W50（核弾頭）

W50核弾頭
W50弾頭のシルエット。
タイプ	核兵器
原産地	アメリカ合衆国
生産履歴
デザイナー	ロスアラモス国立研究所
設計	1958-1962
生産	1963年3月から1965年12月
建造数	280
バリエーション	3
仕様
質量	412ポンド（187キログラム）
長さ	44インチ（110 cm）
直径	14インチ（36 cm）（取り付けフランジを除く）
爆発収量	60 または 200 または 400 キロトンの TNT (250 または 840 または 1,670 TJ)

W50 （マーク50としても知られる）は、 MGM-31パーシング戦域弾道ミサイルに搭載されたアメリカの熱核弾頭である。当初はLIM-49ナイキゼウス対弾道ミサイル用に開発されたが、配備前にこの用途はキャンセルされた。W50はロスアラモス国立研究所で開発された。^[1] W50は1963年から1965年にかけて製造され、合計280基が生産された。1973年に退役し、最後のユニットは1991年に退役した。

生産された主な派生型は 2 つあり、ナイキ ゼウス用の Mod 0 とパーシング用の Mod 1 である。威力は 3 種類あり、TNT 換算で 60 キロトン (250 TJ) の Y1、TNT 換算で 200 キロトン (840 TJ) の Y2、TNT 換算で 400 キロトン (1,700 TJ) の Y3 である。すべての派生型は、取り付けフランジの直径が 15.4 インチ (0.39 m)、長さが 44 インチ (1.1 m)、重量が 410 ポンド (190 kg) であった。

W50弾頭の起源は、ナイキゼウスミサイルとなった1955年の提案に遡る。ベル電話研究所は1960年から1970年にかけて将来の防空問題を評価する任務を負い、それがナイキゼウス提案につながった。^{[2] [3]この研究は、毎秒24,000フィート（7,300メートル/秒）で移動する}大陸間弾道ミサイル（ICBM）などの脅威を打ち破るには核弾頭が必須であり、50キロトンTNT（210TJ）の弾頭であっても、標的までの最大撃破距離は依然としてかなり短いことを示した。^[4]

国防次官補は早期の弾道ミサイル迎撃能力の確立を切望し、原子力委員会（AEC、現在のエネルギー省）に陸軍と協力してナイキゼウスに適した核弾頭の実現可能性調査を行うよう要請した。このグループは1957年6月に初めて会合を開いた。ミサイルは約300ポンド（140kg）の重量の弾頭を搭載できると予想されていた。^[5]

作業の複雑さから、研究グループは作業を 2 つのフェーズに分けました。第 1 フェーズでは、敵の弾頭を破壊するメカニズムと、さまざまな威力に対するそれらのメカニズムの致死半径が調査されました。これらの値は、標的の脆弱性と弾頭強化の実際的な限界のテストを実行する必要があるため、さらに 2 年間は適切に定義できないと考えられていました。これには、再突入体 (RV) の脆弱性を確立するための多くの飛行テストを実行する必要も含まれていました。最も早い運用開始日は 1962 年になると予想されていました。^[5]

第二段階では、第一段階で決定された要件を満たすように設計された弾頭が開発される。^[5]特定の弾頭要件は縛られるべきではなく、その後の2年間に行われる設計の改良を活用すべきであると考えられた。詳細な弾頭設計を1959年まで延期するという提案は、1957年6月下旬に承認された。^[6]

同時に、提案されたパーシングミサイルへの関心が高まり、1958年1月に、このシステムの核弾頭について議論する会議が開催されました。運用開始は1962年7月、飛行試験は1960年8月に開始される予定でした。ロスアラモスとローレンス放射線研究所（現在のローレンスリバモア国立研究所）はどちらも、重量と威力の要件を満たす弾頭は、与えられた時間枠内で実現可能であると述べました。^[6]パーシング弾頭の実現可能性調査は、1958年2月に発表されました。^[7]

1958年2月、軍事応用部門（DMA）は、1960年から1962年の間にリバモアが計画している作戦上の利用可能性に関する兵器プログラムの数について懸念を表明した。彼らはリバモアの作業量、特にポラリス用のW47弾頭の計画加速と優先度の増加を懸念し、ナイキゼウス弾頭はロスアラモスに割り当てられるべきだと考えた。ナイキゼウス用の弾頭を開発する正式な許可は1958年3月3日に受け取られた。^[7]

1958年3月、この弾頭の別の用途がミニットマンミサイルに提案された。300ポンド（140 kg）と550ポンド（250 kg）の弾頭が計画され、1962年半ばに運用可能になると予想された。1958年5月、ナイキ・ゼウスが提案したものと同じ弾頭を使用してミニットマンの弾頭研究が完了した。^[8]一方、パーシングでは、300ポンド（140 kg）と600ポンド（270 kg）の2つの弾頭が検討された。300ポンド（140 kg）の設計では、直径15インチ（380 mm）および長さ40インチ（1,000 mm）が提案され、より重い弾頭の設計では、直径18インチ（460 mm）および長さ50インチ（1,300 mm）が提案された。

1958年6月、DMAはナイキ・ゼウス、ミニットマン、パーシング、ホピ（短命の空対地ミサイル提案）用に単一の弾頭を開発することを提案した。この提案は受け入れられた。^{[9] [10]}この「汎用弾頭」の提案仕様は、直径12～14インチ（300～360 mm）、長さ38～44インチ（970～1,120 mm）、重量350ポンド（160 kg）であった。^[11]

1958年、ロスアラモスはハードタック作戦Iで核弾頭の候補設計をテストした。これにはタバコ（1958年5月30日、TNT火薬11.6キロトン（49 TJ））、セコイア（1958年7月1日、TNT火薬5.2キロトン（22 TJ））、ピソニア（1958年7月17日、TNT火薬255キロトン（1,070 TJ））の発射が含まれていた。ミサイル部品の核爆発の影響に対するテストはカクタス（1958年5月5日、TNT火薬18キロトン（75 TJ））の発射で実施された。^[12]パーシングに直接適用可能な装置がハードタックでテストされていたため、検討中の2つの弾頭の研究の発表はテストが終わるまで延期されることが決定された。^[11]

ナイキゼウス弾頭の軍事的特性は1958年7月に発表された。弾頭は頑丈で信頼性が高く、設計が単純で、テスト、検査、保管、取り扱いが容易で、人為的ミスの可能性を最小限に抑えるように設計され、運用テストとメンテナンスが最小限で済むことになっていた。弾頭は警戒ミサイルに装填された状態で少なくとも4年間警戒状態を維持し、15秒で発射準備が整う能力があった。 ^[11]

1958年8月、サンディア研究所は、4つのシステム要件をすべて満たす弾頭を1961年後半に運用開始できるかどうか尋ねられた。^{[13]サンディア研究所は、ナイキゼウス弾頭の電気系統の設計を担当し、この弾頭には}XW-50という名前が付けられた。この用途では、ナイキゼウス内部のスペース制限のため、部品の極小化が必要となり、爆発作動装置を使用した並行設計が開始された。9月、サンディア研究所は、弾頭の電気系統は、いくつかのICBMで使用されているW47ポラリス弾頭やW49弾頭のものと類似すると報告した。 ^[14]

1958年10月、ロスアラモスとサンディアはアルバカーキ作戦本部に書簡を送り、4つのシステムすべてに弾頭を搭載することは可能であると述べた。パーシングの役割では、現在650ポンド（290 kg）の重い弾頭はW47弾頭の改良によって提供され、350ポンド（160 kg）の弾頭はXW-50によって提供される予定だった。^[15] 1958年12月、ナイキゼウスは400ポンド（180 kg）までの弾頭を受け入れることができると考えられ、弾頭の重量を増やすことが提案された。その後、空軍はミニットマン用にW56などの他の弾頭を検討することを決定し、ホピの申請は取り下げられた。^[16]

1959年6月中旬、XW-50の核設計が見直され、6月下旬、原子力委員会はパーシング用の核弾頭の開発を進めることを承認された。^[17]パーシングの役割については、XW-50にはさらなる核実験は必要なく、弾頭は1963年1月に利用可能になると考えられていた。^[18]

一方、サンディア研究所は発射装置の開発に取り組んでいた。ナイキ・ゼウスは空中爆発起爆装置と自爆装置を必要としたが、パーシングは空中爆発と地上爆発起爆装置を必要とし、空中爆発に対する接触防止は必要であったが自爆装置は不要であった。パーシングの場合、接触起爆装置は接触結晶と二重殻システムによって提供されることになっていた。^[18]軍用特性は1959年9月に発表され、装置は1点安全であること、事故、破壊工作員、または「精神異常者」による爆発に対して最大限の保護を備えていること、環境安全装置を含むことなどが含まれていた。弾頭にはまた、弾頭を作動させたり発射装置を充電したりできる内部電源は含まれていなかった。^[19]

1960年8月、新しい弾頭の設計が進行中であった。XW -50-X1 [ ^19]であり、9月に現場司令部はサンディア国立研究所に、直径がわずかに大きくなり、長さが45インチ（1,100 mm）に増加したにもかかわらず、XW-50とXW-50-X1の設計は許容可能であると通知した^{[20] 。}

XW-50-X1弾頭の生産は1961年6月に承認された。直径14インチ（360 mm）、長さ15インチ（150 mm）であった。+取り付けフランジの直径は3⁄8インチ（390 mm）、長さは44インチ（1,100 mm）、重量は412ポンド（187 kg）でした。 ^[21]

1962年7月、サンディア研究所はパーシングに使用するための弾頭にパーミッシブアクションリンク（PAL）システムを組み込む研究を完了した。利用可能なスペースが限られていたため、PALを取り付けるには自爆システムを取り外す必要があった。このため、ナイキゼウス用のW50 Mod 0とパーシング用のW50 Mod 1という2つの異なる弾頭改造が配備されることが決定された。 ^[21]しかし、ナイキゼウスがキャンセルされたため、W50-0の生産は承認されなかった。^{[22] [23]}

迫り来る一連のテストのために発射装置を転用する必要があったため、W50-1の生産は1963年3月まで延期された。^[22]ドミニク作戦におけるXW-50-X1の兵器開発テストには、アドビ（1962年4月25日、TNT火薬190キロトン（790 TJ））とアズテック（192年4月27日、TNT火薬410キロトン（1,700 TJ））が含まれていた。^{[24]この弾頭は}フィッシュボウル作戦におけるいくつかの兵器効果試験に​​も使用されたが、その中にはチェックメイト（1962年10月20日、TNT火薬10キロトン（42TJ）^[25]）、ブルーギルトリプルプライム（1962年10月26日、TNT火薬200キロトン（840TJ）^[26]）、キングフィッシュ（1962年11月1日、TNT火薬200キロトン（840TJ）^[26]）などがある。^[27]

初期生産は1963年3月に達成された。最終的な弾頭はわずかに重量オーバーとなったが、国防総省はこれを許容範囲とみなした。^[22]生産は1965年12月まで続き、280個の弾頭が生産された。ある時点でW50 Mod 2弾頭が開発された。W50-1弾頭は1973年4月から退役し、最後のW50-1弾頭は1978年に退役した。最後のW50-2弾頭は1991年4月に退役した。^[28]

W50は2段式、ガスブースト、外部起爆設計であった。^[29]弾頭は直径14インチ（360 mm）、長さ15インチ（360 mm）であった。+取り付けフランジの直径は3⁄8インチ（390 mm）、長さは44インチ（1,100 mm）、重量は412ポンド（187 kg）でした。 [ 21 ]^取り付けフランジはアルミニウム製で、鋼鉄製の弾頭ケースに焼きばめされていました。ブースティングガスボトルは圧力カバーの外側に取り付けられており、弾頭の密閉を破ることなく交換できます。弾頭の電気システムには2つの中性子発生器が含まれていました。 ^[30]

3種類の出力バリエーションが製造され、W50Y1、W50Y2、W50Y3と呼ばれ、それぞれ60、200、400キロトンTNT（250、840、1,670 TJ）の威力があった。[ ^{31] W50Y1とW50Y3は、それぞれ40と440キロトンTNT（170と1,840 TJ）の威力があるとされることもある。 [32] [33]} 200キロトンTNT（840 TJ）バージョンの弾頭はナイキゼウス用だったが、^[33] 1991年までにパーシング1aで使用された。^[34]

W50には強化された爆発安全システムと低感度高性能爆薬が搭載されておらず、使用制御のためのカテゴリーA PALが装備されていました。^[29]

ドミニク・アズテックでテストされたXW-50-X1弾頭は球状の第2段を使用しており、1962年の文書では次のように説明されている。^[35]

この兵器は元々、テスト済みの装置に近づけるために [編集済み] で設計されましたが、より効率的な球形の二次弾頭に変更する決定が下されました。これらの変更の影響は実験的に検証する必要があります。この重量クラスでは代替弾頭は入手できません。

— 大気圏核実験計画案（1962年）

発射後、慣性信管はパーシングの第二段から電力を受け取り、第二段分離前に一連のバッテリーを起動した。ミサイルがコース上にあり、第二段分離がエンジン停止から300ミリ秒以内に起こった場合、一連の熱バッテリーの点火回路が有効になった。熱バッテリーは再突入直前に点火され、0.5 g（4.9 m/s ²）の減速が感知されると、信管が有効になり、弾頭の作動機能が作動した。^[30]

研究者のチャック・ハンセンによると、W50の第二段階はW78ミニットマンIII弾頭にも使用されていた。W78はTNT換算で335～350キロトン（1,400～1,460TJ）の威力があると推定されており、現在も米国の核兵器備蓄に保管されている。^[36]