Yêu cầu kỹ thuật dành cho loại vũ khí này cực kỳ khắt khe: Xạ thủ được yêu cầu bắn không quá 3 viên liên tiếp để tránh bị phơi nhiễm phóng xạ; hộp tiếp đạn làm từ hợp kim chống bức xạ đặc biệt nặng hơn 100kg; viên đạn phải được bảo quản đặc biệt trong môi trường siêu lạnh của amoniac lỏng… “Viên đạn hạt nhân” này nếu tiếp xúc với nhiệt độ không khí bên ngoài trong vòng 30 phút sẽ biến đổi thành vật liệu hạt nhân cực kỳ nguy hiểm, cần được cách ly và xử lý ngay lập tức.

Ý tưởng về “viên đạn hạt nhân”

Theo Tạp chí quân sự Topwar, ý tưởng về loại đạn bộ binh trang bị đầu đạn hạt nhân bắt nguồn từ việc Liên Xô đã phát triển thành công nhiều loại đạn pháo cỡ lớn mang đầu đạn hạt nhân với sức mạnh hủy diệt.

Trong những thập niên 1950 và 1960, nhiều loại lựu pháo cỡ nòng 152mm hay súng cối hạng nặng cỡ nòng 420mm trang bị đầu đạn hạt nhân có sức công phá nhiều kiloton đã được Hồng quân Liên Xô chế tạo và trang bị hàng loạt. Sự phổ biến của vũ khí hạt nhân cỡ nhỏ đã khiến các nhà khoa học Liên Xô nảy sinh ý tưởng thu nhỏ đầu đạn hạt nhân tích hợp vào đạn bộ binh để người lính có thể trực tiếp sử dụng trên chiến trường.

Liên Xô từng có ý tưởng chế tạo đạn bộ binh mang đầu đạn hạt nhân. Ảnh: Lenta 

So với pháo binh, súng bộ binh nhỏ gọn và bí mật hơn rất nhiều. Khi được trang bị đạn hạt nhân, chúng có thể hoạt động như một loại vũ khí chính xác cao để tấn công, phá hủy các mục tiêu có giá trị chiến lược. Tuy nhiên, việc thu nhỏ đầu đạn hạt nhân để có thể nhét vừa vào một viên đạn súng trường là một bài toán công nghệ rất phức tạp.

Chuyên gia quân sự Nga Anatoly Blinov đánh giá, do tất cả các chương trình vũ khí hạt nhân thời Liên Xô đều là tuyệt mật, nên các thông tin chi tiết về “viên đạn hạt nhân” chỉ bắt đầu rò rỉ trong thập niên 1990 và 2000. Dù vậy, vẫn rất khó để tìm kiếm thông tin về loại vũ khí này từ các nguồn tài liệu chính thức.

Từ những tài liệu được công khai, “viên đạn hạt nhân” có cỡ 7,62mm. Nó chứa một mảnh nhỏ vật liệu phóng xạ Californium với trọng lượng ước tính khoảng 2 gram. Đây là khối lượng khá khiêm tốn so với vật liệu phóng xạ phổ biến sử dụng trong các đầu đạn hạt nhân tiêu chuẩn là Plutonium-239.

“Viên đạn hạt nhân” hoạt động theo nguyên lý là khi đầu đạn va chạm vào mục tiêu, động năng sẽ kích nổ khối thuốc nổ mạnh (thứ cấp) bên trong để nén khối vật liệu phóng xạ Californium đạt đến điểm siêu tới hạn (đủ để kích hoạt phản ứng phân hạch hạt nhân). Vụ nổ hạt nhân được tạo ra có sức công phá tương đương từ 100 đến 700 tấn TNT tiêu chuẩn.

Tuy nhiên, sự nguy hiểm cốt lõi của loại vũ khí này không nằm ở sóng xung kích, mà là nguồn bức xạ neutron và tia gamma cường độ cao do vụ nổ tạo ra, khiến mục tiêu và môi trường xung quanh bị nhiễm xạ nặng nề. Đây chính là lý do giải thích vì sao xạ thủ chỉ được bắn tối đa 3 viên đạn. Bởi ngay tại vị trí khai hỏa, xạ thủ cũng sẽ bị nhiễm xạ và cần nhanh chóng cơ động để tránh phơi nhiễm nặng dẫn tới tử vong.

Theo chuyên gia Anatoly Blinov, sự phức tạp lớn nhất của quá trình phát triển “viên đạn hạt nhân” chính là việc tạo ra khối lượng vật chất phóng xạ cực nhỏ, nhưng lại đủ đậm đặc để đạt tới mức siêu tới hạn. Đối với Plutonium-239, khối lượng để đạt điểm siêu tới hạn là khoảng 10kg, khối lượng này phù hợp với thiết kế của các đầu đạn pháo.

Còn đối với đạn bộ binh, vật liệu hạt nhân được chọn là Californium-251. Tuy nhiên, kể cả với vật liệu siêu nhạy này, điểm siêu tới hạn của nó theo lý thuyết vẫn phải đạt tới vài kg. Khối lượng chỉ vỏn vẹn 2 gram trong “viên đạn hạt nhân” gần như là điều bất khả thi để tạo ra một phản ứng phân hạch dây chuyền. Cùng với đó, Californium-251 rất khó kiểm soát ở môi trường nhiệt độ phòng. Đặc tính phát xạ của nó phù hợp với ngành khai khoáng hay y tế, nhưng lại không hề lý tưởng để chế tạo vũ khí.

Đạn pháo hạt nhân 152 mm 3BV3. Ảnh: Topwar 

Mới chỉ dừng ở thiết kế trên giấy?

Theo Tạp chí Topwar, xét về đặc tính vật lý, mỗi “viên đạn hạt nhân” sinh ra một mức nhiệt lượng khoảng 5 watt. Để bảo quản nó, người ta cần một khối hợp kim đồng đặc biệt nặng khoảng 110kg chứa amoniac lỏng làm mát ở nhiệt độ -15 độ C. Khi viên đạn đã được lấy ra và lên nòng, nó chỉ có "hạn sử dụng" trong vòng 30 phút. Nếu quá thời gian đó mà không bắn, khối vật liệu phóng xạ bên trong sẽ biến đổi, phình to và cần phải đem đi tiêu hủy ngay lập tức.

Thời hạn lưu trữ tối đa của “viên đạn hạt nhân” trong tủ lạnh cũng chỉ là 6 năm. Do đặc tính chu kỳ bán rã của đồng vị phóng xạ, loại vũ khí này sau đó sẽ biến tính thành vật liệu khác không thể phát nổ.

Điều này giúp lý giải tại sao không còn bất kỳ nguyên mẫu nào của “viên đạn hạt nhân” tồn tại cho tới thời điểm hiện tại. Do sự phức tạp, tốn kém và bất cập về công nghệ bảo quản, chương trình phát triển vũ khí đặc biệt này đã bị đình chỉ hoàn toàn trong thập niên 1980.

Những rào cản công nghệ, sự thay đổi về chiến lược sử dụng vũ khí hạt nhân và tài chính đã khiến “viên đạn hạt nhân” không bao giờ trở thành hiện thực. Ảnh: Topwar

Chuyên gia Anatoly Blinov cho rằng, sự bí ẩn của “viên đạn hạt nhân” bắt nguồn từ chính bức màn tuyệt mật bao phủ các chương trình vũ khí hạt nhân của Liên Xô. Những dự án vũ khí hạt nhân đặc biệt như vậy luôn thu hút sự tò mò và thêu dệt của dư luận.

Thực tế, các nhà khoa học Liên Xô đã hoàn thành phần lý thuyết và lượng hóa được vật liệu hạt nhân cần thiết cho các đầu đạn cỡ nhỏ. Tuy nhiên, việc thu nhỏ chúng tới kích thước của một viên đạn súng trường là rào cản công nghệ không thể vượt qua ở thời điểm đó. Việc sử dụng đồng vị phóng xạ Californium để chế tạo đạn bộ binh vẫn chỉ là kỳ vọng nằm trên giấy.