«Насовершенствовали»: что Северная Корея взорвет в следующий раз
Одной из главных тем в СМИ, пишущих о ситуации последних месяцев вокруг КНДР, является возможное шестое ядерное испытание КНДР. Обычно ядерное испытание рассматривается лишь как некий внешнеполитический ход в условиях очередного роста напряженности. Но так ли это на самом деле?
Что им надо?
Во-первых, военно-политическим руководством КНДР поставлена задача количественного и качественного совершенствования национальных средств ядерного сдерживания. И в контексте именно качественного совершенствования критичны ядерные испытания. Дело в том, что совершенствование ядерного оружия так или иначе требует проверок того, что же там конструкторы «насовершенствовали». Работает ли это вообще и как работает?
Наиболее вероятные направления совершенствования характеристик ядерного оружия КНДР в обозримой перспективе таковы: 1) увеличение максимально достижимой мощности единичных зарядов; 2) уменьшение объема и веса ядерных зарядов при сохранении или даже увеличении их взрывной мощности; 3) создание ядерных зарядов, адаптированных под различные носители; 4) снижение расхода расщепляющихся материалов (плутония и/или урана) в расчете как на один заряд, так и на единицу его мощности.
Это, в свою очередь, требует совершенствования используемых химических взрывчаток, механизмов передачи энергии для сжатия деталей (из урана или плутония), совершенствования конструкций центральной детали из расщепляющихся материалов, систем нейтронного инициирования и, что стоит отдельно отметить, освоения взрывных термоядерных реакций.
Во-вторых, ядерные испытания – это важный элемент стратегии демонстрации возможностей. Одно дело – что-то заявлять (много лет над разными заявлениями КНДР о соответствующих успехах просто смеялись), другое дело – когда говорит сейсмограмма.
Неужели им еще не хватает?
Тоже частый пропагандистский тезис, согласно которому серьезные программы полноценных ядерных испытаний проводят только «маньяки» и «безумцы». Но обычно это слышно от тех стран, кто уже давно и далеко оторвались в области конструирования ядерных зарядов и чье количество проведенных ядерных взрывов измеряется совсем иными порядками чисел. Особенно это касается США, которые, к примеру, в ходе своих программ ядерных испытаний с 1945 по 1992 год испытали более 1000 ядерных зарядов.
СССР с 1949 по 1990 год в 715 ядерных испытаниях подорвали 969 зарядов (порой на испытаниях подрывается более одного заряда). Если посмотреть на Францию и Китай, то они завершили свои ядерные испытания лишь в 1996 году, хотя до этого несколько лет все «международное сообщество» громогласно осуждало их за неприсоединение к соответствующим мораториям. И лишь только достигнув плановых результатов, Париж и Пекин прекратили свои испытательные программы. Ну а Индия в мае 1998 года взорвала в ходе двух групповых подрывов пять ядерных зарядов. То есть столько же, сколько КНДР на сегодняшний день, начав еще в 2006 году! Ну, в общем, если посмотреть в контексте, то все оказывается не таким пафосно-обличительным, как принято подавать в мировых медиа.
С другой стороны, малое число взрывов – это все же не повод презрительно смотреть на северокорейскую программу ядерных испытаний. Дело в том, что каждой новой ядерной державе для достижения того же результата требовалось все меньше и меньше ядерных взрывов. СССР осуществил успешный испытательный пуск баллистической ракеты с настоящей ядерной боеголовкой в ходе 25-го ядерного испытания (взрыв был ядерным), а Китай уже в ходе четвертого. С тех пор ситуация еще более упростилась.
Программа ядерного оружия сложна, но основы его проектирования сейчас хорошо известны по литературе, имеющейся в открытом доступе. Ведь схемы взрывных устройств самых ранних типов, которые качественно иллюстрируют заложенные в них принципы осуществления взрывов, достаточно широко доступны. С каждым годом становится доступнее и различная конкретная техническая информация. Слишком много технической информации уже стало известно из научных публикаций, обнародования ранее секретной документации. Способствовал этому и легкий доступ к ряду правительственных документов в публичных библиотеках или через запросы в правительственные учреждения США и Великобритании. Большую роль играют и разнообразные мемуары.
Также следует отметить, что рассекречены и материалы, связанные с принципиальными особенностями ядерных зарядов следующих поколений. Причина в том, что открытой научной информации (по ядерной физике, металлургии, физике высоких давлений и многому другому), рассеянной по общедоступным книгам и статьям, и так уже достаточно, чтобы самостоятельно собрать этот пазл.
По конструированию ядерных взрывных устройств (ЯВУ) в США с середины 1960-х по начало 1980-х даже был выполнен ряд студенческих работ, основанных на информации, доступной в публичных библиотеках и правительственных информационных центрах. В США конца 1970-х имел место ряд анекдотичных эпизодов, когда компиляторов открытой информации обвиняли в несанкционированном доступе к информации об американском ядерном оружии и шпионаже в пользу иностранных государств. Именно после этой череды эпизодов началось рассекречивание. Ну а в 2009 году произошел другой интересный скандал. Но уже в Бразилии.
Речь идет о диссертации физика Далтона Эллери Жирао Баррозо на тему «Численное моделирование термоядерных взрывов в гибридных системах "деление и синтез"». В ней рассматриваются, в частности, физические и математические модели термоядерных боеголовок W-87, созданных в Соединенных Штатах. После выхода в свет в апреле 2009 года книги с главами из диссертации Баррозо работами ученого заинтересовались в МАГАТЭ. Атомное агентство затребовало у МИД и министерства обороны Бразилии дополнительную информацию, касающуюся деятельности бразильского физика. А сам ученый тогда заявил любопытное: «Вам не нужно делать бомбу. Вам достаточно показать, что вы знаете, как ее сделать».
Также большую роль играет огромный прогресс в области вычислительной техники. Так, использование суперкомпьютеров для симуляции ядерных и термоядерных реакций, происходящих во время взрыва, позволяет экономить колоссальные средства и время. Например, при использовании суперкомпьютера CDC 6600 для разработки новой боеголовки США потребовалось провести только 23 полевых испытания, а при использовании CDC 7600 – уже шесть. Только речь идет о компьютерах 1960-х – 1970-х.
Производительность CDC-7600 – 10–36 мегафлопс (в зависимости от того, что и как считается). Для сравнения: процессор персоналки из первой половины 1990-х Intel 80486DX/DX2 давал до 30–50 мегафлопс. Для процессоров 2010-х нормальными показателями являются десятки-сотни гигафлопс. То есть в 1000–10000 раз выше, чем у тех самых суперкомпьютеров, на которых делались великие ядерные оружейные прорывы. Так что и взрывов теперь требуется меньше. Хотя и полностью отказаться от них невозможно.
А это опасно?
Было бы очень странно, если бы люди, делающие ядерные заряды и знающие историю многочисленных испытательных программ прошлого (включая и то, как делать не надо), да еще и в небольшой стране, так рисковали бы. Тут можно привести интересный пример из прошлого. В свое время Швейцария имела секретную военную ядерную программу, и в процессе ее проработки встал вопрос с испытаниями. Ну так вот, даже в мелкой на фоне той же КНДР Швейцарии геологам удалось найти горы, в которых, по их мнению, можно было безопасно испытывать ядерные заряды. Причем испытательная программа должна была включать семь подземных ядерных взрывов! Однако в конце 1960-х от идеи отказались по политическим причинам, а не по техническим или технологическим.
Еще одним фактом, указывающим на высокую ожидаемую степень безопасности, является иногда возникающая проблема с детектированием радионуклидных следов испытаний вообще. Другими словами, не то что какие-то опасные выбросы, а даже следы для сверхчувствительного оборудования порой отсутствуют. Так, в 2009 году их не было вообще.
Третьим фактором, указывающим на безопасность, является сама геология полигона. По свежим оценкам американских специалистов, ядерный полигон способен выдерживать регулярные взрывы с мощностями до 300 килотонн! А также пригоден для одноразового, но все еще достаточно безопасного подрыва заряда в одну мегатонну. То есть уровень «сотня-другая килотонн», пригодный для безопасного испытания термоядерных зарядов, вполне достижим.
При этом, даже если предположить какие-то аварийные прорывы через забивку выработок заложения, то соседним странам все равно ничего не грозит. Как и соседним районам самой КНДР. Дело в том, что такие прорывы обычно выбрасывают радиоактивные продукты недалеко и рассеивают их только на прилегающей местности. А ситуации с выпадением серьезных доз имели место только в эпоху испытательных взрывов воздушных и наземных, причем достаточно большой мощности. Да, специальные приборы в соседних странах факт выброса обнаружат. Но между их уровнем чувствительности и тем уровнем, при котором даже теоретически есть хоть какие-то биологические эффекты от ионизирующих излучений, разница во много порядков.
Когда они будут взрывать?
Это знают только лица, причастные в КНДР к подготовке самих испытаний. Извне четко определить подготовку к новым испытаниям и отличать ее от дежурной активности или нарочитой дезинформации все сложнее. А активность на ядерном полигоне сама по себе ни о чем не говорит. Даже когда не проводятся взрывы или непосредственная подготовка к ним, на таком объекте много работы. Плюс ничто не мешает специально загадочно менять местоположение каких-нибудь ящиков, заранее зная время, когда над полигоном пролетит иностранный спутник-разведчик. А они знают, что за ними следят, поэтому значительная часть активности скрыта, а другая специально оставлена напоказ.
Cамая яркая иллюстрация: несмотря на все гадания марта-апреля что вот-вот завтра взорвут бомбу, никто так и не смог определенно ответить, произведена ли герметизация туннелей заложения. То есть взрыв может быть когда угодно. Может завтра, а может, в следующем году.
Что они будут взрывать в следующий раз?
Само собой, никто точно не знает, поскольку их программа достигла уже того уровня, что есть несколько вариантов. Но основной ожидаемый – это демонстрация успехов в освоении термоядерной энергии в военных целях. Есть, условно говоря, три уровня соответствующих технологий.
В первом случае (бустирование/форсирование) термоядерный материал используется исключительно как эффективный источник дополнительных нейтронов, а значит, увеличивается и процент использования расщепляющихся материалов. Это позволяет поднять мощность при том же расходе урана или плутония либо достигать той же мощности при меньшем их расходе.
Во-втором случае речь идет об устройствах, которые по одним классификациям относятся к разновидности бустированных бомб деления, по другим – к разновидности термоядерных. То есть аналоги первых заявленных как термоядерные устройств СССР и Британии, где, помимо слоев расщепляющихся оружейных материалов, использовались слой или слои термоядерного горючего, а также слои из природного или обедненного урана.
Термоядерные реакции в этом случае вызывают одновременно и эффект бустирования для традиционного оружейного материала, но также и создают условия для деления природного/обедненного урана с дополнительным энерговыделением. При этом термоядерные реакции и сами являются заметным источником энергии в общем балансе: доля может достигать 15–20% в совокупном энерговыделении. Яркий пример подобного подхода – советская РДС-6.
В-третьем случае речь идет о классических термоядерных устройствах с разнесенными отдельно ядерным «запалом» и термоядерным узлом, в котором ядерный взрыв «запала» вызывает условия для протекания реакций синтеза, являющихся главным источником взрывной энергии в общем балансе энергии взрыва. Успешно испытанными зарядами такого типа в своем активе в мире располагают лишь пять ведущих военных ядерных держав.
Северной Корее уверенно «по зубам» варианты первый и второй, но уже не исключен и третий. Дело в том, что свою первую полноценную двухступенчатую водородную бомбу Китай смог испытать на шестом ядерном испытании. А у Северной Кореи в активе уже пять….
