Что может предотвратить случайное срабатывание ядерного оружия?

Существует несколько способов предотвратить случайную детонацию ядерного оружия, в том числе за счёт правильного хранения ядерных компонентов

Ядерное оружие может убить миллионы людей, стереть с лица земли целые города и сделать почву в зоне выпадения радиоактивных осадков бесплодной на многие поколения.

По данным Ассоциации по контролю над вооружениями, девять ядерных держав мира — Китай, Франция, Индия, Израиль, Северная Корея, Пакистан, Россия, Великобритания и США — обладают совокупным арсеналом, насчитывающим около 13 000 ядерных боеголовок. В связи с этим возникает ряд очевидных вопросов. Например, какова вероятность случайного запуска? И какие меры принимаются для предотвращения непреднамеренной детонации?

В то время как некоторые ранние образцы ядерного оружия были хрупкими или нестабильными, современное ядерное оружие тщательно разрабатывается с учётом высоких требований к безопасности, защищённости и надёжности, говорит Филипп К. Блик, доцент кафедры исследований в области нераспространения и терроризма в Институте международных исследований Миддлбери в Монтерее, штат Калифорния.

Это означает, что случайная детонация крайне маловероятна. «При нормальных [условиях хранения] вероятность преждевременной детонации американского ядерного оружия составляет менее одного случая на миллиард», — сообщил Блик в электронном письме Live Science. «В нештатной ситуации вероятность составляет один к миллиону». К нештатным ситуациям, по словам Блика, можно отнести «пожар в месте хранения ядерного оружия или крушение самолёта, перевозящего ядерное оружие». Оба этих примера, отметил Блик, уже происходили в прошлом, и ядерное оружие не взорвалось.

«Оружие спроектировано так, чтобы быть „одноточечным безопасным“», — добавил Блик. Это значит, что если случайно взорвётся один из компонентов оружия, то вероятность того, что мощность взрыва превысит четыре килотонны, не должна превышать одного случая на миллион. Для сравнения: мощность бомбы, сброшенной на Хиросиму, составляла 15 килотонн.

Чтобы вероятность взрыва ядерной бомбы в результате какой-либо аварии или инцидента составляла один шанс на миллиард (или миллион), Министерство энергетики США требует, чтобы это оружие «включало в себя несколько уровней надёжных и ненадёжных соединений и барьеров, вложенных друг в друга, при этом каждая подсистема безопасности должна быть в значительной степени независима от других».

Эта директива гарантирует, что различные подсистемы оружия будут достаточно независимыми друг от друга. Использование двух таких подсистем безопасности обеспечит надёжность системы на уровне одного случая на миллион, а использование трёх — на уровне одного случая на миллиард. По данным Министерства энергетики США, защита от случайного взрыва «возможна только в том случае, если режимы отказа каждой подсистемы безопасности действительно независимы друг от друга».

Смерть и разрушение

На сегодняшний день было сброшено всего две атомные бомбы с единственной целью — вызвать массовую гибель людей и разрушения: бомбардировки США японских городов Хиросимы и Нагасаки 6 и 9 августа 1945 года соответственно, в результате которых погибло около 214 000 человек, а сотни тысяч других получили серьёзные ранения и заболели.

За прошедшие с тех пор 80 лет наше понимание того, как действует ядерное оружие, расширилось до такой степени, что сегодняшнее оружие стало гораздо более мощным и потенциально разрушительным. B83, самая мощная бомба в ядерной коллекции Соединенных Штатов, имеет максимальную мощность 1,2 мегатонны, что делает ее в 60 раз мощнее бомбы, сброшенной на Нагасаки. Архив ядерного оружия предполагает , что 650 из них в настоящее время находятся на действительной службе в США .

Учитывая, что поставлено на карту, какие протоколы применяются для предотвращения гибели людей и разрушений?

К наиболее важным мерам безопасности относятся тщательный мониторинг компонентов и своевременная замена устаревших или избыточных модулей или деталей.

«Компоненты ядерного оружия имеют ограниченный срок службы, в частности так называемый разгонный газ, который обеспечивает термоядерное топливо», — сказал Блик. Термоядерный синтез происходит, когда два лёгких атома соединяются, или сливаются, образуя более тяжёлый атом. Однако, когда радиоактивный материал, содержащийся в ядерном оружии, распадается, его необходимо восполнять.

Например, у трития, радиоактивного изотопа водорода, период полураспада составляет всего 12,33 года, говорит Блик. Это означает, что за это время распадается половина его количества. Это значит, что за оружием, содержащим тритий, нужно внимательно следить.

Другие компоненты также имеют ограниченный срок службы, поэтому оружие необходимо периодически модернизировать. «Самый долговечный компонент ядерного оружия — это плутониевый сердечник, срок службы которого может превышать сто лет», — сказал Блик. Эти сердечники являются ключевыми элементами ядерных боеголовок. Они представляют собой сферические оболочки из плутония размером с футбольный мяч. При взрыве ядерного оружия плутоний запускает небольшую ядерную реакцию. Это, в свою очередь, приводит к более мощному вторичному взрыву в основной ядерной боеголовке. Проще говоря, в шахте находится материал, который превращает ядерное оружие в бомбу.

Используйте элементы управления

«Современное ядерное оружие оснащено так называемыми средствами контроля использования, которые предотвращают его нежелательную детонацию, — сказал Блик. — Например, боеголовка ракеты должна соответствовать определённым условиям, прежде чем она активируется, чтобы она не могла — или, по крайней мере, вероятность этого крайне мала — взорваться в шахте или на борту подводной лодки».

Кроме того, современное ядерное оружие было тщательно спроектировано таким образом, чтобы в неактивном состоянии материалы, необходимые для ядерного взрыва, находились на безопасном расстоянии друг от друга. В ядерном оружии используется до шести предохранительных устройств, которые предотвращают случайную детонацию. Некоторые из этих устройств безопасности, такие как инерционные выключатели (которые срабатывают при ударе или вибрации) или акселерометры (которые измеряют вибрацию или ускорение движущейся конструкции), позволяют активировать систему безопасности только при достижении определенного уровня ускорения или вибрации в течение определенного периода времени.

Между тем сам ядерный материал тоже защищён. «Ядерное оружие содержит определённое количество высокообогащённого урана или плутония. Если у вас будет достаточно этого материала в небольшом объёме (так называемая «критическая масса»), он автоматически взорвётся в результате ядерной реакции», — сообщил Live Science по электронной почте Марк Белл, доцент кафедры политологии Миннесотского университета.

По словам Белла, для того чтобы ядерное оружие сработало, необходимо предпринять целенаправленные действия по сближению материалов. Как правило, это делается одним из двух способов. Один из способов, используемый в так называемых устройствах пушечного типа, заключается в том, чтобы «выстрелить одним куском высокообогащённого урана в другой кусок высокообогащённого урана», чтобы эти два куска вместе составили «критическую массу» и вызвали взрыв, сказал он. Это самый простой тип ядерного оружия и тип бомбы, которую США применили в Хиросиме во время Второй мировой войны.

«Альтернативный вариант, который сложнее в реализации, но позволяет создать более мощный взрыв, заключается в том, чтобы взять полую сферу из плутония и сжать её в шар, чтобы получить критическую массу, которая затем взорвётся, — сказал Белл. — Но поскольку материал не является критической массой, когда оружие просто лежит без дела, риск его самопроизвольного взрыва невелик». Именно такой тип оружия, называемый имплозивным, США применили в Нагасаки.

Лицо, совершающее звонок

Хотя крайне важно принять меры для того, чтобы ядерное оружие не взорвалось само по себе, другие соображения требуют более тщательного рассмотрения и обдумывания.

«Это скорее для предотвращения несанкционированного использования, кражи и т. д., чем для того, чтобы они просто не взорвались ни с того ни с сего», — сказал Белл.

«Обычному человеку было бы сложно привести в действие ядерное оружие, даже если бы он случайно наткнулся на него, — добавил Белл. — В Соединённых Штатах, например, в ядерное оружие встроены устройства под названием Permissive Action Links (PAL), которые значительно усложняют процесс приведения в действие ядерного оружия без соответствующих полномочий или кодов».

Однако и Белл, и Блик отметили, что некоторые люди обладают гораздо большей ядерной мощью, чем другие, и что возможность произвольно применить оружие, в отличие от любого рода случайного взрыва, с гораздо большей вероятностью может стать причиной любой будущей катастрофы, связанной с бомбами.

«На мой взгляд, случайное или несанкционированное применение ядерного оружия гораздо менее вероятно, чем преднамеренное, но необдуманное применение, — сказал Белл. — По сути, нет никаких сдержек и противовесов, которые могли бы помешать президенту США, например, отдать приказ о запуске ядерного оружия. На самом деле вся система устроена таким образом, чтобы это было возможно. Именно это не даёт мне спать по ночам в гораздо большей степени, чем опасения по поводу несчастных случаев или самопроизвольного взрыва ядерного оружия».