Вид ядерного боеприпаса

1. Атомное оружие (заряд до 500 Кт тротилового эквивалента)

Цепная реакция деления ядер тяжелых элементов

U²³³, U²³⁵ (30 кг), Pu²³⁸ (60 кг)

2. Термоядерное оружие

Синтез ядер легких элементов Н² + Н³ = Не⁴ + n⁰

3. Комбинированные заряды (заряды до 50-100 Мт тротилового эквивалента)

4. Нейтронное оружие

5. Радиологическое оружие

Атомные боеприпасы

СЛ.10

В атомных боеприпасах деление ядра и высвобождение внутриядерной энергии осуществляется за счет воздействия нейтронов на ядра атомов. При этом ядро тяжелого элемента распадается, как правило, на два "осколка", представляющих собой ядра элементов, находящихся в средней части периодической системы Менделеева, и выделяется большее количество энергии.

При реакции деления испускаются два или три нейтрона, способных вызвать деление следующих ядер. Если образующиеся нейтроны захватываются другими ядрами, которые в свою очередь делятся с выделением 2-3 новых нейтронов будет самопроизвольно лавинообразно нарастать. В результате произойдет цепная реакция с мгновенным выделением энергии, т.е. ядерный взрыв.

Часть нейтронов может вылететь из сферы реакции, не вызвав деления атомов.

Критическая масса, необходимая для взрыва, может быть получена из некритической двумя путями: или добавлением определенного количества делящегося материала, или повышением его плотности.

Для этого делящееся вещество докритической массы помещается в центре сферического заряда обычного взрывчатого вещества, подрываемого снаружи системой детонаторов. Возникает направленная внутрь волна детонации, которая обеспечивает сжатие делящегося вещества, в результате чего масса его становится сверхкритической и происходит ядерный взрыв

Термоядерный боеприпас

СЛ.11

В термоядерных боеприпасах высвобождение внутриядерной реакции происходит при слиянии ядер легких элементов с образованием более тяжелых ядер. Эти реакции могут протекать при сверхвысоких температурах (несколько десятков миллионов градусов).

Основная часть исходных реагентов в термоядерных боеприпасах крупных калибров представлена дейтридом лития. Под действием нейтронов, образующихся при взрыве инициирующего заряда на основе реакции деления, происходит реакция с образованием из лития трития:

литий + нейтрон --- гелий + тритий + 4,8 МЭВ

В результате получаются компоненты, необходимые для развития различных термоядерных реакций. Наиболее легко инициируется реакция между дейтерием и тритием:

В целом, при реакциях синтеза выделяется примерно в три раза больше энергии, чем при реакции деления такого же количества урана или плутония.

Таким образом, термоядерный боеприпас объединяет в одном корпусе заряд, действующий на основе реакции деления, и заряд на основе реакции синтеза, а термоядерный взрыв имеет две мгновенно протекающих фазы: деление ядер урана-235 (плутония-239) + синтез ядер гелия из ядер изотопов водорода.

В боеприпасах комбинированного типа термоядерный заряд заключен в оболочку из урана-238. Это дает возможность нейтронам, выделяющимся при термоядерных реакциях и обладающим высокой энергией, вызывать деление ядер урана-238, являющегося в сотни раз более дешевым делящимся материалом, чем все остальные, т.к. он остается в качестве отходов на предприятиях атомной промышленности при получении изотопа урана-235.

Таким образом, взрыв развивается в три стадии: цепная реакция деления урана-235 (плутония-239) – синтез ядер гелия из ядер изотопов водорода – цепная реакция деления ядер урана-238 оболочки. Причем, следует отметить, более 80% энергии взрыва комбинированного боеприпаса выделяется именно за счет деления ядер урана-238