Успехи в создании боеприпасов направленного взрыва, в первую очередь кумулятивных, породили вопрос — а нельзя ли создать направленный ядерный заряд?
В Советском Союзе действительно нашлись шарлатаны, приводившие «простые и понятные» доводы: если в кумулятивном заряде несколько килограммов взрывчатки пробивают метр брони, то 10 килотонн уж наверняка на 10 000 км дырку сделают! И если в подземной шахте такой «кумулятивный» заряд правильно заложить, то будет возможно поражать американские бункеры, пробив насквозь земной шар! В данном случае победу одержали люди, имеющие хотя бы небольшие познания в физике, и проект финансирования не получил. В неядерных кумулятивных боеприпасах все важные события происходят на расстояниях, сравнимых с размерами их заряда. Усиливает эффект и металлическая облицовка, а вот для ядерной кумуляции она бессмысленна: вблизи заряда металл превратится в плазму, а рекомбинировав — в газ, хотя поначалу и плотный.
Не имеет смысла
Вблизи взрывающейся плутониевой сборки тоже в определенной мере возможно направить энергию, что и делают в термоядерных зарядах, чтобы максимально нагреть ампулу с дейтеро-тритиевой смесью. А вот «дальнодействующий» ядерно-кумулятивный боеприпас — плод воспаленного воображения людей, далеких от оружейной физики.
Ударная волна на срезе ствола
На теневом снимке видно, что ударная волна уже на небольшом удалении от среза ствола становится почти сферической.
Попробуем объяснить это на примере из обычной баллистики. Внимательно рассмотрим снимок, на котором запечатлена ударная волна, «выгоняемая» из ствола движущейся в нем пулей. Пуля — идеальный поршень, она гонит воздух перед собой только вперед. Если бы мы нашли способ сделать подобное при ядерном взрыве, то заставили бы двигаться всю нагретую радиационной диффузией плазму только в одном направлении, получив идеальный направленный взрыв. Однако вернемся к пуле. Пуля вытесняет из ствола воздух со сверхзвуковой скоростью, так что на фронте течения сразу образуется ударная волна. А дальше с нагретым и сжатым воздухом происходит то же, что и со всеми газами: он начинает перетекать в области с более низким давлением. Из-за растекания на теневом снимке видно некое подобие усеченного конуса с выпуклым дном, он состоит из турбулентного газа; высота конуса пропорциональна поступательной скорости газа, а основание — скорости его растекания в радиальных направлениях. А вот форма ударной волны, сформированной этим потоком даже на небольшом расстоянии от ствола, — сферическая. Диаметр отверстия, из которого происходит истечение, — характерный размер источника возмущения — можно оценить: это размер линии пересечения газового конуса с дульным срезом ствола. Сколько таких характерных размеров уложится на расстоянии, пройдя которое волна уже мало отличается от сферической? Десяток? Заведомо меньше сотни.
Принципиальная схема "Экскалибура"
Реальность создания «Экскалибура» советским физиком подтвердили снимки ядерных взрывов. В самый первый момент видно, как из плазменного шара ядерного взрыва вырываются ярко-красные плазменные стержни от металлических тросов и поддерживающих конструкций, превратившихся в плазму.
Вернемся к ядерным зарядам. Примем характерный размер боевого блока равным метру (на самом деле он меньше). Значит, на выигрыш в плотности энергии ударной волны можно рассчитывать на дистанциях менее сотни метров от подорванного боевого блока. Но в пределах этого радиуса такой боевой блок и без всякой кумуляции гарантированно уничтожит шахту, в которой базируется межконтинентальная баллистическая ракета противника, а много ли существует более стойких к ударной волне целей? На еще больших расстояниях от взрыва источник возмущения будет и вовсе ничтожной, незаметной точкой, и «растаскивание» энергии приведет к строгой сферической симметрии ударной волны. Идеально сфокусированный вначале в одном направлении ядерный взрыв станет практически неотличим от обычного, ненаправленного. Не поможет и металлическая облицовка: вблизи заряда металл превратится в плазму, а та, рекомбинировав, — в тот же газ, хотя поначалу и плотный.
Молодой шар ядерного взрыва
Лазерный меч космического базирования
Тем не менее направленное ядерное оружие не только возможно, но и реально испытано. Это рентгеновский лазер с ядерной накачкой. И появлению его мы обязаны пресловутой СОИ — программе Стратегической оборонной инициативы, развернутой в США в 1980-х и направленной на перехват советских баллистических ракет. Учитывая огромные скорости боевых блоков в космосе, идеальным оружием для перехвата боеголовок считались лазеры, способные поражать цели буквально со скоростью света. Недостатков у лазеров было два: малая мощность и расходимость пучков. Какой бы ни была мощность, но если на мишень падает пучок излучения диаметром в несколько километров, польза от такого лазера нулевая — разве что дальномер из него сделать...
Бороться с расходимостью пучков можно только одним способом — уменьшая длину волны. Однако из фундаментальных законов физики следует, что чем короче длина волны, тем сложнее осуществить квантовое усиление излучения, или, говоря человеческим языком, построить лазер. Первые квантовые усилители (мазеры), созданные в далеких 1950-х, работали в радиодиапазоне (довольно длинные волны), через десятилетие появились работающие в оптическом диапазоне лазеры. А еще через десятилетие сформировалась теоретическая и экспериментальная база для создания лазера в рентгеновском диапазоне. Однако для использования такого лазера в качестве пушки для стрельбы по боеголовкам требовалась фантастическая энергия накачки. Дать ее мог только ядерный взрыв.