Успіхи у створенні боєприпасів спрямованого вибуху, в першу чергу кумулятивних, породили питання - а чи не можна створити спрямований ядерний заряд?
У Радянському Союзі дійсно знайшлися шарлатани, що приводили «прості і зрозумілі» доводи: якщо в кумулятивному заряді кілька кілограмів вибухівки пробивають метр броні, то 10 кілотонн вже напевно на 10 000 км дірку зроблять! І якщо в підземній шахті такий «кумулятивний» заряд правильно закласти, то буде можливо вражати американські бункери, пробивши наскрізь земну кулю! В даному випадку перемогу здобули люди, які мають хоча б невеликі пізнання у фізиці, і проект фінансування не отримав. У неядерних кумулятивних боєприпасах всі важливі події відбуваються на відстанях, порівнянних з розмірами їх заряду. Підсилює ефект і металеве облицювання, а ось для ядерної кумуляції воно безглузде: поблизу заряду метал перетвориться на плазму, а рекомбінувавши - на газ, хоча спочатку і щільний.
Немає сенсу
Поблизу плутонієвої збірки теж певною мірою можливо направити енергію, що і роблять у термоядерних зарядах, щоб максимально нагріти ампулу з дейтеро-тритієвою сумішшю. А ось «далекодіючий» ядерно-кумулятивний боєприпас - плід запаленої уяви людей, далеких від збройової фізики.
Ударна хвиля на зрізі стовбура
На тіньовому знімку видно, що ударна хвиля вже на невеликій відстані від зрізу ствола стає майже сферичною.
Спробуємо пояснити це на прикладі зі звичайної балістики. Уважно розглянемо знімок, на якому зображена ударна хвиля, що «виганяється» зі стовбура кулею, що рухається в ньому. Куля - ідеальний поршень, вона жене повітря перед собою тільки вперед. Якби ми знайшли спосіб зробити подібне при ядерному вибуху, то змусили б рухатися всю нагріту радіаційною дифузією плазму тільки в одному напрямку, отримавши ідеальний спрямований вибух. Однак повернемося до кулі. Куля витісняє зі стовбура повітря зі надзвуковою швидкістю, так що на фронті течії відразу утворюється ударна хвиля. А далі з нагрітим і стислим повітрям відбувається те ж, що і з усіма газами: він починає перетікати в області з нижчим тиском. Через розтікання на тіньовому знімку видно якусь подобу усіченого конуса з випуклим дном, він складається з турбулентного газу; висота конуса пропорційна поступальній швидкості газу, а підстава - швидкості його розтікання в радіальних напрямках. А ось форма ударної хвилі, сформованої цим потоком навіть на невеликій відстані від стовбура, - сферична. Діаметр отвору, з якого відбувається закінчення, - характерний розмір джерела обурення - можна оцінити: це розмір лінії перетину газового конуса з дульним зрізом стовбура. Скільки таких характерних розмірів вкладеться на відстані, пройшовши яку хвиля вже мало відрізняється від сферичної? Десяток? Завідомо менше сотні.
Принципова схема «Екскалібура»
Реальність створення «Екскалібуру» радянським фізиком підтвердили знімки ядерних вибухів. У найперший момент видно, як з плазмової кулі ядерного вибуху вириваються яскраво-червоні плазмові стрижні стрижні від металевих тросів і підтримуючих конструкцій, що перетворилися на плазму.
Повернемося до ядерних зарядів. Приймемо характерний розмір бойового блоку рівним метру (насправді він менше). Значить, на виграш у щільності енергії ударної хвилі можна розраховувати на дистанціях менше сотні метрів від підірваного бойового блоку. Але в межах цього радіусу такий бойовий блок і без жодної кумуляції гарантовано знищить шахту, в якій базується міжконтинентальна балістична ракета противника, а чи багато існує більш стійких до ударної хвилі цілей? На ще більших відстанях від вибуху джерело обурення буде і зовсім нікчемною, непомітною точкою, і «розтягування» енергії призведе до суворої сферичної симетрії ударної хвилі. Ідеально сфокусований спочатку в одному напрямку ядерний вибух стане практично невідличним від звичайного, ненаправленого. Не допоможе і металеве облицювання: поблизу заряду метал перетвориться на плазму, а та, рекомбінувавши, - на той же газ, хоча спочатку і щільний.
Молода куля ядерного вибуху
Лазерний меч космічного базування
Проте спрямована ядерна зброя не тільки можлива, а й реально випробувана. Це рентгенівський лазер з ядерною накачкою. І появі його ми зобов'язані горезвісній СОІ - програмі Стратегічної оборонної ініціативи, розгорнутої в США в 1980-х і спрямованої на перехоплення радянських балістичних ракет. Враховуючи величезні швидкості бойових блоків у космосі, ідеальною зброєю для перехоплення боєголовок вважалися лазери, здатні вражати цілі буквально зі швидкістю світла. Недоліків у лазерів було два: мала потужність і витратність пучків. Якою б не була потужність, але якщо на мішень падає пучок випромінювання діаметром в кілька кілометрів, користь від такого лазера нульова - хіба що далекомір з нього зробити...
Боротися з витратністю пучків можна тільки одним способом - зменшуючи довжину хвилі. Однак з фундаментальних законів фізики випливає, що чим коротше довжина хвилі, тим складніше здійснити квантове посилення випромінювання, або, кажучи людською мовою, побудувати лазер. Перші квантові підсилювачі (мазери), створені в далеких 1950-х, працювали в радіодієстоні (досить довгі хвилі), через десятиліття з'явилися працюють в оптичному діапазоні лазери. А ще через десятиліття сформувалася теоретична і експериментальна база для створення лазера в рентгенівському діапазоні. Однак для використання такого лазера як гармати для стрільби по боєголовках була потрібна фантастична енергія накачування. Дати її міг тільки ядерний вибух.