Чистое термоядерное оружие — это гипотетическая конструкция водородной бомбы , которая не нуждается в «первичном» взрывчатом веществе деления для воспламенения синтеза дейтерия и трития , двух тяжелых изотопов водорода , используемых в термоядерном оружии деления-синтеза . Такое оружие не потребует расщепляющегося материала и, следовательно , его будет гораздо легче разрабатывать в тайне, чем существующее оружие. Разделение оружейного урана (U-235) или воспроизводство плутония (Pu-239) требует существенных и трудно скрываемых промышленных инвестиций, а блокирование продажи и передачи необходимого оборудования было основным механизмом контроля ядерного распространения до настоящего времени. [1]
Все современные термоядерные виды оружия используют бомбу деления в качестве первой ступени для создания высоких температур и давлений, необходимых для начала реакции синтеза между дейтерием и тритием на второй ступени. В течение многих лет разработчики ядерного оружия исследовали, возможно ли создать достаточно высокие температуры и давления внутри замкнутого пространства для запуска реакции синтеза без использования деления. Чистое термоядерное оружие дает возможность генерировать произвольно малые ядерные мощности, поскольку для детонации не требуется собирать критическую массу расщепляющегося топлива, как в случае с обычным первичным ядром деления, необходимым для возникновения взрыва термоядерного синтеза. Также есть преимущество в виде уменьшенного сопутствующего ущерба, вытекающего из радиоактивных осадков , поскольку это оружие не будет создавать высокорадиоактивные побочные продукты, производимые оружием деления. Это оружие будет смертоносным не только из-за своей взрывной силы, которая может быть большой по сравнению с бомбами на основе химических взрывчатых веществ, но и из-за нейтронов, которые оно генерирует.
Несмотря на то, что были разработаны различные устройства- источники нейтронов , некоторые из которых основаны на реакциях термоядерного синтеза, ни одно из них не способно производить чистый выход энергии, ни в контролируемой форме для производства энергии, ни в неконтролируемой форме для оружия.
Несмотря на многие миллионы долларов, потраченные США в период с 1952 по 1992 год на производство чистого термоядерного оружия, никакого измеримого успеха достигнуто не было. В 1998 году Министерство энергетики США (DOE) опубликовало решение о рассекречивании ограниченных данных, в котором говорилось, что даже если DOE в прошлом вложило значительные средства в разработку чистого термоядерного оружия, «США, как известно, не имеют и не разрабатывают чисто термоядерное оружие, и в результате инвестиций DOE не было получено ни одного заслуживающего доверия проекта чисто термоядерного оружия». Плотности мощности, необходимые для зажигания реакции синтеза, по-прежнему кажутся достижимыми только с помощью взрыва деления или с помощью больших аппаратов, таких как мощные лазеры, такие как на Национальном заводе зажигания , машине Sandia Z-pinch или различных магнитных токамаках . Независимо от любых заявленных преимуществ чисто термоядерного оружия, создание такого оружия не представляется возможным с использованием имеющихся в настоящее время технологий и многих [ кто? ] выразили обеспокоенность тем, что исследования и разработки чисто термоядерного оружия могут подорвать цели Договора о нераспространении ядерного оружия и Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний .
Утверждалось, что возможно представить себе грубое, доставляемое, чистое термоядерное оружие, используя только современные, несекретные технологии. Конструкция оружия [2] весит приблизительно 3 тонны и может иметь общую мощность приблизительно 3 тонны тротила. Предлагаемая конструкция использует большой взрывной генератор компрессии потока для создания высокой плотности мощности, необходимой для воспламенения термоядерного топлива. С точки зрения взрывного повреждения такое оружие не будет иметь явных преимуществ перед обычным взрывчатым веществом, но массивный поток нейтронов может доставить смертельную дозу радиации людям в радиусе 500 метров (большинство этих смертей произойдет в течение нескольких месяцев, а не немедленно).
Некоторые исследователи изучали использование антиматерии [3] в качестве альтернативного триггера термоядерного синтеза, в основном в контексте ядерного импульсного движителя, катализируемого антиматерией, но также и ядерного оружия. [4] [5] [6] Такая система в контексте оружия будет обладать многими желаемыми свойствами чистого термоядерного оружия. Технические барьеры для производства и удержания требуемых количеств антиматерии кажутся огромными, намного превосходящими нынешние возможности.
Индуцированное гамма-излучение — еще один подход, который в настоящее время исследуется. Химикаты с очень высокой плотностью энергии, такие как баллотехника и другие, также были предложены в качестве средства запуска чистого термоядерного оружия. [ необходима цитата ]
Ядерные изомеры также были исследованы для использования в чистом термоядерном оружии. Изомеры гафния и тантала могут быть вызваны для испускания очень сильного гамма-излучения . Гамма-излучение от этих изомеров может иметь достаточно энергии, чтобы начать термоядерную реакцию, без необходимости в каком-либо расщепляющемся материале. [ необходима цитата ]
Критики выдвигают еще одно возражение против разработки бомб чистого синтеза: стране было бы легче скрыть производство таких бомб, чем обычного ядерного оружия. Причина в том, что бомбы чистого синтеза не требовали бы урана или плутония, радиоактивность которых могут обнаружить инспекторы ООН по оружию. Нынешний способ "предотвратить распространение или распространение ядерного оружия заключается в обнаружении материалов, необходимых для создания ядерного оружия, (а именно) плутония и высокообогащенного урана", говорит Кабассо. "Поскольку они вам не нужны для оружия чистого синтеза, то этот способ обнаружения существования оружия исчезает".