Типичный щелочной металл — натрий представляет собой излюбленный объект для проведения простого, но весьма зрелищного эксперимента, очень любимого химиками-самоучками. Если бросить достаточно большой кусок металлического натрия в воду, то этот кусок сильно взрывается с характерной желтой вспышкой, выбросом пламени и облака белого дыма.
Свойства натрия были известны давно, однако этот щелочной металл практически не находил военного применения, кроме, пожалуй, натриевого запала для напалмовых бомб, разработанного в американской армии. Натрий в этом запале, попадая в воду или во влажный воздух, загорался и поджигал основной заряд напалма. Довольно скромный результат для металла со столь замечательными свойствами.
Свойства натрия, интересные для военных нужд
Обзор литературы показывает, что в химии и физике натрия до сих пор существуют неисследованные «белые пятна». Например, в 2012 году выяснилось, что процесс горения натрия (существует метод утилизации отходов натрия путем его технологического сжигания) практически не изучен и это обстоятельство сильно затрудняло конструирование установки по сжиганию отходов натрия. Лучше исследованы процессы, связанные с пожаробезопасностью на АЭС, использующих натриевый теплоноситель, разработаны методы тушения проливов натрия, но и тут высказываются опасения, что натрий еще может преподнести немало неприятных сюрпризов, особенно в случае разрушения реактора.
Как военный материал: взрывчатый или зажигательный, натрий практически не рассматривался и не изучался. Но, в общем, известные свойства натрия позволяют его рассматривать в таком качестве.
Во-первых, натрий при контакте с водой или с влажным воздухом самовоспламеняется. Температура горения натрия на поверхности воды достигает 840 градусов. Распыленный натрий в факеле может гореть и с более высокой температурой, до 1600 градусов.
Во-вторых, при горении металлического натрия идет реакция и с углекислым газом. При горении натрия образуется пероксид натрия, который, при взаимодействии с углекислым газом образует чистый кислород. Понятно, что добавление кислорода в очаг пожара только усиливает пламя. Потому горящий натрий нельзя тушить углекислотными огнетушителями. В очаге уже начавшегося пожара, в котором много углекислого газа, натрий также вызовет усиление горения и распространение огня.
В-третьих, металлический натрий бурно реагирует и с хладагентами, например, с хлорфторуглеродами, особенно в распыленном состоянии, выделяя при этом много тепла. Хотя и этот вопрос также малоизучен, тем не менее, можно предположить, что металлический натрий может преодолеть систему автоматического пожаротушения в танках, в которых обычно употребляется хладагент трифторхлорбромметан или дифторхлорбромметан (R12B1), как в российских, так и в зарубежных танках. Этот хладагент очень эффективен для тушения объемного пожара, разлившегося топлива за счет вытеснения воздуха и охлаждения очага пожара. Но если в танк попадет зажигательный боеприпас с металлическим натрием, то, вполне вероятно, что эта система пожаротушения окажется неэффективной. Впрочем, этот вопрос стоит прояснить испытаниями.
В-четвертых, натрий, особенно мелко распыленный, загорается со взрывом. Основной компонент взрыва — это гремучая смесь образовавшегося при реакции водорода с кислородом воздуха. Во всяком случае, в многочисленных опытов химиков-самоучек взрывы были довольно сильными. В исследованиях методов тушения металлического натрия взрывы часто приводили к разрушению прочных стальных или бетонных емкостей, в которыхе помещался натрий. Это позволяет говорить также о фугасном эффекте взрыва натрия (правда, конкретных данных об этом найти не удалось) и использовать его в качестве термобарического заряда.
В-пятых, при реакции с водой натрий образует едкую щелочь, которая разъедает органические материалы и способна наносить тяжелые химические ожоги кожи. Причем эти ожоги предотвращаются только использованием слабого раствора борной или уксусной кислоты, которого у пехоты на поле боя, скорее всего, под рукой не будет. Помогает еще комплект химзащиты, но и он стал на поле боя редкостью.
Таким образом, весьма интересные свойства у этого натрия, которые могут быть использованы в военных целях. Натрий, в отличие от того же фосфора, вещество куда более распространенное, его не так трудно получить из обычной поваренной соли электролизом раствора или спеканием соли с углем в стальной реторте. Сейчас освоено крупнотоннажное производство металлического натрия для нужд атомной энергетики, и по этой причине создать производство натрия для военных нужд не столь сложно. В мобилизационном отношении использование натрия предпочтительнее, чем фосфора, за счет куда большей доступности исходного сырья и относительной простоты процесса его производства.
Подавить и выкурить противника
Итак, натриевая «зажигалка». Конструкция боеприпаса довольно проста и основана на нетленной идее академика А.Д. Сахарова - «слойке». То есть, в центре снаряда находится заряд взрывчатого вещества, который при взрыве разрывает оболочку снаряда и распыляет металлический натрий, обложенный вокруг заряда взрывчатки.
Хотя натрий весьма опасен в обращении, тем не менее, залитый керосином, маслом или парафином, он особой опасности не представляет и может храниться так долгое время. В снаряде натриевая обкладка также может быть залита в парафиновую капсулу, предохраняющую его от воздействия влаги. Если эту капсулу не вскрывать, ничего со снарядом не произойдет.
Натриевыми зарядами могут оснащаться снаряды для гаубиц, реактивных систем залпового огня, неуправляемых ракет. Поскольку при взрыве натрия выделяется большое количество белого дыма, то такие снаряды можно использовать для пристрелки и корректировки огня. Также подобные снаряды могут использоваться для подавления пехотных позиций противника, комбинированным воздействием огня, аэрозоли едкой щелочи и белого дыма. После обработки позиций такими снарядами, противник на некоторое время лишится возможности вести ответный огонь, и в это время позицию можно атаковать и взять.
Если на испытания выяснится, что у натриевых зарядов есть еще хороший фугасный эффект (что весьма вероятно, особенно при заряде натрия от килограмма и выше), то такого рода боеприпасы можно использовать в качестве мобилизационного эрзаца в рамках большой и затяжной войны. Для снаряжения таких боеприпасов можно использовать, вместо дефицитных видов ВВ: тола или гексогена, более распространную эрзац-взрывчатку, вроде аммичаной селитры. От нее в натриевом заряде много и не требуется — только разрушить оболочку и распылить натрий, остальное будет доделано химическими реакциями щелочного металла.
В силу того, что натрий — металл очень легкий, примерно втрое легче, чем железо, им можно снаряжать также ручные и гранатометные гранаты, предназначенные для боя на ближней дистанции, к примеру, в зданиях или полевых укреплениях. Натриевая граната может быть и полукустарного, мобилизационного производства: стеклянная бутылка или капсула, с вложенным в нее измельченным натрием, залитым керосином. Она может действовать как чисто натриевая, так и быть зажигательной бутылкой с натриевым запалом. Натрием также можно снаряжать патроны к ракетницам, превращая их во вполне боевое оружие.
Главное тактическое применение натриевых боеприпасов состоит в зажигательном воздействии на противника. Основные цели: живая сила, небронированная техника, строения, полевые укрепления, отчасти бронетехника. Взрывом заряда взрывчатки натрий распыляется, и тут же это облако мелких частиц металла загорается от взаимодействия с воздухом, образуя зону горения или даже термобарический взрыв. В заряде натрий может быть вложен не только одним куском, но и небольшими шариками или цилиндрами, залитыми в парафин. Взрыв такого боеприпаса разбросает вокруг множество мелких очагов возгорания. Зажигательный эффект можно усилить, если вложить в снаряд между взрывчаткой и натрием слой порошка серы или хлорида железа, которые очень активно реагируют с натрием. Натриевыми снарядами, как уже говорилось, можно поддерживать уже начавшиеся пожары за счет реакции пероксида натрия с углекислым газом.
У натриевых снарядов есть одно любопытное тактическое свойство. Их можно особенно эффективно применять в условиях дождя, снега или тумана, то есть в условиях, когда действие других типов боеприпасов заметно снижается. Для натрия же капли воды в воздухе только дополнительный запал для реакции. То же самое можно сказать о снеге и льде. Артиллерийские натриевые снаряды также могут помочь при пристрелке в условиях очень ограниченной туманом или дождем видимости, поскольку они дадут хорошо заметную вспышку.
Массированный обстрел натриевыми снарядами может поджечь даже хорошо промоченный дождем лес. Это свойство может пригодится, к примеру, когда нужно выкурить противника из занятого им леса. Бои в лесу всегда тяжелы и часто приводят к большим потерям, а обычный артиллерийский обстрел лесного массива не всегда эффективен: деревья гасят взрывную волну и задерживают осколки. По этой причине лес обычно служит укрытием от огня и в таком качестве многократно испытан во время Великой Отечественной войны. Натриевые снаряды должны решить эту проблему. Вспышки натрия подожгут лес, поддержат очаги пожара, а едкая щелочная аэрозоль, которая в лесу будет устойчивее, чем на открытой местности, заставит противника бросить укрытия и отступить. Этот же метод можно использовать и для штурма населенных пунктов.
Так что у натриевых боеприпасов есть весьма интересные тактические возможности. Конечно, в структуре современного вооружения они вряд ли найдут широкое применение, будучи все же специализированным типом боеприпасов. Но в условиях большой войны, натриевые боеприпасы могут получить куда более широкое и массовое применение за счет простоты получения компонентов и сочетаемости с эрзац-взрывчаткой.
