Odpowiedz 
 
Ocena wątku:
  • 0 Głosów - 0 Średnio
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Lotnicze bomby jądrowe i termojądrowe
Offline
Moderator
Moderator
     
Liczba postów: 3,769
Dołączył: 13.11.2011
Okres: Starożytność
Post: #21
RE: Lotnicze bomby jądrowe i termojądrowe
Spojrzałem.
Ładunek jądrowy ma spowodować detonację ładunku termojądrowego.
Celem podgrzania tego ostatniego, należy z regulowaną mocą dokonać najpierw wybuchu ładunku jądrowego.
Zastanawiałem się nad tymi przekładkami nawet z ołowiu, ale to nie ma sensu.

Najpierw są zapalniki konwencjonalne - " Podpałka (uran, pluton)" - Deuter i Tryt.
Taka jest kolejność.

Widzę to to tak, że regulację można przeprowadzić tylko na tym pośrednim etapie.
Na takiej zasadzie, że ustawia się temperaturę zapłonu ładunku zasadniczego.

Pozdrawiam
poldas
[Obrazek: Polska_Flaga.gif] Piszę poprawnie; Przynajmniej tak mnie się wydaje.
24.06.2015 19:00
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Online
Profesor
Zasłużony
     
Liczba postów: 659
Dołączył: 09.12.2011
Okres: Starożytność
Post: #22
RE: Lotnicze bomby jądrowe i termojądrowe
Może ja wytłumaczę jak to działa.

Na rysunku widzimy całą bombę. W jej wnętrzu znajduje się plutonowy "zapalnik" czy raczej detonator, a odrobinę dalej oddalona od niego kapsuła z paliwem do syntezy (mieszaniną deuterowo-trytową, albo deuterkiem litu, wszystko jedno w tym momencie) w płaszczu z ciężkiego metalu (zwykle U238 z tym że on wybucha od neutronów, więc jak nie chcemy za dużej eksplozji to z czego innego, wolframu na przykład albo co). Przestrzeń między nimi wypełniona jest pianką poliuretanową, przede wszystkim ze względów technicznych (żeby całość była sztywniejsza) ale nie tylko.

Detonujemy bombę jądrową. JEB. Trwa to mniej więcej 10^-8 s i mamy z przodu kulę ognistą, strasznie gorącą, ze 60 mln K na powierzchni, i ekspandującą z prędkością rzedu 1000 km/s. Ale z jej powierzchni emitowany jest potężny strumień światła, a w zasadzie promieniowania rentgenowskiego (świeci toto w pierwszym przybliżeniu jak ciało doskonale czarne czyli w tej temperaturze maksimum ma właśnie w jakichś miękkich rentgenach). Promienie te rozchodzą się z prędkością światła mniej więcej. Czyli ze 300 razy szybciej niż ekspanduje kula ognista. Gdy kula ognista urośnie o centymetr czy kilka to promienie X dojadą już kanałem radiacyjnym do końca bomby.

(Po drodze jest ta pianka, ale ona w niczym nie przeszkadza. Momentalnie zamienia się w rzadką plazmę z atomów węgla, azotu, wodoru, jest przezroczysta dla promieniowania X. A nawet może trochę pomóc, ale o tym zaraz).

Promienie docierają do końca bomby no i co, pochłaniane są przez jej ścianki (ale to mamy w d*) i przez ścianki kapsuły z deuterem. Ponieważ odległość jest mała, równowaga termiczna zostaje osiągnięta bardzo szybko. Czyli powierzchnia kapsuły ogrzewa się może nie do całych 60 mln K ale coś w tym stylu. W związku z tym zamienia się w gaz i plazmę (ablacja) i też momentalnie ekspanduje, z prędkością może nie całych 1000 km/s ale coś w tym stylu. Czyli wyrzut plazmy z powierzchni kapsuły powoduje że na zasadzie odrzutu owa powierzchnia wyrusza w przeciwnym kierunku czyli do środka, z prędkością znowuż, może nie 1000 km/s ale tego rzędu. Elegancko ściskając zawartość kapsuły. I nagrzewając ją przez to jednocześnie.

(Tu się przydaje ta pianka, a w zasadzie ta plazma co z niej powstała. Może jest i rzadka, ale ma pewne ciśnienie. I opóźnia przez to ekspansję gęstej plazmy z ciężkiego metalu z powierzchni kapsuły i ścianek skorupy, która to plazma nie jest przezroczysta dla promieni X i mogłaby zatkać kanały radiacyjne. No to teraz nie zatka.).

Od ściskającej się powierzchni kapsuły startuje do jej środka fala uderzeniowa, która elegancko zgniata jej zawartość, zwiększając gęstość tak z 10 razy. I to już są całkiem drastyczne warunki i można zaprojektować bombę, która wybuchnie tylko od tego. Ale zwykle wszyscy co się tak zabawiają, chcą żeby walnęło jak naj-naj-najmocnej. A więc w centrum kapsuły jest jeszcze jeden dżinks: "świeca zapłonowa" (spark plug), gruba rura z plutonu wypełniona mieszaniną deuterowo-trytową. Jak fala uderzeniowa zgniecie i ją, rura osiąga stan krytyczny, mieszanina D-T dostarcza neutronów (zresztą pełno ich tam wkoło lata) i we wnętrzu implodującej kapsuły znienacka następuje eksplozja jądrowa.

No i teraz robi się naprawdę nieźle: paliwo do syntezy zostaje jakby zgniecione między implodującą z wierzchu obudową kapsuły, a eksplodującą w środku świecą zapłonową. Gęstość rośnie ze 30 razy. Ciśnienie spokojnie osiąga stopień porównywalny z jądrem gwiazdy (troche mniejsze ale i paliwo bardziej kaloryczne, w gwiazdach wszak jest zwykły wodór) i synteza nie ma wyjścia, jak tylko pojechać na maxa. Temperatura momentalnie skacze do 200-300 mln K (a więc nawet więcej niż w jądrze gwiazdy) i deuter i tryt "spalają" się też momentalnie (to są szybkie reakcje). Niekiedy spotyka się info, że w tych drastycznych warunkach wybucha i hel (do berylu bodajże) i lit (juz nie pamiętam do czego) ale to raczej nie jest prawda, to nie są szybkie reakcje, a wybuch tak znowuż długo nie trwa. W każdym razie wali to jak wszyscy wiemy bardzo mocno.

Całość jest kolektywnym pomysłem Edwarda Tellera i Stanisława Ulama. Ulam wymyślił ową kompresję radiacyjną (ale zamierzał ją wykorzystać do czego innego, szybszej i bardziej efektywnej kompresji rdzenia z plutonu w klasycznej bombie rozszczepialnej, która stała by się przez to jakby dwustopniowa), a Teller wymyślił, by zastosować tę sztuczkę w bombie termojądrowej.

A cały urok pomysłu Tellera-Ulama leży jeszcze i w tym, że można go skalować, no może nie w nieskończoność, ale w każdym razie spory kawałek. Mianowicie wybuch owej kapsuły z deuterem, o której była mowa, można wykorzystać do kompresji kolejnego stopnia - większej kapsuły z deuterem. A jej promieniowanie - do kompresji kolejnego stopnia itd. Z pewnością ma to jakieś granice, no i ostatecznie też jakieś bardzo wielkie bomby nie są generalnie do niczego potrzebne. No ale jakby kto chciał, to można tak się bawić. Słynna rosyjska "car-bomba", RDS-220 przetestowana w 1961 wybuchła z siłą 50-60 Mt. Wedle wielu źródeł była to bomba 3-stopniowa, w której odłączono ostatni stopień czy też nie odłączono, ale usunięto zeń elementy z U238. A gdyby rozkręcić ją na max, wybuchłaby z siłą 100 Mt albo i 150. Wg innych informacji niczego nie przykręcano, tylko dostępne metody obliczeniowe zawodziły dla takich mega-eksplozji i faktycznie mialo być 100 Mt tylko nie wyszło. W każdym razie i tak walnęło nieziemsko Uśmiech.

Pozdrawiam
Speedy
(Ten post był ostatnio modyfikowany: 24.06.2015 22:18 przez Speedy.)
24.06.2015 21:38
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Offline
Moderator
Moderator
     
Liczba postów: 3,769
Dołączył: 13.11.2011
Okres: Starożytność
Post: #23
RE: Lotnicze bomby jądrowe i termojądrowe
Ad. Speedy;
Cytat: Mianowicie wybuch owej kapsuły z deuterem, o której była mowa, można wykorzystać do kompresji kolejnego stopnia - większej kapsuły z deuterem. A jej promieniowanie - do kompresji kolejnego stopnia itd.
Cytat:Słynna rosyjska "car-bomba", RDS-220 przetestowana w 1961 wybuchła z siłą 50-60 Mt. Wedle wielu źródeł była to bomba 3-stopniowa, w której odłączono ostatni stopień czy też nie odłączono, ale usunięto zeń elementy z U238.

W takim razie regulacja siły wybuchu głowicy/ bomby termojądrowej ma polegać na dodawaniu, ujmowaniu ładunków deuter-tryt/lit, czy też owych elementów z Uranu 238?

Pozdrawiam
poldas
[Obrazek: Polska_Flaga.gif] Piszę poprawnie; Przynajmniej tak mnie się wydaje.
03.07.2015 17:09
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Online
Profesor
Zasłużony
     
Liczba postów: 659
Dołączył: 09.12.2011
Okres: Starożytność
Post: #24
RE: Lotnicze bomby jądrowe i termojądrowe
Hej
(03.07.2015 17:09)poldas napisał(a):  W takim razie regulacja siły wybuchu głowicy/ bomby termojądrowej ma polegać na dodawaniu, ujmowaniu ładunków deuter-tryt/lit, czy też owych elementów z Uranu 238?

Tzn. jeśli mowa o 3. stopniu to przypuszczalnie nie wyjęto go fizycznie (wątpię by konstrukcja bomby na to pozwalała) tylko zamknięto kanały radiacyjne wokół niego, tak, że nie uległ kompresji przez wybuch poprzedniego stopnia i nie eksplodował.

O wyjmowaniu/wkładaniu jakichś elementów z uranu była chyba tu już mowa. Na pewno ma to taka głowica W-87 używana w Peacekeeperach kiedyś i Minutmanach III; a i chyba ta bomba B-61 (Mk.61) też ma taką opcję?.

Pozdrawiam
Speedy
03.07.2015 19:13
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Offline
Moderator
Moderator
     
Liczba postów: 3,769
Dołączył: 13.11.2011
Okres: Starożytność
Post: #25
RE: Lotnicze bomby jądrowe i termojądrowe
Na czym polegało zamykanie kanałów radiacyjnych wokół kolejnego stopnia złożonego z 2H i 3H, lub Li?
Uściślam;
Z deuteru i Trytu, bądź Deuteru i Litu.

Pozdrawiam
poldas
[Obrazek: Polska_Flaga.gif] Piszę poprawnie; Przynajmniej tak mnie się wydaje.
(Ten post był ostatnio modyfikowany: 03.07.2015 20:00 przez poldas.)
03.07.2015 19:43
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Online
Profesor
Zasłużony
     
Liczba postów: 659
Dołączył: 09.12.2011
Okres: Starożytność
Post: #26
RE: Lotnicze bomby jądrowe i termojądrowe
(03.07.2015 19:43)poldas napisał(a):  Na czym polegało zamykanie kanałów radiacyjnych wokół kolejnego stopnia złożonego z 2H i 3H, lub Li?

Jak mówiłem, kanał radiacyjny (albo kanały radiacyjne, niekiedy o tym piszą w liczbie mnogiej) to jest ta przestrzeń pomiędzy ścianami tego 2. czy któregoś stopnia (kapsuły z deuterem czy czymś takim) a zewn. ścianami bomby. Kanałem rozchodzi się promieniowanie z wybuchu tego poprzedniego stopnia, które powoduje kompresję kolejnego stopnia aż do zapłonu w nim syntezy. Jeśli przegrodzimy kanał radiacyjny elementem w kształcie np. pierścienia, z metalu nieprzezroczystego dla promieni X, to promieniowanie nie będzie się mogło w kanale rozchodzić. Jeśli np. tę naszą przegrodę wstawimy w połowie długości kolejnego stopnia, to tylko połowa kapsuły z deuterem ulegnie kompresji i wybuchnie. A jeśli np. w 1/3 - to 1/3 wybuchnie. A jak damy przegrodę na samym początku tego kolejnego stopnia, to w ogóle odetniemy go całkiem i nic się nie skompresuje i nie wybuchnie - wybuch zakończy się na tym poprzednim stopniu.

Pozdrawiam
Speedy
03.07.2015 20:08
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Offline
Moderator
Moderator
     
Liczba postów: 3,769
Dołączył: 13.11.2011
Okres: Starożytność
Post: #27
RE: Lotnicze bomby jądrowe i termojądrowe
Ad. Speedy;
Cytat:Jeśli przegrodzimy kanał radiacyjny elementem w kształcie np. pierścienia, z metalu nieprzezroczystego dla promieni X, to promieniowanie nie będzie się mogło w kanale rozchodzić.
Metal nieprzeźroczysty dla promieni Roentgena? - Ołów.
Wiem, że to są szczegóły techniczne, o których się nie pisze w literaturze naukowej.
Bo to by była instrukcja dla tzw. "potencjalnych, kolejnych".

Wyżej podałem o klapach z ołowiu. To by w takim razie miało sens, ale;

Extra wysoka temperatura poprzedniego stopnia i szybkość reakcji spala to oprzyrządowanie następnego stopnia bez realnego rezultatu odnośnie otwarcia tych kanałów radiacyjnych.
W pierwszym stopniu reakcji termonuklearnej by to jeszcze miało sens. Potem rzecz musiała iść inaczej.

Coś mnie jeszcze ciekawi, ale o tym później.

Pozdrawiam
poldas
[Obrazek: Polska_Flaga.gif] Piszę poprawnie; Przynajmniej tak mnie się wydaje.
(Ten post był ostatnio modyfikowany: 03.07.2015 20:38 przez poldas.)
03.07.2015 20:36
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Online
Profesor
Zasłużony
     
Liczba postów: 659
Dołączył: 09.12.2011
Okres: Starożytność
Post: #28
RE: Lotnicze bomby jądrowe i termojądrowe
Hej
(03.07.2015 20:36)poldas napisał(a):  Metal nieprzeźroczysty dla promieni Roentgena? - Ołów.

Owszem nadawałby się. Przypuszczam jednak że lepszy byłby ten sam materiał co obudowa kapsuły z deuterem (ale owszem, to też może być ołów jak najbardziej). W ten sposób oba elementy - i przesłona i czoło kapsuły - ulegną ablacji w podobny sposób i w podobny sposób zostaną wystrzelone do tyłu z podobną prędkością.

(03.07.2015 20:36)poldas napisał(a):  Wiem, że to są szczegóły techniczne, o których się nie pisze w literaturze naukowej.
Bo to by była instrukcja dla tzw. "potencjalnych, kolejnych".

Owszem są to w jakiejś mierze (dużej mierze?) domysły, ale mające dobre oparcie w fizyce.
(03.07.2015 20:36)poldas napisał(a):  Wyżej podałem o klapach z ołowiu. To by w takim razie miało sens, ale;

Extra wysoka temperatura poprzedniego stopnia i szybkość reakcji spala to oprzyrządowanie następnego stopnia bez realnego rezultatu odnośnie otwarcia tych kanałów radiacyjnych.

Nie do końca rozumiem o co ci chodzi w tym zdaniu. Owszem, ta przegroda zostania zniszczona w ułamku sekundy bo i przecież cała bomba w ułamku sekundy przestaje istnieć. Chodzi o tu, że jak kanały radiacyjne nie puszczą promieniowania, żeby ogrzało z boku kapsułę z deuterem, to ona nie skompresuje i nie wybuchnie. A do momentu aż te przegrody wyparują czy też raczej wylecą do tyłu, to i kapsuła z deuterem zostanie zniszczona czy tez wystrzelona do tyłu, więc nie będzie mogła ulec takiej kompresji by walnęło.

Pozdrawiam
Speedy
04.07.2015 22:57
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Offline
Moderator
Moderator
     
Liczba postów: 3,769
Dołączył: 13.11.2011
Okres: Starożytność
Post: #29
RE: Lotnicze bomby jądrowe i termojądrowe
Czyli tak;
Najpierw idzie do kolejnego stopnia ładunku promieniowanie, a dopiero potem dociera do niego temperatura.
Dobrze rozumiem?

Pozdrawiam
poldas
[Obrazek: Polska_Flaga.gif] Piszę poprawnie; Przynajmniej tak mnie się wydaje.
04.07.2015 23:29
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Online
Profesor
Zasłużony
     
Liczba postów: 659
Dołączył: 09.12.2011
Okres: Starożytność
Post: #30
RE: Lotnicze bomby jądrowe i termojądrowe
Hej
(04.07.2015 23:29)poldas napisał(a):  Czyli tak;
Najpierw idzie do kolejnego stopnia ładunku promieniowanie, a dopiero potem dociera do niego temperatura.
Dobrze rozumiem?

Troszję to dziwnie sformułowałeś Uśmiech chodzi ci o to że najpierw dociera promieniowanie które nagrzewa go do wysokiej temperatury (i następuje cała ta ablacja, kompresja itd.) a potem dopiero reszta kuli ognistej, gorąca plazma z wybuchu poprzeniego stopnia? Tak, tak właśnie jest, z tym że ta reszta dociera do tego miejsca już w momencie jak reakcja termojądrowa odpaliła albo raczej nawet po jej zakończeniu (czyli w zasadzie chyba można powiedzieć że nie dociera bo nie ma już miejsca gdzie by miała dotrzeć, bo tam już ekspanduje potężniejsza kula ognista).

Generalnie na tym polega cała ta chytra kombinacja. Żeby wykorzystać do kompresji promieniowanie wybuchu poprzedniego stopnia, bo nim się jeszcze da jakoś manipulować, a nie samą ekspandującą kulę ognistą bo ona jest straszliwie niszczycielska i raczej zmiata wrzystko na swej drodze i rozbija na atomy i trudno byłoby coś z tym sensownego zrobić.

Gwoli ścisłości jest bowiem jeszcze ta gorsza metoda kompresji - wcześnejsza koncepcja zwana przez Tellera Alarm Clock, a w Rosji przez Sacharowa "słojka" czyli przekładaniec (takie ciastko), a ja sobie to złośliwie spolszczyłem na "słoik". Bo taki wredny jestem Duży uśmiech

Słoik jest to taka parodia bomby wodorowej, której się wydaje, że jest oparta na syntezie a tak naprawdę to jest taka bomba z superdopalaniem, gdzie wielkie ilości neutronów z syntezy wspomagają rozszczepienie. W słoiku 1. stopień otoczony jest wielowarstwową, nazwijmy to "kulą kompresyjną" - kapsułą z deuterem (deuterkiem litu) otoczoną od zewnątrz ścianą z U-238 (są tam jeszcze warstwy stali, aluminium chyba, czegoś tam jeszcze, ze względów nazwijmy to konstrukcyjno-mechanicznych).

Po wybuchu 1. stopnia za kompresję odpowiada głównie sama bezwładność kuli kompresyjnej, na którą od środka napiera ekspandująca kula ognista, a od zewnątrz masywne ściany jeszcze nie zdążyły ruszyć z miejsca. Ale co to przepraszam za równowaga, zakichana bezwładność kontra plazma o gwiezdnej temperaturze i prędkości setek km/s. I jeszcze niekiedy słoikowcy twierdzą, że neutrony które przeleciały przez całą kulę kompresyjną docierają do ścianki z uranu i rozszczepiają ją i w ten sposób od zewnątrz wybuch uranowej powłoki pomaga w tej kompresji od wewnątrz. A g... gucio. Bo przecież sama idea zastosowania deuterku litu polega na tym, że lit ma wielki przekrój czynny na pochłanianie neutronów i zamienia się przy tym w tryt i z deuterku litu dostajemy mieszaninę deuterowo-trytową czyli paliwo do syntezy. Więc za wiele neutronów do tej powłoki nie doleci i za strasznego wybuchu tam nie będzie na tym etapie. A jak damy cienką warstwę deuterku litu to z kolei paliwa do syntezy powstanie mało i neutronów wskutek tego też. Tak, że jakby się nie obrócić, to d...pa zawsze z tyłu, kompresja w słoiku jest fatalna, megatonowy wybuch da się może uzyskać albo i to nie: pierwsza rosyjska "bomba wodorowa", słoik właśnie, wydała z siebie 400 kt. A tyle to można spokojnie uzyskać z samego rozszczepienia z dopalaniem, więc można sobie darować cały ten cyrk, produkcję wielkich ilości deuteru, trytu, litu-6 (bo taki był ten rosyjski słoik perfekcyjny) itd. I poza tymi wczesnymi testami nikt chyba żadnych słoików nie robił (Amerykanie wcale, Brytyjczycy nie jestem pewien ale chyba też nie, Rosjanie tę pierwszą bombę RDS-6s i też sobie dali spokój)

Pozdrawiam
Speedy
(Ten post był ostatnio modyfikowany: 05.07.2015 08:47 przez Speedy.)
05.07.2015 08:44
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Odpowiedz