Отработка ЯЗ к действию пфяв

Одним из требований, предъявляемых к изделиям, является требование к стойкости к действию заданного уровня ПФЯВ – нейтронного потока и рентгеновского излучения. Физические опыты, в которых исследуется стойкость конструкций, называются облучательными. В них моделируется действие облучения либо от заряда-облучателя (полигонные опыты), либо от исследовательских моделирующих установок (лабораторные опыты).

Особенностью и спецификой постановки облучательных опытов является проверка стойкости буквально всех узлов и элементов, входящих в испытуемое изделие, в широком диапазоне доз облучения, от начала чувствительности до полного отказа изделий. При этом каждый из элементов имеет свое устройство и свою физику работы, которую нужно понимать и учитывать при исследованиях. Таким образом, исследования стойкости представляют собой проблему обеспечения работоспособности ЯЗ и ЯБП в условиях ядерной войны.

Полигонные опыты проводились, как правило, в штольнях (до 1961 года – в атмосфере). Лабораторные – на импульсных реакторах (нейтронные облучения) или на электрофизических установках (имитация действия рентгеновского излучения). Длительность действия излучения в опытах составляет 0,2 – 5 мс. Нагружение соответствовало заданным по ТТТ или предельным уровням, для обеспечения этого могли применяться различного рода фильтры или умножители излучения.

В этих опытах по уровням и временам нагружения имитировалось действие эксплуатационных нагрузок (действие давления в течение заданного отрезка времени, создание на момент облучения соответствующих температурных полей) и механического импульса перегрузок от действия УВ. Имитация осуществляется специально разработанными устройствами – ударными стендами, нагревателями и газовыми стендами. Безопасность проведения испытаний обеспечивается системой защитных сооружений полигонного опыта.

После опыта испытываемые объекты извлекались с испытательных позиций. Затем производилась тщательная дефектация объектов, выполнялся расчетно-теоретический анализ действия облучения, на основании чего делались выводы о выполнении заданных в ТТТ требований по стойкости ЯЗ.

Отличие исследований в лабораторных условиях по сравнению с полигонными опытами заключается только в смене облучателя со своей энергетикой и жесткими спектральными характеристиками облучения и объеме исследований в одном опыте.

Конструирование всех систем обеспечения проведения облучательных опытов представляют наукоемкую многопараметрическую задачу, осложненную отсутствием достаточных экспериментальных данных для многих физических процессов.

 

Обоснование безопасности ЯЗ и ЯБП

Использование ВВ в ядерных зарядах представляет собой наиболее сложную и глубокую научную проблему применения ВВ. Узлы с ВВ является самым слабым звеном, определяя безопасность ЯЗ и его гарантийный срок эксплуатации.

Учитывая возможный масштаб последствий, вопросам безопасности ЯО уделяется большое внимание с момента его разработки. Очевидно то, что абсолютного решения этой проблемы не имеется. Задачей является снижение степени риска до приемлемого уровня.

Вследствие этого, основным направлением исследований по безопасности является определение отклика ВВ и ядерной безопасности ЯЗ при воздействии на них широкого спектра аварийных и поражающих воздействий. Из-за множества параметров аварийных и поражающих воздействий проводятся разработка критериев и установление зависимостей для ограничения числа аномальных явлений в этих исследованиях.

Для определения ЯБ ЯЗ, в том числе при групповом или в составе носителей размещения, исследуются:

· возможность или отсутствие взрыва ВВ (взрывобезопасность) при различных аварийных и поражающих воздействиях;

· параметры (режимы) взрыва ВВ.

В проводимых газодинамических исследованиях макеты содержали ВВ на основе тротила, ТАТБ, гексогена и октогена. Опыты проходили на внутреннем и на внешнем полигонах с применением активных материалов. Параметры аварийных и поражающих воздействий соответствовали моделям аварийных ситуаций и требованиям на разработку ЯБП.

Опыты проводились к характерным аномальным воздействиям:

- осколочно-пулевым,

- ударно-волновым,

- ударным,

- тепловым,

- комбинированным.

Полученные экспериментальные результаты дают феноменологическую картину развития взрывных превращений в ЯЗ при моделировании различных аварийных и поражающих воздействий.

Установлено, что в большинстве аварийных ситуаций уровни аномальных воздействий на ВВ недостаточны для возбуждения в нем режима нормальной детонации. Характерным результатом такого воздействия является возбуждение нестационарного низкоскоростного режима взрывных превращений. Дальнейшее развитие процесса определяется свойствами ВВ, размерами и конструктивными особенностями ЯЗ и ЯБП.

При газодинамических исследованиях безопасности ЯО проводятся в следующих направлениях.

1. Взрывобезопасность:

- определение критериев и пороговых величин воздействий;

- разработка ЯЗ на основе низкочувствительных ВВ;

- разработка методов нейтрализации террористических ЯЗ;

- разработка защитных контейнеров.

2. Групповая взрывобезопасность:

- определение поражающих факторов аварийного взрыва ВВ ЯЗ;

- разработка защитных экранов для серийных предприятий;

- разработка защитных устройств и защитных контейнеров для транспортировки ж/д и автотранспортом, хранения в спецхранилищах;

- определение стойкости помещений серийных предприятий и спецхранилищ при внутреннем аварийном взрыве ВВ ЯЗ.

3. Ядерная взрывобезопасность:

- определение параметров (режимов) взрыва ВВ ЯЗ, в том числе при взрыве ракетного топлива ракет наземного и шахтного базирования;

- проведение опытов на внешнем полигоне при воздействии осколочного элемента на ЯЗ;

4. Групповая ядерная взрывобезопасность:

- определение газодинамического взаимодействия в компоновках ЯБП;

- определение параметров (режимов) взрыва ВВ ЯЗ в различных компоновках, в том числе в составе натурных макетов компоновок ЯБП;

- проведение опытов на внешнем полигоне при ударно-волновых воздействиях на ЯЗ.

5. Диспергирование:

- определение влияния режимов взрыва ВВ ЯЗ;

- исследования при различных фазовых состояниях материалов;

- определение эффективности заполнения;

- разработка локализующих устройств (контейнеров).

 

Ядерные испытания в СССР и США

Цели испытаний

Ядерные испытания являются составным элементом технологии создания ядерного оружия, в которую входит:

- проектирование ЯЗ,

- разработка и производство опытного образца ЯЗ,

- лабораторная отработка ЯЗ,

- ядерные испытания опытного образца ЯЗ,

- доработка опытного образца с повторным испытанием (не всегда),

- создание и производство серийного образца ЯЗ,

- ядерные испытания серийного образца ЯЗ (не всегда),

- натурные испытания на подтверждение ядерной безопасности боеприпаса (не всегда).

Кроме того, проведение ядерных испытаний для отдельных образцов и ЯЗ связано:

- с исследованиями их живучести в условиях, моделирующих возможные ситуации воздействия поражающих факторов систем противодействия,

- с исследованиями ПФ, специфических для данного типа ЯЗ,

- с подтверждением надежности боезапаса,

- с модернизацией ранее разработанных ЯЗ, связанной с внесением существенных изменений в конструкцию заряда.

Проектирование ЯЗ, являющееся отправным элементом создания нового вида ЯЗ или модернизация ранее разработанных ЯЗ, неразрывно всегда было связано с испытаниями и обоснованием характеристик работоспособности. Эта связь определяется накопленным опытом разработки ЯЗ, развитием системы физико-математического моделирования процессов, происходящих в ЯЗ при взрыве, и степенью адекватности расчетных параметров результатам ядерных испытаний. В плане развития расчетного моделирования каждое ядерное испытание (удачное или неудачное) конкретного ЯЗ вносит свой вклад в общую технологию проектирования ЯО. По мере накопления экспериментального опыта и развития физико-математических моделей система проектирования может в ряде вопросов заменять ядерные испытания в условиях моратория на ЯИ.