ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ ПЕХОТЫ

Ядерные боеприпасы к стрелковому оружию: миф или реальность?

Все мы не раз видели в научно-фантастических фильмах, как боец подразделения специального назначения, как правило, воин «светлых сил» одним выстрелом уничтожает целую роту противника или разносит «в пыль» какого-либо инопланетного монстра. А в реальности такое возможно? Как ни странно, ответ положительный. Возможно, если стрелковое оружие будет стрелять ядерными пулями.

Общеизвестно, что одним из основных элементов любого ядерного боеприпаса является так называемое делящееся вещество. В атомных боеприпасах оно главный источник выделяемой в процессе распада ядер атомов тяжелых элементов энергии, в термоядерных представляет своеобразный «запал», срабатывание которого создает очень высокую температуру и давление, что обеспечивает инициацию и условия протекания реакции ядерного синтеза, т. е. соединения ядер атомов легких элементов в более тяжелые (например, синтеза одного ядра атома гелия из двух ядер атомов дейтерия), сопровождающегося выделением колоссальной энергии.

В ядерных боеприпасах делящееся вещество обычно представляется ураном 235 или плутонием 239. В ядерной физике существует понятие «критическая масса» — объем делящегося вещества, при котором осуществляются цепная реакция деления и как ее следствие — взрыв. Для урана и плутония этот параметр составляет не менее 1 килограмма вещества.

Вполне логично возникают вопросы: из чего можно изготовить ядерные пули, если вес одного «запала» на основе традиционных делящихся веществ составит не менее 2–3 кг, что же может быть внутри нее? Ответ на этот вопрос дают физики. Ядерные пули могут изготавливаться из трансуранового элемента калифорния, а если быть точным, то из его радиоактивного изотопа — калифорния 252 (252Cf).

Калифорний — радиоактивный химический элемент седьмого периода таблицы Менделеева, актиноид, один из самых дорогих металлов на Земле (рис. 1).

Наибольшее применение изотоп 252Cf нашел как мощный источник нейтронов в нейтронно-активационном анализе и лучевой терапии опухолей. Кроме того, изотоп 252Cf используется в экспериментах по изучению спонтанного деления ядер атомов. При своем распаде калифорний 252 проявляет свойство эффективного деления ядра с образованием от 5 до 8 нейтронов. И это удивительно, так как уран и плутоний способны генерировать лишь 2 или 3 нейтрона. Один грамм калифорния может генерировать 3×1012 нейтронов в секунду! [1]

Первый и самый простой способ выработки калифорния — взрыв мощного термоядерного боеприпаса с начинкой из плутония, т. к. плотность потока нейтронов в этом случае в миллиарды раз больше, чем в других. Именно этим способом в Советском Союзе и получали изотоп пока не были запрещены ядерные испытания. Об уникальности технологии говорит хотя бы тот факт, что практически никому не известно имя ближайшего сподвижника знаменитого академика И. Курчатова, академика Михаила Юрьевича Дубика, которому и было поручено в кратчайшие сроки решить проблему наработки ценного изотопа. Разработанная академиком технология до сих пор остается секретной, хотя кое-что все-таки стало известно. Советскими учеными-

ядерщиками были изготовлены специальные мишени-ловушки нейтронов, в которых при взрывах мощных термоядерных зарядов из плутония образовывался калифорний.

Второй способ получения — облучение в ядерных реакторах таких элементов, как плутоний или кюрий с последующим выделением искомого изотопа химическим путем. При этом длительность облучения составляет от 8 месяцев до 1,5 лет, что и обусловливает запредельную стоимость вещества и мизерные объемы его производства .

По оценочным данным, в мире ежегодно добывается 20–40 миллиграммов этого изотопа, а его общий мировой запас не превышает 10 граммов . Впрочем, в период интенсивных ядерных испытаний в атмосфере Советский Союз имел возможность обладать значительно большим количеством относительно дешевого калифорния. Это вещество имеет атомный вес, равный 252 единицам. Удивительно, но у изотопа калифорния показатель критической массы составляет всего 1,8 г, а у водного раствора его солей — 10 г, что и является главным преимуществом этого уникального вещества.

Советские физики были окрылены успехом: достаточно было взять всего горошину калифорния 252, и можно произвести мощный атомный взрыв! Это невероятное открытие положило начало разработке сверхсекретного проекта по созданию нового вида оружия — миниатюрного ядерного взрывного устройства .

Одно из уникальных изобретений осваивалось учеными–физиками во времена холодной войны, по имеющейся информации дело дошло даже до натурных испытаний. Новость о том, что отечественными специалистами по оборонным технологиям создавались и испытывались ядерные пули, появилась на информационных просторах относительно недавно и стала настоящей сенсацией. Вся документация о секретных разработках хранилась за семью печатями. Лишь после того, как СССР распался, а Семипалатинск вошел в состав суверенного Казахстана, тайная информация начала просачиваться в СМИ. Тогда-то и стало известно о том, что собой могут представлять эти боеприпасы.

Описание и характеристики этого фантастического оружия заставили удивиться многих. В протоколах испытаний якобы были найдены упоминания об экспериментах, при которых выделение энергии обозначено как «менее 0,002 кт», то есть как при подрыве двух тонн взрывчатки! Несколько появившихся в интернете документов были поистине сенсационными. В них речь шла о ядерных боеприпасах для стрелкового вооружения — специальных патронах калибра 14,5 мм и 12,7 мм для крупнокалиберных пулеметов (Владимирова и Дегтярева-Шпагина), но самое потрясающее — упоминание о патронах калибра 7,62 мм к пулемету Калашникова серии ПК! Патрон для этого пулемета мог стать самым маленьким в мире ядерным боеприпасом. Впрочем, целый ряд серьезных экспертов обоснованно считают эту информацию «фейковой», несмотря на то, что ничего невероятного и невозможного она не содержит. Рассмотрим как может быть устроена ядерная пуля 

Устройство пули само по себе не сложно: из изотопа калифорния делается деталь весом 5–6 граммов, по форме напоминающая гантель из двух полушарий на тонкой ножке. Попадая в цель, крошечный заряд взрывчатки внутри пули сминает ее в аккуратный шарик, который у пули калибра 7,62 мм может иметь диаметр 8 мм, при этом возникает сверхкритическое состояние и… все — ядерный взрыв обеспечен! Для подрыва заряда возможно использование контактного взрывателя, который помещается внутри пули — вот и вся «бомба для ружья»! В итоге пуля, правда, получалась бы намного тяжелее обычной, поэтому, чтобы сохранить привычные баллистические характеристики, в гильзе пришлось бы разместить заряд пороха повышенной мощности и соответственно доработать оружие 

Каково могло быть воздействие этого боеприпаса на объект поражения? Оно было бы особенным потому, что сверхмалые ядерные заряды взаимодействуют с окружающей средой принципиально иначе, чем классические ядерные заряды. Не похож результат и на обычную химическую взрывчатку. Ведь при взрыве одной тонны химической взрывчатки образуются многие тонны горячих газов, равномерно нагретых до температуры в две-три тысячи градусов. А тут — крошечный шарик, который никак не может передать окружающей среде всю энергию ядерного распада. Поэтому световое излучение и ударная волна получаются довольно слабыми, по сравнению с химической взрывчаткой такой же мощности (рис. 4), а вот проникающая радиация, наоборот, получает намного большую долю энергии и становится основным поражающим фактором.

Вследствие этого стрелять надо на максимальную прицельную дальность, но даже и в этом случае стреляющий может получить заметную дозу облучения. Так что максимальная очередь, которую целесообразно было бы выпустить, ограничивается двумя-тремя выстрелами.

Имеющаяся информация говорит о том, что тротиловый эквивалент ядерной пули мог составить от 100 до 700 кг, правда, обычная взрывчатка дала бы значительно большие разрушения. Величина разрушений напрямую зависела бы от условий, в которых хранились пули, и от материала выбранной цели. Но и те результаты, которые могли бы получиться, — впечатляют. Так, расчеты показывают, что динамическая защита и следующая за ней броня танка при попадании пули просто испарились бы от высокой температуры, экипаж погибал от термического воздействия, а башня и гусеницы «намертво» сваривались бы с корпусом. Попадание пули в кирпичную кладку здания испаряло бы целый кубометр кирпича, так что три попадания в точки крепления конструкций легко обрушивали перекрытия, а то и все капитальное здание .

Вместе с тем выяснился странный эффект от попадания пули в бак с водой. Ядерного взрыва при этом могло и не произойти — вода, особенно «тяжелая», хорошо замедляет и отражает нейтроны. Кроме того, медленные нейтроны делят ядра более эффективно, и реакция начинается до того, как пуля ударится о стенку бака, а это могло привести к разрушению конструкции пули из-за сильного нагрева. В связи с этим появилась возможность применить полученный эффект для защиты танков от сверхминиатюрных ядерных боеприпасов, навешивая на них так называемую «водную броню», а проще, емкости с тяжелой водой .

Однако главная проблема, которая в итоге могла решить судьбу этих уникальных боеприпасов, — это тепловыделение, вызываемое непрерывным распадом калифорния. Дело в том, что все радиоактивные материалы распадаются, а значит — нагреваются, и чем меньше период их полураспада, тем сильнее нагрев. Пуля с сердечником из калифорния должна выделять около 5 Ватт тепла. При этом из-за ее разогрева могли измениться характеристики взрывчатки и взрывателя, а сильный разогрев был просто опасен, так как пуля могла застрять в патроннике или в стволе или, что еще хуже, самопроизвольно взорваться при выстреле.

Поэтому для хранения таких пуль требовался специальный холодильник, который вроде бы был разработан и имел вид медной пластины толщиной около 15 см с гнездами на 30 патронов. Между ними проходили каналы, по которым под давлением циркулировала охлаждающая жидкость — жидкий аммиак, обеспечивавший пулям температуру около -15° С. Эта установка потребляла около 200 Ватт электроэнергии, да и весила примерно 110 кг, так что перевозить ее можно было только на специально оборудованном транспортере. В классических ядерных боеприпасах система охлаждения заряда является важной частью конструкции, но она находится внутри его самого. А тут ее по необходимости пришлось бы расположить снаружи. Причем даже замороженную до -15° С пулю можно было бы использовать в течение всего лишь 30 минут после ее извлечения из холодильника и за это время нужно было успеть зарядить ее в магазин (ленту), занять огневую позицию, выбрать нужную цель и произвести по ней выстрел.

Если за это время выстрелить не удалось, патрон следовало вернуть в холодильник и вновь охладить. Ну а если пуля находилась вне холодильника больше часа, то использовать ее категорически запрещалось бы, а сама она подлежала утилизации на специальном оборудовании [2].

Срок хранения этих уникальных боеприпасов, по данным СМИ, не превышал бы шести лет, так что ни один из них, если они были в действительности, с тех пор просто не сохранился. Конечно, никто не возьмется утверждать, что совершенствование такого оружия не проводилось и не проводится в настоящее время. Однако законы физики обойти очень сложно, и то, что пули с начинкой из трансурановых элементов очень сильно нагреваются, нуждаются в охлаждении и не дают надлежащего эффекта, попадая в бак с тяжелой водой, — доказанный научный факт. Все это ограничивает возможности по их применению, причем самым серьезным образом.

Кроме того, те запасы калифорния, которые удалось получить посредством мощных ядерных взрывов, исчезли довольно быстро. Оставался лишь альтернативный способ его получения — с помощью атомного реактора. Однако этот метод очень дорогостоящий, а выход ценного элемента мизерный.

В целом, как ни крути, а ядерные пули с калифорнием в качестве начинки обладают многими отрицательными характеристиками:

сильно нагреваются при хранении;

нуждаются в постоянном охлаждении;

использовать их нужно не позже, чем через полчаса после извлечения из «холодильника»;

нестабильная и нерегулируемая мощность взрыва заряда;

обезвреживаются при попадании в среду с водой;

слишком дорогое производство делящегося вещества.

Совокупность этих обстоятельств, возможно, и стала причиной того, что невероятный проект под названием «Ядерные пули» был оставлен до лучших времен. Дело даже не в том, что для дальнейшего развития этого вида оружия жаль было денег. Скорее всего руководство страны посчитало бы этот проект нецелесообразным, слишком затратным и экзотическим для начала 80-х годов. Кроме того, оно, вероятно, было убеждено, что противника можно уничтожать другими боеприпасами, которые не требуют стольких усилий по производству, хранению и перемещению. В связи с этим рассматриваемый проект, если он был в действительности, очевидно, отправился пылиться на полки секретных архивов.

Необходимо еще раз подчеркнуть, что точных данных о разработке в СССР ядерного оружия пехоты в открытых источниках не существует. Все вышеизложенное вполне может быть фантазиями ряда авторов, однако эти фантазии базируются на серьезных научных основах и теоретически вполне реализуемы.

Никто не поручится, что в настоящее время не ведутся исследования по усовершенствованию миниатюрных ядерных боеприпасов с калифорнием или другими трансурановыми элементами. Конечно, необходимо провести титаническую работу, для того чтобы сделать их удобными для применения и удешевить производство, ведь противостоять законам физики достаточно сложно. Возможно, появится ядерное оружие четвертого поколения, которое откроет новые горизонты миниатюризации ядерных боеприпасов, а возможно, будут открыты новые, более дешевые делящиеся вещества и технологии их производства. Так, есть сведения, что современные технологии переработки отходов ядерной энергетики позволяют получать в реакторах калифорний из кюрия.

Технологии развиваются высокими темпами, ведь решили наши ученые проблему охлаждения до -200° С жидким азотом инфракрасных головок самонаведения отечественных переносных зенитных ракетных комплексов «Стрела» и «Игла». Так что одна из проблем уже имеет пути решения. Рано или поздно при необходимости могут быть созданы портативные системы охлаждения для магазинов с ядерными патронами.

То, что работы по созданию миниатюрных ядерных боеприпасов ведутся, сомнений не вызывает. Недавние публикации американских СМИ заставили всех вспомнить о том, что такое ядерные пули. В одной из военных лабораторий в Техасе (рис. 5) группа физиков провела ряд экспериментов, связанных с испытанием боеприпаса с начинкой из изомера гафния. Для того чтобы получить данное вещество, ядро атома элемента облучали рентгеновскими лучами.

Гафний — химический элемент 4-й группы длиннопериодной формы периодической системы Д.И. Менделеева (по короткой форме периодической системы — побочной подгруппы IV группы), шестого периода, с атомным номером 72. Обозначается символом Hf (лат. Hafnium) (рис. 6).

Простое вещество — тяжелый тугоплавкий серебристо-белый металл. Среднее содержание гафния в земной коре — около 4 г/т. В мире в год в среднем добывается около 70 тонн гафния. Цены на 99 % гафний в среднем не превышает $1000 за килограмм [4].

В ходе исследований по принудительному распаду изомера ученые были поражены: в процессе распада количество выделяемой энергии в 60 раз превышало затраты на инициацию. По качеству полученное при распаде излучение состояло в основном из гамма-спектра, который и является губительным для живых организмов. Разрушительная способность миниатюрного боеприпаса на основе гафния ориентировочно эквивалентна 50 кг тротила. Впрочем, проверить эту информацию также проблематично.

Все-таки ядерные боеприпасы для стрелкового оружия, очевидно, списывать со счетов еще рано. Это, конечно, невероятная экзотика, но возможность их создания и конструкторский задел есть, а никаких гарантий, что соответствующие боеприпасы уже созданы — нет (рис. 7).

В будущем, возможно, недалеком, у ядерного оружия вполне есть шансы оказаться на уровне пехотного взвода и роты.

ЛИТЕРАТУРА:

Калифорний// Материал из Википедии — свободной энциклопедии. [Информационный ресурс]. URL: https:/ru.wikipedia.org (дата обращения 4.02.2019).

Магдич К. Атомные пули: история создания, фото. [Информационный ресурс]. URL: http://fb.ru/article/233584/atomnie-puli-istoriya-sozdania-foto (дата обращения 4.02.2019).

Ежов П. Атомные пули. // Загадки истории, 2018, № 26.

Гафний. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. [Информационный ресурс]. URL: https:/ru.wikipedia.org (дата обращения 28.02.2019).

А. КАЛИСТРАТОВ