Rusijos prezidento Vladimiro Putino nuolatiniai branduoliniai grasinimai Šiaurės Atlanto sutarties organizacijos (NATO) valstybėms narėms dėl kišimosi į Rusijos invaziją, okupaciją ir aneksiją Ukrainoje pasigirsta dažnokai – nes karas Maskvai klostosi blogai.
Branduolinio Armagedono vaizdinys yra kur kas mažiau tikėtinas nei ribotas branduolinių ginklų panaudojimas mūšio lauke Ukrainoje – nors Rusija, deja, turi apie 3000–6000 mažo galingumo nestrateginių branduolinių ginklų, skirtų naudoti būtent tokio pobūdžio konfliktuose.
Svarbu paaiškinti, kad terminas „galingumas“ vartojamas branduolinio ginklo energijos galiai palyginti, prilyginant ją ekvivalentinei trotilo sprogimo energijai, kur kilotona (kt) reiškia tūkstantį tonų. Taip pat verta pažymėti, kad nėra visuotinai priimtino branduolinių ginklų galingumo intervalo, pagal kurį būtų galima skirstyti branduolinius ginklus. Tolimesnę analizę pateikę ekspertai siūlo, kad mažo galingumo ginklas sukuria nuo vienos iki dešimties kilotonų sprogimo jėgą.
Norint geriau įsivaizduoti – ant Hirošimos numestos branduolinės bombos galingumas buvo apie penkiolika kilotonų. Palyginimui, tarpžemyninė raketa „Minuteman III“ gali gabenti branduolinį ginklą, kurio galingumas yra 300–475 kilotonos. Taigi, branduoliniai ginklai yra toli gražu nevienodi.
Kai 2018 m. Branduolinės politikos apžvalgoje buvo raginama rinktis mažo galingumo ginklus – pavyzdžiui, „Trident D-5“ povandeninių laivų paleidžiamoms balistinėms raketoms skirtą kovinę galvutę „W76–2“, kurios galingumas yra 10 kilotonų – buvo siekiama atsverti Rusijos mažo galingumo ginklus.
Didžiausią susirūpinimą Ukrainos atžvilgiu kelia mažo galingumo ginklai. Šių ginklų galingumas yra daug didesnis nei masinio sprogstamojo vienuolikos tonų didelio našumo bombos „GBU-43“ – galingiausio nebranduolinio ginklo Amerikos arsenale. Branduoliniai ginklai turi didelį pranašumą dėl savo dydžio ir svorio, todėl juos pristatyti į kariniu požiūriu svarbią vietą lengviau nei „GBU-43“.
Naudojant mažo galingumo nestrateginius branduolinius ginklus, galima smarkiai apriboti radiacijos poveikį, susijusį su branduoliniais sprogimais. Šiame straipsnyje pateikiamas išsamų branduolinių ginklų poveikio paaiškinimas apie būdus, kuriais galima naudoti nestrateginius branduolinius ginklus ir kartu sumažinti šalutinį poveikį, susijusį su branduoliniais ginklais. Būtent dėl šių savybių jie yra patrauklūs tiek Rusijai, tiek Kinijai.
Branduolinių sprogimų pagrindai
Norint suprasti, kaip mažo galingumo branduoliniai sprogimai sukelia įvairius efektus, reikia suprasti energijos išmetimo fizikos pagrindus.
Neutronas – maža neutralaus krūvio dalelė – gali būti absorbuojamas tam tikrų sunkiųjų atomų branduolių, todėl susidaro naujas junginio branduolys, esantis labai jautrioje būsenoje. Kad taptų stabiliu , stipriai sužadintas branduolys skyla ir išskiria milijonus kartų didesnę energiją nei pats atomas. Šis procesas paprastai vadinamas skilimu.
Vykstant skilimo procesui, ypač su urano ir plutonio izotopų atveju, susidaro papildomų neutronų, kurių energijos pakanka, kad įvyktų dar daugiau skilimų. Sistema gali būti sukonstruota taip, kad susidarytų grandininė reakcija, kurios metu išsiskiria didžiulis energijos kiekis, palyginus su sunaudota mase. Šis procesas įvyksta per labai trumpą laiką, todėl susidaro nedidelis tūrism bet didelis energijos kiekis. Visi branduoliniai ginklai remiasi šiuo procesu, kuriam naudojama palyginti nedidelė medžiagos masė (palyginus su įprastiniais sprogmenimis).
Nors tai gali atrodyti prieštaringai, norint pasiekti mažo galingumo branduolinį sprogimą, inžinerija turi būti labai pažangi, kad atitiktų būtinas sąlygas branduoliniam sprogimui įvykti – arba įrenginys turi būti prastai suprojektuotas ir neefektyvus, švaistant vertingą skilimo kurą. Šiuolaikiniai amerikietiški branduoliniai ginklai yra maži ir labai efektyvūs. Priešingai, pirmoji amerikiečių branduolinė bomba „Mark-I“ (15 kilotonų) buvo didelė m bet labai neefektyvi.
Branduolinių ginklų poveikis
Branduolinis sprogimas sukelia keletą svarbių padarinių. Pagrindinis poveikis atsiranda dėl sprogimo metu išskiriamų spinduliuočių.
Branduolinio sprogimo metu dėl labai trumpo energijos išsiskyrimo atmosferoje susidaro greitai nuo sprogimo vietos tolstanti sprogimo banga, kuri ir yra pagrindinė žalos priežastis. Sprogimo banga sklinda greitai ir per trumpą laiką išsisklaido. Sprogimo bangos poveikio pavyzdžių galima pamatyti branduolinių bandymų vaizdo įrašuose, kuriuose namai ar kiti pastatai sugriaunami sprogimo bangai praskriejus per konstrukciją.
Branduolinio sprogimo metu temperatūra siekia apie 100 000 000 laipsnių Celsijaus, todėl susidaro ryškus ugnies kamuolys. Šis ugnies kamuolys išskiria šiluminę spinduliuotę, kuri pažeidžia arba sunaikina netoliese esančius objektus. Gyvi padarai gali patirti nudegimus arba žūti, o degios medžiagos gali užsidegti. Hirošimos atveju daugiau nei aštuoniasdešimt procentų visos žalos sukėlė gaisras, kilęs tarp medinių miesto konstrukcijų. Šiluminė spinduliuotė lemia maždaug trečdalį branduolinio sprogimo, įvykusio netoli žemės paviršiaus, žalos. Ji taip pat greitai išsisklaido.
Kita spinduliuotė, kuri gali turėti karinį poveikį naudojant net ir mažesnio galingumo branduolinius ginklus, yra su branduoliniais sprogimais susijusi greitoji elektromagnetinė spinduliuotė – gama ir rentgeno spinduliai bei greitieji neutronai, atsirandantys sprogimo metu. Šios rūšies spinduliuotė absorbuojasi į atmosferą. Be to, neutronų perteklius, susidaręs branduolinio sprogimo metu (arba dėl suskilusių atomų tolesnio skilimo), gali sąveikauti su aplinkinėmis medžiagomis ir padaryti jas nestabiliomis. Nestabilūs atomai per trumpą laiką išskiria įvairių rūšių spinduliuotę.
Mažo galingumo branduolinių ginklų poveikio vertinimas
Branduolinio sprogimo rezultatams įtakos turi daug kintamųjų. Atmosferos sąlygos – tokios kaip lietus, debesys, vėjas ir drėgmė – keičia daugelį bendro radiacijos sklidimo aspektų. Topografija taip pat turi įtakos sprogimui: nes, pavyzdžiui, kalnai apriboja sprogimo bangų sklidimą. Todėl viešosios ginklų poveikio skaičiuoklės (kokios yra naudojamos šiame straipsnyje) yra ribotos ir negali tiksliai parodyti visų poveikių.
Ankstesniame savo darbe ekspertai nagrinėjo dešimties kilotonų branduolinio sprogimo ore, kuris gali būti pritaikytas kaip demonstracinis smūgis kariniam taikiniui, panaudojimą. Pagrindiniai žalingi dešimties kilotonų mažo aukščio sprogimo viršslėgio, šiluminio spinduliavimo ir greitojo spinduliavimo padariniai nėra dideli. Svarbu pabrėžti, kad greitoji spinduliuotė yra momentinė, o ne ilgalaikė – tai prieštarauja daugelio žmonių nuomonei, kad bet koks branduolinis sprogimas aplinkinį kraštovaizdį paverčia apšvitinta dykuma. Kinija ir Rusija taip pat tai supranta ir mato mažo galingumo branduolinių ginklų karinę naudą.
Siekiant nustatyti žalos mastą, kai branduolinio ginklo galia yra tokia, kokią gali sukelti Rusijos nestrateginis branduolinis ginklas, vertinami trys branduolinio ginklo sprogimai, kurių galia yra viena, dešimt ir dvidešimt penkios kilotonos. Dvidešimt penkių kilotonų galios ginklas neatitinka pateikto mažo galingumo ginklo apibrėžimo – tačiau labai tinka palyginimui.
Pateikiami ne tik trijų galingumų poveikio skaičiavimai, bet ir antžeminės detonacijos ir sprogimo ore skaičiavimai, nes jų poveikis iš esmės skiriasi.
Sprogimo ore atveju poveikis apskaičiuojamas esant sprogimo aukščiui (HOB), kuris lemia 12 psi viršslėgį. Tokio viršslėgio pakanka, kad betoninės konstrukcijos būtų smarkiai pažeistos, t. y. konstrukcija nebegalėtų būti naudojama pagal numatytą paskirtį. Be to, sprogimo zonoje bendras ūmaus mirtingumo koeficientas yra maždaug devyniasdešimt procentų.
Kad gautų radiacijos dozę, kuri pražudytų jį per 30 d. nuo sprogimo – 450 radų arba 4,5 siverto – karys turėtų atvirai stovėti sprogimo paveiktoje zonoje. Jei karys būtų pasislėpęs – pavyzdžiui, pastate, tranšėjoje ar transporto priemonėje – dozė būtų mažesnė.
Keletas svarbių bendrų pastebėjimų
Pirma, nors dvidešimt penkių kilotonų sprogimo energija yra dvidešimt penkis kartus didesnė nei vieno kilotono sprogimo, 450 radų paveiktas atstumas dvidešimt penkių kilotonų sprogimo atveju yra tik 1,3 karto toliau nuo sprogimo vietos nei vienos kilotonos sprogimo atveju. Tai rodo, kad negalima daryti prielaidos, jog didėjant galingumui, tiek pat kis ir ginklo daromas poveikis.
Antra, visų detonacijų atveju liekamoji spinduliuotė per 48 valandas sumažėja daugiau nei perpus. Likutinė spinduliuotė greitai mažėja.
Trečia, net ir didesnio sprogimo – pavyzdžiui, dvidešimt penkių kiloton – atveju blogiausiu atveju mirtinas ginklo poveikis siekia tik šiek tiek daugiau nei vieną kilometrą. Esant mažesniam sprogimui, nuniokojimas vyksta daug mažesnėje teritorijoje.
Vienos kilotonos sprogimo atveju antžeminio sprogimo metu susidaręs viršslėgis, kurio pakanka betoninėms konstrukcijoms sugriauti, tęsiasi 285 metrus. Sprogimo ore atveju atstumas yra 362 metrai. Nors sprogimas ore yra efektyvesnis sukuriant viršslėgį, oro sprogimo liekamoji spinduliuotė yra gerokai mažesnė nei sprogimo ant žemės, nes nuolaužos nesąveikauja su neutronų spinduliuote. Verta pabrėžti, kad vienos kilotonos mažo galingumo branduolinis ginklas yra maždaug 100 kartų galingesnis už „GBU-43 MOAB“ – todėl Vladimirui Putinui toks atrodo patrauklus ginklas, ypač kaip oro ginklas prieš karius atviroje vietoje.
Dešimties kilotonų sprogimo atveju sprogimas ore yra efektyvesnis, nes sukuria viršslėgį, reikalingą betoninėms konstrukcijoms sugriauti. Tačiau, kaip rodo skaičiavimai, tai galioja, kai sprogimas įvyksta iki 779 metrų atstumu nuo žemės paviršiaus. Sprogimo ant žemės atveju veiksmingas sprogimo nuotolis sumažėja maždaug 150 metrų. Be to, sprogimas ore sukelia tik apie penkis procentus antžeminio sprogimo sukeliamos liekamosios radiacijos – o tai svarbu, jei po sprogimo teritorija yra užimta arba jei norima sumažinti ilgalaikį radiacijos poveikį.
Dvidešimt penkių kilotonų galingumas yra 2,5 karto didesnis nei dešimties kilotonų detonacijos, tačiau sprogimo ant žemės atveju dvidešimt penkių kilotonų detonacijos 450 radų spinduliuotės nuotolis yra tik 1,1 karto didesnis nei dešimties kilotonų sprogimo nuotolis. Tačiau likutinė spinduliuotė po 24 valandų yra 2,5 karto didesnė. Vėlgi, dvidešimt penkių kilotonų ginklas ne taip veiksmingai sukelia reikiamą karinį poveikį ir veiksmingiau sukelia potencialiai nepageidaujamą poveikį.
Išvados
Šiuo straipsniu siekiama parodyti, kad mažo galingumo ginklai nesukelia visuotinių sugriovimų ir radioaktyvių katastrofų.
Analizė patvirtina išvadą, kad tokiems veikėjams kaip Rusija ir Kinija mažesnio galingumo branduoliniai ginklai turi karinę vertę, pritaikomą naudoti mūšio lauke ir demonstraciniams smūgiams, kurie apriboja arba panaikina ilgalaikį radiologinį poveikį. Vis dėlto, be šių veiksnių, yra daug kitų rimtų svarstymų, susijusių su jų panaudojimu – ypač dėl greitos eskalacijos rizikos ir precedento, kurį sukurtų jų panaudojimas.
Visi trys mažo aukščio oro sprogimai, kurių poveikis buvo apskaičiuotas, sukeltų svarbų karinį poveikį ir beveik nepaliktų liekamosios radiacijos. Net dvidešimt penkių kilotonų oro sprogimo atveju, praėjus 96 valandoms po sprogimo 613 metrų aukštyje, liekamosios radiacijos dozės galia neapsaugotam asmeniui, esančiam kilometro atstumu nuo sprogimo taško, būtų 4 remai – dozė, kuri neviršija Energetikos departamento nustatyto penkių remų limito.
Kinija ir Rusija gerai žino ir supranta branduolinio ginklo poveikį ir kuria būtent tokius ginklus, kurių reikia taikiniams sunaikinti nesukeliant ilgalaikių radiologinių katastrofų. Jos užpildo savo įprastinių pajėgų spragas kur kas mažesnio galingumo ginklais, kuriuos netrukus bus galima naudoti.
Parengta pagal „The Drive“.
