Atomtöltetek

  • Ha nem vagy kibékülve az alapértelmezettnek beállított sötét sablonnal, akkor a korábbi ígéretnek megfelelően bármikor átválthatsz a korábbi világos színekkel dolgozó kinézetre.

    Ehhez görgess a lap aljára és a baloldalon keresd a HTKA Dark feliratú gombot. Kattints rá, majd a megnyíló ablakban válaszd a HTKA Light lehetőséget. Választásod a böngésződ elmenti cookie-ba, így amikor legközelebb érkezel ezt a műveletsort nem kell megismételned.
  • Az elmúlt időszak tapasztalatai alapján házirendet kapott a topic.

    Ezen témában - a fórumon rendhagyó módon - az oldal üzemeltetője saját álláspontja, meggyőződése alapján nem enged bizonyos véleményeket, mivel meglátása szerint az káros a járványhelyzet enyhítését célzó törekvésekre.

    Kérünk, hogy a vírus veszélyességét kétségbe vonó, oltásellenes véleményed más platformon fejtsd ki. Nálunk ennek nincs helye. Az ilyen hozzászólásokért 1 alkalommal figyelmeztetés jár, majd folytatása esetén a témáról letiltás. Arra is kérünk, hogy a fórum más témáiba ne vigyétek át, mert azért viszont már a fórum egészéről letiltás járhat hosszabb-rövidebb időre.

  • Az elmúlt időszak tapasztalatai alapján frissített házirendet kapott a topic.

    --- VÁLTOZÁS A MODERÁLÁSBAN ---

    A források, hírek preferáltak. Azoknak, akik veszik a fáradságot és összegyűjtik ezeket a főként harcokkal, a háború jelenlegi állásával és haditechnika szempontjából érdekes híreket, (mindegy milyen oldali) forrásokkal alátámasztják és bonuszként legalább a címet egy google fordítóba berakják, azoknak ismételten köszönjük az áldozatos munkáját és további kitartást kívánunk nekik!

    Ami nem a topik témájába vág vagy akár csak erősebb hangnemben is kerül megfogalmazásra, az valamilyen formában szankcionálva lesz

    Minden olyan hozzászólásért ami nem hír, vagy szorosan a konfliktushoz kapcsolódó vélemény / elemzés azért instant 3 nap topic letiltás jár. Aki pedig ezzel trükközne és folytatná másik topicban annak 2 hónap fórum ban a jussa.

    Az új szabályzat teljes szövege itt olvasható el.

dudi

Well-Known Member
2010. április 18.
36 023
40 398
113
X-10, és Hanford

Plutonium-ring.jpg

Plutónium (²³⁹Pu) kritikus tömege ötöde az uránnak, normál sűrűségen (χ = 1) mindössze 10kg.

A Manhattan-projekt második fő célja a plutónium ágyú bomba előállítása volt, amit Thin Man-nak neveztek.
Bár a természetben kis mennyiségű plutónium létezik, fegyverhez elegendő mennyiség előállításának legegyszerűbb módja, a természetes urán neutronokkal való bombázása, egy nukleáris reaktorban.
A reaktor neutronjai az urán-238-at urán-239-re transzformálják, amely gyorsan lebomlik, először a neptunium-239-re, majd a plutónium-239-re.
Mivel csak kis mennyiségű urán-238 transzformálódik, így a keletkezett plutóniumot kémiailag el kell választani a maradék urántól, és a többi hasadási termékektől.

Exterior-of-the-Graphite-Reactor-at-the-X-10-site-in-Oak-Ridge-in-1950.jpg

X-10 reaktor, Oak Ridge, Tennessee

Az X-10 plutónium termelő reaktor megépítése előtt, három alapvető tervezési döntést kellett meghozni.
Mi legyen az üzemanyag, a neutron moderátor, és végül a hűtőközeg.
1942-ben az üzemanyag megválasztása egyszerű volt, csak természetes urán áll rendelkezésre.
Moderátorként ugyan a nehézvíz 10% -al hatásosabb mint a legtisztább grafit, viszont nehéz víz sem állt elegendő mennyiségben rendelkezésre, így a reaktor a grafitot használt neutron moderátorként.
A DuPont mérnökei végül héliumgázt választottak a reaktor hűtőközegeként, főleg azért mert inert volt, ami megoldotta az esetleges korrózió kérdését.
A reaktor építése 1943 februárjában kezdődött.

Nuclear-Reactor-Uranium-Pile-30502443888.jpg

Az 1400t grafit téglát tartalmazó, és 7.3 méter élhosszúságú reaktor kockát 2m vasbeton vette körül.

X10-Reactor-Face.jpg


A töltési oldalon, 36 sorban 35 furat ment keresztül a teljes reaktortömbön.
A természetes uránt tartalmazó rudakat, egy lift platformon állva tolták be kézi erővel a reaktorba.

1943 november 4-én indították be, és onnantól hetente csak egyszer, az utántöltés 10 órájára állt le.
A reaktor túloldalán egy 6m mély medencébe kerültek a rudak, ahol egy hétig pihentek, amíg csökkent a radioaktivitásuk.
Az X-10 a hónap végére 500mg plutóniumot termelt.
1944 júliusára érte el maximális teljesítményét, a 4MW-ot.
1945 januárjában fejezte be plutónium termelését, addig 299 teljes töltésnyi uránt sugárzott be.
1963 novemberében állították le, azóta látogatható múzeumként működik.
https://www.energy.gov/management/x-10-graphite-reactor

Hanford-B-Reactor-Area-1944.jpg

B reaktor 1944 júniusában

1944 februárjában kezdték építeni a 6 tervezett 250MW-os (immár vízhűtésű) plutónium termelő első egységének (Reaktor-B) építését, Hanford területen, Washington államban.
Az eredetileg tervezett 6 reaktorból (A..F) végül csak három épült meg, a B, D, és az F.
B reaktor 1944 szeptemberében, D decemberben, az F 1945 februárjától termelt.


A plutóniumtermelés után következett a kémiai izotópszeparáció.
A reaktorokban besugárzott kapszulák tartalmában 250 rész plutónium keveredett egymillió rész uránnal és egyéb rendkívül erősen radioaktív bomlástermékekkel.
A csekélyke plutónium kinyerésére a Marié Curie és Ottó Hahn által kidolgozott szakaszos lepárlás módszerét használták.
Hogy biztonságosan kezelhető legyen, annyira meg kellett tisztítani, hogy a radioaktív bomlástermékeknek legfeljebb egy tízmilliomod része maradjon meg.
Két kémiai izotóp szeparációs eljárást alkalmaztak egymás után, amik kihasználták a plutónium különböző vegyérték állapotait.
Az első módszer hordozóként bizmut-foszfátot, a második lantán-fluoridot használt.
A bizmut-foszfát alkalmazásának fő célja az urán és a radioaktív bomlástermékek eltávolítása volt, a lantán-fluorid ezután magas koncentrációban emelte ki a nagy mennyiségű, igen híg oldatból a plutóniumot.

Plutónium szeparáció utolsó néhány lépése videón (érdemes megnézni):

A bizmut-foszfát-eljárás során először, a besugárzott urán-rudat forrásban lévő nátrium-hidroxidba rakták, amelyhez nátrium-nitrátot adagoltak.

A második lépés a plutónium elválasztása az urántól és az egyéb hasadási termékektől.
Bizmut-nitrát és foszforsav hozzáadásával, bizmut-foszfátot termeltek, amelyet a plutóniummal együtt kicsapattak.
A csapadékot kicentrifugálták és a folyadékot mint hulladékot eltávolították az oldatból.
Miután így a hasadási termékek jelentős részétől megszabadultak, az anyag gamma-sugárzása 90%-kal csökkent.
Az eredmény egy plutóniumtartalmú száraz anyag volt, amelyet salétromsavban feloldottak.
A plutónium oxidálásához nátrium-bizmutátot adtak.
A plutóniumot a bizmut-foszfát hordozza a négyértékű állapotban.
A bizmut-foszfátot ezután kicsapatták, így a plutónium az oldatban marad.

Ezt a lépést a harmadik lépésben megismételték.
A plutóniumot vas-ammónium-szulfát hozzáadásával redukálták.
Hozzáadták a bizmut-nitrátot és foszforsavat, az oldatot salétromsavban oldották és a bizmut-foszfát kicsapódott.
Ez a lépés a gamma-sugárzást négy további nagyságrenddel csökkentette, így az eredeti gamma-sugárzási szint 100’000 részére csökkent.

A negyedik lépésben foszforsavat adtak hozzá, és a bizmut-foszfátot kicsapatták és eltávolították, és kálium-permanganátot adtak a plutónium oxidálására.

A következő lépésben a lantán-fluoridot használtak.
A lantán-sókat és hidrogén-fluoridot adtak hozzá, és a lantán-fluoridot kicsapatták, míg a hatértékű plutóniumot oldatban hagyták.
Ez a lépés eltávolította a lantanidokat, mint a céziumot, a stronciumot és a lantánt, amit a bizmut-foszfát az előző lépésekben nem tudott.
A plutóniumot ismét oxálsavval redukálták, ezúttal kálium-hidroxidot adtak az oldathoz.
A folyadékot centrifugával eltávolították és a szilárd anyagot salétromsavban oldották, így plutónium-nitrátot kaptak.
Ezen a ponton egy 1200 liternyi tétel, 30 literre lett koncentrálva.

Az utolsó lépésben az oldathoz hidrogén-peroxidot, szulfátokat és ammónium-nitrátot adtak, és a hatértékű plutóniumot plutónium-peroxid formájában kicsapatták.
Ezt feloldották salétromsavban, és forró levegővel elforralták, hogy plutónium-nitrát pasztát állítsanak elő, amit a Los Alamosi laboratóriumba szállítottak.

A fenti eljárással a kiinduláskori 3t besugárzott természetes urán rúdból, ~0.75kg plutóniumot nyertek.

2019-05-05-09-10-30-Window.jpg

Az első plutónium elválasztó üzem (T), amit az óceánjáróhoz való hasonlóság miatt a „Queen Mary” nevet kapta.

A kémiai izotópszeparáció számára három (T, U, B) üzemet építettek.
1944 januárjában kezdték építeni a T, és U üzemet, amik szeptemberben és decemberben készültek el.
B üzem 1945 márciusára készült el.

Az első 80g 95%-os tisztaságú ²³⁹Pu szállítmány 1945. február 2-án érkezett Los Alamosba.

The-Hanford-Story-Plutonium-Finishing-Plant-mp4-snapshot-04-19-2019-04-21-06-14-47.jpg

kémiai izotópszeparációs munkahelyek

A vegyészek munkája nagyon veszélyes volt.
A háború végére a tapasztalt vegyészek felét el kellett távolítani a munkából, mert a vizeletükben elfogadhatatlanul magas plutónium koncentráció volt mérhető.

Létezik ezeknél(mindre gondolok amit eddig leírtál)hatékonyabb módszer is fegyver minőségű hadadóanyag előállítására?
 

jOkA

Well-Known Member
2017. november 7.
349
408
63
Nagyon nagy a kavarc itten, pont ezért is írom a sorozatot.
A filmen a "Démon" (harmadiknak elkészült szubkritikus plutónium mag) neutron visszaverő berillium burkát ejti rá Slotin, így az szuper kritikussá vált.
Slotin az elszenvedett 1000rad hatására 9 nap múlva el is hunyt.
A neutron visszaverő burkot elmagyaráznád részletesebben? Ha jól tudom akkor azért van, hogy a kritikus tömeget megtartsa és a neutronok ne szóródjanak túl hamar szét mert akkor túl gyorsan megszűnik a kritikus tömeg.
 

Celebra

Well-Known Member
2017. április 7.
5 514
2 533
113
A neutron visszaverő burkot elmagyaráznád részletesebben? Ha jól tudom akkor azért van, hogy a kritikus tömeget megtartsa és a neutronok ne szóródjanak túl hamar szét mert akkor túl gyorsan megszűnik a kritikus tömeg.
A neutronok "hasitják" az atommagot.A neutron visszaverő azért kell,hogy meglegyen a kellő neutronsűrűség.Áttételesen ez csökkenti a kritkus tömeget,illetve javitja a töltet hatékonyságát,de majd Hpaps kifejti,türelem
 
  • Tetszik
Reactions: gacsat and jOkA

jOkA

Well-Known Member
2017. november 7.
349
408
63
A neutronok "hasitják" az atommagot.A neutron visszaverő azért kell,hogy meglegyen a kellő neutronsűrűség.Áttételesen ez csökkenti a kritkus tömeget,illetve javitja a töltet hatékonyságát,de majd Hpaps kifejti,türelem
Már így is tiszta, köszi.
 

Hpasp

Well-Known Member
2018. január 28.
4 635
21 799
113
Létezik ezeknél(mindre gondolok amit eddig leírtál)hatékonyabb módszer is fegyver minőségű hadadóanyag előállítására?

Igen létezik, a fenti gázdiffúziósnál úgy 50x hatékonyabb.
Tárgyalom majd az eddigi részletességgel, csak mivel időrendben haladok, még némileg odébb van (a jelenlegi ütem szerint úgy június elején).
 

Hpasp

Well-Known Member
2018. január 28.
4 635
21 799
113
Többi fissziós, fúziós bombáról is olvasnék mint a little boyról.

Jönnek majd szépen sorban, időrendben, sőt ott majd számolunk, és modellezünk is...

A neutron visszaverő burkot elmagyaráznád részletesebben? Ha jól tudom akkor azért van, hogy a kritikus tömeget megtartsa és a neutronok ne szóródjanak túl hamar szét mert akkor túl gyorsan megszűnik a kritikus tömeg.

A neutronok "hasitják" az atommagot.A neutron visszaverő azért kell,hogy meglegyen a kellő neutronsűrűség.Áttételesen ez csökkenti a kritkus tömeget,illetve javitja a töltet hatékonyságát,de majd Hpaps kifejti,türelem

Pontosan.
A plutónium magok folyamatosan neutronokat bocsájtanak ki, természetes hasadásuk folyamán.
Ezért sem lehet például bányászni plutóniumot, mivel a föld keletkezésekor esetlegesen jelenlévő mennyiség már rég elhasadt.
Ha 10kg plutóniumot egy gömbbe raksz, akkor már lesz annyi atommag egymás mellett, hogy a felszabadult neutron tutira eltalál egy másik atommagot, ahol megint felszabadul egy, és már indul is a lavina szerű láncreakció. -> BUMM
Mivel ezeket a fegyverminőségű hasadóanyagokat macerás előállítani, ezért drágák is, így két módszer is van arra, hogy kevesebbet kelljen felhasználni.
Az első a neutron reflektor héj alkalmazása a plutónium mag körül, ami visszaveri a kósza neutronokat a mag felé, így nagyobb eséllyel találnak el atommagot.
Második hogy összesűrítjük az anyagot, ezáltal a plutónium atommagok egymáshoz közelebb kerülnek, és nagyobb eséllyel találják el őket a neutronok.
 

Hpasp

Well-Known Member
2018. január 28.
4 635
21 799
113
Trinity

Minden maghasadáson alapuló bomba működésének lényege, hogy a bombában lévő szubkritikus ²³⁵U vagy ²³⁹Pu az adott pillanatban az elérje a láncreakcióhoz szükséges kritikus tömegét, ami függ a hasadóanyag sűrűségtől, illetve az esetleges neutron visszaverő héj vastagságától.
A ²³⁹Pu kritikus tömege, ami képes fenntartani a láncreakciót; 10kg
A fenti érték normál sűrűségre (χ = 1), 100%-os (elméleti) dúsítottságra, és neutron visszaverő héj nélkül értendő.

Gadget2-sm.png



Los Alamosban az elkészült plutóniumot vizsgálva, kiderült hogy a fegyverkészítéshez szükséges ²³⁹Pu kívül jelentős százalékban tartalmaz ²⁴⁰Pu izotópot is, aminek aktivitása lehetetlenné teszi a plutónium felhasználását ágyú típusú (Thin Man) bombában, mivel az a kritikus tömeg elérése előtt (és csak töredék % hatásfokkal) robbanna.
A felfedezés rákényszerítette a Los Alamos-i tudósokat, az implóziós (Fat Man) bomba megalkotására.
Az implóziós fegyver lényege, hogy irányított robbantás segítségével a szubkritikus ²³⁹Pu mag sűrűségét (χ) megnöveljük, így az eléri a láncreakcióhoz szükséges kritikus tömeget, mivel nagyobb sűrűségen kisebb tömeg is elég a láncreakcióhoz.

Fat-Man-Detonation.png

A robbantás lökéshullámának tökéletesen gömb alakúnak kell lennie, különben nem következik be a láncreakció, és a magot alkotó értékes plutónium szétszóródik.

A tökéletesen gömb alakú lökéshullám létrehozásához két féle robbanóanyagra, és speciális gyújtóra volt szükség.

A fenti ábrán látható, hogy két féle égési sebességű robbanóanyag alkalmazásával meg lehet törni a robbanás lökéshullámát, mint a fényt egy optikai lencsén.
A lassabb égési sebességű robbanóanyag (képen világos) Baratol volt (70% Bárium nitrát, és 30% TNT), a gyorsabb pedig a Composition-B nevű (60% RDX, és 40% TNT).
A gömböt körbevevő 32db gyújtónak nagy sebességűnek kell lennie, és itt már számít a gyújtókhoz vezető kábelek azonos hosszúsága is.

demon-core-slotin-26.jpg

Plutónium mag középen (illetve még két fél mellette), amit körül vesz a gyengített urán neutron reflektor.

A 9cm átmérőjű két félből álló plutónium mag összesen 6.19kg súlyú volt.
A mag érintésre meleg volt (~40 °C), a fegyver minőségű plutónium folyamatosan 2.4 W/kg hőt termel, a fenti 9cm átmérőjű gömb összesen úgy 15W-ot.
A magot körbe vette a 22cm átmérőjű gyengített uránium neutron reflektor.

Az első plutónium félgömböt (HS-1) 1945. július 2-án öntötték formába, Los Alamosban.
Július 23-án három további félgömb (HS-2,3,4) öntését fejezték be, így két bomba töltete elkészült.

HD-4-G-053-10540204545.jpg

Trinity kísérleti eszköz, az Alamogordó lőtéren, Új-Mexikóban

Mivel az implóziós módszer sikerében senki sem volt biztos, ezért a tudósok mindenképpen szerettek volna egy tesztrobbantást.
Groves tábornok, a Manhattan projekt vezetője viszont komolyan aggódott, hogy sikertelen robbantás esetén hogyan számol majd el a kongresszus felé a félmilliárd dollárt érő szétszóródott plutóniummal.

Enrico-Fermi-1943-49.jpg

Enrico Fermi

Enrico Fermi szatirikus stílusa és szemlélete felhúzta Groves-t:
Egy kicsit megnehezteltem Fermire,... amikor hirtelen fogadásokat ajánlott a többieknek, hogy a bomba fel fogja-e gyújtani a légkört, s ha igen, az egész világot elpusztítja-e, vagy csak Új-Mexikót.
Azt is mondta: valójában nem is számít igazán, hogy a bomba felrobban-e vagy sem, mert a kísérlet tudományos jelentősége mindenképpen óriási.
Hiszen ha történetesen csütörtököt mond, akkor bebizonyítottuk, hogy az atomrobbantás nem lehetséges.
Szigorúan realista szempontból - magyarázta a tőle megszokott szókimondással az olasz Nobel-díjas - az történik, hogy a világ legjobb fizikusai tettek egy próbát, aztán nem sikerült.

A tekintélyesebb fizikusok egydolláros nevezési díjjal fogadásokat kötöttek a robbanás hatóerejére.
Teller igen optimistán 45 000 tonna TNT-egyenértékre, Hans Bethe 8000, Kistiakowsky 1400, Oppenheimer mindössze 300 tonnára fogadott; a cinikus Norman Ramsey egyenesen nullára tett.
Amikor I. I. Rabi néhány nappal a teszt előtt megérkezett, már csak a 18 000 tonnás tét volt szabad, úgyhogy akár hitt a Trinityben, akár nem, azt kellett választania.

Trinity-Test-Shot-20-Sec-July-16-1945.jpg


Fermi az epicentrumtól 10km távolságban előkészített egy kísérletet a bomba által kibocsátott energiamennyiség nagyságrendjének meghatározására:
Megpróbáltam megbecsülni az erősségét oly módon, hogy körülbelül két méter magasságból kicsiny papírdarabokat ejtettem le a lökéshullám áthaladása előtt, alatt és után.
Minthogy szél nem fújt, meg tudtam figyelni és mérni is azoknak a daraboknak a helyzetét, amelyek épp a lökéshullám áthaladásakor voltak esés közben.
A különbség 2,5 méter volt, amiből akkor legalább tízezer tonna TNT-egyenértékű robbanásra következtettem.

Az összegyűjtött törmelék későbbi radiokémiai elemzése kimutatta, hogy a robbanás 18,6 kilotonnás volt - vagyis közel négyszer akkora erejű, mint amit Los Alamosban vártak.

I. I. Rabi nyerte a fogadást.

Trinity-Site-Obelisk-National-Historic-Landmark.jpg

Trinity robbantás epicentrumában emelt obeliszk

A Trinity kísérlet töltetét 6.19kg plutónium alkotta, és mivel 1kg ²³⁹Pu tökéletes hasadásakor 17kt energia szabadul fel, így kiszámolhatjuk a fegyver hatásfokát, 18.6kt hatóerőt feltételezve:
18.6kt / (6.19kg · 17kt/kg) = 17.8%
Ez több mint egy nagyságrenddel magasabb mint a Little Boy 1.5%-a.

1945 július 16-án, a Trinity robbantás pillanatában a Little Boy éppen azon darun függött, ami a USS Indianapolis fedélzetére emelte.
A világ legelső atomfegyvere már a hadszíntérre való szállítása közben elavult.
 

papajoe

Well-Known Member
2016. február 21.
12 581
29 163
113
Trinity

Minden maghasadáson alapuló bomba működésének lényege, hogy a bombában lévő szubkritikus ²³⁵U vagy ²³⁹Pu az adott pillanatban az elérje a láncreakcióhoz szükséges kritikus tömegét, ami függ a hasadóanyag sűrűségtől, illetve az esetleges neutron visszaverő héj vastagságától.
A ²³⁹Pu kritikus tömege, ami képes fenntartani a láncreakciót; 10kg
A fenti érték normál sűrűségre (χ = 1), 100%-os (elméleti) dúsítottságra, és neutron visszaverő héj nélkül értendő.

Gadget2-sm.png



Los Alamosban az elkészült plutóniumot vizsgálva, kiderült hogy a fegyverkészítéshez szükséges ²³⁹Pu kívül jelentős százalékban tartalmaz ²⁴⁰Pu izotópot is, aminek aktivitása lehetetlenné teszi a plutónium felhasználását ágyú típusú (Thin Man) bombában, mivel az a kritikus tömeg elérése előtt (és csak töredék % hatásfokkal) robbanna.
A felfedezés rákényszerítette a Los Alamos-i tudósokat, az implóziós (Fat Man) bomba megalkotására.
Az implóziós fegyver lényege, hogy irányított robbantás segítségével a szubkritikus ²³⁹Pu mag sűrűségét (χ) megnöveljük, így az eléri a láncreakcióhoz szükséges kritikus tömeget, mivel nagyobb sűrűségen kisebb tömeg is elég a láncreakcióhoz.

Fat-Man-Detonation.png

A robbantás lökéshullámának tökéletesen gömb alakúnak kell lennie, különben nem következik be a láncreakció, és a magot alkotó értékes plutónium szétszóródik.

A tökéletesen gömb alakú lökéshullám létrehozásához két féle robbanóanyagra, és speciális gyújtóra volt szükség.

A fenti ábrán látható, hogy két féle égési sebességű robbanóanyag alkalmazásával meg lehet törni a robbanás lökéshullámát, mint a fényt egy optikai lencsén.
A lassabb égési sebességű robbanóanyag (képen világos) Baratol volt (70% Bárium nitrát, és 30% TNT), a gyorsabb pedig a Composition-B nevű (60% RDX, és 40% TNT).
A gömböt körbevevő 32db gyújtónak nagy sebességűnek kell lennie, és itt már számít a gyújtókhoz vezető kábelek azonos hosszúsága is.

demon-core-slotin-26.jpg

Plutónium mag középen (illetve még két fél mellette), amit körül vesz a gyengített urán neutron reflektor.

A 9cm átmérőjű két félből álló plutónium mag összesen 6.19kg súlyú volt.
A mag érintésre meleg volt (~40 °C), a fegyver minőségű plutónium folyamatosan 2.4 W/kg hőt termel, a fenti 9cm átmérőjű gömb összesen úgy 15W-ot.
A magot körbe vette a 22cm átmérőjű gyengített uránium neutron reflektor.

Az első plutónium félgömböt (HS-1) 1945. július 2-án öntötték formába, Los Alamosban.
Július 23-án három további félgömb (HS-2,3,4) öntését fejezték be, így két bomba töltete elkészült.

HD-4-G-053-10540204545.jpg

Trinity kísérleti eszköz, az Alamogordó lőtéren, Új-Mexikóban

Mivel az implóziós módszer sikerében senki sem volt biztos, ezért a tudósok mindenképpen szerettek volna egy tesztrobbantást.
Groves tábornok, a Manhattan projekt vezetője viszont komolyan aggódott, hogy sikertelen robbantás esetén hogyan számol majd el a kongresszus felé a félmilliárd dollárt érő szétszóródott plutóniummal.

Enrico-Fermi-1943-49.jpg

Enrico Fermi

Enrico Fermi szatirikus stílusa és szemlélete felhúzta Groves-t:
Egy kicsit megnehezteltem Fermire,... amikor hirtelen fogadásokat ajánlott a többieknek, hogy a bomba fel fogja-e gyújtani a légkört, s ha igen, az egész világot elpusztítja-e, vagy csak Új-Mexikót.
Azt is mondta: valójában nem is számít igazán, hogy a bomba felrobban-e vagy sem, mert a kísérlet tudományos jelentősége mindenképpen óriási.
Hiszen ha történetesen csütörtököt mond, akkor bebizonyítottuk, hogy az atomrobbantás nem lehetséges.
Szigorúan realista szempontból - magyarázta a tőle megszokott szókimondással az olasz Nobel-díjas - az történik, hogy a világ legjobb fizikusai tettek egy próbát, aztán nem sikerült.

A tekintélyesebb fizikusok egydolláros nevezési díjjal fogadásokat kötöttek a robbanás hatóerejére.
Teller igen optimistán 45 000 tonna TNT-egyenértékre, Hans Bethe 8000, Kistiakowsky 1400, Oppenheimer mindössze 300 tonnára fogadott; a cinikus Norman Ramsey egyenesen nullára tett.
Amikor I. I. Rabi néhány nappal a teszt előtt megérkezett, már csak a 18 000 tonnás tét volt szabad, úgyhogy akár hitt a Trinityben, akár nem, azt kellett választania.

Trinity-Test-Shot-20-Sec-July-16-1945.jpg


Fermi az epicentrumtól 10km távolságban előkészített egy kísérletet a bomba által kibocsátott energiamennyiség nagyságrendjének meghatározására:
Megpróbáltam megbecsülni az erősségét oly módon, hogy körülbelül két méter magasságból kicsiny papírdarabokat ejtettem le a lökéshullám áthaladása előtt, alatt és után.
Minthogy szél nem fújt, meg tudtam figyelni és mérni is azoknak a daraboknak a helyzetét, amelyek épp a lökéshullám áthaladásakor voltak esés közben.
A különbség 2,5 méter volt, amiből akkor legalább tízezer tonna TNT-egyenértékű robbanásra következtettem.

Az összegyűjtött törmelék későbbi radiokémiai elemzése kimutatta, hogy a robbanás 18,6 kilotonnás volt - vagyis közel négyszer akkora erejű, mint amit Los Alamosban vártak.

I. I. Rabi nyerte a fogadást.

Trinity-Site-Obelisk-National-Historic-Landmark.jpg

Trinity robbantás epicentrumában emelt obeliszk

A Trinity kísérlet töltetét 6.19kg plutónium alkotta, és mivel 1kg ²³⁹Pu tökéletes hasadásakor 17kt energia szabadul fel, így kiszámolhatjuk a fegyver hatásfokát, 18.6kt hatóerőt feltételezve:
18.6kt / (6.19kg · 17kt/kg) = 17.8%
Ez több mint egy nagyságrenddel magasabb mint a Little Boy 1.5%-a.

1945 július 16-án, a Trinity robbantás pillanatában a Little Boy éppen azon darun függött, ami a USS Indianapolis fedélzetére emelte.
A világ legelső atomfegyvere már a hadszíntérre való szállítása közben elavult.


Van karaj a plutóniumban,kedvelem,valaki mérnök hajlamú aki fejből tudja az ide vonatkozó képletet,számolja mar ki nekem,hogy a 17kt kb mennyi energiának felel meg, hogy átszámolhassam a gázolajhoz képest,kb meddig mennék vele,a csettegővel.
:D:)
 

dudi

Well-Known Member
2010. április 18.
36 023
40 398
113
Trinity

Minden maghasadáson alapuló bomba működésének lényege, hogy a bombában lévő szubkritikus ²³⁵U vagy ²³⁹Pu az adott pillanatban az elérje a láncreakcióhoz szükséges kritikus tömegét, ami függ a hasadóanyag sűrűségtől, illetve az esetleges neutron visszaverő héj vastagságától.
A ²³⁹Pu kritikus tömege, ami képes fenntartani a láncreakciót; 10kg
A fenti érték normál sűrűségre (χ = 1), 100%-os (elméleti) dúsítottságra, és neutron visszaverő héj nélkül értendő.

Gadget2-sm.png



Los Alamosban az elkészült plutóniumot vizsgálva, kiderült hogy a fegyverkészítéshez szükséges ²³⁹Pu kívül jelentős százalékban tartalmaz ²⁴⁰Pu izotópot is, aminek aktivitása lehetetlenné teszi a plutónium felhasználását ágyú típusú (Thin Man) bombában, mivel az a kritikus tömeg elérése előtt (és csak töredék % hatásfokkal) robbanna.
A felfedezés rákényszerítette a Los Alamos-i tudósokat, az implóziós (Fat Man) bomba megalkotására.
Az implóziós fegyver lényege, hogy irányított robbantás segítségével a szubkritikus ²³⁹Pu mag sűrűségét (χ) megnöveljük, így az eléri a láncreakcióhoz szükséges kritikus tömeget, mivel nagyobb sűrűségen kisebb tömeg is elég a láncreakcióhoz.

Fat-Man-Detonation.png

A robbantás lökéshullámának tökéletesen gömb alakúnak kell lennie, különben nem következik be a láncreakció, és a magot alkotó értékes plutónium szétszóródik.

A tökéletesen gömb alakú lökéshullám létrehozásához két féle robbanóanyagra, és speciális gyújtóra volt szükség.

A fenti ábrán látható, hogy két féle égési sebességű robbanóanyag alkalmazásával meg lehet törni a robbanás lökéshullámát, mint a fényt egy optikai lencsén.
A lassabb égési sebességű robbanóanyag (képen világos) Baratol volt (70% Bárium nitrát, és 30% TNT), a gyorsabb pedig a Composition-B nevű (60% RDX, és 40% TNT).
A gömböt körbevevő 32db gyújtónak nagy sebességűnek kell lennie, és itt már számít a gyújtókhoz vezető kábelek azonos hosszúsága is.

demon-core-slotin-26.jpg

Plutónium mag középen (illetve még két fél mellette), amit körül vesz a gyengített urán neutron reflektor.

A 9cm átmérőjű két félből álló plutónium mag összesen 6.19kg súlyú volt.
A mag érintésre meleg volt (~40 °C), a fegyver minőségű plutónium folyamatosan 2.4 W/kg hőt termel, a fenti 9cm átmérőjű gömb összesen úgy 15W-ot.
A magot körbe vette a 22cm átmérőjű gyengített uránium neutron reflektor.

Az első plutónium félgömböt (HS-1) 1945. július 2-án öntötték formába, Los Alamosban.
Július 23-án három további félgömb (HS-2,3,4) öntését fejezték be, így két bomba töltete elkészült.

HD-4-G-053-10540204545.jpg

Trinity kísérleti eszköz, az Alamogordó lőtéren, Új-Mexikóban

Mivel az implóziós módszer sikerében senki sem volt biztos, ezért a tudósok mindenképpen szerettek volna egy tesztrobbantást.
Groves tábornok, a Manhattan projekt vezetője viszont komolyan aggódott, hogy sikertelen robbantás esetén hogyan számol majd el a kongresszus felé a félmilliárd dollárt érő szétszóródott plutóniummal.

Enrico-Fermi-1943-49.jpg

Enrico Fermi

Enrico Fermi szatirikus stílusa és szemlélete felhúzta Groves-t:
Egy kicsit megnehezteltem Fermire,... amikor hirtelen fogadásokat ajánlott a többieknek, hogy a bomba fel fogja-e gyújtani a légkört, s ha igen, az egész világot elpusztítja-e, vagy csak Új-Mexikót.
Azt is mondta: valójában nem is számít igazán, hogy a bomba felrobban-e vagy sem, mert a kísérlet tudományos jelentősége mindenképpen óriási.
Hiszen ha történetesen csütörtököt mond, akkor bebizonyítottuk, hogy az atomrobbantás nem lehetséges.
Szigorúan realista szempontból - magyarázta a tőle megszokott szókimondással az olasz Nobel-díjas - az történik, hogy a világ legjobb fizikusai tettek egy próbát, aztán nem sikerült.

A tekintélyesebb fizikusok egydolláros nevezési díjjal fogadásokat kötöttek a robbanás hatóerejére.
Teller igen optimistán 45 000 tonna TNT-egyenértékre, Hans Bethe 8000, Kistiakowsky 1400, Oppenheimer mindössze 300 tonnára fogadott; a cinikus Norman Ramsey egyenesen nullára tett.
Amikor I. I. Rabi néhány nappal a teszt előtt megérkezett, már csak a 18 000 tonnás tét volt szabad, úgyhogy akár hitt a Trinityben, akár nem, azt kellett választania.

Trinity-Test-Shot-20-Sec-July-16-1945.jpg


Fermi az epicentrumtól 10km távolságban előkészített egy kísérletet a bomba által kibocsátott energiamennyiség nagyságrendjének meghatározására:
Megpróbáltam megbecsülni az erősségét oly módon, hogy körülbelül két méter magasságból kicsiny papírdarabokat ejtettem le a lökéshullám áthaladása előtt, alatt és után.
Minthogy szél nem fújt, meg tudtam figyelni és mérni is azoknak a daraboknak a helyzetét, amelyek épp a lökéshullám áthaladásakor voltak esés közben.
A különbség 2,5 méter volt, amiből akkor legalább tízezer tonna TNT-egyenértékű robbanásra következtettem.

Az összegyűjtött törmelék későbbi radiokémiai elemzése kimutatta, hogy a robbanás 18,6 kilotonnás volt - vagyis közel négyszer akkora erejű, mint amit Los Alamosban vártak.

I. I. Rabi nyerte a fogadást.

Trinity-Site-Obelisk-National-Historic-Landmark.jpg

Trinity robbantás epicentrumában emelt obeliszk

A Trinity kísérlet töltetét 6.19kg plutónium alkotta, és mivel 1kg ²³⁹Pu tökéletes hasadásakor 17kt energia szabadul fel, így kiszámolhatjuk a fegyver hatásfokát, 18.6kt hatóerőt feltételezve:
18.6kt / (6.19kg · 17kt/kg) = 17.8%
Ez több mint egy nagyságrenddel magasabb mint a Little Boy 1.5%-a.

1945 július 16-án, a Trinity robbantás pillanatában a Little Boy éppen azon darun függött, ami a USS Indianapolis fedélzetére emelte.
A világ legelső atomfegyvere már a hadszíntérre való szállítása közben elavult.

Ma is ilyen "hatásfokúak" a bombák vagy azért már megközelítettük a belsőégésű motorok 40-50% körüli értékét?
Ha 100% lenne a hatékonyság akkor is lenne sugárszennyezés?
 

Celebra

Well-Known Member
2017. április 7.
5 514
2 533
113
Trinity

Minden maghasadáson alapuló bomba működésének lényege, hogy a bombában lévő szubkritikus ²³⁵U vagy ²³⁹Pu az adott pillanatban az elérje a láncreakcióhoz szükséges kritikus tömegét, ami függ a hasadóanyag sűrűségtől, illetve az esetleges neutron visszaverő héj vastagságától.
A ²³⁹Pu kritikus tömege, ami képes fenntartani a láncreakciót; 10kg
A fenti érték normál sűrűségre (χ = 1), 100%-os (elméleti) dúsítottságra, és neutron visszaverő héj nélkül értendő.

Gadget2-sm.png



Los Alamosban az elkészült plutóniumot vizsgálva, kiderült hogy a fegyverkészítéshez szükséges ²³⁹Pu kívül jelentős százalékban tartalmaz ²⁴⁰Pu izotópot is, aminek aktivitása lehetetlenné teszi a plutónium felhasználását ágyú típusú (Thin Man) bombában, mivel az a kritikus tömeg elérése előtt (és csak töredék % hatásfokkal) robbanna.
A felfedezés rákényszerítette a Los Alamos-i tudósokat, az implóziós (Fat Man) bomba megalkotására.
Az implóziós fegyver lényege, hogy irányított robbantás segítségével a szubkritikus ²³⁹Pu mag sűrűségét (χ) megnöveljük, így az eléri a láncreakcióhoz szükséges kritikus tömeget, mivel nagyobb sűrűségen kisebb tömeg is elég a láncreakcióhoz.

Fat-Man-Detonation.png

A robbantás lökéshullámának tökéletesen gömb alakúnak kell lennie, különben nem következik be a láncreakció, és a magot alkotó értékes plutónium szétszóródik.

A tökéletesen gömb alakú lökéshullám létrehozásához két féle robbanóanyagra, és speciális gyújtóra volt szükség.

A fenti ábrán látható, hogy két féle égési sebességű robbanóanyag alkalmazásával meg lehet törni a robbanás lökéshullámát, mint a fényt egy optikai lencsén.
A lassabb égési sebességű robbanóanyag (képen világos) Baratol volt (70% Bárium nitrát, és 30% TNT), a gyorsabb pedig a Composition-B nevű (60% RDX, és 40% TNT).
A gömböt körbevevő 32db gyújtónak nagy sebességűnek kell lennie, és itt már számít a gyújtókhoz vezető kábelek azonos hosszúsága is.

demon-core-slotin-26.jpg

Plutónium mag középen (illetve még két fél mellette), amit körül vesz a gyengített urán neutron reflektor.

A 9cm átmérőjű két félből álló plutónium mag összesen 6.19kg súlyú volt.
A mag érintésre meleg volt (~40 °C), a fegyver minőségű plutónium folyamatosan 2.4 W/kg hőt termel, a fenti 9cm átmérőjű gömb összesen úgy 15W-ot.
A magot körbe vette a 22cm átmérőjű gyengített uránium neutron reflektor.

Az első plutónium félgömböt (HS-1) 1945. július 2-án öntötték formába, Los Alamosban.
Július 23-án három további félgömb (HS-2,3,4) öntését fejezték be, így két bomba töltete elkészült.

HD-4-G-053-10540204545.jpg

Trinity kísérleti eszköz, az Alamogordó lőtéren, Új-Mexikóban

Mivel az implóziós módszer sikerében senki sem volt biztos, ezért a tudósok mindenképpen szerettek volna egy tesztrobbantást.
Groves tábornok, a Manhattan projekt vezetője viszont komolyan aggódott, hogy sikertelen robbantás esetén hogyan számol majd el a kongresszus felé a félmilliárd dollárt érő szétszóródott plutóniummal.

Enrico-Fermi-1943-49.jpg

Enrico Fermi

Enrico Fermi szatirikus stílusa és szemlélete felhúzta Groves-t:
Egy kicsit megnehezteltem Fermire,... amikor hirtelen fogadásokat ajánlott a többieknek, hogy a bomba fel fogja-e gyújtani a légkört, s ha igen, az egész világot elpusztítja-e, vagy csak Új-Mexikót.
Azt is mondta: valójában nem is számít igazán, hogy a bomba felrobban-e vagy sem, mert a kísérlet tudományos jelentősége mindenképpen óriási.
Hiszen ha történetesen csütörtököt mond, akkor bebizonyítottuk, hogy az atomrobbantás nem lehetséges.
Szigorúan realista szempontból - magyarázta a tőle megszokott szókimondással az olasz Nobel-díjas - az történik, hogy a világ legjobb fizikusai tettek egy próbát, aztán nem sikerült.

A tekintélyesebb fizikusok egydolláros nevezési díjjal fogadásokat kötöttek a robbanás hatóerejére.
Teller igen optimistán 45 000 tonna TNT-egyenértékre, Hans Bethe 8000, Kistiakowsky 1400, Oppenheimer mindössze 300 tonnára fogadott; a cinikus Norman Ramsey egyenesen nullára tett.
Amikor I. I. Rabi néhány nappal a teszt előtt megérkezett, már csak a 18 000 tonnás tét volt szabad, úgyhogy akár hitt a Trinityben, akár nem, azt kellett választania.

Trinity-Test-Shot-20-Sec-July-16-1945.jpg


Fermi az epicentrumtól 10km távolságban előkészített egy kísérletet a bomba által kibocsátott energiamennyiség nagyságrendjének meghatározására:
Megpróbáltam megbecsülni az erősségét oly módon, hogy körülbelül két méter magasságból kicsiny papírdarabokat ejtettem le a lökéshullám áthaladása előtt, alatt és után.
Minthogy szél nem fújt, meg tudtam figyelni és mérni is azoknak a daraboknak a helyzetét, amelyek épp a lökéshullám áthaladásakor voltak esés közben.
A különbség 2,5 méter volt, amiből akkor legalább tízezer tonna TNT-egyenértékű robbanásra következtettem.

Az összegyűjtött törmelék későbbi radiokémiai elemzése kimutatta, hogy a robbanás 18,6 kilotonnás volt - vagyis közel négyszer akkora erejű, mint amit Los Alamosban vártak.

I. I. Rabi nyerte a fogadást.

Trinity-Site-Obelisk-National-Historic-Landmark.jpg

Trinity robbantás epicentrumában emelt obeliszk

A Trinity kísérlet töltetét 6.19kg plutónium alkotta, és mivel 1kg ²³⁹Pu tökéletes hasadásakor 17kt energia szabadul fel, így kiszámolhatjuk a fegyver hatásfokát, 18.6kt hatóerőt feltételezve:
18.6kt / (6.19kg · 17kt/kg) = 17.8%
Ez több mint egy nagyságrenddel magasabb mint a Little Boy 1.5%-a.

1945 július 16-án, a Trinity robbantás pillanatában a Little Boy éppen azon darun függött, ami a USS Indianapolis fedélzetére emelte.
A világ legelső atomfegyvere már a hadszíntérre való szállítása közben elavult.
Háromfázisut végül megcsinálta valaki?Amennyire tudom,az papiron maradt
 

Hpasp

Well-Known Member
2018. január 28.
4 635
21 799
113
Van karaj a plutóniumban,kedvelem,valaki mérnök hajlamú aki fejből tudja az ide vonatkozó képletet,számolja mar ki nekem,hogy a 17kt kb mennyi energiának felel meg, hogy átszámolhassam a gázolajhoz képest,kb meddig mennék vele,a csettegővel.
:D:)

1kt = 4.184 x 10⁶MJ
17kt = 7.1 x 10⁷MJ (71 millió MJ) <- ez egy kg plutónium 100%-os hatásfokú égésekor szabadul fel.
1kg plutóniumgömb átmérője 4.6cm (golflabda).
 
  • Tetszik
Reactions: Bleroka

Hpasp

Well-Known Member
2018. január 28.
4 635
21 799
113
1kt = 4.184 x 10⁶MJ
17kt = 7.1 x 10⁷MJ (71 millió MJ) <- ez egy kg plutónium 100%-os hatásfokú égésekor szabadul fel.
1kg plutóniumgömb átmérője 4.6cm (golflabda).

Ha 46MJ a gázolaj literje, és mondjuk 60l fogyasztásával 1000km-t tudsz megtenni, akkor saccra 60x46=2760MJ energia kell 1000km megtételéhez.
1kg plutónium 17millió MJ energiájával 17millió/2760= 6159ezre km -> 6 millió km plutónium kilogrammonként...
 

Hpasp

Well-Known Member
2018. január 28.
4 635
21 799
113
Ma is ilyen "hatásfokúak" a bombák vagy azért már megközelítettük a belsőégésű motorok 40-50% körüli értékét?
Ha 100% lenne a hatékonyság akkor is lenne sugárszennyezés?

Javulgatnak majd, de itt még a legelsőknél tartunk.

Háromfázisut végül megcsinálta valaki?Amennyire tudom,az papiron maradt

Jó kérdés, hogy mit értesz 3 fázisú fegyveren.
A jövő héten jön majd 1. fázisban hasadási, majd 2. fázisban fúziós, majd ismét 3.fázisban hasadást alkalmazó fegyver...
 

Celebra

Well-Known Member
2017. április 7.
5 514
2 533
113
Javulgatnak majd, de itt még a legelsőknél tartunk.



Jó kérdés, hogy mit értesz 3 fázisú fegyveren.
A jövő héten jön majd 1. fázisban hasadási, majd 2. fázisban fúziós, majd ismét 3.fázisban hasadást alkalmazó fegyver...
A 3. fázisban U235 hasadását használó fegyvert.Ugy tudtam,az papiron maradt
 

svajcibeka

Well-Known Member
2013. február 10.
518
1 139
93
Javulgatnak majd, de itt még a legelsőknél tartunk.



Jó kérdés, hogy mit értesz 3 fázisfú fegyveren.
A jövő héten jön majd 1. fázisban hasadási, majd 2. fázisban fúziós, majd ismét 3.fázisban hasadást alkalmazó fegyver...
Üdv.MESTER,tanÍts(idézett vmelyik Jégkorszak filmböl)!!!!