Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.
// naked-science.ru
Стоит напомнить, что российская крылатая ракета с неограниченной дальностью «Буревестник» тоже несет на борту ядерный реактор, вероятно, с жидкометаллическим (или жидкосолевым) охлаждением. Вопреки тому, что пишут некоторые не очень тщательные СМИ, по облику этой крылатой ракеты понятно, что она дозвуковая (впрочем, об этом же писали и государственные СМИ). Дозвуковая ракета не может пользоваться прямоточным реактивным двигателям открытого цикла эффективно, что исключает применение на ней чего-то подобного.
Существует всего один вариант ее оснащения, совместимый с дозвуковым обликом. И он таков: движение ракеты с неограниченной дальностью обеспечивает ядерный турбореактивный двигатель закрытого цикла, нагревающий воздух и выбрасывающий его назад.
Воздух же греет теплообменник первого контура бортового реактора «Буревестника» — и по соображениям минимальной массы и габаритов этот первый контур наполняет именно расплавленный металл или соли металла (как в проекте американского авиареактора PWAR-1). И здесь натрий — не такой уж плохой кандидат.
Интересно, что к выводу о возможности использования натрия в «Буревестнике» — правда, без оценки его потенциала как радиационного загрязнителя — пришли не только мы. Автор соответствующего патента показал, как можно преодолеть некоторые ограничения натрия при его использовании в реакторе для ядерного турбореактивного двигателя закрытого цикла. Впрочем, нельзя не отметить, что есть и альтернативные пути решения затронутых им проблем. В частности, упомянутое выше использование соединений натрия, лития, калия и фтора в качестве теплоносителя бортового ядерного реактора «Буревестника» и «Посейдона».
Таким образом «натриевыми бомбами» может оказаться не только «Посейдон», который должен быть выпущен небольшой серией всего для пары подлодок (конечно, потенциально его можно запускать и с морского дна, однако на сегодня это весьма отдаленная перспектива), но и «Буревестники». Последних можно выпустить довольно много. Наличие на борту натрия превратит прорыв даже одного такого боеприпаса к целям на территории США в очень неприятное событие.
Следует напомнить: даже без учета наличия натрия на его борту американские специалисты высоко оценивают привлекательность такой системы вооружения:«И обычные крылатые ракеты сложно уничтожить с помощью противоракетной обороны, но насколько труднее или прямо невозможно было бы остановить ракету с ядерным движителем, несущую ядерные боеголовки. Понятно, почему такая система доставки выглядит привлекательной…»
Мы хорошо знаем определенную часть наших комментаторов, поэтому попутно ответим на краткий список их ожидаемых вопросов по «Буревестнику».
«Реактор настолько малых размеров, как ракеты «Буревестник» (85 сантиметров в диаметре), построить невозможно, это фейк»
Реакторы для космических аппаратов уже десятки лет назад имели диаметр даже меньше, чем у «Буревестника» (вот, например, наш материал, затрагивающий тему). Вообще, реакторы с жидкометаллическим охлаждением крайне компактны: активная зона даже огромного по мощности БН-800 имеет объем порядка пяти кубических метров. Мощность реактора «Буревестника» примерно в несколько сот (а то и тысячу) раз меньше. Даже из этого крайне грубого сравнения очевидно, что его активная зона вполне может быть компактной. Поэтому в самом создании реактора таких размеров не было проблем ни при СССР, ни тем более сегодня.
Бесспорно, если бы ядерный двигатель «Буревестника» был прямоточным, наподобие более ранних американских разработок – многие СМИ некорректно утверждают именно это – он не мог бы иметь диаметр 85 сантиметров и менее. Но он не прямоточный – это отчетливо видно из опубликованного облика ракеты, указывающего именно на использование ядерного турбореактивного двигателя закрытого цикла. А он, безусловно, может иметь такие размеры.
«Никакая электроника не выдержит нахождения рядом с реактором, поэтому такая ракета — фейк»
Очевидно, конструкторы советских космических реакторов не знали о том, что электроника не может работать рядом с компактным космическим реактором – поэтому у них они работали на орбите весьма подолгу. Скорее всего, конструкторы реактора «Буревестника» так же «неграмотны», как и их коллеги, делавшие реакторы для космоса. Поэтому электроника в ракете вполне сможет отработать нужный период времени. Кстати, много меньший, чем в случае спутника.
«Эта крылатая ракета — «летающий Чернобыль», которую даже испытывать предельно опасно»
Нет. Инцидент в Неноксе не включал разрушения ядерного реактора, это видно по изотопам, которые были обнаружены после него. И второе «нет»: при полете такая ракета не дает радиоактивного загрязнения, заметно повышающего фон. Причина этого в том, что у нее закрытый цикл: воздух через активную зону реактора (в отличие от американских проектов полувековой давности) не протекает. А раз так, он не может быть этой активной зоной загрязнен. Воздух, проходящий через теплообменник второго контура реактора, получает крайне малое количество излучения, это неизбежно вытекает из самой конструкции реактора.
«Испытания таких ракет смертельно опасны: они упадут в море, и рыбы в нем начнут светиться»
Реальное количество ядерного топлива в реакторе «Буревестника» – от силы десятки килограмм. Даже если бы все оно попало в открытый океан, светиться от этого никто не начал бы. Во-первых, до длительной работы реактор просто не содержит достаточного количества опасных изотопов: он их еще не наработал. Само ядерное топливо до запуска реактора настолько безопасно, что его можно трогать руками (что, кстати, регулярно и делают).
Во-вторых, океан очень велик, и при распределении по нему даже очень большое количество делящихся материалов (которых в реакторе ракеты, для начала, нет) становится безопасным. Достаточно сказать, что активность урана, тория и тому подобного, растворенного в Мировом океане по естественным причинам, значительно превышает загрязнение после Чернобыля. Тем не менее люди вполне в этом океане купаются, причем без каких-либо радиационных последствий.
Но на деле такое попадание ядерного топлива в море в случае подобного реактора сомнительно. При падении реактор будет заглушен – а если нет, то самозаглушится. Все потому, что при потере герметичности активной зоны туда попадет вода, которая поглощает нейтроны – и работа реактора такого типа прекратится.
После заглушения теплоноситель реактора (например, расплав солей) просто застынет, поскольку у него высокая температура плавления. Топливо при этом будет иммобилизовано застывшими солями. Подождав распада натрия-24, реактор просто подберут поисковые суда. Все это, разумеется, в том случае, если реактор вообще будут испытывать полетом: для надежных испытаний это не нужно, достаточно отработки с электрическим макетом реактора, точно имитирующим нагрев от него (что технически довольно просто).
«Никакого смысла в «Буревестнике» нет, потому что крылатые ракеты умеет сбивать ПВО»
На практике сбить крылатую ракету тяжело – летит низко. Можно попробовать поставить по комплексу ПВО «Патриот» через каждые 30 километров вдоль границы США. В этом случае часть «Буревестников», конечно, собьют.
Однако дальность «Буревестника» не ограничена – он может прилететь в Штаты через Мексику или южные моря, откуда угодно. А все границы США длиной примерно в 30 тысяч километров – то есть потребуется тысяча батарей. Цена одной такой – миллиарды долларов, и тысяча таких систем будут стоить очень дорого даже для США.
К тому же, как показывает опыт их применения в реальном мире, далеко не факт, что они смогут сбить все крылатые ракеты. Иными словами, даже потратив триллионы долларов на оборону от сотни «Буревестников», Штаты не смогут избавиться от этой угрозы полностью. Довольно неплохой результат, если учесть, что России такая программа будет стоить несопоставимо меньше, чем США.©
Кстати, в случае использования натрия и в реакторах крылатых ракет «Буревестник», противника может ждать еще один сюрприз: мощнейшее, хотя и быстропроходящее радиационное поражение каждой точки, атакованной такой ракетой.
На деле кобальт — не лучший выбор. Значительно эффективнее заменить «рубашку» на чистый натрий. Или, если нужно получить то же количество натрия на единицу объема, но повысить рабочую температуру активной зоны реактора, на соединения натрия с фтором и бериллием.
Получив один нейтрон, обычный натрий-23 становится натрием-24, а тот, сильно огрубляя, примерно столь же опасен в смысле гамма-излучения, как кобальт-60 (тоже дает по два гамма-фотона на атом). Только отдает он его в три тысячи раз быстрее. Иными словами, в единицу времени предоставляет намного больший поражающий эффект. Кларк описывает эффект «натриевой бомбы» морского (подводного) взрыва так:
«… Уничтожит всю животную жизнь, включая людей в типичном противоатомном подвальном убежище, всю растительность и почти все семена. Пейзаж временно будет опустошен до состояния лунного».
При подрыве приводимой Кларком в пример натриевой бомбы начальный уровень гамма-излучения в пораженном районе будет в 3000 раз выше, чем у кобальтовой. Близко к эпицентру человек погибнет от радиации в натриевом варианте за десяток минут, а в кобальтовом — наберет летальную дозу только через сутки.
Период полураспада натрия-24 — всего 15 часов, что и делает его столь опасным в первые сутки после удара. Но по той же причине сверхбыстрого распада натрия-24 пораженные им площади уже через несколько месяцев абсолютно безопасны для людей даже безо всяких мер дезактивации. Ведь уже через примерно 1500 часов концентрация натрия-24 падает примерно в квадриллион квадриллионов раз, отчего натолкнуться на его атом в пораженном районе становится нереально.
Такая натриевая бомба имеет над кобальтовой несколько стратегических преимуществ. Первое: она абсолютно безопасна для создавшей ее страны. Даже если после взрыва натриевая пыль частично поднимется в стратосферу, где сможет с ветрами достичь отдаленных земель, то процесс такого подъема и опускания займет много суток. Следовательно, практически весь натрий-24 успеет распасться, и «возврат на родину» ему не грозит.
Второе: она куда более «убойная» на единицу стоимости, поскольку излучения в единицу времени дает много больше. Типичная кобальтовая бомба не даст такой плотности поражения, чтобы убить людей в убежище вне очень маленькой (и трудно прогнозируемой) зоны пикового уровня радиационного загрязнения.©
Турбореактивный двигатель с ядерной силовой установкой относится к двигателестроению для атомолетов и может быть использован, прежде всего, в беспилотных летательных аппаратах, которым требуется максимально продолжительное время нахождения в воздухе.
// zenodo.org