В 1921 году немецкий физик О. Ганн обнаружил некий доселе неизвестный изотоп урана, тут же названный им ураном-Z. По атомной массе и химическим свойствам он не отличался от уже известных. Интерес для науки представлял его период полураспада – он был немного больше, чем у других изотопов урана. В 1935 братья Курчатовы, Л.И. Русинов и Л.В. Мысовский получили специфический изотоп брома с похожими свойствами. Именно после этого мировая наука плотно занялась проблемой, названной изомерией атомных ядер. За прошедшее с тех пор время было найдено несколько десятков изомерных изотопов с относительно большим временем жизни, однако сейчас нас интересует только один, а именно 178m2Hf (изотоп гафния с атомной массой в 178 единиц. m2 в индексе позволяет различать его и изотопа m1 с такой же массой, но другими прочими показателями).
От прочих своих изомерных собратьев с периодом полураспада больше года этот изотоп гафния отличается наибольшей энергией возбуждения – около 1,3 ТДж на килограмм массы, что приблизительно равно взрыву 300 килограмм тротила. Высвобождение всей этой массы энергии происходит в виде гамма-излучения, хотя это процесс очень и очень небыстрый. Таким образом, теоретически возможно военное применение данного изотопа гафния. Нужно было только заставить атом или атомы переходить из возбужденного состояние в основное с соответствующей скоростью. Тогда освобождающаяся энергия могла бы превзойти по эффекту любое существующее . Теоретически могла.
До практики дело дошло в 1998 году. Тогда группа сотрудников Техасского университета под руководством Карла Б. Коллинза основала в одной из университетских построек «Центр квантовой электроники». Под серьезной и пафосной вывеской скрывались набор обязательного для подобных лабораторий оборудования, горы энтузиазма и нечто, отдаленно напоминавшее рентгеновский аппарат из кабинета дантиста и усилитель для аудиосистемы, попавшие в руки злого гения. Из этих приборов ученые «Центра» собрали примечательный агрегат, который и должен был сыграть главную роль в их исследовании.
Усилитель формировал электрический сигнал с нужными параметрами, который в рентгеновском аппарате преобразовывался в рентгеновское излучение. Оно направлялось на крохотный кусочек 178m2Hf, лежащий на перевернутом одноразовом стакане. Честно сказать, это выглядит далеко не так, как должна смотреться передовая наука, к которой, собственно говоря, относила себя группа Коллинза. Несколько дней рентгеновский прибор облучал препарат гафния, а датчики бесстрастно записывали все, что «чувствовали». Еще несколько недель ушло на анализ результатов эксперимента. И вот, Коллинз в журнале Physical Review Letters публикует статью о своем эксперименте. Как было в ней сказано, целью исследований было извлечение энергии атомов по воле ученых. Сам же эксперимент должен был подтвердить или опровергнуть теорию Коллинза относительно возможности осуществления подобных вещей при помощи рентгеновского излучения. В ходе исследования измерительная аппаратура зафиксировала увеличение уровня гамма-излучения. Оно было ничтожно мало, что, в то же время, не помешало Коллинзу сделать вывод о принципиальной возможности «рукотворного» приведения изотопа в состояние ускоренного распада. Главный вывод мистера Коллинза выглядел подобным образом: раз можно ускорить процесс выделения энергии в малой мере, то должны быть некоторые условия, при которых атом будет избавляться от энергии на порядки быстрее. Вероятнее всего, полагал Коллинз, достаточно просто увеличить мощность рентгеновского излучателя, чтобы произошел взрыв.
Правда, научная общественность мира читала статью Коллинза с иронией. Хотя бы потому, что заявления были слишком громкими, а методика проведения эксперимента сомнительной. Тем не менее, как это водится, в ряде лабораторий по всему миру попытались повторить эксперимент техасцев, однако почти у всех ничего не вышло. Повышение уровня излучений от гафниевого препарата находилось в пределах погрешности чувствительности приборов, что точно не говорило в пользу теории Коллинза. Поэтому насмешки не прекратились, а даже усилились. Но вскоре о неудачном эксперименте ученые забыли.
А военные – нет. Им очень понравилась идея бомбы на ядерных изомерах. В пользу такого оружия говорили следующие доводы:
- энергетическая «плотность». Килограмм 178m2Hf, как уже говорилось, эквивалентен трем центнерам тротила. А это значит, что в габаритах ядерного заряда можно получить более мощную бомбу.
Эффективность. Взрыв взрывом, но основная масса энергии гафния выделяется в виде гамма-излучения, которое не боится вражеских укреплений, бункеров и т.д. Таким образом, гафниевая бомба может уничтожить и электронику, и личный состав противника без особых разрушений.
Тактические особенности. Компактный размер сравнительно мощной бомбы позволит доставить ее на место буквально в чемодане. Это, конечно, не Q-бомба из книг Л. Вибберли (чудо оружие размером с футбольный мяч, способное уничтожить целый континент), но тоже вещь очень полезная.
Юридическая сторона. При взрыве бомбы на ядерных изомерах не происходит преобразования одного химического элемента в другой. Соответственно, изомерное оружие нельзя считать ядерным и, как следствие, под международные соглашения о запрете последнего оно не подпадает.
Дело было за малым: выделить деньги и провести все необходимые работы. Как говорится, начать да кончить. DARPA вписало в финансовый план на следующие несколько лет строчку для гафниевых бомб. Сколько именно денег в итоге ушло на все это, неизвестно. По слухам, счет идет на десятки миллионов, но официально цифра не разглашалась.
Первым делом эксперимент Коллинза решили воспроизвести еще раз, но теперь уже «под крылом» Пентагона. Сначала проверку его работ поручили Аргоннской Национальной Лаборатории, однако даже похожих результатов не вышло. Коллинз, правда, сослался на недостаточную мощность рентгеновского излучения. Его увеличили, но снова ожидаемых результатов не получили. Коллинз по-прежнему отвечал, мол, сами виноваты – крутите ручку мощности. В итоге аргоннские ученые даже попробовали облучать препарат гафния при помощи установки повышенной мощности APS. Надо ли говорить, что результаты снова оказались не теми, о которых говорили техасцы? Тем не менее, в DARPA решили, что проект имеет право на жизнь, только им надо хорошо заняться. В течение следующих нескольких лет эксперименты велись в нескольких лабораториях и институтах. Апофеозом стало облучение 178m2Hf «из» синхротрона NSLS в Брукхейвенской национальной лаборатории. И там тоже, несмотря на повышение энергии излучения в сотни раз, гамма-излучение изотопа было, мягко говоря, небольшим.
Одновременно с физиками-ядерщиками проблемой занимались и экономисты. В начале 2000-х они выдали прогноз, прозвучавший как приговор всей затее. Один грамм 178m2Hf не может стоить меньше 1-1,2 миллиона долларов. Кроме того, в производство даже таких ничтожных количеств придется вложить около 30 миллиардов. К этому надо прибавить затраты на создание самого боеприпаса и его производство. Ну и последним гвоздем в гроб гафниевой бомбы послужил тот факт, что даже если NSLS смог бы спровоцировать «взрыв», о практическом применении подобной бомбы не может быть и речи.
Так что чиновники из DARPA, опоздав на несколько лет и истратив немало государственных денег, в 2004 году капитально урезали финансирование программы по изучению изомерного оружия. Урезали, но не прекратили: еще года полтора-два шли изыскания на тему «лазероподобного» гамма-излучателя, работающего по такой же схеме. Вскоре, правда, и это направление закрыли.
В 2005 году в журнале «Успехи физических наук» была опубликована статья Е.В. Ткаля под названием «Индуцированный распад ядерного изомера 178m2Hf и “изомерная бомба”». В ней подробнейшим образом была рассмотрена теоретическая сторона уменьшения времени отдачи энергии изотопом. Вкратце, это может произойти только тремя способами: взаимодействием излучения с ядром (в таком случае распад происходит через промежуточный уровень), взаимодействием излучения и электронной оболочки (последняя передает возбуждение на ядро атома) и изменением вероятности спонтанного распада. При этом на нынешнем и перспективном уровне развития науки и технологий, даже при больших и сверх-оптимистических допущениях в расчетах, добиться взрывного выделения энергии попросту невозможно. Кроме того, в ряде моментов, считает Ткаля, теория Коллинза вступает в противоречие с современными взглядами на основы ядерной физики. Конечно, это можно было бы рассматривать как некий революционный прорыв в науке, но эксперименты не дают повода для подобного оптимизма.
Сейчас Карл Б. Коллинз в целом согласен с выводами коллег, но по-прежнему не отказывает изомерам в практическом применении. К примеру, направленное гамма-излучение, полагает он, можно использовать для лечения онкологических больных. А медленное, невзрывное, излучение энергии атомами может в перспективе дать человечеству сверхъемкие аккумуляторы огромной мощности.
Однако все это будет только в будущем, близком или далеком. И то, если ученые решат снова заняться проблемой практического применения ядерных изомеров. Если те работы увенчаются успехом, то вполне возможно, что хранящийся под стеклом в Техасском университете стакан из опыта Коллинза (теперь этот артефакт называется «Мемориальной подставкой для эксперимента доктора К.») будет перенесен в более крупный и уважаемый музей.
На протяжении двух месяцев авиация НАТО наносила так называемые точечные удары по экономическим объектам Югославии. За исключением нескольких досадных оплошностей попадания были действительно достаточно точны – многие химические, фармацевтические, нефтеперерабатывающие предприятия и нефтехранилища были разрушены дотла. Использование бомб с графитовой начинкой вполне успешно выводило из строя линии электропередачи.
В июньском номере нашего журнала профессор Н.А. Лошадкин рассказал о возможных последствиях аварий на химических предприятиях и, учитывая тяжесть и непредсказуемость этих последствий, сделал вывод о возможной скрытой форме ведения химической войны.
В середине июня международная гуманитарная группа "Фокус", включавшая российских и швейцарских экспертов, отправилась в Югославию с тем, чтобы оценить экологический урон, который причинили ей бомбардировки НАТО. Российскую часть экспертов из 6 человек возглавлял заместитель начальника Департамента защиты населения и территорий МЧС Владимир Пучков.
Группа обследовала более 30 % территории страны, побывав в наиболее пострадавших районах, включая Косово. Работа продолжалась два месяца и проводилась в два этапа. Первый был "прицелочным" – оценили общую обстановку, наметили районы и объекты тщательного химического и радиационного обследования. По итогам второго сложилась детальная картина загрязнения почвы, воды, воздуха и радиационной обстановки обследованных территорий. Отобранные пробы российские эксперты исследовали тут же, на месте, в передвижной лаборатории, снабженной сложным аналитическим оборудованием и спутниковой навигационной системой. Высокочувствительные приборы позволяли проводить анализ почвы по 50 параметрам, воздуха – до семнадцати. Исключение составили анализы проб на диоксины, которые проводили уже в России, в специальной сертифицированной лаборатории в Уфе.
Швейцарцы работали иначе: отобранные пробы в основном отправляли воздушным транспортом на анализ в Берн. Полученные данные российские и швейцарские исследователи затем сопоставляли.
Окончательные результаты экспедиции стали известны лишь в середине сентября. Основной вывод гуманитарной группы таков: "В стране возникли предпосылки возникновения экологической и гуманитарной катастрофы". Наиболее тяжелые экологические последствия эксперты МЧС связывают с бомбардировкой нефтехимического и химического комплексов в г. Панчево, нефтеперерабатывающего предприятия в г. Нови Сад и крупного топливохранилища в селе Богутовац. Для ликвидации экологических последствий, по предварительной оценке, понадобится 5- 6 млн. долларов.
Так ли страшен черт, как его малюют?
На чем основаны выводы международной гуманитарной группы? Вот выдержки из их скупой сводки:
ТЭЦ "Новый Белград": Выброс топлива на грунт и в реку Савва. Продукты горения попали в атсмосферу.
г. Панчево. Нефтеперерабатывающий завод. Разрушены емкости с сырой нефтью и нефтепродуктами. Нефтепродукты попали в систему стоков и канализаций. Берега канала и реки Дунай вниз по течению загрязнены остатками сырой нефти.
Оксиды азота и нефтепродукты в почве, значительное количество сажи на почве и растениях.
Нефтехимический комплекс "Petrohimia". В результате разрушения технологической линии цеха по производству хлора в почву и грунтовые воды выброшено около 8 тонн металлической ртути и ее соединений (хлоридов и сульфидов). Частично винилхлорид попал в почву. Все это попало в канал сточных вод, которые впадают в реку Дунай.
Село Богутавец (округ Кранево). Хранилище топлива АО Био Петрол. Разрушены 8 емкостей, выброшено в окружающую среду около 17 000 тонн нефтепродуктов, часть из которых попала в реку Ибар. Зарегистрировано превышение ПДК по углеводородам в 25 раз, соединениями серы – в 2-3 раза.
Г. Нови-Сад. Нефтеперерабатывающий з-д. Завод разрушен полностью. Более 530 м 3 нефти вылилось в реку. Произведен выброс большого количества продуктов горения нефти в атмосферу на площади более 300 км 2 .
Г. Нови-Сад. Завод минеральных удобрений "Hip Azotara". Полностью уничтожен и сожжен цех по производству аммиака. В районе разрушенного цеха отмечено превышение ПДК в 2-3 раза по аммиаку, установлено наличие соединений серы и оксидов азота, а также на почве и строениях.
Г. Крагуевац. После применения бомбы с графитовым наполнителем наблюдались аномальные природные явления и сильные грозы.
Радиационное излучение не превышает фонового во всех исследованных районах.
Что стоит за этой сухой информацией? Насколько опасны все эти "выбросы", "загрязнения" и "превышения ПДК"? Что за "аномальные природные явления" наблюдались после применения графитовых бомб и могли ли последние вызвать сильные грозы? Почему члены группы измеряли радиационное излучение - откуда оно могло взяться?
По мнению доктора химических наук, профессора Академии гражданской защиты МЧС, члена экспертной группы при Госкомэкологии РФ Игоря Пушкина утверждение о возможной скрытой форме химической войны слишком сильно. Бомбардировка промышленных объектов с целью создания очага химической опасности мало эффективна: для этого необходимо создать очень высокие концентрации хлора, что невозможно. Основная цель бомбардировок, по его мнению, – испытание новых видов оружия и уничтожение старых боевых запасов США. Попутно была загажена и территория. Однако, по мнению профессора, приведенные в отчете данные неконкретны и вызывают некоторые сомнения: известно, что в полевых условиях с помощью передвижных лабораторий можно провести лишь весьма поверхностный анализ.
Тем не менее, исходя из этих данных, в сложной экологической ситуации обследованных районов, по мнению Игоря Пушкина, сомневаться не приходится.
Выброс в атмосферу продуктов горения нефти – источников диоксинов - на площади более 300 км 2 действительно опасен. Тщательные исследования образцов почвы, придонных отложений рек, взятые в районе Панчево и Нови Сад, действительно обнаружили в них повышенное содержание диоксинов, превышающее допустимое в десятки раз.
Выброс ртути и ее соединений – сильнейших ядов - и попадание их на почву и в грунтовые воды - одно из самых серьезных последствий бомбовых разрушений. Пары ртути, беспощадно поражающей многие жизненно важные органы под действием солнечной радиации вместе с конвекционными воздушными потоками будут то подниматься наверх, то опускаться. И будут так они находиться почти в вечном движении –до нескольких лет - прежде, чем их концентрация уменьшится до безопасной. Смертоносные шарики ртути, практически не смачивающие капилляры почвы, уничтожают в ней все живое – вплоть до микроорганизмов.
Обнаруженные оксиды азота, взаимодействуя с водой, всегда присутствующей в почве, образуют азотную кислоту, сжигающую все на своем пути.
Нефтяная сажа, которая долго не перерабатывается почвой, мешает росту растений, кроме того, она попадает в воду, отчего страдает живность и там: хотя сами углеводороды не вредны, растворенный в воде кислород, которым дышат живущие в воде микроорганизмы, дафнии, рыбы, расходуется на окисление попавших туда углеводородов.
А что же в матушке-России?
Тем не менее, Игорь Пушкин считает, что со всеми этими бедами Югославия вполне могла бы справиться сама.
Да, в селе Богутавец обнаружено превышение ПДК по углеводородам в 25 раз, но, любой гараж разливает вокруг себя нефтепродуктов в количестве не менее 100 ПДК.
Продукты горения нефтепродуктов довольно опасны, но в столице нашей родины – Москве постоянно сжигают их огромное количество. Как сообщил на прошедшем в конце прошлого года Съезде токсикологов академик РАМН Виктор Тутельян, в грудном молоке москвичек диоксинов содержится в 2 раза больше, чем в молоке женщин печально известного Чапаевска, экологическая ситуация в котором оценивается Игорем Пушкиным в сотни раз опаснее, чем, как можно судить по результатам экспедиции "Фокус", в Югославии. В целом же, как сообщалось все на том же съезде токсикологов, у 12% российских женщин содержание диоксинов в грудном молоке превышает их допустимую концентрацию.
Проведенный в 1996 году анализ загрязнения диоксинами предприятий Московской области показал, что из 36 обследованных объектов загрязнение семи из них квалифицируется как "большое", остальных же – как "значительное". И диоксиновая нагрузка, по данным токсикологов, постоянно растет.
Что касается других видов химических загрязнителей, то, по данным Росгидромета, на территории России ежегодно выпадает не менее 4,22 млн. тонн серы и 4.0 млн. т азота в виде кислотных дождей. А как сообщал этой весной "Гринпис", за последние 27 лет в Братское водохранилище, что стоит на Ангаре, слито 1460 т ртути, высочайшая концентрация которой прослеживается на протяжении 120 км. Бесспорный лидер этих сливов, "Усольехимпром", до сих пор ежемесячно пополняет эти запасы 2.5 тоннами ртути. Нетрудно посчитать, сколько раз по 8 тонн ртути (разлитых в Югославии), сбрасывается в Ангару за год. И сколько, интересно, понадобится затратить миллионов долларов для ликвидации экологических бедствий в России?
Чудо-бомбы
Очевидно, что интерес МЧС России к экологическому состоянию израненной Югославии вызван не только братским сочувствием и заботой об окружающей среде. Почему эксперты МЧС не провели столь же подробнейшее обследование территории Чечни после прошедшей войны? Там ведь тоже горела нефть… "Не было приказа, не было денег", - вот ответ бойцов МЧС. Действительно, львиную долю денег на экологическую экспедицию в Югославию принесли швейцарцы. Правда, кто заплатил оставшуюся часть, осталось тайной.
Однако дело, возможно, не только в деньгах. Ну, кому не интересно ближе познакомиться с новым, сверхточным оружием или хотя бы с крохотными снарядами величиной с шариковую ручку, снабженных урановыми наконечниками, или с необычными бомбами, начиненными не только взрывчаткой, но и безобидным на первый взгляд графитом?
Снаряд длиной приблизительно около 25 см набит пиропатронами, умещающимися на ладошке, каждый из которых содержит до нескольких десятков метров туго свернутых в клубок графитовых волокон. Разрывающаяся не некоторой высоте над землей бомба развешивает эти графитовые проводники по линиям электропередачи, вызывая яркие фейерверки коротких замыканий с тем, чтобы погрузить затем все в кромешную тьму. Но это все явления рук человеческих. Откуда же берутся наблюдавшиеся очевидцами необычные явления природные?
Как нам сообщил ведущий научный сотрудник Федерального информационно-аналитического центра Росгидромета НПО "Тайфун" Борис Юрчак , существует предгрозовая стадия, во время которой увеличение проводимости воздуха между грозовым облаком и землей может инициировать молнию, то есть попросту разряд электричества, накопившегося в облаках, на землю. В свое время с целью активного воздействия на электрическое состояние облаков проводились довольно успешные эксперименты по запуску к облаку ракеты с длинной проволокой-громоотводом, через которую и происходил разряд облачного электричества.
Протекание при разряде через графитовую нить сильного тока может вызывать ее свечение и перегорание, что со стороны должно выглядеть как разряд молнии. Что, видимо, и было воспринято наблюдателями как множественные молнии или необычные природные явления.
Однако ученые не уверены, достаточно ли для создания проводящего столба между облаком и землей лишь графитового облака или нити. Возможно, что нужна дополнительная ионизация воздуха, которую можно создать, например, с помощью короткоживущего источника ионизирующего излучения. Эта одна из причин, почему эксперты МЧС измеряли радиационное излучение на территории Югославии. Именно этот источник они искали в неразорвавшихся снарядах с графитовой начинкой. Впрочем, их изыскания не увенчались успехом – гипотеза о его существовании пока не подтвердилась.
Что касается действительно интенсивных и необычно частых гроз, потрясших Югославию этой весной и летом, то, как заметил Борис Юрчак, в Москве в этом году лето тоже было очень необычным – слишком жарким.
Сообщения о применении авиацией НАТО другого необычного оружия – снарядов с урановыми наконечниками - оказалось другой, и, пожалуй, основной причиной тщательных радиометрических исследований территории Югославии экспертами группы "Фокус". В городе Вранье, в районе поврежденной телерадиотрансляционной башни, им действительно удалось обнаружить пустые болванки от снарядов, равно как и сами, не разорвавшиеся волею случая, снаряды. Ни в каком другом из обследованных районов доказательств применения "урановых" бомб не нашли.
Как сообщил участник экспедиции, начальник радиологической лаборатории Управления мониторинга чрезвычайных ситуаций и лабораторного контроля МЧС, Олег Ракунов , проведенные измерения альфа и гамма излучений в местах попадания урановых снарядов – небольших по диаметру, величиной с нору крота, но чрезвычайно глубоких лунок – превышения фона не показали. Пустые болванки и неразорвавшиеся снаряды излучали с интенсивностью 400-500 мкР/час, что в три десятка раз превышает допустимую в Москве, однако уже в метре от них превышения фона не было, что вполне логично, учитывая интенсивное поглощение воздухом альфа-излучения. Гамма-спектрометрические измерения почвы не обнаружили ее заражения радионуклидами. Словом, экологической катастрофы урановые снаряды, к счастью, не вызвали.
Как нам рассказал другой участник экспедиции, начальник отдела лабораторного контроля Управления мониторинга чрезвычайных ситуаций МЧС Виктор Винников , в Сербии группа наблюдала большие разрушения не только промышленных предприятий, но и транспортных коммуникаций, систем энергообеспечения и гидросооружений, и сербы очень активно ведут восстановительные работы на своей территории, чего совсем нельзя сказать про косовских албанцев, пассивно ожидающих помощи извне и действительно ее получающих. И как считает Олег Ракунов, пожалуй, основная цель экспедиции группы "Фокус" - привлечь внимание к Сербии, не менее нуждающейся в помощи, чем Косово.
Татьяна Зимина
От редакции: Когда статья уже была подготовлена к печати, Информационное агентство РосБизнесКонсалтинг сообщило, что военные представители НАТО признали, что применение ими в Югославии снарядов с малым количеством урана имело негативные последствия для здоровья людей и окружающей среды.
dmitry24 02-03-2010 21:42
Рискну создать тему и, возможно, быть чем ни будь закиданным, не знаю чем тут у Вас обычно закидывают.
Вспоминалась мне на днях Югославия в 99-м году, когда американцы испытывали графитовые бомбы BLU-114/B, которые выводили из строя высоковольтные электросистемы.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Графитовая_бомба
А чуть позже вспомнил я про взрывомагнитные генераторы, которые вобщем-то одноразовые, но обладают выдающимися характеристиками - сотни килоампер и киловольт выходного напряжения, помноженые на достаточно небольшие габариты.
http://bse.sci-lib.com/particle004224.html 
Суть идеи в чём. Графитовая бомба способна поразить только объект, находящийся под высоким потенциалом, вызвав пробои изоляции, дуговые эффекты, просто КЗ в различных цепях и т.п. Нет высокого напряжения - нет поражающего эффекта.
А что если дополнить графитовую бомбу маленьким взрывомагнитным генератором? В принципе, при выделении графитовых нитей, как в BLU-114/B, или просто графитовой пыли, она может проникнуть в мельчайшие технологические отверстия электронной аппаратуры, залипить собой датчики, контакты, антенны и т.п., а заряд, выделяющийсч при сработке взрывомагнитного генератора во-первых вызовет множественные электрические разряды в облаке графитовой пыли, выводящие из строя электронное оборудование, во-вторых - часть графита должна нагреться и сгореть, обеспечивая некоторый тепловой поражающий фактор.
Как Вам идея?
AleX413 03-03-2010 12:33
Идея сама по себе ничего... В пыли нельзя, иначе пробой произойдет прямо на месте и ионизированное облако вокруг бомбы поглотит всю энергию. Только если дополнить бомбу проводниками, которые будут разбрасываться в стороны перед подрывом. Графитовые нити в достойном радиусе не раскидать, проще тонкую проволоку на катушках или прочные металлизированные нитки, типа люрекса. От проводов ничего особого не требуется. Только создать каналы для последующего пробоя по воздуху, а дальше могут испаряться.
Вопрос только в том, как далеко удастся раскидать шпульки с проводами. Надо хотя бы на сотню метров, иначе нет смысла. Допустим, втыкаем бомбу в грунт (притормозив парашютиком), из донной части выстреливаем в разные стороны катушки и через какое-то время подрываем. В любом случае, даже если часть не размотается или не на всю длину - хуже не будет.
dmitry24 03-03-2010 02:53
В принципе, да. Можно оформить изделие в виде спускаемого контейнера с небольшим парашютом, на подлёте к земле веером по периметру отстреливаются кассеты с катушками, с которых разматывается проволока, а ещё лучше - не проволока, а капроновая леска с проводящим напылением. После отстрела веера вертикально вниз, в землю, выстреливается второй электорд, после чего происходит запуск-пордыв генератора.
В принципе, веер может быть очень большого диаметра, у того - же "Фагота"(если я не ошибаюсь) проволока разматывалась на 2 километра при скорости ракеты около 200м/с. Т.е. за 1 секунду можно накрыть площадь диаметром 400метров, без опасений порвать проволоки.
А после запуска генератора есть достаточно высокая вероятность того, что вся электроника, возможно лишь за исключением вакуумных приборов и хорошо экранированной, попавшая в зону поражения, окажется повреждённой, вероятно даже без возможности восстановления.
AleX413 03-03-2010 03:39
Вообще да, втыкать бомбу нельзя. Тогда еще проще. По времени, вместе с парашютом выпускаем спереди трос с грузом - заземление и простейший датчик высоты в одном флаконе, как в американских термобарических бомбах времен вьетнамской войны. Груз опускается на землю, натяжение троса ослабевает - выстреливаем катушки и потом подрыв. Тросик с запасом метров 10...
theTBAPb 03-03-2010 19:50
Довольно занятная идея; к сожалению, оценить ее перспективность на глаз сложно. Она может оказаться жизнеспособной в случае если - может обеспечить поражение либо бОльшей области, чем существующие бомбы, либо целей, обычными бомбами не поражаемых. В принципе, весьма вероятно как первое, так и второе.
По технической части - поражение электричеством - это конечно мысль; но передача электричества метанием проводников - способ конечно испытанный, но далеко не единственный - например, в этой статье описано много разных способов передачи на цель энегровоздействия (графитовыми волокнами в т.ч. в числе первых ), и я думаю мы просто не оценим потенциала идеи, не рассмотрев их в этом ключе
Например, вместо метания веера проводников, выглядит заманчиво образование проводящего канала ионизацией воздуха лучем УФ-лазера - так бомба становится ИМХО более гибкой в применении. Для питания лазеров можно использовать еще один взрывной генератор, или сами их сделать на основе одноразовых активных элементов (слышал о таких, но к сожалению не знаю подробностей)
dmitry24 03-03-2010 20:30
но передача электричества метанием проводников
Проводники служат для образования плазменного канала. При разряде они будут мнгновенно испаряться, т.к. мощности генератора соизмеримы с мощностями разряда молнии, со всеми вытекающими.
В статье по ссылке, кстати, этот способ передачи энергии упомянается как "Плазменный". Только автор предлагает сначала "пробить" плазменный канал, метанием перегретых графитовых сфер или пучков плазмы, а тут - всё просто - канал пробивается прямо во время разряда.
Отстреливаемые проводники не должны достигать земли, они должны просто повисать в воздухе, образуя над площадбю поражения "зонтик". А в момент разряда они испарятся, образуя плазменные каналы, по которым побежит мощнейший разряд, сам "ищящий" цель, т.к. кратчайшее расстояние до второго электрода - земли - буедт пролегать через подвернувшиеся напути разряда проводники. Плюс к тому - мощная ионизация воздуха, засветка РЛС, ПНВ, мощный магнитный импульс.
С другой стороны - поставил громоотвод - и всё - генератор разрядится через него, и такой поражающий фактор как электрический разряд исключён, останется только магнитная составляющая.
Мне видится применение такого устройства в качестве способа временного "ослепления" РЛС, уничтожения незащищённой электроники, как правило мелкой - рации, приёмники систем позиционирования, и т.п., т.е. в первую очередь мобильных средств связи и коммуникации противника.
В теории можно описать изделие как конденсатор, один электрод которого бесконечно велик - земля, а второй - круглый, заданного диаметра, находящийся на высоте отстрела проводников. Зная свойства среды можно элементарно расчитать условия электрического пробоя, а учитывая мощность генератора, площадь "веера" и его конфигурацию пробой с достаточной долей вероятности окажется множественным.
Да такими штуками можно Скайнет забомбить досмерти!
Конечно, да, эта штука врят ли когда либо будет не то что реализована, а хотя бы опробована на практике, т.к. это дело бесприбыльное, и никому в нашей стране не нужное. Достаточно посмотреть на то, в каких условиях у нас работают люди, занимающиеся высокомощными электрическими процессами, схватиться за голову и уйти в запой.
theTBAPb 04-03-2010 22:33
dmitry24
, то, что проводник превратится в плазму - само собой, только метнуть-то его все равно придется. Т.е. принцип по-прежнему остается похож на метание проводника, плазма добавляется как приятный побочный эффект
Лазерная ионизация мне видится просто более удобной
кое-какие перспективы есть и у первоначальной версии - с облаком взвешенных в воздухе графитовых нитей
Электричество идет по пути наименьшего сопротивления, но в облаке нитей этот путь постоянно меняется - нити в воздухе постоянно меняют взаимное расположение, причем можно подобрать параметры нитей так, после каждого разряда плазменный канал разрывается за счет мгновенного сгорания нити и рассеивания плазмы ее вспышкой. Так вместо стационарных плазменных каналов получим блуждающие, которые полнее и плотнее - с некоторой вероятностью и мимо громоотвода - будут зачищать область поражения.
Спасительная роль громоотвода, кстати, при достаточно мощном разряде под вопросом - потенциал и "шаговое" напряжение земли вблизи его заземления могут оказаться достаточными для поражения.
Для ослепления РЛС - это дело; правда, если речь идет не о поражении электроники РЛС электроразрядом и ЭМИ, а именно об ослеплении радионепрозрачным облаком плазмы, то этот метод ИМХО получается довольно краткодействующим и стало быть дорогостоящим
AleX413 04-03-2010 23:29
quote: Originally posted by theTBAPb:
кое-какие перспективы есть и у первоначальной версии - с облаком взвешенных в воздухе графитовых нитей
Никаких вообще. Радиус поражения этих бомб ограничен не мощностью заряда и не чем-то еще внутри, а именно ионизацией воздуха вокруг бомбы. И после известного предела эффективность не растет, а как бы наоборот, только снижается.
И способ борьбы только один - увеличение размера (радиуса) самого источника.
dmitry24 05-03-2010 01:14
А если выполнить изделие в не в виде бомбы, а виде гранаты для РПГ-7, по типу ПГ-7ВР? В виде лидирующего заряда может выступать заряд-капсула, формирующий на поверхности цели и вокруг неё графитовое пятно, а в качестве основного заряда - генератор. При таком раскладе доставка графитовой пыли и генератора происходят непосредственно к цели, что, как мне кажется, должно увеличить эффективность. Интересно было-бы узнать зависимость мощности взрывомагнитного генератора от его массы и величины.
А может быть имеется смысл в боеприпасе кумулятивного действия, дополненном генератором, для дополнительной ионизации кумулятивной струи?
AleX413 05-03-2010 02:35
А тогда дополним... Шашку двигателя разделяем на собственно двигатель и газогенератор по типу трассера, с высокой температурой и плюс выбросом легко ионизируемой бяки. Шлейф дыма за выстрелом - одна половина. И маааленькую ракетку спереди, чтобы перед подрывом отстреливалась - вторая. Потом тресь и...
Только ПГ-7 контактного действия. Надо организовать замер расстояния и подрыв в заданной точке. По времени или по количеству оборотов выстрела. А еще бомбе конденсаторы перед сбросом заряжаются от самолета.
theTBAPb 05-03-2010 20:06
quote: Интересно было-бы узнать зависимость мощности взрывомагнитного генератора от его массы и величины.
точно не знаю, но грубо можно оценить как мощность взрывчатого превращения, помноженная на КПД преобразования в электричество. последний, думаю, порядка 30-40%
Rumorukato 07-03-2010 01:00
На самом деле всё не так радужно- вспомните, магнитные поля имеют квадратичную обратно пропорциональную зависимость, и электромагнитные-и статические, и импульсные, тоже.
взрывные генераторы действуют по принципу укорочения контура с возбуждёнными в нём колебаниями методом последовательного закорачивания витков, происходящего квазимоментально.
Таким образом, на выходе мы получим энергию, потраченую на возбуждение колебаний, но выплеснутую в короткий отрезок времени, к тому же помноженую на кпд системы, а он явно невысок.
То есть, если есть желание поражать обьект высоким напряжением- нет смысла тратить энергию на преобразование туда- обратно. Облако токопроводящих частий, особенно с легко образуемыми каналами ионизации, просто напросто поглотит всю энергию электромагнитного заряда. Несомненно, что при этом оно определённо подогреется, но вот только химические термобарические заряды поэффективнее будут..
Вообще, электромагнитные заряды- довольно спорная тема. Как показала практика- достаточно качественно заэкранированое оборудование относится к ним совершенно индиферентно, если только подрыв не производится в непосредственной близости- тогда оборудование, несомненно будет повреждено, причём в осносвном- фугасно-осколочным действием.
По поводу "конденсатора" земля-заряд - весьма любопытно, куда при этом денется второй полюс заряда? или Вы его магнитными монополями фаршировать собираетесь?
dmitry24 07-03-2010 02:19
quote: Originally posted by Rumorukato:
весьма любопытно, куда при этом денется второй полюс заряда?
Дык! Тросс сообщается с землёй.
Rumorukato 08-03-2010 01:26
Вы при этом можете графически изобразить направление токов и ЭДС?
Адоникам 14-02-2011 19:36
quote: взрывные генераторы действуют по принципу укорочения контура с возбуждёнными в нём колебаниями методом последовательного закорачивания витков, происходящего квазимоментально.
Вопрос -КПД ВГенератора сильно зависит от скорости распространения замыкания, посредством ВВ? Можно ли замкнуть витки УФ лазером (ионизируя меж витковое пространства -замыкая их) , СВЧ или ещё чем, главное увеличить скорость укорочения контура до около световых. Есть смысл?
AleX413 15-02-2011 12:25
КПД зависит косвенно. Явно зависит пиковая мощность и длительность переднего фронта.
А так сделать нельзя. Замыкание должно происходить (значительно) медленнее, чем распространяются ЭМ-волны в замыкаемом проводнике. Если быстрее - получим замыкание на себя и все.
Адоникам 15-02-2011 17:13
AleX413 16-02-2011 07:47
Я вот о другом подумал - катушку ведь можно не замыкать, а растягивать... Ну да, скорость на порядок меньше... Ну и хрен с ней. Зато просто, дешево и надежно даже в наколеночном исполнении.
kotowsk 17-02-2011 23:23
что будет если человек будет висеть на проводе ЛЭП? да ничего не будет. человека шарахнет только "шаговое напряжение", а для этого проводимость надо не улучшать, а понижать.
правда почему то:
На работы по эксплуатации и ремонту электроустановок
напряжением свыше 1000 В, а также по ремонту воздушных линий
электропередачи без снятия напряжения, работы на высоте, по
ремонту контрольно-измерительных приборов и автоматики тепловых
электростанций и подстанций не допускаются электромонтеры женского
пола.
http://www.bestpravo.ru/fed1997/data01/tex11047.htm
но на бойцов всё равно почти не подействует.
AleX413 18-02-2011 12:01
quote: Originally posted by kotowsk:
что будет если человек будет висеть на проводе ЛЭП? да ничего не будет. человека шарахнет только "шаговое напряжение", а для этого проводимость надо не улучшать, а понижать.
Его шарахнет он сам - человек сам себе конденсатор Хоть и маленький, но и напряжение-то какое... Посему может быть чуть-чуть бо-бо
А вообще потрогать руками сам провод без проблем. Сопротивление алюминиевого кабеля диаметром 2 см на много-много порядков меньше сопротивления тушки - никакого шагового не будет
http://www.youtube.com/watch?v=JYmJBxEafEQ
kotowsk 18-02-2011 12:08
quote: Его шарахнет он сам - человек сам себе конденсатор
ну не шарахает же. правда там они специальные костюмчики одеваю. передачу про это показывали. под напряжением. может и бывает им
quote: чуть-чуть бо-боно терпят. по крайней мере за деньги терпят. а уж в бою потерпеть сам бог велел.
Rumorukato 21-02-2011 01:57
костюмчик там электропроводный снаружи, поэтому благодаря эффекту клетки фарадея там никого не шарахает. Но поскольку напряжение в проводах переменное, то емкость вертолёта естественно,сказывается. Поэтому и выравнивают потенциал накинув проводник на кабель.
В 1921 году немецкий физик О.Ганн обнаружил некий доселе неизвестный изотоп урана, тут же названный им ураном-Z. По атомной массе и химическим свойствам он не отличался от уже известных изотопов урана. Интерес для науки представлял его период полураспада – он был немного больше, чем у других изотопов урана. В 1935 братья Курчатовы, Л.И. Русинов и Л.В. Мысовский получили специфический изотоп брома с похожими свойствами.
Именно после этого мировая наука плотно занялась проблемой, названной изомерией атомных ядер. За прошедшее с тех пор время было найдено несколько десятков изомерных изотопов с относительно большим временем жизни, однако сейчас нас интересует только один, а именно 178m2Hf — изотоп гафния с атомной массой в 178 единиц. m2 в индексе позволяет различать его и изотопа m1 с такой же массой, но другими прочими показателями.
От прочих своих изомерных собратьев с периодом полураспада больше года этот изотоп гафния отличается наибольшей энергией возбуждения – около 1,3 ТДж на килограмм массы, что приблизительно равно взрыву 300 килограмм тротила . Высвобождение всей этой массы энергии происходит в виде гамма-излучения, хотя это процесс очень и очень небыстрый.
Таким образом, теоретически возможно военное применение данного изотопа гафния. Нужно было только заставить атом или атомы переходить из возбужденного состояние в основное с соответствующей скоростью. Тогда освобождающаяся энергия могла бы превзойти по эффекту любое существующее оружие. Теоретически могла.
До практики дело дошло в 1998 году . Тогда группа сотрудников Техасского университета под руководством Карла Б. Коллинза основала в одной из университетских построек «Центр квантовой электроники». Под серьезной и пафосной вывеской скрывались набор обязательного для подобных лабораторий оборудования, горы энтузиазма и нечто, отдаленно напоминавшее рентгеновский аппарат из кабинета дантиста и усилитель для аудиосистемы, попавшие в руки злого гения. Из этих приборов ученые «Центра» собрали примечательный агрегат, который и должен был сыграть главную роль в их исследовании.
Усилитель формировал электрический сигнал с нужными параметрами, который в рентгеновском аппарате преобразовывался в рентгеновское излучение. Оно направлялось на крохотный кусочек 178m2Hf, лежащий на перевернутом одноразовом стакане. Честно сказать, это выглядит далеко не так, как должна смотреться передовая наука, к которой, собственно говоря, относила себя группа Коллинза.
Несколько дней рентгеновский прибор облучал препарат гафния, а датчики бесстрастно записывали все, что «чувствовали». Еще несколько недель ушло на анализ результатов эксперимента. И вот, Коллинз в журнале Physical Review Letters публикует статью о своем эксперименте. Как было в ней сказано, целью исследований было извлечение энергии атомов по воле ученых. Сам же эксперимент должен был подтвердить или опровергнуть теорию Коллинза относительно возможности осуществления подобных вещей при помощи рентгеновского излучения.
В ходе исследования измерительная аппаратура зафиксировала увеличение уровня гамма-излучения . Оно было ничтожно мало, что, в то же время, не помешало Коллинзу сделать вывод о принципиальной возможности «рукотворного» приведения изотопа в состояние ускоренного распада. Главный вывод мистера Коллинза выглядел подобным образом: раз можно ускорить процесс выделения энергии в малой мере, то должны быть некоторые условия, при которых атом будет избавляться от энергии на порядки быстрее.
Вероятнее всего, полагал Коллинз, достаточно просто увеличить мощность рентгеновского излучателя, чтобы произошел взрыв. Правда, научная общественность мира читала статью Коллинза с иронией. Хотя бы потому, что заявления были слишком громкими, а методика проведения эксперимента сомнительной. Тем не менее, как это водится, в ряде лабораторий по всему миру попытались повторить эксперимент техасцев, однако почти у всех ничего не вышло.
Повышение уровня излучений от гафниевого препарата находилось в пределах погрешности чувствительности приборов, что точно не говорило в пользу теории Коллинза. Поэтому насмешки не прекратились, а даже усилились. Но вскоре о неудачном эксперименте ученые забыли.
А военные – нет. Им очень понравилась идея бомбы на ядерных изомерах. В пользу такого оружия говорили следующие доводы :
— энергетическая «плотность» . Килограмм 178m2Hf, как уже говорилось, эквивалентен трем центнерам тротила. А это значит, что в габаритах ядерного заряда можно получить более мощную бомбу.
— эффективность . Взрыв взрывом, но основная масса энергии гафния выделяется в виде гамма-излучения, которое не боится вражеских укреплений, бункеров и т.д. Таким образом, гафниевая бомба может уничтожить и электронику, и личный состав противника без особых разрушений.
— тактические особенности . Компактный размер сравнительно мощной бомбы позволит доставить ее на место буквально в чемодане. Это, конечно, не Q-бомба из книг Л.Вибберли (чудо оружие размером с футбольный мяч, способное уничтожить целый континент), но тоже вещь очень полезная.
— юридическая сторона . При взрыве бомбы на ядерных изомерах не происходит преобразования одного химического элемента в другой. Соответственно, изомерное оружие нельзя считать ядерным и, как следствие, под международные соглашения о запрете последнего оно не подпадает.
Дело было за малым: выделить деньги и провести все необходимые работы. Как говорится, начать да кончить. DARPA вписало в финансовый план на следующие несколько лет строчку для гафниевых бомб . Сколько именно денег в итоге ушло на все это, неизвестно. По слухам, счет идет на десятки миллионов, но официально цифра не разглашалась.
Первым делом эксперимент Коллинза решили воспроизвести еще раз, но теперь уже «под крылом» Пентагона. Сначала проверку его работ поручили Аргоннской Национальной Лаборатории, однако даже похожих результатов не вышло. Коллинз, правда, сослался на недостаточную мощность рентгеновского излучения. Его увеличили, но снова ожидаемых результатов не получили.
Коллинз по-прежнему отвечал, мол, сами виноваты – крутите ручку мощности. В итоге аргоннские ученые даже попробовали облучать препарат гафния при помощи установки повышенной мощности APS. Надо ли говорить, что результаты снова оказались не теми, о которых говорили техасцы? Тем не менее, в DARPA решили, что проект имеет право на жизнь, только им надо хорошо заняться.
В течение следующих нескольких лет эксперименты велись в нескольких лабораториях и институтах. Апофеозом стало облучение 178m2Hf «из» синхротрона NSLS в Брукхейвенской национальной лаборатории. И там тоже, несмотря на повышение энергии излучения в сотни раз, гамма-излучение изотопа было, мягко говоря, небольшим.
Одновременно с физиками-ядерщиками проблемой занимались и экономисты . В начале 2000-х они выдали прогноз, прозвучавший как приговор всей затее. Один грамм 178m2Hf не может стоить меньше 1-1,2 миллиона долларов . Кроме того, в производство даже таких ничтожных количеств придется вложить около 30 миллиардов. К этому надо прибавить затраты на создание самого боеприпаса и его производство. Ну и последним гвоздем в гроб гафниевой бомбы послужил тот факт, что даже если NSLS смог бы спровоцировать «взрыв», о практическом применении подобной бомбы не может быть и речи.
Так что чиновники из DARPA, опоздав на несколько лет и истратив немало государственных денег, в 2004 году капитально урезали финансирование программы по изучению изомерного оружия. Урезали, но не прекратили: еще года полтора-два шли изыскания на тему «лазероподобного» гамма-излучателя, работающего по такой же схеме. Вскоре, правда, и это направление закрыли.
В 2005 году в журнале «Успехи физических наук» была опубликована статья Е.В.Ткаля под названием «Индуцированный распад ядерного изомера 178m2Hf и “изомерная бомба”». В ней подробнейшим образом была рассмотрена теоретическая сторона уменьшения времени отдачи энергии изотопом. Вкратце, это может произойти только тремя способами :
— взаимодействием излучения с ядром (в таком случае распад происходит через промежуточный уровень),
— взаимодействием излучения и электронной оболочки (последняя передает возбуждение на ядро атома),
— изменением вероятности спонтанного распада.
При этом на нынешнем и перспективном уровне развития науки и технологий, даже при больших и сверх-оптимистических допущениях в расчетах, добиться взрывного выделения энергии попросту невозможно . Кроме того, в ряде моментов, считает Ткаля, теория Коллинза вступает в противоречие с современными взглядами на основы ядерной физики. Конечно, это можно было бы рассматривать как некий революционный прорыв в науке, но эксперименты не дают повода для подобного оптимизма.
Сейчас Карл Б.Коллинз в целом согласен с выводами коллег, но по-прежнему не отказывает изомерам в практическом применении. К примеру, направленное гамма-излучение, полагает он, можно использовать для лечения онкологических больных. А медленное, невзрывное, излучение энергии атомами может в перспективе дать человечеству сверхъемкие аккумуляторы огромной мощности.
Однако все это будет только в будущем, близком или далеком. И то, если ученые решат снова заняться проблемой практического применения ядерных изомеров. Если те работы увенчаются успехом, то вполне возможно, что хранящийся под стеклом в Техасском университете стакан из опыта Коллинза (теперь этот артефакт называется «Мемориальной подставкой для эксперимента доктора К.») будет перенесен в более крупный и уважаемый музей.
