ВОУ-НОУ, Российско-а Опции

[Thunder]

Интересная такая тема.
Здесь статья
Но есть вопросы:

оплата природной компоненты только после её использования или продажи

Почему это вызывает неопределеннось? Разве при получении НОУ она не используется?

Кстати, кто такие USEC?

[armadillo]

меня из зала спросили, какие боеголовки у нас были урановыми в таких количествах?

[VBVB]

меня из зала спросили, какие боеголовки у нас были урановыми в таких количествах?

Точный ответ на этот вопрос наверняка под грифами до сих пор может находиться.
Примеры того, что открыто обсуждалось или было написано в разных источниках.
1) ядерные снаряды калибра 152-мм (ЗБВ3), 180-мм (3БВ1) и 203-мм (3БВ2).
2) ядерный заряды минометной мины калибра 240-мм
3) ЯБЧ ракет тактических ("Точка", "Точка-У") и оперативно-тактических ("Эльбрус", "Темп-С", "Ока") ракетных комплексов
4) ЯБЧ старых противокорабельных ракет и торпед
5) свободнопадающие ядерные бомбы фронтовой авиации
6) некоторое количество ядерных глубинных бомб ВМФ
7) ядерные заряды боевых блоков ракет ПГРК«Пионер» и «Пионер-УТТХ»
8) ВОУ из компонентов термоядерных боевых блоков списанных МБР ("Темп-2С", "УР-100К", "УР-100Н", "МР УР-100", "РТ-23 УТТХ")

И возможно, что ВОУ также был из ЯБЧ списанных ракет ЗРК С-75М и С-200.

Сообщение отредактировал VBVB - 11.10.2013, 1:24

[KTN]

1) ядерные снаряды калибра 152-мм (ЗБВ3), 180-мм (3БВ1) и 203-мм (3БВ2).
2) ядерный заряды минометной мины калибра 240-мм
4) ЯБЧ старых противокорабельных ракет и торпед
5) свободнопадающие ядерные бомбы фронтовой авиации
И возможно, что ВОУ также был из ЯБЧ списанных ракет ЗРК С-75М и С-200.

У плутония по сравнению с ураном-235 в три раза меньшая критмасса: для сфер без отражателя соответственно 52 кг (90% U235) и 17 килограмм (в дельта-фазе кристаллической решётки). Применение отражателя, когда средняя энергия спектра нейтронов ещё не снижается ниже 80 кэв, позволяет в два-три раза снизить эту величину. Однако в бомбе нужен запас реактивности на выгорание. И начальное сжатие материала обычной взрывчаткой в современных изделиях не очень большое: мала её масса, когда конструктор стремится свести массу изделия к величине, не во много раз превосходящей массу делящегося материала.

Из общих соображений, мгновенное энерговыделение делящихся материалов 16 килотонн на килограмм, полагая что термоядерная реакция даёт в основном нейтроны а не энергию, при 50% разделившихся делящихся ядер имеем:
(17 кг)*(16 Кт/кг)*(50%) = 136 Кт плюс синтез. Итого порядка 150 Кт, радиус действия ударной волны 4 километра, площадь 50 квадратных километров.
(52 кг)*(16 Кт/кг)*(50%) = 416 Кт плюс синтез. Итого порядка 500 Кт, летальный радиус действия 6 километров, площадь 100 квадратных километров.

Из общих соображений, в компактных зарядах должен применяться только плутоний.
К ядерным снарядам, когда масса 152-мм снаряда порядка 50 килограмм а 203-мм снаряда 100 кг, это точно относится.
Противокорабельные ракеты и торпеды тоже ограничены в габаритах БЧ, имея внешний калибр 450 - 550 мм.
Калибр свободнопадающих (и тем более управляемых) авиабомб ограничен в связи с тем, что иначе самолёт не разгонится до сверхзвука.
Ракета ЗРК С-75, если правильно помню, имеет массу ГЧ тоже около 100 килограмм и небольшой калибр.

Сообщение отредактировал KTN - 11.10.2013, 7:38

[VBVB]

Из общих соображений, мгновенное энерговыделение делящихся материалов 16 килотонн на килограмм, полагая что термоядерная реакция даёт в основном нейтроны а не энергию, при 50% разделившихся делящихся ядер имеем:
(17 кг)*(16 Кт/кг)*(50%) = 136 Кт плюс синтез. Итого порядка 150 Кт, радиус действия ударной волны 4 километра, площадь 50 квадратных километров.
(52 кг)*(16 Кт/кг)*(50%) = 416 Кт плюс синтез. Итого порядка 500 Кт, летальный радиус действия 6 километров, площадь 100 квадратных километров.

КТN, к чему наводить тень на плетень такими расчетами.
Никто не использует в тактических ядерных и тактических термоядерных боезарядах по 17 кг оружейного плутония. Реальный его расход на боезаряд от 2.8 до 4.8 кг. И только в стратегических боезарядах плутония больше используется, около 9-11 кг.
Судя по известным мощностям, в тактических ядерных боезарядах выгорание делящегося материала составляет 2-10% (иногда и гораздо менее), в тактических термоядерных около 20-40%.

Из общих соображений, в компактных зарядах должен применяться только плутоний.
К ядерным снарядам, когда масса 152-мм снаряда порядка 50 килограмм а 203-мм снаряда 100 кг, это точно относится.

Если некое развивающееся ядерное государство нарабатывает одновременно ВОУ и оружейный плутоний, то плутоний из-за в разы более высокой цены производства обычно применяется в боезарядах с высоким приоритетом, для которых важна меньшая масса в ущерб критерию "стоимость за килотонну". Например, в 1953 году стоимость производства оружейного плутония была около 4,2 млн. руб/кг, а обогащенного 90% оружейного урана менее 2,2 млн. руб/кг (даже при учете крайней неэфективности комбинации газодиффузионного и масс-спектрометрического обогащения). Через пару лет в 1955-1956 годах стоимость 90% оружейного урана снизилась до 0,8 млн. руб./кг.
http://pn64.livejournal.com/16492.html
Т.е. государство ядерное при развитии ядерных сил будет первоочередно применять дорогой оружейный плутоний в стратегических зарядах ЯБЧ ракет с максимальной имеющейся дальностью, в боевых блоках разрабатываемых БРМД/БРСД/МБР, в ядерных спецбоеприпасах для сил спецопераций, и позднее в ЯБЧ ракет системы ПРО. На все остальные варианты боеприпасов тактического уровня пойдет ВОУ, также как ВОУ пойдет на "дешевые" варианты термоядерных и квазитермоядерных (с тритиевым усилением) бомб и на облицовки термоядерных модулей зарядов с первичным плутониевым ядром.

Не согласен с мнением, что ядерные снаряды малого калибра только на плутонии возможны.
Уверен, что вполне реально сделать 152-мм и 203-мм ядерные снаряды на ВОУ с линейной/осевой имплозией. В паре источников попадавшихся помню описывали, что тов. Славский сильно возмущался производству ядерных артснарядов малого калибра. Дескать расход ВОУ на них по 46-48 кг, а энерговыход пара килотонн, проще на создание новых реакторов этот ВОУ пустить.
Предполагаю, что для 152-мм снаряда вполне возможно взять 46 кг ВОУ в телескопической квазипушечной сборке, а потом с помощью осевой имплозии и удерживающей внешней имплозии через медную/бериллиевую облицовку собрать до критического состояния. Масса такого устройства порядка 56-57 кг вполне достижима. Другой вопрос будет ли с него энерговыход в пару килотонн. Предполагаю, что в 152-мм отечественном ядерном артснаряде гибридная сборка ВОУ с плутонием. В 203-мм отечественном ядерном снаряде сборка наверняка на ВОУ.

Противокорабельные ракеты и торпеды тоже ограничены в габаритах БЧ, имея внешний калибр 450 - 550 мм.
Калибр свободнопадающих (и тем более управляемых) авиабомб ограничен в связи с тем, что иначе самолёт не разгонится до сверхзвука.
Ракета ЗРК С-75, если правильно помню, имеет массу ГЧ тоже около 100 килограмм и небольшой калибр.

Если так рассуждать, то ВОУ нигде кроме облицовки вторичного модуля стратегических термоядерных зарядов и в "дешевых" термоядерных/квазитермоядерных бомбах и не должен применяться.
Но ВОУ, все таки, применялся/применяется в большинстве тактических ядерных зарядов.
Отечественные тактические ядерные авиабомбы первых поколений на гибридном ядре Pu-ВОУ и на самом ВОУ делались, как и ЯБЧ торпед.
Тот же древний боезаряд РДС-4 в классическом виде с композитным плутониевым-урановым ядром использовался в тактической авиабомбе изд. 244Н "Татьяна", в ЯБЧ первых крылатых ракет (П-5 и П-10), в ЯБЧ тактических баллистических ракет Р-11М и Р-11ФМ.
Вариант этого боезаряда РДС-4Т с тритиевым узлом усиления использовался в заряде тактической авиабомбы изд. Т-514 "Татьяна" и БЧ ЗУР изд. 215.
Версия боезаряда РДС-4М с урановым ядром использовалась в тактической авиабомбе для фронтовой авиации, в глубинной авиабомбе для флота и ЯБЧ тактических баллистических ракет первого поколения.

Сообщение отредактировал VBVB - 11.10.2013, 17:07

[KTN]

Никто не использует в тактических ядерных и тактических термоядерных боезарядах по 17 кг оружейного плутония. Реальный его расход на боезаряд от 2.8 до 4.8 кг. И только в стратегических боезарядах плутония больше используется, около 9-11 кг.
Судя по известным мощностям, в тактических ядерных боезарядах выгорание делящегося материала составляет 2-10% (иногда и гораздо менее), в тактических термоядерных около 20-40%.

Значит по Вашим представлениям, плутоний даёт 2,8*(16 кТ/кг)*(от 2% до 10%) = от 900 тонн до 4,5 кТ по меньшей мере,
и в лучшем случае 4,8*(16 кТ/кг)*(от 2% до 10%) = от 1,5 кТ до 7,7 кТ. Этого достаточно, чтобы зажечь термоядерную реакцию?

Если некое развивающееся ядерное государство нарабатывает одновременно ВОУ и оружейный плутоний, то плутоний из-за в разы более высокой цены производства обычно применяется в боезарядах с высоким приоритетом, для которых важна меньшая масса в ущерб критерию "стоимость за килотонну". Например, в 1953 году стоимость производства оружейного плутония была около 4,2 млн. руб/кг, а обогащенного 90% оружейного урана менее 2,2 млн. руб/кг (даже при учете крайней неэфективности комбинации газодиффузионного и масс-спектрометрического обогащения). Через пару лет в 1955-1956 годах стоимость 90% оружейного урана снизилась до 0,8 млн. руб./кг.

Есть в этом некая доля истины. На развитом этапе ядерной программы оказалось, что можно производить оружейного урана-235 в несколько раз больше чем плутония. Может быть, что и в десять раз, т.к. плутония производилось тремя наукоградами 4 тонны в год, а масштаб добычи природного урана в СССР позволял, обеспечивая топливом мирные и военные реакторы, плюс почти 500 реакторов атомных подводных лодок, производить до 50 тонн ВОУ ежегодно да ещё понемногу формировать стратегический запас природного урана.
В связи с этим, перед конструкторами ядерных зарядов могла быть поставлена задача использовать в зарядах и ВОУ, и плутоний сразу.
Темп сборки боезарядов двумя серийными заводами в Сарове и Снежинске, считается что достигал 1500 штук в год. Тогда плутония действительно не больше трёх килограмм на изделие.

Не согласен с мнением, что ядерные снаряды малого калибра только на плутонии возможны.
Уверен, что вполне реально сделать 152-мм и 203-мм ядерные снаряды на ВОУ с линейной/осевой имплозией. В паре источников попадавшихся помню описывали, что тов. Славский сильно возмущался производству ядерных артснарядов малого калибра. Дескать расход ВОУ на них по 46-48 кг, а энерговыход пара килотонн
Если так рассуждать, то ВОУ нигде кроме облицовки вторичного модуля стратегических термоядерных зарядов и в "дешевых" термоядерных/квазитермоядерных бомбах и не должен применяться.
Но ВОУ, все таки, применялся/применяется в большинстве тактических ядерных зарядов.

Если он и применяется в некоторых типах боевых блоков, это не значит что там плутония нету.
Относительно же гипотезы про 2,8 - 4,8 кг плутония как единственного делящегося материала, Carey Sublette в частности сказал, цитирую:

"Beryllium-Plutonium Reflector Savings
Beryllium Alpha Phase Pu Critical Mass (d = 19.25)
Thickness (cm) (kg)
0.00 10.47
5.22 5.43
8.17 4.66
13.0 3.93
21.0 3.22
32.0 2.47

The very low critical mass with a 32 cm reflector is meaningless in a high alpha system, it would behave instead as if the reflector were much thinner (and critical mass correspondingly higher). Little or no benefit is gained for reflectors thicker than 10 cm. Even a 10 cm reflector may offer slight advantage over one substantially thinner.
[Note: The table above, combined with the 2 MFP rule for reflector effectiveness, might lead one to conclude that beryllium's MFP must be in the order of 16 cm. This is not true. Much of the benefit of very thick beryllium reflectors is due to its properties as a moderator, slowing down neutrons so that they are more effective in causing fission. This moderation effect is useless in a bomb since the effects of time absorption are severe for moderated neutrons.]"

[asv363]

... плюс почти 500 реакторов атомных подводных лодок...

В каких годах, не подскажете? Желательно, со ссылочкой на источник.