Створення ядерної зброї, від уранових шахт до мініатюризації
Побудова ядерної бомби та знання, як обладнати міжконтинентальну балістичну ракету, як прагне Пхеньян, є складним процесом. Інструкція по застосуванню, від палива до мініатюризації:
Уран, сировина
Існує два способи виготовлення ядерної бомби: з використанням збагаченого урану або плутонію, який виробляється спалюванням урану.
Уран порівняно широко поширений у земній корі, на суші та в океанах.
Уранові шахти розповсюджені приблизно в двадцяти країнах. За даними Всесвітньої ядерної асоціації, понад дві третини видобутку урану надходить з Казахстану (39%), Канади (22%) та Австралії (10%). Серед інших великих виробників - Росія, Нігер та Намібія.
Природний уран складається з урану 238 (99,3%) і урану 235 (0,7%). Як ядерне паливо, ймовірно, буде використовуватися лише уран 235, відомий як "розщеплюється".
Уран повинен бути значно збагачений, тобто збільшити його частку U-235, щоб отримати паливо, необхідне для виготовлення ядерної зброї.
Спочатку руду подрібнюють, а уран екстрагують розчинами кислот. Після висихання отримують твердий концентрат урану, який називається "жовтий пиріг", який, злегка нагрівшись, переходить у газоподібний стан і може бути збагачений.
Збагачують уран
Збагачення стосується операції, що полягає у відділенні важчого урану 238 від легшого урану 235 за допомогою центрифуг, найпоширеніших засобів.
Для отримання великого обсягу збагаченого урану потрібні тисячі центрифуг. Лише кілька країн світу оснащені такими великими та дорогими приміщеннями.
Збагачення урану відкриває шлях до різних видів використання, залежно від концентрації U-235.
Збагачений до низького рівня (3,5% до 5%), уран використовується як паливо на атомних електростанціях для виробництва електроенергії. У дуже високому ступені (90%) його можна використовувати для виготовлення атомної бомби (так званий військовий уран), за умови наявності достатньої кількості ("критичної маси") для запуску ланцюгової реакції, яка спричинить 'ядерний вибух.
Для атомної бомби потрібно 25 кг збагаченого урану або 8 кг плутонію.
У світі існує достатньо плутонію та збагаченого урану, щоб виготовити еквівалент 20000 бомб у Хіросімі, згідно з даними групи експертів Міжнародної групи з розщеплення матеріалів.
Бомби A та H: як це працює ?
Для бомби "А", широко відомої як "атомна бомба", мова йде про те, щоб викликати ланцюгову реакцію. Іншими словами, розбиття ядра атома шляхом направлення нейтронів до його ядра, так що це явище повторюється шляхом множення кожного разу на два. Це експоненціальне зростання вивільняє величезну енергію, високу температуру, ефект вибуху та радіоактивні випадіння. Цей принцип називається діленням.
Докладніше, вибуховий заряд проектує блок урану 235 на інший, атоми розбиваються під ударом, викликаючи ланцюгову реакцію та вибух бомби. Інша можлива конфігурація: вибухівка, встановлена навколо плутонієвої кульки, спрацьовує синхронно, і під тиском атоми руйнуються.
Бомба Н, "воднева бомба" або навіть "термоядерна", зі свого боку заснована на принципі ядерного синтезу: легкі атоми стискаються до точки агрегації, вивільняючи в нескінченно малий проміжок часу більшу енергію при температурах і тиску на роботі в серці сонця.
На першому поверсі цієї мега-бомби знаходиться класична бомба "А", яка служить "сірником" для пристрою: при її поділі генерується сильне тепло, яке відображається на стінах другого поверху і викликає синтез.
Н-бомба незрівнянно потужніша за атомну. А-бомба, запущена в Хіросімі в 1945 році, мала потужність 15 кілотонн, що еквівалентно 15000 кілограм тротилу. Бомба Н виділяє енергію кількох мегатон, що еквівалентно декільком мільйонам кілограмів тротилу.
Наразі жодна бомба Н не використовувалась, крім тестової стрільби.
Балістика та мініатюризація, найвищі виклики
Три можливості для відправки ракети ("вектора"), оснащеної ядерною бойовою частиною, відповідальної за її підведення до вибраної цілі: літаком, з суші або з підводного човна.
Коли бомбу не скидають, а відправляють за допомогою ракети, технологічний виклик подвійний. Це передбачає освоєння як балістики (дальності і точності ракети), так і мініатюризації ядерного заряду.
З балістичної точки зору, головка міжконтинентальної ракети (МБР) з дуже великою дальністю повинна мати можливість витримати політ у кілька тисяч кілометрів, а також повернення в атмосферу для досягнення цілі, фаза, протягом якої тертя піддає його дії надзвичайно високих температур і вібрацій.
Техніка мініатюризації також важлива. Це робить бомбу досить компактною для кріплення на бойовій частині ракети, але також достатньо міцною, щоб пережити вогонь міжконтинентальних балістичних ракет.
Мініатюризована, атомна бомба займає лише дуже невелике місце в ракеті, яка по суті містить паливо для її займання та рушія.
Одна ракета може нести кілька ядерних боєголовок, здатних досягти різних цілей.
Отримуйте всі новини прямо у свою поштову скриньку !
З понеділка по п’ятницю щоранку отримуйте головні новини:
політика, економіка, суспільство, спорт.