Нераспространение
2. «Плутониевый путь» создания ядерного оружия и его реализация в различных странах.
Для начала военной ядерной программы необходимо принять принципиальное политическое решение и сделать выбор между «урановым» и «плутониевым» путём получения ядерного оружия.
Этапы:
Горнодобыча и очистка – добыча урановой руды.
Гидрометаллургический завод (рядом с местом добычи) – получение уранового концетрата (содержит продукты распада) – окись-закись урана.
Аффинаж – тонкая химическая очистка урана от примесей. На выходе – жёлтый кек – UO2 – чистый по урану оксид.
Наработка плутония
Принципы наработки:
Недопустимы «длинные» облучения (иначе – «хвосты»)
Необходима перегрузка на ходу, без снятия мощности с реактора.
Топливо – естественный уран
Реакторы: Йонбен (Сев. Корея), Димона (Израиль), Кхушаб (Пакистан), IR-40 (Иран, Арак, проект)
Формула оценки годовой переработки оружейного плутония
M(Pu) (кг/год) = 0.4 (эмпирический коэффициент) * ХPu * Ким *W (МВт)
ХPu – примерно 0,8. Плутониевый коэффициент. Количество ядер плутония, родившихся на одно выгоревшее ядро урана-238.
Ким – коэффициент используемой мощности – сколько дней в году работает реактор – всегда <1.
Наработанный плутоний отправляют на радиохимию, где производится извлечение (PUREX) – последовательное переведение в раствор 4-х фракций:
Продукты деления (требуют охлаждения)
Плутоний
Уран.
Конструктивные материалы (в осадок – их можно использовать повторно)
Металлургия плутония и изготовление изделий
пирофорен (горит сам по себе)
6 алломорфных модификаций с разной плотностью (нужны специальные добавки)
чрезвычайно подвержен коррозии
высокая химическая и радиационная токсичность
Крит. Масса – 15 кг – риск
Летуч
Итого: страшная гадость этот ваш плутоний.
Дальше:
разработка внутренних узлов (очень сложно)
ХВВ – имплозионные блоки
Спецэлектроника
Первичные испытания (вместо плутония – алюминий);
«Настоящие» испытания
Преимущества «плутониевой» бомбы
большая мощность взрыва
больше надёжность
Недостатки:
чрезвычайная сложность
необходимы испытания
3. «Урановый путь» создания ядерного оружия, его сравнительные преимущества и недостатки и реализация в ядерных государствах.
Для начала военной ядерной программы необходимо принять принципиальное политическое решение и сделать выбор между «урановым» и «плутониевым» путём получения ядерного оружия.
Этапы:
Горнодобыча и очистка – добыча урановой руды.
Гидрометаллургический завод (рядом с местом добычи) – получение уранового концетрата (содержит продукты распада) – окись-закись урана.
Аффинаж – тонкая химическая очистка урана от примесей. На выходе – жёлтый кек – UO2 – чистый по урану оксид.
Конверсия в UF6 – единственное летучее и стабильное соединение урана (+ фтор моноизотопен). Очень сложный процесс, так как фтор токсичен и очень реактивен. Единственный источник фтора в природе – плавиковый шпат (CaF2).
Обогащение – методы: газовая диффузия (через серию мембран) и газовые центрифуги (очень высокотехнологичный метод, более эффективен).
Металлургия – очень опасная операция – высок риск самопроизвольной цепной реакции – мощнейший импульс ионизирующего излучения + в мелкодисперсной среде уран пирофорен – может самовозгореться.
+ Разработка конструкций и ТУ
+ Разработка и изготовление Химического Взрывчатого Вещества
+ Спецматериалы
+ Установка поточного производства
Преимущества «уранового пути»:
сравнительная простота
можно запускать бомбу без испытаний
Недостатки:
сравнительно малая мощность бомб
требуется точный запуск нейтронного инициатора – иначе – «хлопок»
невозможность имплозионной конструкции
Все государства с ядерным оружием начинали с урановых боеприпасов.
Сейчас в странах «ядерной пятёрки» - плутониевые боеприпасы. Урановые – у Пакистана.
30. Особенности технологии плутония. Проблемы обращения с плутонием.
Наработанный на реакторе плутоний отправляют на радиохимию, где производится извлечение (PUREX) – последовательное переведение в раствор 4-х фракций:
Продукты деления (требуют охлаждения)
Плутоний
Уран.
Конструктивные материалы (в осадок – их можно использовать повторно)
Металлургия плутония и изготовление изделий
пирофорен (горит сам по себе)
6 алломорфных модификаций с разной плотностью (нужны специальные добавки)
чрезвычайно подвержен коррозии
высокая химическая и радиационная токсичность
Крит. Масса – 15 кг – риск самопроизвольной цепной реакции
летуч
Итого: страшная гадость этот ваш плутоний.
41. Принципы количественной оценки риска создания ядерного оружия различными государствами.
Вводятся следующие факторы:
Все
A – экономическая и политическая мощь государства
B– уровень развития высоких технологий
C– кадровое обеспечение
D1 – «легальные» внешние связи
D2 – «нелегальные» нелегальные внешние связи
G – уровень внешних угроз
Z – уровень сотрудничества с МАГАТЭ
К – уровень развития носителей
Е – уровень развития общепромышленных (невоенных) ядерных технологий
– отношение национальной общественности
Итоговая формула относительной значимости распространения по отношению к данной стране
Итого по данной формуле получаем:
Иран – 66
Сев. Кореи – 118
Германия – 0,01
Япония – 0,0275.
52. Системная роль ядерного оружия, его принципиальные отличия от иных вооружений.
20й век – век мировых войн. ЯО было изобретено после Второй Мировой Войны и с тех пор ни одного крупномасштабного военного конфликта не произошло.
Обычное оружие знает только один вид паритета – количественный.
Карибский кризис: соотношение ЯО у США и СССР – 17 : 1
Для ЯО – паритет системный.
При обладании небольшим количеством ЯО степень национальной безопасности существенно возрастает.
ЯО должно быть, но не должно применяться.
ЯО – стабилизатор современного мира.
67. Ядерное оружие Индии и Пакистана. Особенности ядерных статусов Израиля и КНДР. Назначение и роль ядерных испытаний.
Индия(60-90 боеголовок, есть плутониевые) – Пакистан (30-50 боеголовок, урановые)
Де-факто – ядерные державы.
Причины напряжённости – общая граница, конкуренция.
Каждая из стран может нанести другой неприемлемый ущерб.
Членами ДНЯО не являются.
Индия – 6 подземных испытаний. Пакистан – 5 (наиболее вероятно по числам подорванных зарядов).
Израиль и КНДР
Доказательств наличия ядерного оружия нет.
Есть тяжеловодные реакторы.
Израиль: подозревают в совместных ядерных испытаниях с ЮАР в море.
КНДР: испытания в 2006 году – неудачные (вероятное отклонение от расчётного режима имплозии)
Испытания – 2009. Предположительно 2-3 пуска баллистических ракет и подземные испытания. Выход из переговоров по разоружению. Рост международной напряжённости.
Назначение и роль ядерных испытаний
Понятие приведённой высоты:
Меньше – взрыв на земле сильнейшее локальное загрязнение
Если больше – взрыв воздушный массовый выброс продуктов взрыва в стратосферу через тропопаузу.
Цели испытаний:
Проверка работоспособности
Испытание новых конструкций
Исследование поражающих факторов взрыва.
Манёвры.
Расчёты процессов при взрыве (создание опорных точек для программ)
США – 1099 испытаний.
СССР – 717
Франция – 190
Великобритания – 43
Китай - 38
Испытания необходимы для плутониевых боеприпасов.
68. Ядерное оружие стран «ядерной пятёрки» (качественный обзор и системное значение).
Все цифры – примерные.
РФ:
СЯС (триада) 3100
Тактические – 1600
Всего: 4700
В резерве различной степени боеготовности и в ожидании разборки – примерно 5000.
США:
СЯС: 4500 (триада)
Тактические: 500
Всего: 5000
В резерве – 5000
Франция:
СЯС: 350 (БРПЛ)
Тактические: нет данных о наличии
В резерве: 80
Великобритания:
СЯС: 160 (БРПЛ)
Тактические: нет данных
В резерве: 50
Китай: 150-450
Распределение малодостоверно, активны по существу МБР наземного базирования.
Обычное оружие знает только один вид паритета – количественный.
Карибский кризис: соотношение ЯО у США и СССР – 17 : 1
Для ЯО – паритет системный.
При обладании небольшим количеством ЯО степень национальной безопасности существенно возрастает.
ЯО должно быть, но не должно применяться.
ЯО – стабилизатор современного мира.