Версия для печати
Среда, 13 Январь 2016 11:09

Неисчезающая опасность (часть 7)

Неисчезающая опасность (часть 7)
Одним из главных направлений в разработке новых видов ядерного оружия, как было уже сказано, является использование сконцентрированной энергии лазера и лазерной плазы при маломощных ядерных взрывах.

 

Четыре программы, осуществляемые в рамках «кампании» в сфере инженерно-технических разработок, обеспечивают ядерный оружейный комплекс современными средствами и возможностями в области инженерно-технических наук, необходимыми для обеспечения технической безопасности, защищенности от несанкционированных действий, надежности и сохранения тактико-технических характеристик существующего и будущего арсенала ядерных вооружений США.


Инерциальный управляемый термоядерный синтез (ICF) — один из видов ядерного синтеза, при котором термоядерное топливо удерживается собственными силами инерции. Идея заключается в быстром и равномерном нагреве термоядерного топлива, так, чтобы образовавшаяся плазма до разлёта успела прореагировать. Таким образом, при использовании данного принципа реактор будет импульсным.

Для D-T плазмы сжатой в 100 раз с температурой 108К и диаметром в 2 мм, время удержания соответствует 10−9 секунды, что создаёт значительную проблему мгновенности разогрева. Поэтому для разогрева используют различные высокомощные лазеры, в том числе лазеры сверхкоротких импульсов. Для увеличения плотности и времени удержания используется радиационная имплозия мишени, и прочие вторичные эффекты.

 

Кроме того, упомянутые подпрограммы обеспечивают постоянную инженерно-техническую базу для проведения сертификации и оценок состояния ядерного арсенала в течение всего времени существования каждой единицы оружия.


Официально объявленной целью «кампании» в сфере инженерно-технических разработок является развитие возможностей, необходимых для оценки и повышения технической безопасности, надежности и тактико-технических характеристик неядерных и ядерных технических компонентов «ядерного взрывного пакета» ядерных вооружений без проведения дальнейших подземных ядерных испытаний. Дополнительной целью является повышение способности США прогнозировать реакцию всех компонентов и подсистем ядерных боеприпасов на внешние воздействия (такие как большие термические, механические и комбинированные нагрузки и чрезвычайно сильные радиационные поля) и на последствия физического старения, а также целью является развитие существенно важных инженерно-технических возможностей и соответствующей инфраструктуры.


Повышенная безопасность (Enhanced Surety) – представляет проверенные и подтвержденные способы (технологию) обеспечения комплексной безопасности (surety, понятие, включающее в себя техническую безопасность, защищенность от несанкционированных действий и управляемость) как возможный вариант программы ремонта (замены боезарядов, входящих в состав ядерного арсенала. Данная программа имеет целью гарантировать полноценное и полномасштабное соблюдение современных стандартов комплексной ядерной безопасности, достижение нового уровня показателей невозможности несанкционированного применения вооружений и сохранение положения, при котором защищенность ядерных вооружений от несанкционированных действий остается эффективной даже в условиях постоянно меняющей угрозы.


Технология оценки качества инженерно-технической разработки систем оружия (Weapon Systems Engineering Assessment Technology) – обеспечивает понимание возможности проведения экспериментов, развитие методов и средств диагностики и предоставление данных, что в общей сложности необходимо для разработки и подтверждения обоснованности инженерно-технических вычислительных моделей, а также для разработки методологии оценок проектирования, изготовления, определения характеристик и проведения сертификации вооружений, что необходимо для удовлетворения потребностей программы предписанных работ с арсеналом CDSW) в сфере исследований и разработок, необходимых, в свою очередь, для сохранения способности проектирования процессов ремонта вооружений и трансформации ядерного арсенала в соответствии с предъявленными требованиями.


«Ядерная» живучесть (Nuclear Survivability) – предоставляет средства и технологии, необходимые для проектирования и определения характеристик компонентов и подсистем с тем, чтобы компоненты и подсистемы удовлетворяли требованиям о сохранении своей работоспособности в условиях воздействия излучения (таких как собственная радиация ядерного заряда и рентгеновское излучение, применяемое в процессах изготовления и проверки состояния вооружений и их компонентов), в условиях космоса и в других враждебных средах; производит разработку способов повышения устойчивости к воздействию излучений и разработку соответственно радиационно-стойких компонентов; производит модернизацию средств для повышения производительности операций по изготовлению вооружений.


В рамках данной подпрограммы и вследствие ее объединения с той частью предписанных работ с арсеналом (DSW), которые относятся непосредственно к вооружениям, создаются проверенные и подтвержденные средства и технологии для работ со всем существующим арсеналом, в том числе для проведения текущих и будущих программ продления сроков боевой эксплуатации зарядов и для проведения работ с другими системами, такими как ядерные заряды RRW.


Усиленное слежение за состоянием арсенала (Enhanced Surveillance) – предоставляет оценки долговечности компонентов и материалов, входящих в состав ядерных зарядов (эти оценки ложатся в основу решений о проведении ремонта вооружений) и позволяет разработать передовые методы диагностики и прогностические возможности, необходимые для как можно более раннего выявления и оценки проблем, связанных с физическим старение ядерного арсенала.


«Кампания» по «воспламенению» термоядерной реакции синтеза с потенциальным удержанием плазмы и обеспечению высокой мощности указанной реакции. Цель «кампании» по воспламенению термоядерной реакции синтеза с инерционным удержанием плазмы и обеспечению высокой мощности указанной реакции (Inertial Confinement Fusion – ICF – Ignition and High Yield Campaign) состоит в разработке лабораторных возможностей для создания и измерения чрезвычайно высоких показателей температуры, давления и радиации, характерных для процесса срабатывания ядерных вооружений, а также цель «кампании» состоит в том, чтобы проводить исследования в упомянутых условиях, относящиеся к программе сопровождения арсенала (SSP).

 

Указанная «кампания» должна способствовать решению четырех стратегических задач, имеющих отношение к исследованию вышеупомянутых условий, предусмотренных программой исследований физических процессов при высоких плотностях энергии (HEDP):


– обеспечение воспламенения термоядерной реакции в лабораторных условиях и развитие его до уровня научного инструмента, применяемого при сопровождении арсенала;


– проведение экспериментов по программе HEDP, необходимых для развития перспективных возможностей проведения оценок, требующихся в процессе сопровождения арсенала;


– разработка перспективных технологических возможностей, обеспечивающих удовлетворение долговременных потребностей программы сопровождения арсенала;


– поддержание зрелой инфраструктуры, необходимой для выполнения национальных программ, и удержание на рабочих местах талантливых научных сотрудников, занятых в программе HEDP.


Демонстрацию «воспламенения» термоядерной реакции в лабораторных условиях планируется осуществлять на Национальной установке по воспламенению термоядерной реакции (National Ignition Facility – NIF) в соответствии с хорошо структурированным планом, разработанным в рамках Национальной кампании по воспламенению термоядерной реакции (National Ignition Campaign – NIC). Выполнение работ по программе NIF/ NIC как основной задачи кампании NIC включает в себя план проведения необходимых исследований, технологических разработок, закупок, инженерно-технических разработок и объединения элементов материальной части в единую системы, что было необходимо проведения разумно обоснованной экспериментальной кампании по первому воспламенению термоядерной реакции на установке NIC в 2010 фин. г.


В ходе продолжительных кампаний, проводимых в период после 2010 г., предполагается выявить физические требования, выполнение которых необходимо для воспламенения термоядерной реакции с инерционным удержанием плазмы таким способом, который был бы пригоден для программы сопровождения ядерного арсенала, а также предполагается исследовать разработанные определяющие факторы процесса воспламенения. Американские эксперты считают, что осуществление воспламенения термоядерной реакции в лабораторных условиях на установке NIF в сочетании со вкладом других объектов ядерного оружейного комплекса, подведомственного управлению NNSA, станет важным компонентом научной основы, необходимой для проектирования, оценки и сертификации ядерных боезарядов.


В дополнение к установке NIF, которая является самым мощным в мире лазером и находится на территории Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса, для осуществления кампании по воспламенению термоядерной реакции с инерционным удержанием плазмы (ICF) будут использованы две другие исследовательские установки мирового класса следующего поколения, создание которых близится к завершению, а именно установка импульсной энергии «для ремонта Z» (Z Refurbishment pulsed power facility) в одной из Сандийских национальных лабораторий и «установка OMEGA» с расширенными техническими возможностями» (OMEGA Extended Performance) в Лаборатории лазерной энергетики Рочестерского университета. Американские аналитики отмечают, что, оказывая важные услуги для обеспечения ядерной безопасности США, все вышеупомянутые установки будут в то же время устранены таким образом, чтобы в качестве их пользователей могло бы выступить научное сообщество страны.


10 марта 2009 года американская «Национальная установка зажигания» (National Ignition Facility — NIF) произвела рекордный световой импульс в 1,1 мегаджоуля. При этом лучи системы в сумме несли в 25 раз больше энергии, чем импульс любого другого лазера, заявил директор NIF Эдвард Мозес.

 

Вспышка длилась миллиардные доли секунды и послужила салютом в честь завершения строительства одной из самых сложных экспериментальных установок человечества. NIF – крупнейшая лазерная система на планете — должна наконец ответить на вопрос: возможно ли на практике приручить термоядерные реакции при помощи лазерной технологии?

Похожие материалы (по тегу)

Медиа

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить