Как може да се поддържат ядрени оръжия, без да се

Как може да се поддържат нуклеарни оръжия, без да се взривяват? Съединени американски щати са намерили отговора преди 20 години.

В Съединени американски щати от повече от 20 години се намира извънредно изследователско оборудване, наречено JASPER – Joint Actinide Shock Physics Experimental Research. Това не е реактор или оръжеен полигон, а лаборатория, в която се учи по какъв начин се държат извънредно плътните и радиоактивни материали в изискванията на внезапен удар. Тези опити са нужни, с цел да се схванат свойствата на плутония и другите актиниди без нуклеарни детонации.

Неотдавна в JASPER беше извършен 201-ият по този начин наименуван „ изцяло изолиран “ опит. Това значи, че след изстрела всички фрагменти от целта, артикули от разграждането на материала и възможни радиоактивни частици остават в защитната система на оборудването и не се изпускат във външната среда. За работата с плутоний това е от главно значение: оборудването в началото е било проектирано по този начин, че даже при рискови натоварвания опитите да се организират, без да се вреди на личния състав.

Първата работа с актиниди в JASPER е извършена през 2003 година Оттогава до момента там са извършени 201 цялостни опита. В 92 от случаите са употребявани радиоактивни материали, в това число плутоний. Останалите 109 изстрела са извършени с нерадиоактивни проби – те са нужни за конфигурация на оборудването, тестване на измервателните системи и отработване на техниката преди работа с рискови субстанции.

Сърцето на инсталацията е двустепенно газово оръдие с дължина към 20 метра. По създание това е устройство, което употребява сбит газ, с цел да форсира железен снаряд до скорост от към 8 км в секунда. Това е към 18 000 благи в час – по-бързо, в сравнение с лети патронът, и сравнимо със скоростите, присъщи за галактическите конфликти.

Когато подобен снаряд удари задачата, в материала за доста малко време се основават рискови условия. Налягането се усилва милиони пъти повече от естественото атмосферно налягане. Всичко това трае по-малко от микросекунда, само че даже и в този къс миг учените съумяват да записват метода, по който материалът се свива, нагрява и стартира да се унищожава.

Именно този тип данни разрешават да се разбере по какъв начин се държи плутоният по време на ненадейно стремително компресиране. Това е значимо не за теорията, а за практическите задания. Според Дейвид Бобер, началник на пробната група, в Съединени американски щати има единствено две уреди, в които е допустимо да се изследват динамичните свойства на плутония посредством шокови опити. И единствено JASPER е в положение да генерира нужните равнища на налягане.

Информацията от повече от 200 изстрела се употребява в изчислителни модели на Националната администрация за нуклеарна сигурност на Съединени американски щати. Тези модели дават опция да се оцени положението на нуклеарния боеприпас без подземни проби, които са неразрешени от интернационалните съглашения. Всъщност JASPER оказва помощ да се ревизира надеждността на бойните глави, без да се прибягва до действителни нуклеарни гърмежи.

С течение на времето дилемите на оборудването се изместват от чисто пробни към по-приложни. Понастоящем JASPER работи за американската стратегия за нуклеарно въздържане. Съоръжението се експлоатира взаимно от Националната лаборатория Ливърмор и Националните обекти за сигурност в Невада. Основната цел е да се тестват свойствата на новопроизведения плутоний.

Тези проучвания са директно свързани с програмата за рационализация на бойната глава W87-1. Учените съпоставят държанието на остарелия плутоний, извлечен по време на постоянните инспекции на арсенала, с новия материал, създаден в оборудването PF-4 в Националната лаборатория в Лос Аламос. Сравнението дава визия за това по какъв начин се трансформират свойствата на веществото с течение на времето и какъв брой добре се показва новият материал.

Научната стратегия на JASPER се уголемява доста през годините. Първоначално опитите са ориентирани към съществени измервания на положението на веществото при стремително компресиране – така наречен данни на Хугониот. Днес оборудването се употребява и за проучване на температурните резултати, якостта на материалите и държанието на материята при разтоварване след удара.

Преди да се приложат сходни режими към радиоактивни детайли, всички методики първо се тестват върху нерадиоактивни заместители. Това понижава рисковете и подсигурява, че измервателното съоръжение работи вярно.

Безопасността остава основен детайл на цялата система. Експерименталната камера е херметически затворена посредством свръхбърз клапан и е сложена в спомагателна стоманена обвивка. Тази многостепенна отбрана е предопределена да подсигурява, че даже при най-тежки условия всичко, което се случва по време на изстрела, остава вътре в устройството.

Според Рики Чау диагностичните системи на JASPER са станали доста по-усъвършенствани с течение на времето. Те улавят повече параметри и с по-голяма акуратност, в сравнение с в първите години. Тези данни се употребяват като пример за оценка качеството на материалите за отбранителни системи, като в същото време уголемяват разбирането за държанието на веществата при условия, които не могат да бъдат възпроизведени с стандартни лабораторни способи.

Програмата отразява и трайното партньорство сред LLNL и NNSS. Учените от Ливърмор управляват проектирането на опитите, диагностиката и разбора на данните, до момента в който NNSS оказва помощ за употребата и поддръжката на оборудването за газовите оръжия, ръководи доста от системите за диагностика и управлява обработката на отпадъците след изстрела.

„ Всяко изстрелване е хореографско изпитание на няколко организации и това партньорство е огромна част от аргументите JASPER да продължава да дава резултати “,

споделя Бобер.