллерийские снаряды и мины, снаряженные ядерными зарядными устройствами), средства управления и доставки их до цели.
В современных ядерных боеприпасах используются ядерные заряды двух типов: заряды, энергия которых обусловлена цепной реакцией в делящихся веществах, переведенных в надкритическое состояние — атомные заряды и заряды, энергия взрыва которых обусловлена реакциями деления и синтеза ядер — ттермоядерные заряды
Основными элементами атомных зарядов является делящееся вещество, в качестве которого используется уран-235, плутоний-239 и уран-233, Из них практически только уран-235 существует в природе. Для каждого делящегося вещества существует своя минимальная масса, в которой возможно протекание самоподдерживающейся цепной реакции деления» Эта масса называется критической. Критическая масса заряда шаровой формы из урана-335 при нормальной плотности и 95% чистоте составляет 40-60кг, а из плутония-239 — 10-20кг.
По принципу перевода делящегося вещества в надкритическое состояние атомные заряды подразделяются на заряды пушечного и имплозивного типа.
В ядерном заряде пушечного типа делящееся вещество до момента взрыва разделено на несколько частей, масса каждой из которых меньше критической. Для быстрого перевода ядерного заряда в надкритическое состояние применяется взрыв обычных взрывчатых веществ (тротила, гексогена и др.). В момент взрыва этих веществ все части ядерного заряда соединяются в единое целое, так что масса делящегося вещества становится больше критической. В результате этого в делящемся веществе протекает цепная ядерная реакция деления и происходит ядерный взрыв.
В ядерном заряде имплозивного типа делящееся вещество до момента взрыва представляет единое целое, но размеры и плотность его таковы, что система находится в подкритическом состоянии. Вокруг ядерного заряда расположены заряды обычного ВВ, при одновременном подрыве которых делящееся вещество подвергается сильному обжатию и плотность его возрастает. В результате увеличения плотности делящееся вещество переходит в надкритическое состояние и в нем возникают условия для протекания цепной ядерной реакции деления.
Основными элементами термоядерного заряда является термоядерное горючее и атомный заряд — инициатор реакции синтеза.
В связи с тем, что дейтерий и тритий в свободном состоянии представляют собой газы, а тритий, кроме того, является радиоактивным и дорогостоящим изотопом, в качестве первичного термоядерного горючего обычно используют дейтерид лития-6, представляющий собой соединение дейтерия и лития-6. При облучении лития-6 нейтронами, возникающими при взрыве атомного заряда (инициатора реакции синтеза) образуется тритий, который и вступает в реакцию синтеза с дейтерием. Образующиеся при реакции синтеза нейтроны вновь приводят к образованию трития, а следовательно к поддержанию реакции синтеза.
Для характеристики энергии взрыва ядерного заряда обычно используют понятие «мощность». Мощность ядерных зарядов и ядерных боеприпасов принято характеризовать тротиловым эквивалентом — такой массой тротила, энергия взрыва которого равна энергии, выделяющейся при воздушном взрыве данного ядерного заряда. Тротиловый эквивалент принято выражать в тоннах.
В зависимости от мощности ядерные боеприпасы принято делить на калибры:
- сверхмалый – до 1 тыс. т;
- малый – от 1 до 10 тыс. т;
- средний – свыше 10 до100 тыс. т;
- крупный-свыше100 до 1 млн. т;
- сверхкрупный – свыше 1 млн.т.
Ядерный взрыв сопровождается мгновенным выделением огромного количества энергии в малом объеме. Вследствие этого температура в зоне взрыва повышается до нескольких миллионов градусов, происходит почти полное испарение или превращение в газообразное состояние, как продуктов взрыва, так и корпуса боеприпаса. Давление составляет несколько миллиардов атмосфер. В результате расширения раскаленных газов, находящихся под огромным давлением, в окружающей среде образуется ударная волна. Высокая температура вызывает мощное световое излучение. Одновременно возникает сильное ионизирующее излучение — проникающая радиация, состоящая из потока нейтронов и гамма-квантов. Облако взрыва содержит большое количество радиоактивных продуктов — осколков деления, которые по пути движения заражают воздух, а при выпадении — местность и различные объекты. Неравномерное движение электрических зарядов в воздухе, возникающих под воздействием ионизирующих излучений, приводит к образованию электромагнитного импульса.
Термоядерный боеприпас, при взрыве которого максимальным и основным поражающим фактором является проникающая радиация с повышенным выходом нейтронов и ограниченным использованием теплового и взрывного эффекта называется нейтронным .
В процессе взрыва нейтронного боеприпаса на первом его этапе протекает цепная реакция деления, энергия которой обеспечивает на втором этапе протекание реакции синтеза. При этом выделяются так называемые быстрые нейтроны с энергией до 14 млн. электрон-вольт, унося с собой до 70-80% энергии взрыва.
