Список форумов Форум космопорта Форум космопорта
Космос и все, что с ним связано...
 
 FAQFAQ   ПоискПоиск   ПользователиПользователи   ГруппыГруппы   РегистрацияРегистрация 
 ПрофильПрофиль   Войти и проверить личные сообщенияВойти и проверить личные сообщения   ВходВход 

Немного про термоядерную бомбу.

 
Начать новую тему   Эта тема закрыта, вы не можете писать ответы и редактировать сообщения.    Список форумов Форум космопорта -> Поговорим?
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
Oleg_P
Ветеран


Зарегистрирован: 07.02.2006
Сообщения: 334
Откуда: зарубежье

СообщениеДобавлено: 26 Май 2009 [11:07]    Заголовок сообщения: Немного про термоядерную бомбу. Ответить с цитатой

Темой про термояд навеяно...

Далее я буду бомбой обзывать все варианты взрывного устройства для простоты.

Сделали ребята ядерную бомбу и решили, что надо что-то получше и по мощнее. Так как сделать очень мощную бомбу на делении ядер урана или плутония было очень сложно и дорого - высоко обогащенный уран дорог (для бомбы нужен 235 изотоп, а в природном уране его очень мало - основная масса это 238 изотоп) и плутоний не дешевле (его из урана в ядерных реактора делают), то надо было искать другие пути. И решили заняться термоядерной реакцией.
Довольно быстро посчитали, что наиболее просто реализуемы реакции дейтерия с тритием, то есть реакции между изотопами водорода, и началось проектирование водородной бомбы.
Первые бомбы это было нечто - целое здание с холодильными установками для конденсации дейтерия и трития и небольшая ядерная бомба для создания достаточной температуры и давления для реакции синтеза между тритием и дейтерием. И вот американцы таки рванули этот домик - бомбу. Что-то около 5 мегатонн тротилового эквивалента.
А в СССР, Сахаров подумал и предложил - а нафига нам жидкие тритий и дейтерий, это неудобно и затратно, давайте взрывать твердые соединения изотопов, например гидриты лития, что в СССР и проделали, соорудив термоядерную бомбу уже в транспортабельном виде и рванули ее летом 53 года.
Гидрит лития это конечно хорошо, но все равно надо его производить из дейтерия и трития, и тогда Гинзбург и предложил - Народ, у нас все равно запал - ядерная бомба, из которой прут нейтроны со страшной силой, давайте просто использовать изотоп лития 6, который при облучении нейтронами делится на гелий и тритий, и получим тритий для термояда сразу во время взрыва.
Классно, так и сделали, теперь надо было только добавить оболочку из гидрита лития6 (6 изотоп довольно резок - его примерно 6 процентов в природном) и тогда получим воспроизводство трития во время взрыва. Правда есть небольшая проблема - многие нейтроны улетают не развалив литий, но с этим поборолись просто - надо добавить в оболочку бериллий - его едро при попадании нейтрона изпускает уже два, так сказать умножитель нейтронов. И все здорово и замечательно - получаем очень мощную и довольно дешовую бомбу (на единицу мощности). Но тут вспомнили еще один интересный момент, тот уран которого полно - 238 изотоп, в ядерной бомбе не используется, но он отлично делится при облучении быстрыми нейтронами - теми самыми которые получаются при термоядерной реакции. И народ решил - а давайте мы нашу термоядерную бомбу покроем слоем дешевого 238 урана. И получилось просто замечательно - с одной тонны 238 урана, бомба получает дополнительные 18 мегатонн мощности взрыва. А тонна урана это кубик со стороной в 38 сантиметров. Получилась супер слоеная бомба, ее можно сделать практически любой мощности. Такую бомбу мощностью в 100 мегатонн и сделали в СССР, и даже ее испытали, правда снизив мощность в половину - на всякий случай.

Вот такие подарки ждут нас в арсеналах. Wink

Кстати сделать ядерную бомбу из плутония довольно сложно - надо очень точные расчеты, точные взрыватели, правильная взрывчатка и многое другое(хотя все это технология середины 40 годов прошлого века), а вот сделать бомбу из 235 урана, сможет любой немного умеющий работать руками и головой. Надо всего лишь взрывом столкнуть два куска урана со скоростью в несколько км/с. Первая урановая бомба была довольно примитивна, ее даже не стали испытывать, а сразу на Японию кинули - никто не сомневался что сработает. Поэтому то мировая общественность и парится с Ираном, который массово обогащает уран до оружейного уровня. Сделать потом бомбу из готового урана 235 - очень просто, а учитывая что термоядерная бомба тоже не супер сложная конструкция - то имея достаточно урана 235 можно довольно быстро наделать кучу бомб самой разной мощности.
Так что даже если сейчас Иран и не "хочет" сделать бомбу, то имея обогащенный уран, он сможет это почти мгновенно сделать, если ему так захочется.

Надеюсь кому-то будет интересно это прочитать.

С уважением...


Последний раз редактировалось: Oleg_P (27 Май 2009 [20:45]), всего редактировалось 1 раз
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Zahar
Новичок


Зарегистрирован: 25.05.2009
Сообщения: 11
Откуда: почти Киев

СообщениеДобавлено: 26 Май 2009 [16:09]    Заголовок сообщения: Немного про термоядерную бомбу Ответить с цитатой

Цитата:
Так как сделать очень мощную бомбу на делении ядер урана или плутония было очень сложно и дорого - высокообогащенный уран дорог (для бомбы нужен 235 изотоп, а в природном уране его очень мало - основная масса это 238 изотоп) и плутоний не дешевле (его из урана в ядерных реактора делают)

Здесь дело не в дороговизне материалов, а в сложности самого подрыва. Например еще в конце 30-х рассчитали, что для цепной реакции деления в чистом уране-235 достаточно около 1 кг в виде шарика (это без потери вторичных нейтронов). А если собирать больше, остальной уран просто расплавится и испарится.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B1%D0%BE%D0%BC%D0%B1%D0%B0_%D0%9C%D0%B0%D0%BB%D1%8B%D1%88
Цитата:
Бомба содержала 64 килограмма урана, из них в около 700 граммах происходило деление ядер, и примерно 600 миллиграмм урана высвободило энергию с разрушающей силой мощностью примерно 20 килотонн в тротиловом эквиваленте.

Т.е. прореагировало около 1% урана, и выделило энергию 0,0001%. Остальное успело расплавиться и испариться "на подлете".
Причем скорость сближения двух частей заряда была около 1 км/сек

С плутонием еще хуже, так как он делится гораздо легче. Для того, чтобы прореагировала хоть какая-то часть плутония необходима скорость сближения не менее 15км/сек (насколько я помню, может ошибаюсь, но больше 10 точно). Поэтому плутоний подрывают методом имплозии (взрыва внутрь) и шарик плутония не может быть больше 5-7 кг (меньше кстати тоже).

Цитата:
Первые бомбы это было нечто - целое здание с холодильными установками для конденсации дейтерия и трития и небольшая ядерная бомба для создания достаточной температуры и давления для реакции синтеза между тритием и дейтерием. И вот американцы таки рванули этот домик - бомбу. Что-то около 5 мегатонн тротилового эквивалента

Не "первые бомбы", а "термоядерное устройство". И не здание, а целый завод (холодильный). Трития там не было. Он действительно очень дорогой и период полураспада у него всего 12 с копейками лет. Кроме того он излучает нейтроны, а до поры до времени это вредно для ядерного запала. Мощность взрыва составила 15 Мт. (устройство "Mike").

Цитата:
Гидрит лития это конечно хорошо, но все равно надо его производить из дейтерия и трития

Все-таки точнее дейтерид лития (не LiH, а LiD). И тритий тут на при чем.

Цитата:
6 изотоп довольно резок - его примерно 6 процентов в природном

Получать Li-6 действительно сложно, но все же гораздо проще чем уран-235. Отношение масс изотопов больше чем у урана и содержание тоже больше. (7.5% Li-6. 0.7% U-235).

Цитата:
Такую бомбу мощностью в 100 мегатонн и сделали в СССР, и даже ее испытали, правда снизив мощность в половину - на всякий случай.

Народ прозвал ее "Царь-бомба", американцы "пол-Ивана"-из-за половинной мощности, а в Арзамасе-16 -"кузькина мать" которую Никита Сергеевич обещал показать "Им".
Я когда-то видел док.фильм про испытания этой бомбы. Так там диктор рассказал, что ее мощность снизили вдвое слив половину дейтерида лития Laughing . На самом деле просто урановую оболочку заменили свинцовой.

Цитата:
вот сделать бомбу из 235 урана, сможет любой немного умеющий работать руками и головой. Надо всего лиш взрывом столкнуть два куска урана со скоростью в несколько км/с. Первая урановая бомба была довольно примитивна, ее даже не стали испытывать, а сразу на японию кинули - никто не сомневался что сработает.


Сработала, но параметры срабатывания я приводил выше. По расчетам выходило, что скорость сближения кусков урана должна быть не менее 2.5 км/сек. В простой пушке этого не достигнешь. Все-таки это должна быть бомба, а не ЭМ-ускоритель.

Цитата:
Поэтому то мировая общественность и парится с Ираном, который массово обогащает уран до оружейного уровня. Сделать потом бомбу из готового урана 235 - очень просто, а учитавая что термоядерная бомба тоже не супер сложная конструкция - то имея достаточно урана 235 можно довольно быстро наделать кучу бомб самой разной мощности.
Так что даже если сейчас Иран и не "хочет" сделать бомбу, то имея обогащенный уран, он сможет это почти мгновенно сделать, если ему так захочется.


Высокообогащенный уран сложно хранить и прятать ("светит" он - дай бог. Особенно при сближении кусков. Shocked ). А в Иране кажется не одна инспекция была.
Ну можно, конечно построить реактор для получения плутония, а потом все-равно переходим к плутониевой бомбе.
ИМХО - шумиха с Ираном это политические выбрыки Америки для присутствия ее в Иране.

А вообще-то ядерное оружие - это дрянь немерянная!

ЗЫ. Советую посмотреть фильм "Братство бомбы" . Ссылку не помню.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Oleg_P
Ветеран


Зарегистрирован: 07.02.2006
Сообщения: 334
Откуда: зарубежье

СообщениеДобавлено: 27 Май 2009 [10:48]    Заголовок сообщения: Re: Немного про термоядерную бомбу Ответить с цитатой

Добрый день, Zahar! Smile
Рад, что кому то было интересно прочитать, еще более рад, что вы аргументированно прокоментировали историю. То что я написал в своем после, конечно не является точным историческим описанием советской и американской атомных программ. Такое описание заняло бы слишком много места, и много времени. То что я написал, это компиляция из беседы с пары русских физиков ядерщиков, которая происходила в уютной обстановке нашей лаборатории за рюмкой чая вечером после рабочего дня году этак в 2000.(уже не помню причину их приезда) Wink В целом она достаточна близка к правде что бы быть озвученой.

Zahar писал(а):

Здесь дело не в дороговизне материалов, а в сложности самого подрыва. Например еще в конце 30-х рассчитали, что для цепной реакции деления в чистом уране-235 достаточно около 1 кг в виде шарика (это без потери вторичных нейтронов). А если собирать больше, остальной уран просто расплавится и испарится.

Very Happy Вы правы, но уже в 40 годах придумали несколько схем повышающих эффективность использования урана в бомбе. И способы повышения мощности атомной бомбы, даже скажу, что успехи в решении этих проблем несколько затормозили проект водородной бомбы, так как уже имело смысл создавать термоядерную бомбу только большой мощности выше мегатонны, а по тем временам - конец сороковых это было уже очень мощно.

Цитата:
Причем скорость сближения двух частей заряда была около 1 км/сек

Smile Да, на самом деле с помощью пушечной схемы можно и большей скорости достигнуть, что повысит эффективность. Но лучше использовать разные имплозийные схемы, например при конфигурации в виде шара, можно добавить в центре к урану бор, поглащающий нейтроны, при взрыве, бор будет сжат ближе к центру и поглащение нейтроной уменьшится - увеличивая критичность сборки. Вообще способом несколько. Wink

Цитата:
С плутонием еще хуже, так как он делится гораздо легче. Для того, чтобы прореагировала хоть какая-то часть плутония необходима скорость сближения не менее 15км/сек (насколько я помню, может ошибаюсь, но больше 10 точно). Поэтому плутоний подрывают методом имплозии (взрыва внутрь) и шарик плутония не может быть больше 5-7 кг (меньше кстати тоже).

Вы и правы и неправы одновременно. Smile Плутоний действительно требует скоростей выше 10 км/сек, такой скорости взрывчатка не дает, но используют лазейку - у плутония есть несколько фаз состояния, в дельта фазе у него интересная особенность, при повышении давления он совершает фазовый переход, увеличивая плотность на примерно 25 процентов. Так что если шарик из плутония в дельта фазе обложить взрывчаткой и очень точно ее взорвать( расчеты показывали что требуется конструкция похожая на футбольный мяч с большим числом элементов - и точными взрывателями для очень равномерного по поверхности взрыва) то взрываная волна в сжимающемся плутонии будет двигаться со скоростью более 10 км в секунду( действительно что-то около 15). Для взрыва так же надо что бы успели пройти около 80 поколения деления, причем основная энергия выделяется в последних покалениях. Поэтому для уменьшения время требуемого на это число поколений в бомбу встраивают дополнительный источник нейтронов, например импульсный, которный срабатывает во время имплозии и позволяет сократить число поколений, а следовательно уменьшить время полного деления заряда и повысить мощность.
Изменяя добавки в плутонии и конструкию бомбы, можно использовать разное количество плутония, про такое ограничение в 5-7 кг я не слышал. Cool


Цитата:
Не "первые бомбы", а "термоядерное устройство".

Я же написал в начале, что все буду бомбами обзывать. Wink Для простоты.

Цитата:
И не здание, а целый завод (холодильный). Трития там не было. Он действительно очень дорогой и период полураспада у него всего 12 с копейками лет. Кроме того он излучает нейтроны, а до поры до времени это вредно для ядерного запала. Мощность взрыва составила 15 Мт. (устройство "Mike").

Smile Да вы правы, в испытаниях Майк, использовался сжиженный дейтерий, но с промежуточной камерой дейтерийтритиевой смеси.
А первое испытание было Джордж - в нем использовали смесь сжиженных дейтерия и трития. Smile Правда испытания были частично успешными и расчетной мощности не достигли.

Цитата:
Цитата:
Гидрит лития это конечно хорошо, но все равно надо его производить из дейтерия и трития

Все-таки точнее дейтерид лития (не LiH, а LiD). И тритий тут на при чем.

В принцие и так и так можно называть. Делали и соединения трития с литием - для начала реакции. Потом, уже конечно тритий образуется из лития6 в процессе развития реакции.

Цитата:
Цитата:
6 изотоп довольно редок - его примерно 6 процентов в природном

Получать Li-6 действительно сложно, но все же гораздо проще чем уран-235.

Да, американцы использовали сжиженный газы, потому, что их завод по производству лития6 постоенный в США в 53 году, не успевал наработать достаточное количество. Вспомним, что Майк рванули в конце 52, когда литийный завод только строился. А мспытание Джорж было еще в 51 году.

Цитата:
Так там диктор рассказал, что ее мощность снизили вдвое слив половину дейтерида лития Laughing . На самом деле просто урановую оболочку заменили свинцовой.

Ага. Very Happy

Цитата:
Сработала, но параметры срабатывания я приводил выше. По расчетам выходило, что скорость сближения кусков урана должна быть не менее 2.5 км/сек. В простой пушке этого не достигнешь. Все-таки это должна быть бомба, а не ЭМ-ускоритель.

В пушечной схеме, если мне не изменяет память, взывчаткой можно достичь скоростей до 4.5 км/с. Но первые бомбы были конечно не настолько совершенны. Однако сечас просчитать конструкцию гораздо проще чем в сороковых - данных даже в открытых источниках полно. да и вычислительные мощности повыше будут. Wink Вот корейцы плутониевую бомбу соорудили, э это несколько сложнее, хотя плутоний немного проще получить чем обогатить уран до высокой степени.


Цитата:
Высокообогащенный уран сложно хранить и прятать ("светит" он - дай бог. Особенно при сближении кусков. Shocked ). А в Иране кажется не одна инспекция была.

Ну не так сложно как вы думаете, никто не зранит его в близкой к критической конфигурации, а так в основном это альфа рапад и его излучение очень легко экранировать.
Я знаю человека, которому был нужен уран ( не для ядерных устройств и подобного Wink вообще не для незаконных целей, и уран подходил природный ), но покупать его официально сложно и муторно, он просто попросил его у физиков в россии, ему отсыпали и он его повез себе в страну в обычном термосе. И привез. Smile Хотя если бы на таможне нашли - могли быть неприятности.

У нас в универе, довольно долго на шкафу в аудитории практикумов стояла трех литровая банка, а которой было на треть урана. Но в один прекрасный день, народ получил новые дозиметры и стал ими все мерять подряд, и оказалось, что банка уже неплохо фонит ( наверное пыль или примеси в стекле активировались альфа распадом), и эту банку убрали и больше я ее не видел. Smile


Цитата:
ИМХО - шумиха с Ираном это политические выбрыки Америки для присутствия ее в Иране.

А вообще-то ядерное оружие - это дрянь немерянная!

Знаешь, мне вот чесно не нравиться когда в руках в неуравновешенных личностей, есть оружие. У меня оно есть, у полиции есть. Но когда оружие в руках у пьяного или наркомана или у фанатика - это напрягает. Поэтому когда ядерное оружие появляется у северной кореи, пакистана или у ирана, это не может не настораживать. А некоторых людей заставляет нервничать. И это вполне понятно.
Появить ядерное оружие у швеции, этому удивятся - "зачем?", но не будут так нервничать. А появись ядерное оружие у сомали или афганистана - реакция будет несколько иная, не так ли?

С уважением. Very Happy
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Zahar
Новичок


Зарегистрирован: 25.05.2009
Сообщения: 11
Откуда: почти Киев

СообщениеДобавлено: 29 Май 2009 [06:30]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Oleg_P
Спасибо за поправки. Я не физик и тем более не атомщик. Very Happy Просто по долгу службы когда-то немного работал в первом главке (урановом) на разведке. Так-что я лучше знаю как эту гадость искать и добывать чем перерабатывать и использовать.

А что касается Ирана, то кто-то сказал что-то вроде: "если разговор заходит о политике, то он закончится дракой". Ну их Very Happy
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Zahar
Новичок


Зарегистрирован: 25.05.2009
Сообщения: 11
Откуда: почти Киев

СообщениеДобавлено: 05 Июн 2009 [08:51]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Oleg_P
И все-таки непонятно, как можно использовать тритий в боеголовках? Это ж они по-хорошему лет десять могут храниться и потом подлежат утилизации? Rolling Eyes
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2143
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 07 Июн 2009 [17:14]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Zahar
Срок годности боеголовки сильно зависит от периода полураспада делящегося инициатора реакции.
Тритий с периодом полураспада 12,32 года как компонент ядерного оружия пригоден разве что в "бедных" вариантах, на начальном этапе разработок ЯО.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Oleg_P
Ветеран


Зарегистрирован: 07.02.2006
Сообщения: 334
Откуда: зарубежье

СообщениеДобавлено: 08 Июн 2009 [12:04]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Тритий использовали в первых устройствах, на заре создания арсеналов - тогда малый срок хранения народ не сильно заботил. Ведь даже изотопные бомбы планировались , с смысле не урановые а на амереции и прочей короткоживущей гадости. У них вообще - с завода на фронт Smile. Зато можно чуть ли не пули ядерные делать... Тока оказалось нафиг не нужно....
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2143
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 08 Июн 2009 [17:00]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Oleg_P
Кстати, детьми бредили о "ядерных пулях".
Есть изотопы с критической массой в 10 грамм? Very Happy Просто не искал.
И, если не сложно, что оно даст "на глаз" в ТНТ или в Джоулях? Пусть америций или калифорний (хотя, у калифорния вроде с пол-кило КМ и килотонна на выходе, а токсичность - мама не горюй).
В "обычные" 7.62 явно не впишешься (со всеми экранами/замедлителями), а вот авиационные 30 мм - уже реально!
"На глаз" 0.01 кт - для танка хватит!

Конечно, я дуркую. Во-первых детонация в момент выстрела, во-вторых дешевле просто лупануть очередью с урановым сердечником (чисто массой). Сбивается кумулятивная защита, потом простенькой ракетой сносим башню...
Эт вертолётный противотанковый вариант.

ЗЫ. Как-то не следует развивать тему в направлении оружия массового поражения, ИМХО. Некультурно даже.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
ruata matsu
Ветеран


Зарегистрирован: 17.02.2005
Сообщения: 830
Откуда: Uk

СообщениеДобавлено: 09 Июн 2009 [10:08]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Boo писал(а):

ЗЫ. Как-то не следует развивать тему в направлении оружия массового поражения, ИМХО. Некультурно даже.


С чего это ОМП стало некультурным? Shocked
Сейчас - некультурный - это "негр" или "араб" у которого как раз таки гарантировано нету ОМП.
Некультурный - значит его надо "просветить", путем введения войск на его территорию и культурным геноцидом с использованием самын что ни на есть раскультурных штурмовых винтовок, танков, и вертолетов...

Это я к тому, что любое оружие не может быть культурным или некультурным. Не надо плодить ненужные сущности...

пистолет или ядерная ракета - в руках супостата - это конечно очевидно - некультурно...

А любое оружие в НАШИХ справедливых и честных руках - это высшая степень культуры. Razz
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Эта тема закрыта, вы не можете писать ответы и редактировать сообщения.    Список форумов Форум космопорта -> Поговорим? Часовой пояс: GMT + 2
Страница 1 из 1

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах