"Pełny" program jądrowy jest bardzo drogim przedsięwzięciem. Łączny koszt amerykańskiego Programu Manhattan wyniósł ok. 2 ówczesne miliardy dolarów, co przekłada się na ok. 37 dzisiejszych miliardów dolarów. A zatrudnienie sięgało w szczytowym momencie ok. 130 tysięcy osób.
Należy jednak pamiętać, że powyższe liczby obejmują też:
- rozwój naukowy od zera
- rozwój kilku rodzajów broni (osobno na bazie uranu i plutonu, a potem termojądrowej)
- samodzielne wzbogacanie uranu i produkcję plutonu na gigantyczną skalę
- integrację z istniejącymi technologiami wojskowymi USA
- zapewnienie skalowalności (aby nie skończyło się na 3 czy nawet 30 głowicach)
- zapewnienie perspektyw na wiele lat do przodu (materiały rozszczepialne ulegają degradacji)
- a wszystko to na bazie bardzo prymitywnej technologii, nieporównywalnej z tą dostępną dzisiaj
Jeśli pominiemy to wszystko i zrobimy kilka "wygodnych" założeń, to da się stworzyć pierwsze kilka głowic uranowych mając do dyspozycji tylko kilkadziesiąt osób, miejsce i odpowiednie maszyny.
Zanim przejdziemy do listy potrzebnych osób, pomówmy otwarcie o ograniczeniach - ale i przewagach.
Zakładane przewagi
Od początku do końca używamy dostępnych dzisiaj technologii:
- maszyny CNC o precyzji rzędu nawet 0,0001 mm
- elektronika sterująca impulsami o długości pojedynczych nanosekund
- nowoczesne, precyzyjne przyrządy pomiarowe
- wszystko to nieporównywalnie tańsze niż 80 lat temu i w pełni dostępne dla klientów cywilnych
Zakładane ograniczenia na start
Przede wszystkim zakładamy poniżej, że państwo ma plan, jak pozyskać HEU w postaci tzw. uranium derbies, czyli gotowej do przetopu na elementy broni - np. przejęcia ich metodą punktowej operacji militarnej. Celowo nie rozwijamy tego wątku, gdyż pozostaje on całkowicie poza tematyką serwisu.
Kolejne ograniczenia:
- nie musimy przejmować się kwestiami prawno-regulacyjnymi dotyczącymi technologii jądrowych (gdyż np. program jest realizowany w formie tajnej - jak np. kiedyś zrobiły to Indie)
- nie prowadzimy żadnych nowych badań naukowych, jedynie wykorzystujemy już dostępną wiedzę
- budujemy tylko głowice uranowe (adaptacje Little Boya oparte o nowoczesną elektronikę) - a więc realna do uzyskania moc maksymalna to ok. 40-45 kt z pojedynczej głowicy
- budujemy tylko 2-3 sztuki, być może minimalnie więcej (zależnie od posiadanych maszyn CNC i ilości elementów zamiennych: płytek tokarskich, frezów itd.)
- zbudowane głowice będą się nadawać do użycia w ciągu 3-4 miesięcy
- nie prowadzimy żadnych symulacji: efektywności detonacji, degradacji elementów głowic ani innych
- nie tworzymy żadnych zabezpieczeń przed nieautoryzowaną detonacją - kto ma fizyczny dostęp, ten może jednoosobowo "pociągnąć za spust"
- nie tworzymy żadnych integracji z technologiami wojskowymi, np. bombami, rakietami, torpedami itp.
Oczywiście większość powyższych problemów jest do rozwiązania - wykluczyliśmy je celowo, aby pokazać niżej, jak niewielkimi siłami da się rozpocząć program jądrowy i możliwie szybko dojść do zdolności do ataku, gdy od samego początku planujemy go stricte ofensywnie: dojście do pierwszej głowicy i natychmiastowy atak (np. w ramach już trwającej wojny) - a więc nie potrzebujemy zachowania sprawności głowic przez wiele lat.
Dlaczego zakładamy wyprodukowanie akurat 2-3 sztuk?
HEU ma duży ciężar. Dokładając do tego wielkość i ciężar osłon transportowych, zakładamy że fizycznie wykonalne jest przechwycenie militarne transportu 4-6 sztuk derbies po 136 kg (300 lbs) każda.
Gotowe elementy rdzenia powinny ważyć ok. 63.5 kg, natomiast trzeba je najpierw przetopić i odlać, a potem obrobić na maszynach CNC, co się wiąże z gigantycznymi stratami materiału. Tych strat da się uniknąć, gdy niewykorzystany materiał jest przetapiany ponownie - to jednak wymaga zbudowania ciągłego procesu produkcyjnego i stałych dostaw części zamiennych w tempie, które może zwrócić czyjąś uwagę.
Dlatego na początek zakładamy, że średnio z każdych 2 pozyskanych derbies da się zbudować jedną głowicę, mając pewien bezpieczny zapas materiału na wypadek błędów operatorskich (z którego w optymistycznym wariancie da się stworzyć jeszcze jedną głowicę).
Trzon naukowo-techniczny
Co ważne, to nie muszą być osoby top-level ściągane z całego świata. Do zbudowania niezawodnej głowicy uranowej w zupełności wystarczą absolwenci polskich uczelni, którzy nie spali na wykładach, nie ściągali i mają solidnie opanowany materiał.
| Specjalizacja | Ilość | Wykształcenie |
|---|---|---|
| fizycy jądrowi / neutronicy (krytyczność, neutronika) | 3-5 | studia, program |
| radiochemicy / chemicy jądrowi (obróbka, oczyszczanie) | 3-5 | studia |
| metalurdzy materiałów specjalnych (odlewanie, obróbka metalu) | 2-4 | studia 1, studia 2 |
| inżynierowie mechanicy (układ montażowy, konstrukcja) | 3-5 | studia 1, studia 2, studia 3 |
| inżynierowie materiałów wybuchowych / balistyki (dla klasycznej architektury gun-type) | 2-4 | studia, program, studia 2 |
| elektronicy wysokich częstotliwości (zestaw odpalający, inicjator, diagnostyka) | 1-2 | studia |
| elektronicy cyfrowi / programiści (FPGA, Xilinx Zynq) (dla architektury Slingshot) | 2-3 | solidne technikum elektryczne + doświadczenie z układami PLD |
| ochrona radiologiczna / health physics | 2-3 | studia |
| fizycy aparaturowi / diagnostyka szybkozmienna | 2-3 | studia 1, studia 2, studia 3 |
| wdrożeniowcy maszyn CNC konkretnych producentów | 1-5 | biegłość produktowa |
| wykwalifikowani technicy i operatorzy maszyn | 5-10 | doświadczenie w programowaniu w dowolnym języku |
Kto jeszcze będzie potrzebny
Sam trzon naukowo-techniczny nie wystarczy, potrzebna jest jeszcze organizacja całości:
- kierownik programu / inżynier systemowy spinający całość,
- planiści i harmonogramiści projektu,
- specjaliści zaopatrzenia i logistyki (pozyskiwanie aparatury i materiałów, rozwiązywanie problemów z ograniczeniami i kontrolą eksportu),
- oficer bezpieczeństwa krytycznościowego - studia 1, studia 2,
- służby BHP/ppoż.,
- ochrona fizyczna obiektów,
- kontrola jakości / QA,
- administracja i finanse,
- obsługa prawna - w tym kwestie compliance i safeguards na potrzeby przyszłego odtajnienia programu,
- IT: komputery, serwery, utrzymanie oprogramowania specjalistycznego, cyberbezpieczeństwo.
Kolejne szczeble rozwoju broni jądrowej
Z politycznego punktu widzenia, dalszy plan rozwoju powinien być ułożony ściśle wg odpowiedzi na 3 grupy pytań.
Natomiast z techniczno-naukowego punktu widzenia, dalszy rozwój wiąże się ze stopniowym wchodzeniem na kolejne szczeble kompetencyjne:
1. Zdolność do utrzymania stałej produkcji
- zależna przede wszystkim od ilości i jakości pozyskanego z zewnątrz HEU (celowo pozostawiamy to poza zakresem wyzwań)
- relatywnie prosta do osiągnięcia, potrzeba po prostu dużo więcej wszystkiego: ludzi, maszyn, materiałów eksploatacyjnych, miejsca, prądu itd., ale wyzwania na tym szczeblu są czysto inżynierskie, nie naukowe
2. Głowica implozyjna
- niezbędna, aby myśleć o kolejnym etapie
- potrzebni doświadczeni fizycy materiałów wybuchowych, nowy pion hydrodynamiki, modelowania numerycznego, wreszcie produkcji i kontroli jakości soczewek implozyjnych
- szacowany łączny rozmiar zespołu naukowo-technicznego - pomiędzy 500 a 1000 osób (zależnie od poziomów kompetencji i wielu innych czynników)
Na tym szczeblu zaczynają się też wyzwania wykraczające poza sam zakres programu:
- potrzebnych będzie przynajmniej kilkunastu biegłych specjalistów od hydrodynamiki - co w Polsce jest problemem o tyle, że podstawy hydrodynamiki są co najwyżej przedmiotem pobocznym, w najlepszym razie u prof. dr hab. Bogdana Cichockiego (przypadkowy program) - a więc trzeba pomyśleć o odpowiednich kierunkach kształcenia, albo o sposobach ściągania specjalistów wysokiej klasy (również deficytowych) z innych krajów
- aby wchodzenie na ten szczebel miało realny sens militarny i ekonomiczny, należy osobno zacząć myśleć nad przemysłową produkcją plutonu - a więc nad integracją z cywilnym programem energetyki jądrowej
3. Głowica dwustopniowa (termojądrowa)
- radykalne zwiększenie mocy: z kiloton do megaton
- na tym szczeblu zaczyna się prawdziwa, regularna praca naukowa, w wielu niezależnych kierunkach
- niezbędni ludzie "z wyższej półki", zarazem w wielokrotnie większej ilości - rozmiaru zespołu i szybkości prac nie da się z góry oszacować ilościowo, bez przyjrzenia się szczegółowym kompetencjom konkretnych osób
Pozostałe kategorie kosztów
Pomijamy tutaj oczywiste rzeczy: tym wszystkim ludziom należy zapewnić miejsca parkingowe, wyżywienie, łazienki, miejsca do odpoczynku itd.
Budynki i obiekty
- laboratorium bezpieczne krytycznościowo
- hala obróbki materiałów specjalnych
- bunkier do materiałów wybuchowych (jeśli chcesz zacząć budować wariant implozyjny)
- budynek montażowy
- stanowiska diagnostyczne
Lokalizacja i teren
- miejsce odległe
- ogrodzony perymetr ochronny
- zasilanie o dużej mocy
- woda/chłodzenie (preferowana woda przepływająca, np. rzeka)
- wskazana duża odległość od zabudowy cywilnej
Aparatura specjalistyczna
- piece próżniowe i odlewnicze (jeśli planujesz obróbkę surowego uranu, albo budowę głowicy implozyjnej)
- park maszyn CNC klasy profesjonalnej
- spektrometry, detektory promieniowania i inne narzędzia detekcyjno-pomiarowe
- kamery szybkie
- oscyloskopy szerokopasmowe
- zestawy odpalające, pulsery, specjalistyczne zasilacze
- wentylacja i filtracja (HEPA, oczyszczanie gazów odlotowych)
Ochrona radiologiczna
Dozymetria i gospodarka odpadami - tego obszaru celowo nie rozwijamy.
Logistyka i dojazdy
- transport materiałów i komponentów pod rygorem bezpieczeństwa
- łańcuchy dostaw części objętych kontrolą eksportową, oraz innych drogich i specjalistycznych w dużej ilości (to jest najczęstszy obszar, na którym taki program zostaje wykryty)
Jakie oprogramowanie będzie potrzebne?
Nie ma jednego "właściwego" zestawu oprogramowania. Wręcz przeciwnie: to czego będziesz potrzebował, powinno być pochodną tego, co najlepiej zna twój zespół naukowo-techniczny. A to zależy od tego, na jakim oprogramowaniu pracowali podczas studiów. W każdym kraju może to wyglądać inaczej.
Generalnie jednak mogą to być narzędzia z tej listy:
- AutoCAD
- Autodesk Inventor Professional
- CATIA
- PTC Creo Parametric + Windchill
- SolidCAM
- EdgeCAM
- Siemens NX
- MATLAB
Do tego cała masa oprogramowania standardowego:
- Windows
- antywirusy, EDR itd. - ogólnie bezpieczeństwo IT
- system do zarządzania zadaniami
- system do zarządzania wiedzą i dokumentacją
- system do zarządzania zakupami, finansami i wypłatami
- lokalne AI