Hulu ledak nuklir kecil dan hasil rendah secara historis tidak beruntung. Pada masa-masa yang diberkati itu, ketika muatan nuklir dari semua jenis dikembangkan dan diuji secara aktif, tidak ada isotop yang cocok untuk mereka. Hanya plutonium-239 dan uranium-235 yang tersedia, dan Anda tidak dapat membuat muatan nuklir kompak dari mereka. Tentu saja, hulu ledak W54 Amerika dengan berat 23 kg terlihat sangat bagus dengan latar belakang "Pria Gemuk" dengan berat 4,6 ton, tetapi masih tidak sekompak yang kita inginkan.
Hulu ledak ini, tampaknya, adalah salah satu yang terakhir, yang benar-benar diuji oleh ledakan nuklir. Moratorium berikutnya pada uji coba nuklir secara tajam memperlambat pekerjaan, yang menyebabkan sebagian besar produk kuat tetap berada di gudang senjata nuklir. Sekarang setelah rezim nonproliferasi dan pembatasan nuklir tampaknya berada di ambang kepunahannya, adalah mungkin untuk kembali ke pengembangan jenis muatan nuklir baru yang dapat mendiversifikasi perang nuklir.
Americium adalah kandidat terbaik
Plutonium sebagai pengisi muatan nuklir baik untuk semua orang, hanya saja tidak memungkinkan pembuatan muatan yang benar-benar kompak, karena memiliki massa kritis yang agak besar - 10,4 kg. Dengan kepadatan plutonium 19,8 g per sentimeter kubik, volume bola akan menjadi 525,2 meter kubik. cm, dan diameternya adalah 10, 1 cm. Selain itu, untuk membenturkan, seseorang tidak harus mengambil satu massa kritis, tetapi sedikit lebih banyak, katakanlah, 1, 2 atau 1, 35 massa kritis. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa sistem detonasi dan sekering neutron dalam muatan kompak tidak sebaik di bom udara atau hulu ledak rudal, dan untuk mencapai efek ini, seseorang harus memiliki persediaan bahan fisil yang lebih besar. Oleh karena itu, muatan plutonium kompak biasanya menggunakan 13-15 kg plutonium (untuk 13 kg diameter bola adalah 10,7 cm), dibentuk menjadi inti berbentuk telur atau silinder.
Pada prinsipnya, meskipun berat, tetapi cukup cocok untuk peluru artileri kaliber besar, rudal, dan ranjau, ternyata muatan dalam kisaran daya dari beberapa ratus kg hingga 10-15 kt setara TNT. Tetapi ada keberatan serius: mengapa menggunakan plutonium tingkat senjata yang berharga untuk muatan daya rendah, jika Anda dapat membuat amunisi termonuklir dengan kekuatan yang jauh lebih besar? Sebuah hulu ledak 400 kiloton akan mencapai efek yang jauh lebih besar dari 10-15 kt atau bahkan kurang.
Secara umum, ada dua alasan penghentian muatan nuklir berdaya rendah: dimensi yang tidak terlalu kompak, yang membuatnya sulit untuk digunakan, dan argumen ekonomi-militer untuk irasionalitas pengeluaran isotop yang berharga.
Pada 1950-an, tidak ada yang bisa menggantikan uranium dan plutonium sebagai isotop tingkat senjata. Tetapi beberapa waktu telah berlalu sejak itu dan kandidat yang baik telah muncul - americium-242. Isotop ini terbentuk selama peluruhan plutonium-241 (terbentuk selama penangkapan neutron oleh uranium-238), dan terkandung dalam limbah pemrosesan plutonium dan bahan bakar nuklir bekas (SNF). Setelah 26 tahun, semua plutonium-241 akan meluruh menjadi amerisium-241, yang waktu paruhnya jauh lebih lama - 432,2 tahun. Jadi, SNF yang diturunkan dari reaktor dan disimpan di akhir 1980-an dan awal 1990-an seharusnya sudah mengandung sejumlah besar amerisium-241. Isolasinya, sejauh dapat dinilai, tidak menimbulkan kesulitan khusus.
Jika am-241 disinari dengan neutron, maka isotop amerisium-242m yang lebih luar biasa akan diperoleh. Karena reaktor berdasarkan amerisium-242 dirancang di Obninsk, dimaksudkan untuk memperoleh radiasi neutron untuk keperluan medis, beberapa data tentang produksinya diberikan. 1 gram am-242m dibentuk dengan iradiasi 100 gram am-241 (diperoleh di reaktor BN-350 yang sekarang dibongkar di Shevchenko, Kazakhstan), dan untuk mendapatkan jumlah ini, cukup untuk memproses 200 kg ampas tua. SNF. Kami memiliki banyak hal ini: sekitar 20 ribu ton bahan bakar nuklir bekas dan produksi tahunan sekitar 200 ton lebih. Akumulasi SNF cukup untuk menghasilkan sekitar 1000 kg am-242m.
Apa gunanya AM-242M? Massa kritis yang sangat rendah. Isotop murni memiliki massa kritis hanya 17 gram. Dengan massa jenis amerisium 13,6 g per sentimeter kubik, itu akan menjadi bola dengan diameter 1,33 cm. Jika kita mengambil 1,35 massa kritis, maka bola akan berdiameter 1,45 cm. Dengan reflektor dan sistem peledakan, sangat mungkin untuk menyimpan proyektil berukuran 40 -mm. Pelepasan energi 1 g am-242m sesuai dengan kira-kira 4,6 kg TNT, sehingga muatan seperti itu dengan 22,9 g isotop akan menghasilkan sekitar 105 kg TNT.
Campuran am-241 dan am-242m dapat digunakan. Dengan kandungan yang terakhir pada 8%, massa kritis akan menjadi 420 gram. Diameter bola akan menjadi 3,8 cm, bisa menjadi granat nuklir untuk RPG, tambang untuk mortar 82 mm, dan sebagainya. Pelepasan energi akan menjadi sekitar 2 ton setara TNT.
Secara umum, kandidat terbaik untuk mengisi peran untuk muatan nuklir yang sangat kompak, hingga proyektil nuklir kaliber kecil. Amerisium juga baik karena memancarkan sedikit panas selama pembusukan, hampir tidak memanas, dan oleh karena itu penyimpanan amunisi nuklir yang diisi dengan amerisium tidak memerlukan lemari es. Waktu paruh yang panjang: am-241 - 433, 2 tahun, am-242m - 141 tahun, juga memungkinkan produksi dan akumulasi amerisium untuk penggunaan di masa mendatang. Amunisi semacam itu dapat disimpan selama 30-40 tahun tanpa perubahan signifikan dalam karakteristiknya, sedangkan plutonium harus dikirim untuk dibersihkan dari produk peluruhan setelah 10-15 tahun.
Muatan Amerika dapat digunakan sendiri, serta sekering nuklir-neutron untuk muatan yang lebih kuat. Jika ternyata muatan amerisium dapat memulai reaksi termonuklir (yang mungkin saja terjadi), maka kemungkinan menciptakan muatan termonuklir yang sangat kompak dan ringan, tetapi pada saat yang sama akan terbuka.
Hulu ledak untuk peluru kendali
Sebuah pertanyaan penting adalah untuk apa muatan Amerika yang begitu ringkas dapat digunakan. Misalnya, kita akan mengambil muatan yang dilengkapi dengan sekitar 500 gram amerisium dan pelepasan energi setara 2, 3-2, 5 ton TNT. Berat total produk ini bisa serendah 2-3 kg. Di mana dan bagaimana itu bisa diterapkan?
Rudal permukaan-ke-udara dan udara-ke-udara, yaitu rudal anti-pesawat dan penerbangan, yang dirancang untuk menghancurkan pesawat. Untuk sebuah pesawat, overpressure sebesar 0,2 kgf/cm2 sudah pasti berbahaya (beban di sayap Su-35 bisa, misalnya, mencapai 0,06 kgf/cm2). Ledakan muatan nuklir kompak dengan kapasitas 2,3 ton akan menciptakan tekanan berlebih pada jarak sekitar 210 meter, dan tekanan berlebih 1,3 kgf / cm2, di mana kehancuran pesawat pasti akan terjadi, akan menciptakan ledakan. pada jarak 60 meter. Kedekatan sekering rudal pesawat biasanya memulai muatan pada jarak 3-5 meter dari target, dan dalam hal ini, pesawat target pasti tidak memancarkan sesuatu yang baik - dijamin kalah! Percikan halus logam dan awan uap radioaktif.
Rudal anti kapal. Rudal anti-kapal kecil, seperti Kh-35 dan sejenisnya, yang paling nyaman digunakan (ada pesawat terbang, helikopter, kapal, darat dan bahkan peluncur kontainer), sayangnya, sangat lemah sehingga tidak bisa tenggelam, tetapi bahkan serius. merusak setiap kapal besar. Ini terlihat jelas dalam penembakan di kapal pendarat tank USS Racine (LST-1191) yang dinonaktifkan. Itu dihantam oleh 12 rudal anti-kapal, mirip dengan Kh-35, dan kapal itu tetap mengapung. Mereka menghabisinya hanya dengan torpedo. Hal ini tidak mengherankan jika hulu ledak rudal memiliki berat 150-250 kg dan kekuatannya relatif rendah. Melengkapi rudal X-35 dengan muatan nuklir Amerika dengan karakteristik di atas membuat rudal ini jauh lebih berbahaya bahkan untuk kapal besar. Jika kapal perusak kelas Arleigh Burke terkena rudal semacam itu, akan membutuhkan perbaikan pabrik yang lama. Tetapi seseorang juga dapat mengandalkan tenggelam, karena ledakan kekuatan seperti itu dapat menghancurkan lambung kapal.
Torpedo. Secara umum, muatan dengan kapasitas 2,3 ton TNT, dipasang di torpedo, bahkan bukan yang paling modern, mengubahnya menjadi argumen yang kuat bahkan melawan kapal dan kapal besar.
ATGM. Jika berat seluruh amunisi berada di kisaran 2-3 kg, maka mereka dapat dilengkapi dengan rudal untuk sistem rudal anti-tank, misalnya, "Kornet". Ini memiliki jarak tembak yang baik, hingga 5, 5 km, yang membuatnya cukup aman untuk menggunakan muatan nuklir yang ringkas dan berdaya rendah. Apa pun, bahkan tank terbaru dan paling terlindungi, dijamin akan dihancurkan oleh rudal semacam itu.
Dari tinjauan yang sangat singkat ini, jelas bahwa pembawa terbaik untuk muatan nuklir yang sangat kompak seperti itu adalah berbagai jenis peluru kendali. Biaya Amerika akan menjadi sangat mahal dan tidak mungkin untuk memproduksi begitu banyak, beberapa ratus, mungkin sampai seribu buah. Oleh karena itu, mereka perlu menembak sesuatu yang berharga dan penting, yang setidaknya secara ekonomis akan membenarkan penggunaannya. Target: pesawat, kapal, sistem pertahanan udara, radar, mungkin juga tank terbaru (yang paling mahal) dan senjata self-propelled. Kombinasi presisi peluru kendali dengan hasil yang jauh lebih tinggi dari muatan Amerika dibandingkan dengan bahan peledak standar akan membuat senjata semacam itu sangat efektif.
