Atómová bomba je projektil na vyvolanie výbuchu veľkej sily v dôsledku veľmi rýchleho uvoľnenia jadrovej (atómovej) energie.
Ako fungujú atómové bomby
Jadrová nálož je rozdelená na niekoľko častí na kritickú veľkosť, takže v každej z nich sa samovyvíjajúci nekontrolovateľný reťazová reakciaštiepenie atómov štiepneho materiálu. Takáto reakcia nastane len vtedy, keď sa všetky časti náboja rýchlo spoja do jedného celku. Úplnosť reakcie a v konečnom dôsledku aj sila výbuchu závisí vo veľkej miere od rýchlosti priblíženia jednotlivých častí. Na komunikáciu vysokorýchlostných častí nálože môžete použiť výbuch konvenčných výbušnín. Ak sú časti jadrového náboja usporiadané v radiálnych smeroch v určitej vzdialenosti od stredu, a s vonku umiestniť nálože TNT, potom je možné vykonať výbuch konvenčných náloží smerujúcich do stredu jadrovej nálože. Všetky časti jadrovej nálože sa nielenže s veľkou rýchlosťou spoja do jedného celku, ale budú aj nejaký čas stláčané zo všetkých strán obrovským tlakom produktov výbuchu a nebudú sa môcť okamžite oddeliť, akonáhle dôjde k jadrová reťazová reakcia začína v náboji. V dôsledku toho dôjde k oveľa väčšiemu rozdeleniu ako bez takejto kompresie a následne sa zvýši sila výbuchu. Zvýšenie sily výbuchu pri rovnakom množstve štiepneho materiálu uľahčuje aj neutrónový reflektor (najúčinnejšími reflektormi sú berýliové< Be >, grafit, ťažká voda< H3O >). Na prvé štiepenie, ktoré by spustilo reťazovú reakciu, je potrebný aspoň jeden neutrón. Nie je možné počítať s včasným spustením reťazovej reakcie pôsobením neutrónov, ktoré sa objavujú počas spontánneho (spontánneho) jadrového štiepenia, pretože vyskytuje sa pomerne zriedkavo: pre U-235 - 1 rozpad za hodinu na 1 g. látok. V atmosfére je tiež veľmi málo neutrónov, ktoré existujú vo voľnej forme: cez S = 1 cm/sq. za sekundu preletí okolo 6 neutrónov. Z tohto dôvodu sa v jadrovej náloži používa umelý zdroj neutrónov – akýsi uzáver jadrovej rozbušky. Poskytuje tiež veľa štiepení začínajúcich súčasne, takže reakcia prebieha vo forme jadrového výbuchu.
Možnosti detonácie (kanónové a implozívne schémy)
Existujú dve hlavné schémy na odpálenie štiepnej nálože: delo, inak nazývané balistické, a implozívne.
V niektorých modeloch bola použitá „schéma kanóna“. jadrové zbrane prvá generácia. Podstatou kanónovej schémy je vystreliť náložou pušného prachu jeden blok štiepneho materiálu podkritickej hmotnosti („guľka“) na druhý – nehybný („terč“). Bloky sú navrhnuté tak, že po spojení sa ich celková hmotnosť stane nadkritickou.
Tento spôsob detonácie je možný len pri uránovej munícii, keďže plutónium má neutrónové pozadie o dva rády vyššie, čo dramaticky zvyšuje pravdepodobnosť predčasného vývoja reťazovej reakcie pred spojením blokov. To vedie k neúplnému uvoľneniu energie (tzv. „fizz“, angl. Pre implementáciu kanónovej schémy do plutóniovej munície je potrebné zvýšiť rýchlosť spájania častí náboja na technicky nedosiahnuteľnú úroveň. urán je lepší ako plutónium, odoláva mechanickému preťaženiu.
implozívna schéma. Táto detonačná schéma zahŕňa získanie superkritického stavu stláčaním štiepneho materiálu sústredenou rázovou vlnou vytvorenou výbuchom chemických výbušnín. Na zaostrenie rázovej vlny sa používajú takzvané výbušné šošovky a výbuch sa vykonáva súčasne na mnohých miestach s presnosťou. Vytvorenie takéhoto systému na lokalizáciu výbušnín a detonácie bolo svojho času jednou z najťažších úloh. Vytvorenie zbiehajúcej sa rázovej vlny bolo zabezpečené použitím výbušných šošoviek z „rýchlych“ a „pomalých“ trhavín – TATV (Triaminotrinitrobenzén) a baratol (zmes trinitrotoluénu s dusičnanom bárnatým), a niektorých aditív)
A to je niečo, čo často nevieme. A prečo vybuchne aj jadrová bomba...
Začnime z diaľky. Každý atóm má jadro a jadro sa skladá z protónov a neutrónov – to vie snáď každý. Rovnakým spôsobom každý videl periodickú tabuľku. Ale prečo chemické prvky sú v ňom umiestnené takto, a nie inak? Určite nie preto, že by to Mendelejev chcel. Poradové číslo každého prvku v tabuľke udáva, koľko protónov sa nachádza v jadre atómu tohto prvku. Inými slovami, železo je v tabuľke číslo 26, pretože v atóme železa je 26 protónov. A ak ich nie je 26, už to nie je železo.
Ale neutróny v jadrách toho istého prvku môžu byť iná suma, čo znamená, že hmotnosť jadier je iná. Atómy toho istého prvku s rôznymi hmotnosťami sa nazývajú izotopy. Urán má niekoľko takýchto izotopov: najbežnejším v prírode je urán-238 (v jadre má 92 protónov a 146 neutrónov, čo spolu tvorí 238). Je rádioaktívny, ale jadrovú bombu z neho nevyrobíte. Ale izotop urán-235 nie veľké množstvo ktorý je v uránových rudách, je vhodný pre jadrovú nálož.
Možno sa čitateľ stretol s pojmami „obohatený urán“ a „ochudobnený urán“. Obohatený urán obsahuje viac uránu-235 ako prírodný urán; v vyčerpanom, respektíve - menej. Z obohateného uránu možno získať plutónium – ďalší prvok vhodný do jadrovej bomby (v prírode sa takmer vôbec nevyskytuje). Ako sa obohacuje urán a ako sa z neho získava plutónium, to je téma na samostatnú diskusiu.
Prečo teda vybuchne jadrová bomba? Faktom je, že niektoré ťažké jadrá majú tendenciu sa rozpadať, ak ich zasiahne neutrón. A na voľný neutrón nebudete musieť dlho čakať - lieta ich veľa. Takýto neutrón sa teda dostane do jadra uránu-235 a tým ho rozbije na „úlomky“. Tým sa uvoľní niekoľko ďalších neutrónov. Dokážete uhádnuť, čo sa stane, ak budú v okolí jadrá rovnakého prvku? Je to tak, dôjde k reťazovej reakcii. Takto sa to deje.
V jadrovom reaktore, kde sa urán-235 „rozpúšťa“ v stabilnejšom uráne-238, došlo k výbuchu pri normálnych podmienkach nedeje sa. Väčšina neutrónov, ktoré vyletia z rozpadajúcich sa jadier, odletí „do mlieka“, pričom jadrá uránu-235 nenájde. V reaktore je rozpad jadier "pomalý" (ale to stačí na to, aby reaktor dodal energiu). Tu v pevnom kuse uránu-235, ak má dostatočnú hmotnosť, neutróny zaručene rozbijú jadrá, lavíne sa spustí reťazová reakcia a ... Stop! Ak totiž vyrobíte kúsok uránu-235 alebo plutónia z hmoty potrebnej na výbuch, okamžite vybuchne. O to tu nejde.
Čo ak vezmete dva kusy podkritickej hmoty a zatlačíte ich proti sebe pomocou diaľkovo ovládaného mechanizmu? Napríklad vložte obe do trubice a na jednu pripojte práškovú nálož, aby ste v správnom čase vystrelili jeden kus, ako projektil, do druhého. Tu je riešenie problému.
Môžete to urobiť inak: vezmite guľovitý kúsok plutónia a upevnite výbušné nálože po celom jeho povrchu. Keď sú tieto nálože odpálené na príkaz zvonku, ich výbuch stlačí plutónium zo všetkých strán, stlačí ho na kritickú hustotu a dôjde k reťazovej reakcii. Tu je však dôležitá presnosť a spoľahlivosť: všetky výbušné náplne musia fungovať súčasne. Ak niektoré z nich fungujú a niektoré nie, alebo niektoré pracujú neskoro, nedôjde k žiadnemu jadrovému výbuchu: plutónium sa nezmrští na kritické množstvo, ale rozplynie sa vo vzduchu. Namiesto jadrovej bomby sa ukáže takzvaná „špinavá“.
Takto vyzerá jadrová bomba typu implózia. Nálože, ktoré by mali vytvoriť riadený výbuch, sú vyrobené vo forme mnohostenov, aby čo najtesnejšie pokryli povrch plutóniovej gule.
Zariadenie prvého typu sa nazývalo kanón, druhý typ - implózia.
Bomba „Kid“ zhodená na Hirošimu mala náboj s uránom-235 a zariadenie typu pištole. Bomba Fat Man odpálená nad Nagasaki niesla plutóniovú nálož a výbušné zariadenie implózne. Teraz sa zariadenia typu pištole takmer nikdy nepoužívajú; implózne sú komplikovanejšie, no zároveň umožňujú kontrolovať hmotnosť jadrovej nálože a racionálnejšie ju minúť. A plutónium ako jadrová výbušnina nahradilo urán-235.
Uplynulo niekoľko rokov a fyzici ponúkli armáde ešte silnejšiu bombu - termonukleárnu alebo, ako sa tiež nazýva, vodík. Ukazuje sa, že vodík exploduje silnejšie ako plutónium?
Vodík je skutočne výbušný, ale nie je to tak. Vo vodíkovej bombe však nie je „obyčajný“ vodík, využíva jeho izotopy – deutérium a trícium. Jadro „obyčajného“ vodíka má jeden neutrón, deutérium má dva a trícium tri.
V jadrovej bombe sú jadrá ťažkého prvku rozdelené na jadrá ľahších. V termonukleári prebieha opačný proces: ľahké jadrá sa navzájom spájajú do ťažších. Napríklad jadrá deutéria a trícia sú spojené do jadier hélia (inak nazývaných častice alfa) a „extra“ neutrón je poslaný do „voľného letu“. V tomto prípade sa uvoľní oveľa viac energie ako pri rozpade jadier plutónia. Mimochodom, tento proces prebieha na Slnku.
Fúzna reakcia je však možná len pri ultravysokých teplotách (preto sa nazýva TERMOnukleárna). Ako nechať reagovať deutérium a trícium? Áno, je to veľmi jednoduché: ako rozbušku musíte použiť jadrovú bombu!
Keďže deutérium a trícium sú samy osebe stabilné, ich náboj v termonukleárnej bombe môže byť ľubovoľne veľký. To znamená, že termonukleárna bomba sa dá vyrobiť neporovnateľne výkonnejšia ako „jednoduchá“ jadrová. "Dieťa" zhodené na Hirošimu malo ekvivalent TNT do 18 kiloton a najsilnejšia vodíková bomba (takzvaná "Cár Bomba", známa aj ako "Kuzkinova matka") - už 58,6 megaton, viac ako 3255-krát silnejšia "Baby"!
„Hubí“ mrak z „Cárovej bomby“ vystúpil do výšky 67 kilometrov a tlaková vlna trikrát zakrúžila Zem.
Takáto gigantická sila je však zjavne nadmerná. Keď sa vojenskí inžinieri a fyzici „dosť pohrali“ s megatónovými bombami, vybrali sa inou cestou – cestou miniaturizácie jadrových zbraní. Vo svojej obvyklej forme môžu byť jadrové zbrane zhadzované zo strategických bombardérov, ako sú letecké bomby, alebo môžu byť odpaľované balistickými raketami; ak ich zminiaturizujete, získate kompaktnú jadrovú nálož, ktorá nezničí všetko na kilometre a ktorú možno nasadiť na delostrelecký granát alebo raketu vzduch-zem. Zvýši sa mobilita, rozšíri sa okruh úloh, ktoré treba riešiť. Okrem strategických jadrových zbraní dostaneme aj taktické.
Pri taktických jadrových zbraniach najviac rôznymi prostriedkami dodávky - jadrové zbrane, mínomety, bezzáklzové pušky (napríklad americký "Davy Crockett"). ZSSR mal dokonca projekt na jadrovú guľku. Pravda, muselo sa od toho upustiť – jadrové guľky boli také nespoľahlivé, také zložité a drahé na výrobu a skladovanie, že v nich nemal zmysel.
"Davy Crockett". Viaceré z týchto jadrových zbraní slúžili americkým ozbrojeným silám a západonemecký minister obrany sa nimi neúspešne snažil vyzbrojiť Bundeswehr.
Keď už hovoríme o malých jadrových zbraniach, stojí za zmienku ešte jeden typ jadrových zbraní – neutrónová bomba. Náboj plutónia v ňom je malý, ale to nie je potrebné. Ak termonukleárna bomba sleduje cestu zvyšovania sily výbuchu, potom sa neutrónová bomba spolieha na ďalší škodlivý faktor - žiarenie. Na zvýšenie žiarenia v neutrónovej bombe existuje zásoba izotopu berýlia, ktorý po výbuchu dáva obrovské množstvo rýchlych neutrónov.
Podľa jej tvorcov by neutrónová bomba mala zabiť živú silu nepriateľa, ale ponechať zariadenie nedotknuté, ktoré sa potom môže zachytiť počas ofenzívy. V praxi to dopadlo trochu inak: ožiarené zariadenie sa stáva nepoužiteľným - každý, kto sa ho odváži pilotovať, si na seba veľmi skoro „zarobí“ choroba z ožiarenia. To nič nemení na skutočnosti, že výbuch neutrónovej bomby je schopný zasiahnuť nepriateľa cez pancier tanku; neutrónovú muníciu vyvinuli Spojené štáty práve ako zbraň proti sovietskym tankovým formáciám. Čoskoro však bolo vyvinuté pancierovanie tankov, ktoré poskytuje istý druh ochrany pred prúdom rýchlych neutrónov.
Ďalší typ jadrovej zbrane bol vynájdený v roku 1950, ale nikdy (pokiaľ je známe) nebol vyrobený. Ide o takzvanú kobaltovú bombu – jadrovú nálož s kobaltovým plášťom. Počas explózie sa kobalt, ožiarený tokom neutrónov, stáva extrémne rádioaktívnym izotopom a rozptýli sa v oblasti a infikuje ju. Len jedna takáto dostatočne silná bomba by mohla pokryť celú zemeguľu kobaltom a zničiť celé ľudstvo. Našťastie tento projekt zostal projektom.
Čo možno povedať na záver? Atómová bomba- naozaj hrozná zbraň a zároveň (aký paradox!) pomáhala udržiavať relatívny pokoj medzi superveľmocami. Ak má váš protivník jadrovú zbraň, desaťkrát si rozmyslíte, kým na neho zaútočíte. Žiadna krajina s jadrovým arzenálom ešte nebola napadnutá zvonku a od roku 1945 neprebehli vo svete vojny medzi veľké štáty. Dúfajme, že nie.
Aby ste pochopili princíp fungovania a konštrukcie jadrového reaktora, musíte urobiť krátku odbočku do minulosti. Jadrový reaktor je stáročia stelesnený, aj keď nie úplne, sen ľudstva o nevyčerpateľnom zdroji energie. Jeho pradávnym „predchodcom“ je oheň zo suchých konárov, ktorý kedysi osvetľoval a ohrieval klenby jaskyne, kde naši vzdialení predkovia našli spásu pred chladom. Neskôr ľudia ovládali uhľovodíky – uhlie, bridlicu, ropu a zemný plyn.
Začala sa turbulentná, no krátkodobá éra pary, ktorú vystriedala ešte fantastickejšia éra elektriny. Mestá boli naplnené svetlom a dielne hučaním dovtedy neznámych strojov poháňaných elektromotormi. Potom sa zdalo, že pokrok dosiahol svoj vrchol.
Všetko sa zmenilo na konci 19. storočia, keď francúzsky chemik Antoine Henri Becquerel náhodou zistil, že uránové soli sú rádioaktívne. Po 2 rokoch od nich jeho krajania Pierre Curie a jeho manželka Maria Sklodowska-Curie získali rádium a polónium a ich úroveň rádioaktivity bola miliónkrát vyššia ako u tória a uránu.
Taktovku sa chopil Ernest Rutherford, ktorý podrobne študoval povahu rádioaktívnych lúčov. Tak sa začal vek atómu, ktorý splodil svoje milované dieťa – jadrový reaktor.
Prvý jadrový reaktor
„Prvorodený“ je z USA. V decembri 1942 dal reaktor prvý prúd, ktorý dostal meno svojho tvorcu, jedného z najväčších fyzikov storočia, E. Fermiho. O tri roky neskôr ožila v Kanade jadrová elektráreň ZEEP. „Bronz“ získal prvý sovietsky reaktor F-1, ktorý bol spustený koncom roku 1946. Šéfom domáceho jadrového projektu sa stal I. V. Kurčatov. Dnes vo svete úspešne funguje viac ako 400 jadrových blokov.
Typy jadrových reaktorov
Ich hlavným účelom je podpora riadenej jadrovej reakcie, ktorá vyrába elektrinu. Niektoré reaktory produkujú izotopy. Sú to skrátka zariadenia, v ktorých hĺbkach sa niektoré látky premieňajú na iné za uvoľnenia veľkého množstva tepelnej energie. Ide o akúsi „pec“, kde sa namiesto tradičných palív „spaľujú izotopy uránu – U-235, U-238 a plutónium (Pu).
Na rozdiel napríklad od auta určeného na niekoľko druhov benzínu má každý druh rádioaktívneho paliva svoj vlastný typ reaktora. Sú dva - na pomalých (s U-235) a rýchlych (s U-238 a Pu) neutrónoch. Väčšina jadrových elektrární je vybavená reaktormi s pomalými neutrónmi. Okrem jadrových elektrární „fungujú“ zariadenia vo výskumných centrách, na jadrových ponorkách a.
Ako je na tom reaktor
Všetky reaktory majú približne rovnakú schému. Jeho „srdcom“ je aktívna zóna. Dá sa zhruba porovnať s pecou bežnej pece. Len namiesto palivového dreva je jadrové palivo vo forme palivových článkov s moderátorom - TVEL. Aktívna zóna sa nachádza vo vnútri akejsi kapsuly – neutrónového reflektora. Palivové tyče sú „obmývané“ chladiacou kvapalinou – vodou. Keďže „srdce“ má veľmi vysokú úroveň rádioaktivity, je obklopené spoľahlivou ochranou proti žiareniu.
Operátori riadia prevádzku závodu dvoma kritických systémov– regulácia reťazovej reakcie a systému diaľkového ovládania. Ak nastane núdzová situácia, núdzová ochrana sa okamžite spustí.
Ako funguje reaktor
Atómový „plameň“ je neviditeľný, pretože procesy prebiehajú na úrovni jadrového štiepenia. V priebehu reťazovej reakcie sa ťažké jadrá rozpadajú na menšie fragmenty, ktoré sa v excitovanom stave stávajú zdrojmi neutrónov a iných subatomárnych častíc. Tým sa však proces nekončí. Neutróny pokračujú v „drvení“, v dôsledku čoho sa uvoľňuje veľa energie, to znamená, čo sa deje, pre ktoré sa stavajú jadrové elektrárne.
Hlavnou úlohou personálu je udržiavať reťazovú reakciu pomocou ovládacích tyčí na konštantnej, nastaviteľnej úrovni. To je jeho hlavný rozdiel od atómovej bomby, kde je proces jadrového rozpadu nekontrolovateľný a prebieha rýchlo, vo forme silného výbuchu.
Čo sa stalo v jadrovej elektrárni v Černobyle
Jednou z hlavných príčin katastrofy v jadrovej elektrárni v Černobyle v apríli 1986 bolo hrubé porušenie pravidiel prevádzkovej bezpečnosti v procese bežnej údržby na 4. bloku elektrárne. Potom bolo z jadra odstránených 203 grafitových tyčí súčasne namiesto 15 povolených predpismi. V dôsledku toho sa nekontrolovaná reťazová reakcia, ktorá sa začala, skončila tepelným výbuchom a úplným zničením pohonnej jednotky.
Reaktory novej generácie
Za posledné desaťročie sa Rusko stalo jedným zo svetových lídrov v oblasti jadrovej energetiky. V súčasnosti štátna korporácia Rosatom stavia jadrové elektrárne v 12 krajinách, kde sa stavia 34 blokov. Takýto vysoký dopyt je dôkazom vysokej úrovne modernej ruskej jadrovej technológie. Ďalšími v poradí sú nové reaktory 4. generácie.
"Brest"
Jedným z nich je Brest, ktorý sa vyvíja v rámci projektu Breakthrough. Súčasné systémy s otvoreným cyklom fungujú na nízko obohatenom uráne a zanechávajú za sebou veľké množstvo vyhoreného paliva, ktoré sa má zlikvidovať s obrovskými nákladmi. „Brest“ – rýchly neutrónový reaktor je unikát v uzavretom cykle.
V ňom sa vyhorené palivo po vhodnom spracovaní v rýchlom neutrónovom reaktore opäť stáva plnohodnotným palivom, ktoré je možné naložiť späť do toho istého zariadenia.
Brest sa vyznačuje vysokou úrovňou bezpečnosti. Nikdy „nevybuchne“ ani pri najvážnejšej nehode, je veľmi ekonomický a ekologický, keďže opätovne využíva svoj „obnovený“ urán. Nemožno ho použiť ani na výrobu plutónia na zbrane, čo otvára najširšie vyhliadky na jeho export.
VVER-1200
VVER-1200 je inovatívny reaktor 3+ generácie s výkonom 1150 MW. Vďaka svojim jedinečným technickým možnostiam má takmer absolútnu prevádzkovú bezpečnosť. Reaktor je bohato vybavený pasívnymi bezpečnostnými systémami, ktoré budú fungovať aj pri absencii napájania v automatickom režime.
Jedným z nich je pasívny systém odvodu tepla, ktorý sa automaticky aktivuje, keď je reaktor úplne bez napätia. V tomto prípade sú k dispozícii núdzové hydraulické nádrže. Pri abnormálnom poklese tlaku v primárnom okruhu sa do reaktora dodáva veľké množstvo vody obsahujúcej bór, ktorý uhasí jadrovú reakciu a pohltí neutróny.
Ďalšie know-how sa nachádza v spodnej časti kontajnmentu – „lapač“ taveniny. Ak napriek tomu v dôsledku havárie dôjde k „úniku“ aktívnej zóny, „lapač“ nedovolí, aby sa kontajnment zrútil a zabránil prenikaniu rádioaktívnych produktov do zeme.
Poďme sa pozrieť na niektoré typické hlavice (v skutočnosti môžu byť medzi hlavicami konštrukčné rozdiely). Ide o kužeľ vyrobený z ľahkých pevných zliatin - zvyčajne titánu. Vo vnútri sú prepážky, rámy, silový rám - skoro ako v lietadle. Výkonový rám je pokrytý silným kovovým plášťom. Na pokožku sa nanáša hrubá vrstva tepelného ochranného náteru. Vyzerá ako staroveký neolitický kôš, štedro vymazaný hlinou a vypálený pri prvých pokusoch človeka s teplom a keramikou. Podobnosť sa dá ľahko vysvetliť: kôš aj hlavica budú musieť odolávať vonkajšiemu teplu.
Bojová hlavica a jej náplň
Vo vnútri kužeľa, upevneného na svojich „sedadlách“, sú dvaja hlavní „cestujúci“, pre ktorých je všetko spustené: termonukleárna nálož a jednotka na riadenie nabíjania, prípadne automatizačná jednotka. Sú úžasne kompaktné. Automatizačná jednotka má veľkosť päťlitrovej nádoby na nakladané uhorky a náboj má veľkosť obyčajného záhradného vedra. Ťažké a ťažké spojenie plechovky a vedra vybuchne na tristopäťdesiat až štyristo kiloton. Dvaja pasažieri sú spojení putom, ako siamské dvojčatá, a cez toto puto si neustále niečo vymieňajú. Ich dialóg prebieha neustále, aj keď je raketa v bojovej službe, aj keď tieto dvojčatá práve prevážajú z výrobného závodu.
Nechýba ani tretí pasažier - blok na meranie pohybu hlavice alebo všeobecne na ovládanie jej letu. V druhom prípade sú pracovné ovládacie prvky zabudované do hlavice, čo vám umožňuje zmeniť trajektóriu. Napríklad výkonné pneumatické systémy alebo práškové systémy. A tiež palubná elektrická sieť s napájacími zdrojmi, komunikačnými linkami so scénou, v podobe chránených vodičov a konektorov, ochranou proti elektromagnetickému impulzu a systémom regulácie teploty - udržiavaním požadovanej teploty nabíjania.
Na fotografii - štádium rozmnožovania strely MX (Peacekeeper) a desať hlavíc. Táto strela je už dávno vyradená z prevádzky, no hlavice sa stále používajú rovnaké (a ešte staršie). Američania nainštalovali balistické rakety s viacerými hlavicami len na ponorky.
Po opustení autobusu hlavice naďalej naberajú výšku a súčasne sa ponáhľajú k cieľom. Stúpajú do najvyššie body ich trajektórie a potom sa bez spomalenia horizontálneho letu začnú kotúľať dole stále rýchlejšie. Presne vo výške sto kilometrov nad morom každá hlavica prekročí formálne určenú ľudskú hranicu vesmíru. Atmosféra vpredu!
elektrický vietor
Dole, pred hlavicou, bol obrovský, kontrastne žiariaci z impozantných výšok, pokrytý modrým kyslíkovým oparom, pokrytý aerosólovými suspenziami, bezhraničný a bezhraničný piaty oceán. Bojová hlavica sa pomaly a sotva postrehnuteľne otáča zo zvyškových účinkov oddelenia a pokračuje v zostupe po jemnej trajektórii. Ale potom sa k nej jemne pritiahol veľmi nezvyčajný vánok. Trochu sa ho dotkol - a stal sa viditeľným, pokryl telo tenkou spätnou vlnou bledomodro-bielej žiary. Táto vlna má úžasne vysokú teplotu, ale ešte nespáli hlavicu, pretože je príliš netelesná. Vietor fúkajúci cez hlavicu je elektricky vodivý. Rýchlosť kužeľa je taká vysoká, že svojim nárazom doslova rozdrví molekuly vzduchu na elektricky nabité úlomky a dôjde k nárazovej ionizácii vzduchu. Tento plazmový vánok sa nazýva hypersonický vysoký Mach tok a jeho rýchlosť je dvadsaťkrát väčšia ako rýchlosť zvuku.
Vďaka vysokej riedkosti je vánok v prvých sekundách takmer nepostrehnuteľný. Rastúce a zhutňované s prehĺbením do atmosféry sa spočiatku viac ohrieva, ako vyvíja tlak na hlavicu. Ale postupne začne stláčať jej kužeľ silou. Prúd otočí nos hlavice dopredu. Neotočí sa hneď - kužeľ sa mierne kýve dopredu a dozadu, postupne spomaľuje svoje kmity a nakoniec sa stabilizuje.
Teplo na hypersoniku
Pri zostupe prúdenie kondenzuje a vyvíja čoraz väčší tlak na hlavicu a spomaľuje jej let. So spomaľovaním sa teplota postupne znižuje. Od obrovských hodnôt začiatku vchodu, bielo-modrej žiary desiatok tisíc kelvinov, až po žlto-bielu žiaru päť až šesťtisíc stupňov. Ide o teplotu povrchových vrstiev Slnka. Žiara sa stáva oslňujúcou, pretože hustota vzduchu sa rapídne zvyšuje a s ňou aj prúdenie tepla do stien bojovej hlavice. Tepelný štít zhorí a začne horieť.
Vôbec nehorí od trenia o vzduch, ako sa často nesprávne hovorí. V dôsledku obrovskej hypersonickej rýchlosti pohybu (teraz pätnásťkrát rýchlejšej ako zvuk) sa vo vzduchu z vrchu trupu rozchádza ďalší kužeľ – rázová vlna, akoby obklopovala bojovú hlavicu. Prichádzajúci vzduch, ktorý sa dostane do kužeľa rázovej vlny, je okamžite mnohokrát zhutnený a pevne pritlačený k povrchu hlavice. Z kŕčovitého, okamžitého a opakovaného stláčania jeho teplota okamžite vyskočí na niekoľko tisíc stupňov. Dôvodom je šialená rýchlosť toho, čo sa deje, transcendentná dynamika procesu. Plynovo-dynamická kompresia toku, a nie trenie, je to, čo teraz zahrieva strany hlavice.
Najhoršie zo všetkého je luk. Vzniká tu najväčšie zhutnenie prichádzajúceho prúdu. Zóna tohto tesnenia sa mierne posunie dopredu, akoby sa oddelila od tela. A drží sa dopredu vo forme hrubej šošovky alebo vankúša. Táto formácia sa nazýva "detached bow shock wave". Je niekoľkonásobne hrubšia ako zvyšok povrchu kužeľa rázovej vlny okolo hlavice. Čelná kompresia prichádzajúceho prúdu je tu najsilnejšia. Preto má oddelená luková rázová vlna najvyššiu teplotu a najvyššiu hustotu tepla. Toto malé slnko páli nos hlavice žiarivým spôsobom – zvýrazňuje, vyžaruje zo seba teplo priamo do nosa trupu a spôsobuje silné pálenie nosa. Preto je tu najhrubšia vrstva tepelnej ochrany. Je to hlavová rázová vlna, ktorá osvetľuje za tmavej noci oblasť na mnoho kilometrov okolo hlavice letiacej v atmosfére.
Bokam sa stáva celkom nepresladeným. Teraz sa tiež smažia neznesiteľnou žiarou z rázovej vlny hlavy. A spaľuje horúci stlačený vzduch, ktorý sa rozdrvením jeho molekúl zmenil na plazmu. Pri takejto vysokej teplote sa však vzduch ionizuje a jednoducho z ohrevu – jeho molekuly sa z tepla rozpadajú na časti. Ukazuje sa zmes šokovej ionizácie a teplotnej plazmy. Táto plazma svojim pôsobením trenia brúsi horiacu plochu tepelného štítu, akoby pieskom alebo brúsnym papierom. Dochádza k plynodynamickej erózii, ktorá spotrebúva tepelne tieniaci povlak.
V tomto čase hlavica prekročila hornú hranicu stratosféry – stratopauzu – a vstupuje do stratosféry vo výške 55 km. Teraz sa pohybuje nadzvukovou rýchlosťou desať až dvanásťkrát rýchlejšie ako zvuk.
Neľudské preťaženie
Silné pálenie mení geometriu nosa. Potok ako sochárske dláto vypaľuje hrotitý stredový výbežok do nosovej pokrývky. Ďalšie vlastnosti povrchu sa objavujú v dôsledku nerovnomerného vyhorenia. Zmeny tvaru majú za následok zmeny toku. Tým sa mení rozloženie tlaku stlačeného vzduchu na povrchu hlavice a teplotné pole. Existujú odchýlky v silovom účinku vzduchu v porovnaní s vypočítaným prúdením okolo, čo spôsobuje odchýlku bodu dopadu - vzniká chyba. Nech je to malé - povedzme dvesto metrov, ale nebeský projektil zasiahne raketové silo nepriateľa s odchýlkou. Alebo nezasiahne vôbec.
Okrem toho sa neustále mení vzor povrchov rázových vĺn, hlavná vlna, tlaky a teploty. Rýchlosť postupne klesá, ale hustota vzduchu rýchlo rastie: kužeľ klesá nižšie a nižšie do stratosféry. V dôsledku nerovnomerných tlakov a teplôt na povrchu hlavice môže v dôsledku rýchlosti ich zmien dochádzať k teplotným šokom. Z tepelne tieniaceho povlaku sú schopné odlamovať kúsky a kúsky, čo prináša nové zmeny v prúdení. A zvyšuje odchýlku bodu dopadu.
Súčasne môže hlavica vstúpiť do spontánneho častého kývania so zmenou smeru tohto kývania z „hore-dole“ na „pravo-ľavý“ a naopak. Tieto samooscilácie vytvárajú lokálne zrýchlenia v rôznych častiach hlavice. Zrýchlenia sa líšia v smere a veľkosti, čo komplikuje dopad hlavice. Prijíma viac záťaže, asymetriu rázových vĺn okolo seba, nerovnomerné teplotné polia a iné malé kúzla, ktoré sa okamžite rozrastú do veľkých problémov.
Ale ani tým sa prichádzajúci prúd nevyčerpá. Vďaka takému silnému tlaku prichádzajúceho stlačeného vzduchu má hlavica obrovský brzdný účinok. Dochádza k veľkému negatívnemu zrýchleniu. Hlavica so všetkými vnútornosťami je v rýchlo rastúcom preťažení a nie je možné ju chrániť pred preťažením.
Astronauti takéto g-sily počas zostupu nezažívajú. Vozidlo s posádkou je menej efektívne a nie je naplnené tak tesne ako bojová hlavica. Astronauti sa s rýchlym zostupom neponáhľajú. Bojová hlavica je zbraň. Pred zostrelením musí čo najskôr dosiahnuť cieľ. A čím je ťažšie ho zachytiť, tým rýchlejšie letí. Kužeľ je obrazcom najlepšieho nadzvukového prúdenia. Po uložení vysoká rýchlosť do spodných vrstiev atmosféry sa tam hlavica stretáva veľmi veľké brzdenie. Preto potrebujeme silné prepážky a silový rám. A pohodlné „sedadlá“ pre dvoch jazdcov – inak ich odfúkne zo zeme preťaženie.
Dialóg siamských dvojčiat
Mimochodom, čo títo jazdci? Je načase spomenúť si na hlavných pasažierov, pretože teraz sedia nie pasívne, ale prechádzajú vlastnou náročnou cestou a ich dialóg sa práve v týchto chvíľach stáva tým najzmysluplnejším.
Náboj bol počas prepravy rozobraný. Keď je nainštalovaná v hlavici, je zmontovaná, a keď je hlavica inštalovaná v rakete, je vybavená na plnú bojovú konfiguráciu (je vložený impulzný neutrónový iniciátor, vybavený rozbuškami atď.). Nálož je pripravená letieť k cieľu na palube hlavice, ale ešte nie je pripravená na výbuch. Logika je tu jasná: neustála pripravenosť nálože na výbuch nie je potrebná a je teoreticky nebezpečná.
Bude sa musieť preniesť do stavu pripravenosti na výbuch (v blízkosti cieľa) pomocou zložitých sekvenčných algoritmov založených na dvoch princípoch: spoľahlivosť pohybu k výbuchu a kontrola nad procesom. Detonačný systém striktne včas prenáša nálož do stále vyšších stupňov pripravenosti. A keď z riadiacej jednotky príde bojový príkaz na detonáciu do úplne pripravenej nálože, k výbuchu dôjde okamžite, okamžite. Hlavica letiaca rýchlosťou ostreľovacia guľka uplynie len niekoľko stotín milimetra, ktorý sa nestihne posunúť v priestore ani o hrúbku ľudského vlasu, keď sa začne termonukleárna reakcia, rozvinie sa, úplne prejde a už je dokončená vo svojom náboji, čím sa uvoľní všetka nominálna moc.
záverečný záblesk
Po výraznej zmene zvonku aj zvnútra prešla hlavica do troposféry - posledných desať kilometrov nadmorskej výšky. Veľmi spomalila. Hypersonický let sa zvrhol na nadzvukový Mach 3-4. Hlavica už slabo svieti, zhasne a blíži sa k cieľovému bodu.
Výbuch na povrchu Zeme sa plánuje len zriedka - iba pre predmety uložené v zemi, ako sú raketové silá. Väčšina cieľov leží na povrchu. A pre ich najväčšiu porážku sa detonácia vykoná v určitej výške v závislosti od sily nálože. Pre taktických dvadsať kiloton je to 400-600 m. Pre strategickú megatonu je optimálna výška výbuchu 1200 m. Prečo? Od výbuchu prechádzajú oblasťou dve vlny. Bližšie k epicentru nárazová vlna zasiahne skôr. Padne a odrazí sa, odrazí sa do strán, kde sa spojí s čerstvou vlnou, ktorá sem práve prišla zhora, z miesta výbuchu. Dve vlny - dopadajúce z centra explózie a odrazené od povrchu - sa sčítajú a vytvárajú najsilnejšiu rázovú vlnu v povrchovej vrstve, ktorá je hlavným faktorom deštrukcie.
Počas skúšobných štartov sa hlavica zvyčajne dostane na zem bez prekážok. Na palube je pol centu výbušnín, ktoré vybuchli na jeseň. Za čo? Po prvé, hlavica je klasifikovaný objekt a musí byť po použití bezpečne zničená. Po druhé, je to potrebné pre meracie systémy skládky - pre operatívne zisťovanie miesta dopadu a meranie odchýlok.
Obraz dopĺňa viacmetrový fajčiarsky lievik. Ale ešte predtým, pár kilometrov pred dopadom, je z testovacej hlavice vystrelená pancierová pamäťová kazeta so záznamom všetkého, čo bolo zaznamenané na palube počas letu. Tento pancierový flash disk poistí proti strate palubných informácií. Nájde sa neskôr, keď priletí helikoptéra so špeciálnou pátracou skupinou. A zaznamenajú výsledky fantastického letu.
Prvá medzikontinentálna balistická raketa s jadrovou hlavicou
Prvým ICBM na svete s jadrovou hlavicou bol sovietsky R-7. Niesla jednu trojmegatonovú hlavicu a mohla zasiahnuť objekty na vzdialenosť až 11 000 km (modifikácia 7-A). Duchovným dieťaťom S.P. Aj keď bola kráľovná uvedená do služby, ukázalo sa, že ako vojenská strela je neúčinná kvôli neschopnosti byť dlho v bojovej službe bez dodatočného doplňovania paliva okysličovadlom (kvapalný kyslík). Ale R-7 (a jeho početné modifikácie) zohrali vynikajúcu úlohu pri prieskume vesmíru.
najprv hlavová časť ICBM s viacerými hlavicami
Prvým viacnásobným návratovým vozidlom ICBM na svete bola americká raketa LGM-30 Minuteman III, ktorá sa začala rozmiestňovať v roku 1970. V porovnaní s predchádzajúcou modifikáciou bola hlavica W-56 nahradená tromi ľahkými hlavicami W-62 inštalovanými v štádiu chovu. Raketa teda mohla zasiahnuť tri samostatné ciele alebo sústrediť všetky tri hlavice tak, aby zasiahli jednu naraz. V súčasnosti je na všetkých raketách Minuteman III ponechaná iba jedna hlavica v rámci iniciatívy na odzbrojenie.
Bojová hlavica s variabilným výnosom
Od začiatku 60. rokov 20. storočia sa vyvíjali technológie na vytváranie termonukleárnych hlavíc s premenlivým výťažkom. Patrí medzi ne napríklad hlavica W80, ktorá bola inštalovaná najmä na rakete Tomahawk. Tieto technológie boli vytvorené pre termonukleárne nálože postavené podľa Teller-Ulamovej schémy, kde štiepna reakcia jadier izotopov uránu alebo plutónia spúšťa fúznu reakciu (teda termonukleárny výbuch). Zmena sily nastala vykonaním úprav interakcie dvoch stupňov.
PS. Ešte dodám, že tam hore si rušiace jednotky tiež plnia svoju úlohu, púšťajú sa návnady a okrem toho sa po rozmnožení vyhodia do vzduchu horné stupne a/alebo autobus, aby sa zvýšil počet cieľov na radary a preťaženie systému protiraketovej obrany.
Zariadenie a princíp činnosti sú založené na inicializácii a riadení samoudržiavacej jadrovej reakcie. Používa sa ako výskumný nástroj na výrobu rádioaktívnych izotopov a ako zdroj energie pre jadrové elektrárne.
princíp fungovania (v skratke)
Tu sa používa proces, pri ktorom sa ťažké jadro rozpadne na dva menšie fragmenty. Tieto fragmenty sú vo vysoko excitovanom stave a emitujú neutróny, iné subatomárne častice a fotóny. Neutróny môžu spôsobiť nové štiepenie, v dôsledku čoho sa uvoľní viac neutrónov atď. Takáto nepretržitá samoudržujúca séria štiepení sa nazýva reťazová reakcia. V tomto prípade sa uvoľňuje veľké množstvo energie, ktorej výroba je účelom využitia jadrových elektrární.
Princíp činnosti jadrového reaktora je taký, že asi 85 % štiepnej energie sa uvoľní vo veľmi krátkom čase po začiatku reakcie. Zvyšok je produkovaný rádioaktívnym rozpadom štiepnych produktov po tom, čo emitovali neutróny. Rádioaktívny rozpad je proces, pri ktorom atóm dosiahne stabilnejší stav. Pokračuje aj po dokončení rozdelenia.
V atómovej bombe sa reťazová reakcia zvyšuje na intenzite, až kým sa väčšina materiálu nerozštiepi. Stáva sa to veľmi rýchlo a spôsobuje extrémne silné výbuchy charakteristické pre takéto bomby. Zariadenie a princíp činnosti jadrového reaktora sú založené na udržiavaní reťazovej reakcie na kontrolovanej, takmer konštantnej úrovni. Je navrhnutý tak, aby vybuchol atómová bomba, nemôže.
Reťazová reakcia a kritickosť
Fyzika jadrového štiepneho reaktora je taká, že reťazová reakcia je určená pravdepodobnosťou jadrového štiepenia po emisii neutrónov. Ak sa populácia tých druhých zníži, potom rýchlosť štiepenia nakoniec klesne na nulu. V tomto prípade bude reaktor v podkritickom stave. Ak sa populácia neutrónov udržiava na konštantnej úrovni, rýchlosť štiepenia zostane stabilná. Reaktor bude v kritickom stave. A nakoniec, ak populácia neutrónov časom narastie, rýchlosť štiepenia a výkon sa zvýši. Stav jadra sa stane superkritickým.
Princíp činnosti jadrového reaktora je nasledovný. Pred vypustením sa neutrónová populácia blíži k nule. Operátori potom odstránia riadiace tyče z aktívnej zóny, čím sa zvýši jadrové štiepenie, čo dočasne uvedie reaktor do superkritického stavu. Po dosiahnutí menovitého výkonu operátori čiastočne vrátia riadiace tyče, pričom upravia počet neutrónov. V budúcnosti bude reaktor udržiavaný v kritickom stave. Keď je potrebné zastaviť, operátori zasunú tyče úplne. To potláča štiepenie a privádza jadro do podkritického stavu.
Typy reaktorov
Väčšina svetových jadrových zariadení vyrába energiu, generuje teplo potrebné na otáčanie turbín, ktoré poháňajú generátory elektrickej energie. Existuje tiež veľa výskumných reaktorov a niektoré krajiny ich majú ponorky alebo povrchové lode poháňané energiou atómu.
Elektrárne
Existuje niekoľko typov reaktorov tohto typu, ale ľahkovodný dizajn našiel široké uplatnenie. Na druhej strane môže použiť tlakovú vodu alebo vriacu vodu. V prvom prípade kvapalina vysoký tlak ohrieva sa teplom aktívnej zóny a vstupuje do generátora pary. Tam sa teplo z primárneho okruhu odovzdáva sekundárnemu, v ktorom je aj voda. Nakoniec vytvorená para slúži ako pracovná tekutina v cykle parnej turbíny.
Varný reaktor pracuje na princípe priameho energetického cyklu. Voda prechádzajúca aktívnou zónou sa privedie do varu pri priemernej úrovni tlaku. Nasýtená para prechádza sériou separátorov a sušičiek umiestnených v nádobe reaktora, čím sa dostáva do prehriateho stavu. Prehriata vodná para sa potom používa ako pracovná tekutina na otáčanie turbíny.
Vysokoteplotné chladenie plynom
Vysokoteplotný plynom chladený reaktor (HTGR) je nukleárny reaktor, ktorého princíp činnosti je založený na použití zmesi grafitu a palivových mikroguľôčok ako paliva. Existujú dva konkurenčné návrhy:
- nemecký „fill“ systém, ktorý využíva 60 mm sférické palivové články, ktoré sú zmesou grafitu a paliva v grafitovom plášti;
- americká verzia vo forme grafitových šesťhranných hranolov, ktoré do seba zapadajú a vytvárajú aktívnu zónu.
V oboch prípadoch chladivo pozostáva z hélia pod tlakom asi 100 atmosfér. V nemeckom systéme hélium prechádza cez medzery vo vrstve sférických palivových článkov a v americkom systéme cez otvory v grafitových hranoloch umiestnených pozdĺž osi centrálnej zóny reaktora. Obe možnosti môžu pracovať pri veľmi vysokých teplotách, pretože grafit má extrémne vysoká teplota sublimácia a hélium je úplne chemicky inertné. Horúce hélium sa môže použiť priamo ako pracovná tekutina v plynovej turbíne pri vysokej teplote, alebo sa jeho teplo môže využiť na výrobu pary vo vodnom cykle.
Tekutý kov a princíp fungovania
Rýchlym neutrónovým reaktorom chladeným sodíkom bola v 60. a 70. rokoch 20. storočia venovaná veľká pozornosť. Potom sa zdalo, že ich schopnosť reprodukcie v blízkej budúcnosti je nevyhnutná na výrobu paliva pre rýchlo sa rozvíjajúci jadrový priemysel. Keď sa v 80. rokoch ukázalo, že toto očakávanie je nereálne, nadšenie vyprchalo. Množstvo reaktorov tohto typu sa však postavilo v USA, Rusku, Francúzsku, Veľkej Británii, Japonsku a Nemecku. Väčšina z nich beží na oxide uránu alebo jeho zmesi s oxidom plutóniom. V Spojených štátoch však najväčší úspech zaznamenali kovové pohonné hmoty.
CANDU
Kanada zamerala svoje úsilie na reaktory, ktoré využívajú prírodný urán. Tým odpadá nutnosť jeho obohacovania sa uchýliť k službám iných krajín. Výsledkom tejto politiky bol deutérium-uránový reaktor (CANDU). Ovládanie a chladenie v ňom prebieha ťažkou vodou. Zariadenie a princíp činnosti jadrového reaktora je použiť nádrž so studeným D 2 O pri atmosferický tlak. Jadro je prerazené rúrkami zo zliatiny zirkónu s prírodným uránovým palivom, cez ktoré ho ochladzuje ťažká voda. Elektrina sa vyrába prenosom štiepneho tepla v ťažkej vode do chladiacej kvapaliny, ktorá cirkuluje cez generátor pary. Para v sekundárnom okruhu potom prechádza konvenčným turbínovým cyklom.
Výskumné zariadenia
Pre vedecký výskum najčastejšie používaný jadrový reaktor, princípom činnosti ktorého je využitie vodného chladenia a doskových uránových palivových článkov vo forme zostáv. Schopný pracovať v širokom rozsahu úrovní výkonu, od niekoľkých kilowattov až po stovky megawattov. Keďže výroba energie nie je hlavnou úlohou výskumných reaktorov, vyznačujú sa generovanou tepelnou energiou, hustotou a nominálnou energiou neutrónov v aktívnej zóne. Práve tieto parametre pomáhajú kvantifikovať schopnosť výskumného reaktora vykonávať špecifické prieskumy. Nízkoenergetické systémy sa zvyčajne používajú na univerzitách na výučbu, zatiaľ čo vysoký výkon je potrebný vo výskumných laboratóriách na testovanie materiálov a výkonu a všeobecný výskum.
Najbežnejší výskumný jadrový reaktor, ktorého štruktúra a princíp činnosti je nasledovný. Jeho aktívna zóna sa nachádza na dne veľkého hlbokého bazéna s vodou. To zjednodušuje pozorovanie a umiestňovanie kanálov, cez ktoré môžu smerovať neutrónové lúče. O nízke úrovne výkon, nie je potrebné čerpať chladiacu kvapalinu, pretože prirodzená konvekcia chladiacej kvapaliny poskytuje dostatočný odvod tepla na udržanie bezpečného prevádzkového stavu. Výmenník tepla býva umiestnený na povrchu alebo v hornej časti bazéna, kde sa akumuluje teplá voda.
Lodné inštalácie
Pôvodnou a hlavnou aplikáciou jadrových reaktorov je ich použitie v ponorkách. Ich hlavnou výhodou je, že na rozdiel od systémov spaľovania fosílnych palív nepotrebujú na výrobu elektriny vzduch. Preto môže jadrová ponorka zostať ponorená po dlhú dobu, zatiaľ čo konvenčná diesel-elektrická ponorka musí pravidelne stúpať na hladinu, aby naštartovala svoje motory vo vzduchu. poskytuje námorným lodiam strategickú výhodu. Vďaka nemu nie je potrebné tankovať v zahraničných prístavoch alebo z ľahko zraniteľných tankerov.
Princíp činnosti jadrového reaktora na ponorke je klasifikovaný. Je však známe, že v USA sa používa vysoko obohatený urán a spomaľovanie a ochladzovanie robí ľahká voda. Dizajn prvého reaktora jadrovej ponorky USS Nautilus bol silne ovplyvnený výkonnými výskumnými zariadeniami. Jeho jedinečnými vlastnosťami sú veľmi veľká rezerva reaktivity, ktorá zaisťuje dlhú dobu prevádzky bez doplňovania paliva a možnosť opätovného spustenia po vypnutí. Elektráreň v ponorkách musí byť veľmi tichá, aby sa zabránilo detekcii. Na splnenie špecifických potrieb rôznych tried ponoriek boli vytvorené rôzne modely elektrární.
Lietadlové lode amerického námorníctva používajú jadrový reaktor, ktorého princíp je považovaný za požičaný od najväčších ponoriek. Podrobnosti o ich dizajne tiež neboli zverejnené.
Okrem Spojených štátov má jadrové ponorky Británia, Francúzsko, Rusko, Čína a India. V každom prípade nebol dizajn zverejnený, ale predpokladá sa, že všetky sú veľmi podobné - je to dôsledok rovnakých požiadaviek na ich Technické špecifikácie. Rusko má tiež malú flotilu, ktorá bola vybavená rovnakými reaktormi ako sovietske ponorky.
Priemyselné závody
Na výrobné účely sa používa jadrový reaktor, ktorého princípom činnosti je vysoká produktivita pri nízkej úrovni výroby energie. Je to spôsobené tým, že dlhý pobyt plutónia v jadre vedie k akumulácii nežiaduceho 240 Pu.
Výroba trícia
V súčasnosti je hlavným materiálom produkovaným takýmito systémami trícium (3 H alebo T) - náplň pre Plutónium-239 má dlhý polčas rozpadu 24 100 rokov, takže krajiny s arzenálom jadrových zbraní, ktoré používajú tento prvok, ho majú tendenciu mať viac než je potrebné. Na rozdiel od 239 Pu má trícium polčas rozpadu približne 12 rokov. Teda v záujme zachovania potrebných rezerv, toto rádioaktívny izotop vodík sa musí vyrábať nepretržite. V Spojených štátoch amerických Savannah River v Južnej Karolíne napríklad prevádzkuje niekoľko ťažkovodných reaktorov, ktoré produkujú trícium.
Plávajúce pohonné jednotky
Boli vytvorené jadrové reaktory, ktoré dokážu zabezpečiť elektrinu a ohrev parou do vzdialených izolovaných oblastí. Napríklad v Rusku našli využitie malé elektrárne špeciálne navrhnuté na obsluhu Arktídy. osady. V Číne elektráreň HTR-10 s výkonom 10 MW dodáva teplo a energiu výskumnému ústavu, kde sa nachádza. Malé riadené reaktory s podobnými schopnosťami sa vyvíjajú vo Švédsku a Kanade. V rokoch 1960 až 1972 používala americká armáda kompaktné vodné reaktory na napájanie vzdialených základní v Grónsku a Antarktíde. Nahradili ich olejové elektrárne.
Prieskum vesmíru
Okrem toho boli vyvinuté reaktory na zásobovanie energiou a pohyb vo vesmíre. V rokoch 1967 až 1988 Sovietsky zväz inštalovali malé jadrové zariadenia na satelity série Kosmos na napájanie zariadení a telemetrie, ale táto politika sa stala terčom kritiky. Najmenej jeden z týchto satelitov vstúpil do zemskej atmosféry, čo viedlo k rádioaktívnej kontaminácii vzdialených oblastí Kanady. Spojené štáty vypustili v roku 1965 iba jeden satelit s jadrovým pohonom. Naďalej sa však rozvíjajú projekty na ich využitie pri letoch do hlbokého vesmíru, pri prieskume iných planét s ľudskou posádkou či na stálej mesačnej základni. To bude nevyhnutne plynom chladený alebo kvapalný kov jadrový reaktor, ktorého fyzikálne princípy zabezpečia najvyššiu možnú teplotu potrebnú na minimalizáciu veľkosti radiátora. Reaktor kozmickej lode by mal byť navyše čo najkompaktnejší, aby sa minimalizovalo množstvo materiálu použitého na tienenie a aby sa znížila hmotnosť počas štartu a kozmického letu. Zásoba paliva zabezpečí chod reaktora po celú dobu kozmického letu.