" Метод стабилизации и управления характеристиками ядерного боеприпаса с помощью поглощающего затвора, меняющего свое агрегатное состояние в процессе инициации".
Данный материал представлен к открытой публикации патентным офисом США и, по их компетентному мнению, не представляет ни какой общественной угрозы.
Данная статья является упрощенным, кратким переводом официально публично анонсированной патентной аппликации на русский язык.
Данный метод предназначен для управления критическим состоянием рабочей массы ядерного боеприпаса предназначенного для боеголовок глубокого проникновения (уничтожения капитальных подземных сооружений) баллистических ракет и гиперзвуковых ракет.
Учитывая особенность водной среды, такие боеголовки могут быть так же, после некоторой доработки, использованы в гиперзвуковых ракетах, предназначенных для поражения морских целей.
Метод стабилизации и управления характеристиками ядерного устройства с помощью "поглощающего затвора" базируется на использовании поглотителя нейтронов в виде твердого тела, способного изменять свое агрегатное состояние и степень поглощения нейтронов в процессе инициации устройства.
"Поглощающий затвор", до момента начала инициации, способен экранировать активные элементы "ядерного устройства" и поддерживать его в докритическом состоянии.
"Поглощающий затвор" образует с активными элементами из расщепляемого материала моноблок, не имеющий значительных незаполненных полостей, придавая ему до момента инициации механические свойства несжимаемого твердого тела.
Базовым элементом устройства является сфероид, состоящий из отдельных клиновидных элементов 235U - 1, каждый из которых имеет литую оболочку из дейтрида сплава лития-6 (6Li) и 235U - 2. Примерная температура плавления сплава 600*С Fig_4 Эта оболочка работает как "поглощающий затвор".
Слоистый сфероид в результате термообработки модифицируется в единое твердое тело, имеющее каналы для прохода охлаждающей жидкости и находящееся в "докритической конфигурации" Fig_5
До момента инициации "поглощающий затвор" находится в агрегатном состоянии и степени поглощения нейтронов, предотвращающим изменение "докритической конфигурации" устройства под действием допустимых физических и механических нагрузок.
Устройство состоит из активных элементов-1 , разделенных "поглощающим затвором" - веществом поглощающим нейтроны и находящимся в твердом агрегатном состоянии - 2. Активные элементы и "поглощающий затвор" окружены пористой оболочкой 3. Fig_1. Устройство находиться в докритической конфигурации и может рассматриваться как единое твердое тело, высокой прочности.
В момент инициации активные элементы подвергаются механическому воздействию Fig_2 и, одновременно, "поглощающий затвор" под внешним воздействием меняет свое агрегатное состояние - плавится и/или испаряется и выдавливается за пределы активного ядра.
Одновременно с этим, вещество поглощающего затвора начинает под действием нарастающего нейтронного потока подвергаться трансмутации и менять уровень поглощения нейтронов.
Fig_3 В результате изменения агрегатного состояния элементы получают возможность двигаться относительно друг друга и устройство переходит в надкритическое состояние.
Скорость нарастания реакции деления зависит: как от скорости сближения активных элементов, так и от изменения способности разделяющего их "поглощающего затвора" поглощать нейтроны.
Эта способность по мере сближения частей и выдавливания "поглощающего затвора", а также последующей трансмутации вещества затвора стремится к нулю.
Как результат такого взаимодействия - скорость нарастания реакции будет выше, чем в случае простого сближения элементов или имплозии.
Как пример внешнего воздействия на "поглощающий затвор", это может быть: выделение тепла в результате пластической деформации "поглощающего затвора" и/или прогрев за счет поступления энергии извне.
Изменением начальной температуры "поглощающего затвора" можно управлять моментом начала пластической деформации.
Способность "поглощающего затвора" в ключевые моменты инициации поглощать нейтроны; скорость изменения его агрегатного состояния и последующего выдавливания подбираются в зависимости от особенностей активных элементов устройства.
После попадания устройства, движущегося со скоростью 6 - 10 MAX в преграду, снаряд проникает в среду, окружающую цель; формирует канал и тормозится. На снаряд действуют перегрузки, достигающие нескольких сотен G. Под действием перегрузок и, на конечном этапе, дополнительным действием вспомогательного химического заряда происходит деформация устройства. Fig_7
Exhibit_1
В специальных случаях начальное изменение механических характеристик "поглощающего затвора" может быть произведено электрическим или магнитным способом, что уменьшает требования к скорости боеголовки в начальный момент проникновения и к плотности среды, в которой происходит подрыв.
В специальных случаях "поглощающий затвор" может в процессе выдавливания и до момента подрыва пройти через несколько агрегатных состояний и изменений физических свойств и изотопного состава.
В специальных случаях "поглощающий затвор" может принудительно охлаждаться для поддержания нужного агрегатного состояния и желательной временной задержки начала деформации.
В специальных случаях "поглощающий затвор" может содержать материалы использующие энергию основного "ядерного устройства" для инициации реакции синтеза легких ядер и/или дополнительно повышающие поражающее воздействие боеприпаса.
