«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»

Прочитано: 69%

         Эксплуатация ускорителя в Лос-Аламосе началась в 1982 г., а к середине 1983 г. импульсный источник ионов водорода уже обеспечивал 80% расчетной силы и плотности тока в импульсе, определяющих мощность и качество пучка. Ионы водорода вначале разгоняются линейным ускорителем с клистронами при импульсной мощности 1,25 МВт. Затем пучок заряженных ионов проходит через нейтрализатор из фольги. Достигнуты КПД нейтрализации 15% (максимальный уровень нейтрализации для ионов водорода составляет 60%) и расходимость пучка 1 мкрад. Однако неполная нейтрализация придает пучку свойства электрического тока и неизбежное взаимодействие с электромагнитным полем Земли, которое само по себе нестационарно и подвержено нерегулярным изменениям. Это обстоятельство ставит под сомнение высокую точность наведения пучка.

Рис. 3.49

         На ускорителе пучкового оружия, созданного по программе "Уайт Хорс" (рис. 3.49), продемонстрированы уровни плотности энергии пучка 1018 Дж/стерад.с при энергии частиц 800 МэВ (импульсный ток в ускорителе доходил до 1 МА). При указанном значении расходимости пучка считается, что для вывода из строя электронного оборудования МБР на дальности 3000 км необходима плотность энергии пучка 10Е16-10Е19 Дж/с, а для разрушения ее конструкции на этой дальности - 10Е20-10Е21 Дж/с. Конечно, надеяться на вывод в космос более чем 100-тонной установки не приходится, поэтому в настоящее время остро стоит проблема миниатюризации новых комплексов оружия. По расчетам некоторых специалистов, для обеспечения задач ПРО на низких околоземных орбитах необходимо развернуть 10-40 боевых космических станций с пучковым оружием, каждая из которых будет иметь массу около 60 т.
         Безусловно, энергия пучка частиц огромна. Она зависит от скорости, до которой удалось разогнать частицы в ускорителе. Так, скорость атомов водорода при энергии 300 МэВ составляет 65% от скорости света, что практически соответствует мгновенному поражению цели. Представим себе летящую ядерную боеголовку. Для гарантированного обеспечения цепной реакции деления критическая масса урановой сферы составляет 15-20 кг. При плотности урана или плутония, составляющей примерно 20 г/см3, легко подсчитать, что радиус сферы из расщепляющихся материалов составит около 6 см. (В современных ядерных боеприпасах критическая масса создается в виде полого шара. При последующем взрыве обычного взрывчатого вещества, размещенного вокруг шара, ударная волна равномерно "сплющивает" шар в плотную массу, образуя критический объем. Одновременно в дело вступает источник нейтронов, и... взрыв обеспечен). Достаточно расплавить пучком частиц только часть расщепляющегося материала ядерного заряда, и боевая головка станет просто головкой с тяжелым металлом внутри, если до этого не взорвется от нагрева обычное взрывчатое вещество и не разнесет ее на куски.
         Так, по официальным американским сообщениям, в 1986 г. при проведении первого эксперимента с ускорителем пучка частиц миниатюрная боеголовка была облучена сверхинтенсивным пучком протонов. Результаты эксперимента свидетельствовали, что такие пучки могут вызвать детонацию обычного взрывчатого вещества в боеголовках МБР. (В литературе иногда энергию пучка частиц измеряют радиацией, наводимой в веществе цели. Типичный уровень радиации, приводящей к заметным повреждениям, - мегарады. Напомним, что рад - единица измерения, соответствующая поглощению 100 Эрг, а 1 Мрад - поглощению 10 Дж энергии в грамме вещества. Полупроводниковые элементы на основе арсенида галлия обладают в 10 раз большей радиационной стойкостью по сравнению с традиционными кремниевыми. Дозы порядка десятков мегарад близки к порогу теплового разрушения отдельных конструктивных элементов космических систем. Так, 200 Дж/г - доза радиации, достаточная для плавления урана и плутония).
         По программе "Антигона" проводились исследования пучкового оружия в Ливерморской национальной лаборатории. В процессе экспериментов были достигнуты определенные успехи при генерации пучков заряженных частиц в канале разреженного газа, создаваемого лазерным лучом в верхней атмосфере. До 1985 г. считалось, что заряженные частицы невозможно применять в пучковом оружии из-за искривления траектории их полета в магнитном и гравитационном полях Земли.
         По мнению ведущих советских ученых, опасения американцев преувеличены. Гравитационное поле Земли практически не влияет на траекторию пучков (при скорости движения пучка частиц, близкой к скорости света, отклонение частиц от прямолинейной траектории составляет доли миллиметра на расстояние 3000 км).
         Однако в усовершенствованном экспериментальном ускорителе АТА пучок электронов преодолевал 60 м в самом ускорителе и еще дополнительно 30 м вне его. Полагают, что этот успешный эксперимент имеет важное значение для разработки пучкового оружия, используемого с орбиты высотой 600 км и до 85 км от поверхности Земли. Это особенно важно потому, что одно из требований заказчика (уже знакомого нам управления перспективных исследований министерства обороны - DARPA) гласило: обеспечить распространение пучка частиц через верхние слои ионосферы для поражения ракет с настильной траекторией полета в атмосфере.
         Ускоритель АТА рассчитан на генерирование электронов с энергией 50 МэВ, длительностью импульса 70 нс, пиковом токе 10 кА и частоте излучения 100 имп/с. Это эквивалентно среднему выходному току 0,7 А и мощности 35 МВт, что на несколько порядков превышает мощность гражданских исследовательских ускорителей.
         Неплохие результаты были показаны на ускорителе в Окриджской национальной лаборатории, где был сформирован ионный пучок с током в импульсе свыше 100 МА и длительностью 5 с. Однако наибольших успехов добилась английская фирма "Калхэм Лабораториз". Как явствует из доклада ООСОИ конгрессу, ею создан ионный источник для ускорителей нейтральных пучков "...наивысшей в мире яркости".
         В настоящее время усилия зарубежных ученых и специалистов сосредоточены на нескольких ключевых задачах:

         - разработка автоматического источника ионов высокой яркости (т.е. энергии) непрерывного действия (последнее необходимо для быстрого перенацеливания пучка в режиме селекции целей интерактивными датчиками);
         - совершенствование магнитных оптических компонентов для формирования пучка;
         - совершенствование методов и устройств нейтрализации ионов на основе фольги и разработка методов фотонейтрализации.

«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»