Добавлено: 26 Май 2009 [11:07] Заголовок сообщения: Немного про термоядерную бомбу.
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.
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
Зарегистрирован: 25.05.2009 Сообщения: 11 Откуда: почти Киев
Добавлено: 26 Май 2009 [16:09] Заголовок сообщения: Немного про термоядерную бомбу
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.
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 . 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. ). 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.
Добавлено: 27 Май 2009 [10:48] Заголовок сообщения: Re: Немного про термоядерную бомбу
Добрый день, Zahar!
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) 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.
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
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.
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. 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.
Цитата:
Не "первые бомбы", а "термоядерное устройство".
Я же написал в начале, что все буду бомбами обзывать. 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").
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. 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 . На самом деле просто урановую оболочку заменили свинцовой.
Ага.
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. 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. ). 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 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. 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.
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?
Зарегистрирован: 25.05.2009 Сообщения: 11 Откуда: почти Киев
Добавлено: 29 Май 2009 [06:30] Заголовок сообщения:
Oleg_P
Спасибо за поправки. Я не физик и тем более не атомщик. 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
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?
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.
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 . Зато можно чуть ли не пули ядерные делать... Тока оказалось нафиг не нужно....
Oleg_P
Кстати, детьми бредили о "ядерных пулях".
Есть изотопы с критической массой в 10 грамм? 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.
ЗЫ. Как-то не следует развивать тему в направлении оружия массового поражения, ИМХО. Некультурно даже.
С чего это ОМП стало некультурным?
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.
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
FAQ
Поиск
Пользователи
Группы
Регистрация
Профиль
Войти и проверить личные сообщения
Вход
. На самом деле просто урановую оболочку заменили свинцовой.
). А в Иране кажется не одна инспекция была.
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.
