Fokozott sugárhatású fegyver vagy neutronfegyver
Az 1950-es évek végéig alapvetően két csoportja létezett a nukleáris fegyvereknek: az atom- és hidrogénfegyverek. Az Egyesült Államok 1957-1958-ban olyan kísérletsorozatot hajtott végre, amelynek célja a 2-6 km hatótávolságú harcászati Davy Crocket rendszerhez megfelelően kicsi, de fokozott sugárhatású harcászati atomfegyver létrehozása volt. A Plumbob, illetve Hardtack-phase fedőnevű kísérleti robbantás sorozatban, amely több tucat robbantásból állt, számos igen kis hatóerejű robbantás is szerepelt. A sorozat 10 robbantása 1,3-19 kt
16 robbantása 0,005-0,1 kt és hat robbantása 0,0002-0,002 kt TNT egyenértékű volt. A legkisebb robbanás tehát, mindössze 200 kg TNT egyenértékű ! (7).
sugárhatású nukleáris fegyver elvét, amelyről Teller Ede professzor által vezetett küldöttség tájékoztatta Eisenhower elnököt és a katonai vezetést. A fegyver további kutatását azonban elvetették. Az Egyesült Államok vezetése a tömeges megtorlás doktrínája idején ezt az új harcászati fegyvert igen költségesnek és kevésbé alkalmazhatónak tartotta. Emellett figyelembe kellett venniük azt a tényt, hogy a Szovjetunió 1958. március 31 -én egyoldalúan beszüntette a kísérleti robbantásokat és a példa követésére szólította fel a többi nagyhatalmat. Még az évben, Genfben összeült az Egyesült Államok a Szovjetunió és Nagy-Britannia képviselőiből álló értekezlet az atomfegyver-kísérletek betiltása tárgyában. A tárgyalásokat 1963. augusztus 5-én siker koronázta. Ünnepélyesen aláírták a levegőben, a világűrben és víz alatt végzett nukleáris kísérletek tilalmát. Ilyen politikai légkörben az Egyesült Államok kormánya nem engedhette meg magának a fokozott sugárhatású fegyver további kísérleteit. Törölték az állománytáblából a Davy Croketeket is, ezzel a fokozott sugárhatású nukleáris fegyverek feledésbe merültek.
Tíz év elteltével az USA katonai doktrínájának változása, az európai hadszíntérnek szánt szerep, a nagy találati pontosság, a Sprint rakétaelhárító rendszer fejlesztése - ami elsősorban sugárhatáson alapult - új alapot teremtett a fejlesztéshez. 1977 telén kísérleti robbantást hajtottak végre és 1978 tavaszára két típus sorozatgyártásra alkalmasnak bizonyult. Az egyik a Lance harcászati rakéta W–70–3 típusjelű fokozott sugárhatású nukleáris robbanófeje, amelyet egyszerű szabályozással két névleges hatóerőre lehetett beállítani, 1, illetve 2 kt-ra. A másik a 203 mm-es tüzérséghez, a W–79
típusjelű gránát, amely három hatóerő fokozatra volt beállítható (1, 2, 7).
A fenti két típusú fokozott sugárhatású fegyver robbant be a világsajtóba neutronfegyver (neutronbomba) elnevezéssel.
A haditechnikai szakirodalom a nukleáris fegyvereket hatásuk alapján az 1. táblázat szerint csoportosítja (3).
A táblázatból látható, hogy neutronfegyvernek számít az a fegyver, amelyik a robbanási energiájának 60-80%-át áthatoló sugárzás formájában fejti ki. Az amerikai adatok szerint a fenti két robbanótöltet csak fokozott sugárhatású fegyver, mert robbanási energiájának csak 30-50%-át képezi az áthatoló sugárzás. Így is nevezik: fokozott sugárhatású fegyver (ERW = Enhanced Radiation Weapon). A szaksajtóban megjelent számos közlemény ellenére a fokozott sugárhatású vagy a neutronfegyver működési elvét ma is szigorú katonai titokként kezelik. Ezért a szerzők esetenként ellentmondó adatokat közölnek. A nyílt amerikai irodalmi források is csak elveket tartalmaznak, amelyek persze félrevezetők is lehetnek.
Működési elvek
A fokozott sugárhatású fegyverrel kapcsolatban egyetlen tény, amellyel minden szakanyag egyetért, az, hogy az egy speciálisan kialakított hidrogénfegyver, melynek beindításához egy viszonylag kis hatóerejű atomfegyvert használnak. Mivel a többi adat erősen eltérő, így alapvetően az amerikai közleményekből (1, 2) indulunk ki. Szerintük a kifejlesztett fokozott sugárhatású fegyver hatóereje 1-10 kt között állítható be az összeszereléskor (egyes utalások szerint a helyszínen is). Ez ugyan nem gazdaságos, de lehetséges megoldás. (Az effajta szabályozás elérhető például a neutron-visszaverő tükör beállításával, vagy a fúziós töltetnek a fókuszból történő kimozdításával.)
Az amerikai közleményekben (1, 2) példaként felhozott 5 kt TNT egyenértékű pusztítóhatású fokozott sugárhatású fegyver olyan hidrogénfegyver, amely 80%-ban a könnyű elemek egyesülésével, 20%-ban a maghasadással termeli energiáját, azaz egy kt TNT egyenértékű atomfegyver indít be egy 4 kt TNT egyenértékű fúziós töltetet. A fokozott sugárhatású W–79 típusú 203 mm űrméretű gránát,
illetve a W–70–3 típusú Lance robbanótöltet, a geometria függvényében a robbanási energia 30-50%-át neutronsugárzás formájában fejti ki. Más források általában az atomfegyver arányát 20% alá, mintegy 5%-ra teszik. Az elkészített és gyártásba vitt két típusnál azonban az amerikai adatokat kell mértékadónak venni.
Az 1. és 2. ábrán látható a fokozott sugárhatású fegyver két vázlata, amely a nyugati lapokban jelent meg (1, 4). Az ábrák szerint a hagyományos robbanóanyag robbanása fokozza a hasadóanyag és a fúziós töltet sűrűségét, ezután az elektronikával vezérelt gyújtás beindítja az atomfegyver robbanásét. A keletkező neutronokat a neutrontükör visszaveri, így az atommaghasadás és hőtermelés hatékonysága nagyobb. A hasadási reakció által termelt hőmérsékleten beindul a könnyű elemek egyesülése, ami a neutronsugárzás energiájának és mennyiségének növekedését eredményezi.
A fokozott sugárhatású és neutronfegyver hatása
Az említett fegyverek a robbanáskor keletkező energia 15-70, illetve 70-80%-át neutronsugárzás formájában fejtik ki. Míg az 1 kt-ás atomfegyver 1,4·1023 neutront termel és áthatoló sugárzása 2-6·1011 J energiát jelent, addig az 1 kt-ás fokozott sugárhatású és a neutronfegyver 0,5-1,4·1024 neutront termel 1-3,6·1012 J energiával.
A fény és a léglökési hullám 120 m sugarú körön belül pusztít az 1 kt-ás fokozott sugárhatású és neutronfegyver esetén, míg sugárhatása a következő:
- 700 m-re: 80 gray (8000 rad);
- 900-1000 m-re: 30 gray (3000 rad);
- 1200-1500 m-re: 6,5 gray (650 rad).
Nyilvánvaló a 1,0 kt-ás fokozott sugárhatású fegyver hatása ennek többszöröse (1, 2, 4, 7).
Ilyen nagyfokú sugárhatás növelés lényegesen növelte az élőerő pusztítás hatékonyságát és ez által az 1 kt-ás fokozott sugárhatású lőszer 5-10 kt-ás atomfegyverrel vált az élőerő pusztítás szempontjából azonos pusztító hatásúvá.
A gyors neutronok is az anyagok kölcsönhatásának fő folyamata az atommagokon történő rugalmas szóródás. Az ütköző neutronok egyrészt átadják energiájuk egy részét a meglökött atommagoknak, másrészt megváltoztatják mozgási irányukat. Az élő szervezet atommagjaival, elsősorban a hidrogénnel ütközve, azokat mozgásba hozza a neutronsugárzás. A mozgó atommagok más atommagokkal ütközve ionizálódnak, azaz sugárbetegséget hoznak létre.
A gyors neutronok másik alapvető hatása, hogy más atommagokat gerjeszteni képesek. Az így gerjesztett atommagok ezután gamma-sugárzás kibocsátása közben térnek vissza alapállapotukba. Az élő szervezet oxigénatomjai képesek ilyen neutronsugárzással gerjesztett másodlagos gamma-sugárzás kibocsátására, ezzel a szervezetet mintegy belső sugárzás éri.
A kétféle szóródáson kívül a neutron be is hatolhat az atommagba és azzal közbülső atommagot képez, ami különféle sugárzás - leggyakrabban gamma-sugárzás - kibocsátással később atommag átalakulást okoz.
Az élő szervezetben a neutronsugárzás elnyelt dózisa annál nagyobb, minél nagyobb a neutron-sugárzás energiája. Addig míg atomfegyvernél 0,1-10 MeV energiájú neutronok keletkeznek, addig a fokozott sugárhatású és a neutronfegyvernél 0,1-15 MeV energiájú és nagyobb intenzitású neutronsugárzás keletkezik. E mellett a levegőben lévő nitrogén elektronbefogással és atommag-átalakulással igen nagy energiájú gammasugárzást ad, mint másodlagos sugárzást.
Kísérleti állatokon végzett mérések alapján 1,5 gray (150 rad) sugárdózis 10%-os, 4 gray pedig 50%-os halálozást vált ki. Az amerikai adatok szerint (1) a fokozott sugárhatású fegyver (neutronfegyver) neutronsugárzása az élőerőnél az alábbi károsodást okozza:
- 80 gray sugárdózis 5 perc alatt mozgásképtelenséget, sokkos állapotot, cselekvésképtelenséget idéz elő, amely 1-2 nap elteltével halálhoz vezet;
- 30 gray sugárdózis 5 perc eltelte után mozgásképtelenséget okoz. A cselekvőképesség egy nap után korlátozottan, de visszatér. A súlyos sugárbetegség néhány napon belül halálhoz vezet;
- 6,5 gray nagyfokú mozgásképtelenséghez, fizikai leromláshoz vezet. A súlyos sugárbetegség a betegek egy részénél orvosi kezeléssel gyógyítható, azonban a betegek több mint fele egy-két hét múlva elhalálozik. (Nálunk az 5 gray sugárdózist halálos sugársérülésnek tekintik.)
Ezek az adatok azt bizonyítják, hogy a jelenleg gyártásba vitt fokozott sugárhatású fegyverek, melyeknek 1 kt TNT egyenértékű a hatóereje, 1300-1600 m sugarú körön belül elpusztítják a szabadban tartózkodó, vagy gépkocsiban, könnyű páncélozott szállító harcjárműben tartózkodó embereket. A katonai számvetések alapján az élőerő 55-70%-os pusztulását okozzák 5,5-8 km2 területen.
Az élő szervezetre gyakorolt hatás mellett a neutronsugárzás károsítja az optikai, elektronikai, számítás- és vezérléstechnikai eszközöket a vezetékekben létrehozott túlfeszültséggel, a szigetelések lerontásával. Így eredményesen alkalmazható rakétaelhárításban, műholdak elleni támadásban, hajók elleni támadásban.
A fokozott sugárhatású fegyver és az esetleg létező vagy később kifejleszthető neutronfegyver a sugárvédelem új kérdéseit veti fel. E fegyverek elleni védekezésnél nem minden esetben elegendő a jelenleg kidolgozott védőrendszabály. A védekezés alapproblémája, hogy a neutronsugárzás másképp viselkedik, mint a gammasugárzás. A 4. táblázat tartalmazza a különféle anyagok azon rétegvastagságát, amely a sugárzásokat felére gyengíti. Az adatokból látható, hogy az acél, ólom viszonylag jól gyengíti a gammasugárzást és rosszul a neutronsugárzást.
Az atomreaktoroknál alkalmazott különféle sugárvédő bevonatok, amelyek neutron-visszaverő és elnyelő anyagokat (bórt, berilliumot, hidrogént) is tartalmaznak, 100-200 mm rétegvastagságban alkalmazva eredményes védelmet nyújthatnak járművek esetén is, ugyanakkor jelentős tömegnövekedést okoznak. Ez felveti a kezelő személyzet száma csökkentésének és egy szűkebb, de így jól védhető részben történő elhelyezését, vagy kisebb sűrűségű védő bevonatok (műanyag) alkalmazhatóságának vizsgálatát, kifejlesztését. Egy hatékony neutronernyővel a fokozott sugárhatású és neutronfegyver pusztító körzetét 1 ~4 km2-re, és az élőerő pusztítását ötödére-felére lehet csökkenteni. További lehetőség a szervezetben keletkező ionok rekombinálódásának elősegítése sugártűrést fokozó új gyógyszerek, készítmények kutatásával, alkalmazásával.
