Neytron quroli
Neytron quroli - bu neytron nurlari yoki neytron toʻlqinlari bilan nishonga taʼsir qiladigan qurol. Neytron qurollari bu yadro qurollarining bir turi boʻlib, bunda neytron nurlanishi koʻrinishida ajralib chiqadigan portlash energiyasi kuchaytirilgan boʻladi. Bunday nurlanish zarba toʻlqini va yorugʻlik nurlanishning taʼsiri chegaralangan hududda dushmanning tirik kuchlari, qurol-aslahalarini yoʻq qilish va huduni radioaktiv zararlantirish maqsadida qoʻllaniladi. Neytronlarning atmosfera tomonidan tez yutilishi tufayli yuqori quvvatga ega boʻlgan neytron qurollari kam samara beradi. Neytron kallaklarining kuchi odatda trotil ekvivalentida bir necha kiloton[1] dan oshmaydi va ular taktik yadro qurollari sifatida tasniflanadi.
Bunday neytron qurollari, boshqa turdagi yadroviy qurollar singari ommaviy qirgʻin qurollari hisoblanadi.
Bundan tashqari atmosferada uzoq masofalarda neytron-tutamli qurol - neytron zambaragi ham samarasiz boʻladi.
Yaratuvchisi - Samuel Koen (1921—2010), amerikalik fizik, "neytron bombasining otasi" sifatida tanilgan.
Tarixi
Aviatsiya bombasi, raketa kallagi, maxsus quvvatli snaryadlar va boshqa amalga oshirish variantlari koʻrinishidagi neytron qurollari ustida ishlash 1950-yillardan boshlab bir nechta mamlakatlarda (AQSh va ingliz tilida soʻzlashuvchi mamlakatlarda, maxsus quvvatga ega boshqa bombalarga analogik ravishda neytron bombasini qisqacha N-bomba deb atay boshlashdi) amalga oshirildi. Ishlar bir necha asaosiy yoʻnalishlarda amalga oshirildi, bu ishga harbiylar eng katta qiziqish bildirdi:
- himoyalanayotgan hududdan xavfsiz masofada (Yerga yaqin orbitada) dushman raketasining yadro kallagini muddatidan oldin portlatib yuborishga olib keladigan raketaga qarshi raketalar uchun neytron kallaklarini yaratish boʻyicha;
- Devorlari va shiftlari bir necha metr temir-betondan yasalgan, er ostida qurilgan portlovchi bunkerlarda yoki toshloq tuproqlarda joylashgan dushmanning yuqori harbiy-siyosiy rahbariyatini magʻlub etish uchun maxsus qurollarni yaratish toʻgʻrisida (arsenalda mavjud boʻlgan va vodorod bombasi portlashi bilan yoʻq qilinishi mumkin boʻlmagan holatlarda);
- dushmanning harbiy texnikasini zararsizlantirish vositasi sifatida yoʻnaltirilgan energiya qurollarini yaratish, bunda neytronlar harbiy texnikaning oʻziga ("temir") emas, balki uning elektronikasiga taʼsir qiladi, uni oʻchiradi;
- oʻz qoʻshinlarining xavfsizligi uchun moddiy infratuzilmani va radioaktiv portlash mahsulotlarining mikrozarrachalarining yarim umrini qisqartirgan holda ishchi kuchi va aholini magʻlub etishning yanada kuchli vositalarini yaratish va qisqa vaqt ichida bosib olingan hududlar infratuzilmasidan foydalanish imkoniyatini taʼminlash, birinchi zarbali qurollardan foydalanish.
Uzoq vaqt davomida oʻtkazilgan tajribalar neytron qurollarini ommaviy ishlab chiqarish bosqichiga yetib bormadi. Birinchi marta uni ishlab chiqarish texnologiyasi 1970-yillarning ikkinchi yarmida AQShda ishlab chiqilgan. Hozirda Rossiya, Fransiya va Xitoy ham bunday qurollarni ishlab chiqarish texnologiyasiga ega. Shungdek Rossiyada neytron zambaraklari ham yaratilgan[manba kerak].
Konstruksiyasi
Neytron bombasi
Neytron zaryadi konstrukiv jihatdan ikki bosqichli kam quvvatli termoyadro zaryadidir (Teller-Ulam sxemasi boʻyicha), bunda ikkinchi bosqich yadro sintezi reaksiyasi tomonidan chiqarilgan neytron oqimi ataylab neytron bombasidan chiqariladi va umumiy bomba tanasi va ikkinchi bosqich tanasining ichki qobigʻining materiali tomonidan soʻrilmaydi. Bunday materiallar sifatida neytronlar uchun "shaffof" boʻlgan nikel, xrom va volfram ishlatiladi. Termoyadro reaksiyasi natijasida hosil boʻlgan neytronlarning chiqishi fizik portlashdan oldin bombani erkin tark etishi mumkin. Qurolning termoyadroviy bosqichini puxta ishlab chiqib, ular portlashning oʻzini minimallashtiradigan maksimal neytron portlashini olishga harakat qilishadi. Bu neytron nurlanishining halokatli radiusini shunday kichik termoyadro portlashida boshqa omillar taʼsirida zarar yetkazish radiusidan kattaroq qiladi. Neytronlar atrof-muhitdan tezda yoʻq boʻlib ketganligi sababli, dushman kolonnasi ustidagi bunday portlash ekipajlarni oʻldiradi va hududni infratuzilmaga sezilarli zarar yetkazmasdan qoldiradi va tezda qayta ishgʻol qilinishi mumkin boʻladi. Portlash paytida kichik boʻlinadigan yadro zaryadi (birinchi bosqich yoki trigger) portlaydi, uning energiyasi ikkinchi bosqichni radiatsiyaviy siqish va termoyadro reaksiyasini boshlash uchun sarflanadi. Neytron bomba portlashi energiyasining katta qismi ishga tushgantermoyadroviy reaksiya natijasida chiqariladi. Portlovchi zaryadning konstruksiyasi shundayki, portlash energiyasining 80% gacha qismi tez neytron oqimining energiyasiga va faqat 20% qolgani zarar yetkazuvchi omillarga (zarba toʻlqini, elektromagnit impuls, yorugʻlik nurlanishi) toʻgʻri keladi. Neytron bombasi ikkinchi, termoyadro bosqichi uchun juda katta miqdordagi tritiyni talab qiladi, bu anʼanaviy termoyadro bombasi yoki kuchaytirilgan (bustirlangan) boʻlinish bombasidagi oʻrtacha 3-4 grammga nisbatan 10-30 grammni tashkil qiladi. Tritiy vodorodning radioaktiv izotopi boʻlib, yarim yemirilish davri 12,32 yil. Bu ushbu qurolni uzoq vaqt davomida saqlashni imkonsiz qiladi.
Neytron zambaragi
Neytron qurollarining ushbu kichik turi konstruktiv jihatdan yoʻnaltirilgan yuqori energiyali neytron nurlarining generatoridir. Taxminlarga koʻra, neytron zambaragi yuqori quvvatli neytron generatori boʻlib, u reaktor yoki tezlatgich printsipiga muvofiq amalga oshirilishi mumkin (ikkala printsip ham yaxshi maʼlum va keng qoʻllaniladi). "Reaktor" versiyasida neytron zambaragi impulsli yadro reaktoridir, bu yerda neytron chiqishi qattiq yoki suyuq boʻlinadigan materialning boʻlinish reaksiyasi bilan taʼminlanadi. "Tezlashtiruvchi" versiyada neytronlar vodorod oʻz ichiga olgan (biz vodorod izotoplari haqida gapiramiz) nishonni zaryadlangan zarrachalar (tezlatgichda tarqalishi mumkin) nurlari bilan bombardimon qilish orqali ishlab chiqariladi. Neytronlar anʼanaviy ravishda termoyadroviy reaksiya deb ataladigan reaksiya natijasida hosil boʻladi. Plazmali fokus kamerasi deb ataladigan neytron zambaragini loyihalash ham mumkin.
Taʼsiri, qoʻllashning oʻziga xosligi
Tez neytronlarning kuchli oqimi oddiy metall zirh bilan kuchsiz ushlab qolinadi va toʻsiqlar orqali rentgen nurlari yoki gamma nurlanishiga qaraganda ancha kuchliroq kirib boradi (alfa va beta nurlanishini gapirmasa ham boʻladi). Xususan, 150 mm poʻlatdan yasalgan gomogen zirh gamma nurlanishini 90% gacha, tez neytronlarni esa atigi 20% ni ushlab qola oladi[1]. Buning yordamida neytron qurollari portlash epitsentridan ancha masofada va anʼanaviy yadroviy portlashning zararli omillaridan ishonchli himoya taʼminlangan zirhli transport vositalarida dushman ishchi kuchini yoʻq qilishga qodir. Bu neytron bombasini ham, neytron zambaragini ham jangovar foydalanishning jozibadorligini tushuntiradi.
Haqiqatdan ham maʼlum boʻlishicha, neytronlarning atmosferada kuchli soʻrilishi va tarqalishi tufayli neytron nurlanishining yoʻq qilish diapazoni oddiy yadro portlashi natijasida zarba toʻlqini bilan himoyalanmagan nishonlarni yoʻq qilish diapazoni bilan solishtirganda kichikdir (bir xil quvvatdagi zaryad olinganda[manbada emas][1]). Shuning uchun yuqori quvvatli neytron zaryadlarini ishlab chiqarish maqsadga muvofiq emas - radiatsiya baribir uzoqqa yetib bormaydi, shuningdek boshqa zararli omillar kamayadi. Haqiqiy ishlab chiqarilgan neytron qurollarining quvvati 1 kt dan oshmaydi. Bunday qurollarni portlatish taxminan 1,5 km radiusli neytron nurlanishiga ega boʻlgan halokat zonasini yaratadi (himoyalanmagan odam 1350 m masofada hayot uchun xavfli nurlanish dozasini oladi). Keng tarqalgan fikrdan farqli ravishda neytron portlashi moddiy narsalarni zararlantirmay qolmaydi: xuddi shu kilotonna quvvatga ega zaryad uchun zarba toʻlqini bilan kuchli vayron boʻladigan zona radiusi taxminan 1 km.ni tashkil etadi. Huddi shu sababga koʻra atmosfera tomonidan yutilishi tufayli atmosferadagi qoʻllanilgan neytron zambaragi ham uzoq masofaga taʼsir etolmaydi, shunday kuchga ega artilleriya qurollariga solishtirilganda.
Ammo kosmosda vaziyat boshqacha - atmosferasiz fazoda neytron oqimining imkon qadar tarqalishiga hech narsa toʻsqinlik qilmaydi. Natijada, kosmosda yuqori samarali neytron bombalari va neytron zambaraklaridan jangovar foydalanish allaqachon oqlangan. Bundan tashqari, neytron qurollari kosmik urushda koʻproq talabgir boʻlishi mumkin. (Neytron bombasining kosmik portlashi natijasida chiqarilgan neytron oqimining zichligi portlash markazidan masofaning kvadratiga teskari proportsionaldir, shu bilan birga yetarlicha ingichka va uzoq masofali tarqa;adigan neytron nuri oqimini yaratish mumkin).
Neytron qurollarining uskunaga zararli taʼsiri neytronlarning strukturaviy materiallar va radioelektron qurilmalar bilan oʻzaro taʼsiri bilan bogʻliq boʻlib, bu induktsiyalangan radioaktivlikning paydo boʻlishiga va natijada nosozliklarga olib keladi. Biologik obyektlarda neytron oqimi taʼsirida tirik toʻqimalarning ionlanishi sodir boʻladi, bu alohida tizimlarning va umuman organizmning hayotiy faoliyatining buzilishiga, nurlanish kasalligining rivojlanishiga olib keladi. Odamlarga neytron nurlanishining oʻzi ham, induktsiyalangan nurlanish ham taʼsir qiladi. Kuchli va uzoq muddatli radioaktivlik manbalari neytron oqimi taʼsirida asbob-uskunalar va obyektlarda paydo boʻlishi mumkin, bu neytron quroli taʼsiridan keyin uzoq vaqt davomida odamlarning zararlanishiga olib keladi (masalan, neytron bombasining portlashi). Hududda induktsiyalangan radioaktivlik bir necha soatdan bir necha kungacha inson salomatligi uchun havfli hisoblanadi[1].
Vodorod oʻz ichiga olgan materiallar eng kuchli himoya xususiyatlariga ega (masalan: suv, kerosin, polietilen, polipropilen va boshqalar[2]). Konstruktiv va iqtisodiy sabablarga koʻra himoya koʻpincha beton, nam tuproqdan qilinadi - bu materiallarning 250–350 mm qavati tez neytronlar oqimini 10 baravarga zaiflashtiradi, 500 mm.li qavat esa 100 baravargacha[1], shuning uchun statsionar fortifikatsion istehkomlar oddiy va neytron yadroviy qurollardan va neytron zambaraklaridan ishonchli himoyani taʼminlaydi.
Raketaga qarshi mudofaada neytron qurollari
Neytron qurollaridan foydalanishning yana bir jihati raketaga qarshi mudofaa hisoblanadi. 1960—1970-yillarda kelayotgan ballistik raketa kallaklarini urib tushirishning yagona ishonchli usuli yadro kallaklari boʻlgan raketaga qarshi qurollardan foydalanish edi. Ammo traektoriyaning atmosfera orti qismida yaʼni vakuumda tutilganda, zarba toʻlqini kabi zararli omillar ishlamaydi va portlashning plazma bulutining oʻzi epitsentrdan nisbatan kichik radiusda havfli boʻladi xolos.
Neytron zaryadlaridan foydalanish raketaga qarshi yadroviy kallakni yoʻq qilish radiusini samarali oshirishga imkon berdi. Toʻxtatuvchi raketaning neytron jangovar kallagi portlash paytida neytron oqimi dushman kallagiga kirib, boʻlinadigan materialda kritik massaga - yadroviy "zilch" deb ataladigan narsaga yetib bormasdan zanjirli reaksiyaga sabab boʻldi (inglizcha: fizzle)[3] va jangovar kallakni yoʻq qiladi.
Sinab koʻrilgan eng kuchli neytron zaryadi Amerikaning LIM-49A Spartan tutuvchi raketasining 5 megatonlik W-71 jangovar kallagi edi. Biroq, yumshoq rentgen nurlanishining kuchli chaqnashi ancha samaraliroq zarar yetkazuvchi omil boʻlib chiqdi. Dushman jangovar kallagining tanasiga teggan kuchli rentgen nurlari tana materialini bir zumda bugʻlanishgacha qizdirdi, bu ablyatsion portlashga (bugʻlangan materialning portlovchi kabi kengayishiga) va jangovar kallakning toʻliq yoʻq qilinishiga olib keladi. Rentgen nurlanishini oshirish uchun jangovar kallakning ichki qobigʻi oltindan yasaladi.
Shuningdek, 1960-yillarning oxiriga kelib, uzoq masofali raketaga qarshi 1500-30 000 metr balandlikdagi nishonlarni ushlab turish uchun moʻljallangan boshqa atmosfera ichidagi kichik masofali raketaga qarshi mudofaa eshelonini toʻldirish maqsadga muvofiq deb topildi. Atmosferada ushlab qolishning afzalligi shundaki, kosmosda jangovar kallakni aniqlashni qiyinlashtiradigan soxta nishonlar va folgalar atmosferaga kirish paytida osongina aniqlanadi. Bunday tutqich-raketalar himoyalangan obyektga bevosita yaqin joyda, kuchli zarba toʻlqinini hosil qiladigan anʼanaviy yadroviy qurollardan foydalanish koʻpincha istalmagan joyda ishlagan. Shunday qilib, Sprint raketasi 1 kilotonli W-66 neytron kallaklarini olib yurdi.
Himoya
Neytron qurollari 1960-1970 yillarda asosan zirhli nishonlarga zarba berish samaradorligini oshirish va zirh va oddiy boshpanalar bilan himoyalangan ishchi kuchini yoʻq qilish effektivligini oshirish uchun ishlab chiqilgan. Jang maydonida yadro qurolidan foydalanish imkoniyati bilan yaratilgan 1960-yillarning zirhli transport vositalari uning barcha zararli omillariga juda chidamli.
Tabiiyki, neytron qurollarini yaratish haqida habarlar paydo boʻlgandan soʻng, undan himoya qilish usullari ham ishlab chiqila boshlandi. Uskunani va uning ekipajini neytron oqimidan himoya qilishga qodir boʻlgan yangi zirh turlari ishlab chiqildi. Buning uchun yaxshi neytron yutuvchi boʻlgan zirhga bor koʻp boʻlgan qoplamalar qoʻshiladi (shu sababga koʻra bor reaktor neytron yutuvchi-sterjenlarining asosiy strukturaviy materiallaridan biridir) va zirh koʻp qatlamli qilingan, shu jumladan, kambagʻallashtirilgan uran elementlarini. Bundan tashqari, zirhning tarkibi uning tarkibida neytron nurlanishi taʼsirida kuchli induksiyalangan radioaktivlikni beruvchi kimyoviy elementlar boʻlmasligi uchun tanlanadi.
Bunday himoya, shuningdek, yuqori energiyali neytron oqimlaridan foydalanadigan loyihalar va prototiplarda mavjud boʻlgan neytron zambaraklariga qarshi ham samarali boʻlishi mumkin.
Neytron qurollari va siyosat
Neytron bombalari koʻrinishidagi neytron qurollari, shuningdek, kichik va oʻta past quvvatdagi yadroviy qurollarning havfi odamlarni ommaviy qirgʻin qilish ehtimoli bilan bogʻliq emas (buni boshqa koʻpchilik qurollar, shu jumladan uzoq vaqt davomida mavjud va shu maqsadda yanada samaraliroq boʻlgan OQQ turlari bilan ham amalga oshirish mumkin), lekin undan foydalanish yadroviy va anʼanaviy urush oʻrtasidagi chegarani xiralashtiradi. Shu bois BMT Bosh Assambleyasining qator rezolyutsiyalarida ommaviy qirgʻin qurollarining yangi turlari – neytronli portlovchi qurilmalar paydo boʻlishining havfli oqibatlari qayd etilgan va ularni taqiqlashga chaqirilgan.
Aksincha, neytron zambaragi amaliy jihatdan neytron qurolining yana bir kichik turi boʻlib, u ham oʻziga xos nurli quroldir va har qanday nurli qurol singari, neytron zambaragi ham zararli taʼsirning kuchi va selektivligini birlashtiradi va bu ommaviy qirgʻin quroli boʻlmaydi.
Neytron zaryadining turli masofalardagi portlash taʼsiriga misol
| Действие воздушного взрыва нейтронного заряда мощностью 1 кт на высоте ~ 150 м | |||||
| Masofa | Bosim | Radiatsiya | Защита бетон | Защита земля | Примечания |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 m | ~108 MPa [1] | Окончание реакции, начало разлёта вещества бомбы. Благодаря конструктивным особенностям заряда значительная часть энергии взрыва выделяется в виде нейтронного излучения. | |||
| markazdan ~50 m masofada | 0,7 MPa | n·105Gr | ~2-2,5 м | ~3-3,5 м | Граница светящейся сферы диаметром ~100 м [3], время свечения ок. 0,2 с. |
| episentr 100 m | 0,2 MPa | ~35 000 Gr | 1,65 м | 2,3 м | Эпицентр взрыва. Человек в обычном убежище — гибель или крайне тяжёлая лучевая болезнь [1, 7]. Разрушение убежищ, рассчитанных на 100 кПа [7]. |
| 170 m | 0,15 MPa | Сильные повреждения танков [4]. | |||
| 300 m | 0,1 MPa | 5000 Gr | 1,32 м | 1,85 м | Человек в убежище — лучевая болезнь от лёгкой до тяжёлой степени [1, 7]. |
| 340 m | 0,07 MPa | Лесные пожары [4]. | |||
| 430 m | 0,03 MPa | 1200 Gr | 1,12 м | 1,6 м | Человек — «смерть под лучом». Сильные повреждения сооружений [4]. |
| 500 m | 1000 Gr | 1,09 м | 1,5 м | Человек гибнет от радиации сразу («под лучом») или через несколько минут. | |
| 550 m | 0,028 MPa | Средние повреждения сооружений [4]. | |||
| 700 m | 150 Gr | 0,9 м | 1,15 м | Гибель человека от радиации через несколько часов. | |
| 760 m | ~0,02 MPa | 80 Gr | 0,8 м | 1 м | |
| 880 m | 0,014 MPa | Средние повреждения деревьев [4]. | |||
| 910 m | 30 Gr | 0,65 м | 0,7 м | Человек гибнет через несколько суток; лечение — уменьшение страданий. | |
| 1000 m | 20 Gr | 0,6 м | 0,65 м | Стёкла приборов окрашиваются в тёмно-бурый цвет. | |
| 1200 m | ~0,01 MPa | 6,5-8,5 Gr | 0,5 м | 0,6 м | Крайне тяжёлая лучевая болезнь; гибнут до 90 % пострадавших [6, 7]. |
| 1500 m | 2 Gr | 0,3 м | 0,45 м | Средняя лучевая болезнь; гибнут до 80 % [6], при лечении до 50 % [4]. | |
| 1650 m | 1 Gr | 0,2 м | 0,3 м | Лёгкая лучевая болезнь [7]. Без лечения могут погибнуть до 50 % [4]. | |
| 1800 m | ~0,005 MPa | 0,75 Gr | 0,1 м | Радиационные изменения в крови [4]. | |
| 2000 m | 0,15 Gr | Доза может быть опасна для больного лейкемией [4]. | |||
| Рассто- яние | Давление | Радиация | Защита бетон | Защита земля | Примечания |
| |||||