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.

Hpasp

Well-Known Member
2018. január 28.
4 572
21 351
113
Sor fog kerülni a többi kisállami atomprogramra is?Svájcon,Izraelen és Dél Afrikán kivül még páran nekiugrottak a dolognak.Cau idején még a románok is.Argentinoknak meg tán máig rozsdásodik a félbemaradt atomtengeralatjárójuk

Igen (3 hozzászólás múlva), mivel a kis államok többség más utat járt be mint az eddig ismertetett amcsik.
 

Hpasp

Well-Known Member
2018. január 28.
4 572
21 351
113
Castle Bravo

1954 március 1-én felrobbantott, első termonukleáris LiD (Lítium-Deuterid) töltetű kísérlet neve volt Castle Bravo, ami komoly balesetet okozott.


4.5m hosszú, 1.4m átmérőjű, és 10.7t tömegű Castle Bravo eszköz


A henger kidudorodásába építették be az elsődleges Mk.7 DT gázzal növelt hatóerejű implóziós plutónium töltetet, melynek teljes tömege 830kg, átmérője 77cm, hatóereje 60kt.


400kg LiD alkotta a másodlagos töltetet, melynek közepén egy 18kg tömegű plutónium rúd szolgált gyújtóként (sparkplug).
A másodlagos töltet tartályát 2.5cm vastag 37.5% dúsítású urán alkotta.


Mivel a szükséges mennyiségű Litium-6 nem állt rendelkezésre, így a LiD töltet csak 37%-os ⁶LiD dúsítottságot ért el.
⁶LiD töltet tömege: 400kg · 37% = 148kg

Számítsuk ki Castle Bravo hatóerejét;

Első hasadási fázis. (0..2ns) Tellernek igaza volt, így az elsődleges implóziós plutónium töltet hatóerejét (~60kt) teljesen figyelmen kívül hagyhatjuk, mivel hatóerejének nagyságrendje a további számításban már csak kerekítési hiba…
:cool:

Másodlagos töltet, első - hasadási fázis; (2..4ns) a másodlagos töltet begyújtásának pillanatában, a középen lévő plutónium rúd (sparkplug - gyújtógyertya) eléri a kritikus tömeget, és begyújtja a Jetter ciklust (hasadás – fúzió – hasadás - …).

A plutónium rúd 98%-os hatásfokkal hasad, a Jetter ciklus közepén, hatóereje így;
18kg · 98% · 17kt/kg = 300kt

Másodlagos töltet, második - fúziós fázis; (2..4ns) 25%-os Jetter ciklus hatásfokot feltételezhetünk 2ns alatt, aminek hatóereje így;
148kg · 25% · 50kt/kg = 1.8Mt

Másodlagos töltet, harmadik - hasadási fázis; (2..4ns) A Jetter ciklus során egy neutron hasadást okoz a Lítium-6 izotópban, ami egy Trícium atomot, egy Hélium-4 izotópot, és 4.8 MeV magenergia felszabadulását okozza.
n + ⁶Li −> T + ⁴He + (4.8 MeV)
A fent keletkezett Trícium atom, a Lítium-Deuterid (LiD) Deutérium magjával fúzióra lép, aminek a végén egy Hélium-4 izotóp, egy extra neutron, és 17.6 MeV magenergia keletkezik.
T + D −> ⁴He + n + (17.6 MeV)
A második fúzió során keletkezett neutron, újabb Lítium-6 atomot hasíthat fel, és a láncreakció folytatódik.

Feltételezve, hogy ezeknek az extra neutronoknak legalább az ötöde maghasadást okoz a Deutériumot körbevevő 37.5%-os dúsítású ²³⁵U urán tartályban, számítsuk ki a fúzió alatt keletkező neutronok számát.

Mivel egy kilotonna…
1 kt = 2.61 × 10²⁵ MeV
… magenergia felszabadulását jelenti, a fent kiszámolt második fázis 1.85Mt fúziója alatt…
1850kt · 2.61 × 10²⁵ MeV = 4.82 x 10²⁸ MeV
… magenergia szabadul fel.

Számítsuk ki a fenti magenergia mennyiségből, hogy mennyi T + D fúziót jelent ez;
4.28 x 10²⁸ MeV / 17.6 MeV = 2.84 × 10²⁷

Mivel minden T + D fúzió alatt keletkezik egy neutron, és ezeknek a neutronoknak feltételezésünk szerint az ötöde, a 37.5%-os dúsítású ²³⁵U urán tartály hasadását okozza 180MeV magenergia felszabadulásával, így a harmadik fázisban a hasadási reakcióból…
1/5 · 2.84 x 10²⁷ · 180 MeV = 1.02 x 10²⁹ MeV
…magenergia szabadul fel.

A fent kiszámolt ²³⁸U természetes urán hasadási magenergia hatóereje;
1.02x10²⁹ / 2.61 × 1025 = 3’908 kt = 3.9Mt

Az eddig kiszámolt másodlagos töltet 3 fázisának hatóerejét összeadva…
0.3kt + 1.8Mt + 3.9Mt = 6Mt
… teljes hatóerő adódik.


A 7km átmérőjű tűzgömb 40km magasban stabilizálódott, ahol végül 100km átmérőjű gombafelhőt alkotott.


Castle Bravo 2km átmérőjű, és 75m mély krátere

Az előzetesen számolthoz képest 2.5x-ös hatóerejű (15Mt) robbanás az összes mérőműszert elpárologtatta, a Bikini Atollon tartózkodó tudósok a sugárzás miatt órákon át nem tudták elhagyni a bunkerüket.


A kiszóródás 18’000km²-t érintett

A váratlanul nagy kiszóródási felhő telibe kapta a Rongelap és Rongerik atollokat, ahol a lakosok súlyos sugárterhelést szenvedtek el.
A Daigo Fukuryū Maru japán halászhajó szintén belekerült a kiszóródási felhőbe, és annak legénysége is súlyos sugárterhelést szenvedett el.

Hogy hol volt a két és félszeres hiba a fenti számításban?
Mivel a szükséges mennyiségű Litium-6 nem állt rendelkezésre, így a LiD töltet csak 37%-os ⁶LiD dúsítottságot ért el.
⁶LiD töltet tömege: 400kg · 37% = 148kg
A maradék ⁷LiD töltet 252kg-ot tett ki, amiről úgy vélték, hogy egyáltalán nem termel majd hatóerőt.

Elvileg egy neutron befogása után a Lítium-7 izotóp Lítium-8 izotóppá alakul, ami majd csak több másodperc múlva hasad tovább spontán módon, bőven a töltet szétrepülése után.
n + ⁷L -> ⁸Li

Nos úgy tűnik, hogy a fenti befogási reakció helyett az esetek felében a Lítium-7 egy Hélium-4 izotópra, egy Trícium atomra, és egy további neutronra hasadt, a Jetter ciklus 30keV 330millió fokos hőmérsékletén.
n + ⁷L -> ⁴He + T + n
Az inert Lítium-7-ből hasadással keletkező Trícium egy további Deutérium maggal fúzióra lépett, és az extra neutron is tovább erősítette a láncreakciót…


Következik a legnagyobb gyártmány…
 

Hpasp

Well-Known Member
2018. január 28.
4 572
21 351
113
A 202-es kísérleti gyártmány

Minden idők legnagyobb termonukleáris robbantását a 1961 október 30-án végezte el a Szovjetunió, a Novaja Zemlja kísérleti terepen.


202-es gyártmány méretei

Összefoglalva a viszonylag kevés információt, ami rendelkezésre áll, és az abból levonható következtetéseket;
- Az elméleti teljes hatóerő (100Mt) csak egy részét tartalmazta a 202-es kísérleti gyártmány, ami így 58Mt hatóerejű volt.
- Szinte teljesen tiszta robbantás volt, nem volt a Castle Bravo-hoz hasonló kiszóródás.
- A Szovjet másodlagos termonukleáris ⁶LiD töltetek henger helyett gömb alakúak voltak, és ezek héját alkotta urán.

Az első két információból megállapíthatjuk, hogy a másodlagos töltet héja urán helyett valamilyen inert anyagból csinálták, ami a Jetter ciklus alatt keletkező neutronok által nem hasadt (például ólomból, alumíniumból, esetleg acélból).

A tiszta Jetter ciklus miatt a felesleges neutronok további hasadási reakció nélkül szétszóródtak, így ezt a kísérletet tekinthetjük egyben a világ első neutron bombájának is.

Becsüljük meg egy ⁶LiD gömb átmérőjét, amely 58Mt hatóerőt képes önmagában kifejteni. (az elsődleges töltetet elhanyagoljuk)

50%-os LiD Jetter ciklus hatásfokot feltételezve, kiszámolhatjuk a szükséges ⁶LiD gömb tömegét:
50% · M · 50kt/kg = 58’000kt
M = 58’000kt / (50kt/kg · 50%) = 2’320kg = 2.32t

Számoljuk ki akkor 2.32 tonna ⁶LiD térfogatát, ha tudjuk hogy a ⁶LiD sűrűsége 0.8kg/dm³:
2’320kg / 0.8kg/dm³ = 2’900dm³

2900dm³ térfogatú gömb átmérője:
V = 4/3 · R³ · π
R³ = 3/4 · V / π = 3/4 · 2’900dm³ / π = 692.32
R = 8.85dm
D = 2 · R = 17.7dm = 1.77m

Vagyis a fenti 2.1m átmérőjű bomba közepén lehetett az 1.77m átmérőjű, és 2.32t tömegű ⁶LiD gömb.
A fenti értéknek örülünk, mivel belefér a 202-es gyártmány átmérőjébe.

Számítsuk ki, hogy mekkora tömegűnek kellett volna minimum lennie az uránium héjnak, ha annak 10%-os hasadása plusz 42Mt extra hatóerőt jelentett volna (hogy meglegyen a kívánt 100Mt összhatóerő):
10% · M · 17kt/kt = 42’000kt
M = 42’000kt / (10% · 17kt/kg) = 24.7t

Számoljuk ki, hogy mekkora gömböt alkotna, ha 2.32 tonna tömegű, és 1.77m átmérőjű ⁶LiD gömböt körül vennénk egy 24.7 tonna természetes urán héjjal.

24.7 tonna természetes urán térfogata:
24’700kg / 19kg/dm³ = 1’300dm³

⁶LiD gömb plusz az urán héj átmérője:
Vu = (4/3 · Ru³ · π) – 2’900dm³
1’300dm³ + 2’900dm³ = 4/3 · R³ · π
R³ = 3/4 · V / π = 3/4 · 4’200dm³ / π = 1’000dm³
R = 10dm
D = 2 · R = 20dm = 2m

A fenti becslés szerint a 202-es gyártmány egy 1.77m átmérőjű és 2.32 tonna tömegű ⁶LiD gömböt, és az azt körbevévő 23cm vastag 24.7t urán héjat, ami összesen 2m átmérőjű másodlagos termonukleáris töltet gömböt alkotott.
Persze volt még elsődleges implóziós plutónium töltet is.
1961 október 30-i kísérletben az urán héj kimaradt, így a hatóerő mindössze 58Mt volt.

Becslésünket alátámasztja a 202-es gyártmány átmérője.








ejtőernyők helye


800kg ejtőernyők


202-es gyártmány adattáblája
 

molnibalage

Well-Known Member
2010. április 18.
37 656
51 377
113
A 202-es kísérleti gyártmány

Minden idők legnagyobb termonukleáris robbantását a 1961 október 30-án végezte el a Szovjetunió, a Novaja Zemlja kísérleti terepen.


202-es gyártmány méretei

Összefoglalva a viszonylag kevés információt, ami rendelkezésre áll, és az abból levonható következtetéseket;
- Az elméleti teljes hatóerő (100Mt) csak egy részét tartalmazta a 202-es kísérleti gyártmány, ami így 58Mt hatóerejű volt.
- Szinte teljesen tiszta robbantás volt, nem volt a Castle Bravo-hoz hasonló kiszóródás.
- A Szovjet másodlagos termonukleáris ⁶LiD töltetek henger helyett gömb alakúak voltak, és ezek héját alkotta urán.

Az első két információból megállapíthatjuk, hogy a másodlagos töltet héja urán helyett valamilyen inert anyagból csinálták, ami a Jetter ciklus alatt keletkező neutronok által nem hasadt (például ólomból, alumíniumból, esetleg acélból).

A tiszta Jetter ciklus miatt a felesleges neutronok további hasadási reakció nélkül szétszóródtak, így ezt a kísérletet tekinthetjük egyben a világ első neutron bombájának is.

Becsüljük meg egy ⁶LiD gömb átmérőjét, amely 58Mt hatóerőt képes önmagában kifejteni. (az elsődleges töltetet elhanyagoljuk)

50%-os LiD Jetter ciklus hatásfokot feltételezve, kiszámolhatjuk a szükséges ⁶LiD gömb tömegét:
50% · M · 50kt/kg = 58’000kt
M = 58’000kt / (50kt/kg · 50%) = 2’320kg = 2.32t

Számoljuk ki akkor 2.32 tonna ⁶LiD térfogatát, ha tudjuk hogy a ⁶LiD sűrűsége 0.8kg/dm³:
2’320kg / 0.8kg/dm³ = 2’900dm³

2900dm³ térfogatú gömb átmérője:
V = 4/3 · R³ · π
R³ = 3/4 · V / π = 3/4 · 2’900dm³ / π = 692.32
R = 8.85dm
D = 2 · R = 17.7dm = 1.77m

Vagyis a fenti 2.1m átmérőjű bomba közepén lehetett az 1.77m átmérőjű, és 2.32t tömegű ⁶LiD gömb.
A fenti értéknek örülünk, mivel belefér a 202-es gyártmány átmérőjébe.

Számítsuk ki, hogy mekkora tömegűnek kellett volna minimum lennie az uránium héjnak, ha annak 10%-os hasadása plusz 42Mt extra hatóerőt jelentett volna (hogy meglegyen a kívánt 100Mt összhatóerő):
10% · M · 17kt/kt = 42’000kt
M = 42’000kt / (10% · 17kt/kg) = 24.7t

Számoljuk ki, hogy mekkora gömböt alkotna, ha 2.32 tonna tömegű, és 1.77m átmérőjű ⁶LiD gömböt körül vennénk egy 24.7 tonna természetes urán héjjal.

24.7 tonna természetes urán térfogata:
24’700kg / 19kg/dm³ = 1’300dm³

⁶LiD gömb plusz az urán héj átmérője:
Vu = (4/3 · Ru³ · π) – 2’900dm³
1’300dm³ + 2’900dm³ = 4/3 · R³ · π
R³ = 3/4 · V / π = 3/4 · 4’200dm³ / π = 1’000dm³
R = 10dm
D = 2 · R = 20dm = 2m

A fenti becslés szerint a 202-es gyártmány egy 1.77m átmérőjű és 2.32 tonna tömegű ⁶LiD gömböt, és az azt körbevévő 23cm vastag 24.7t urán héjat, ami összesen 2m átmérőjű másodlagos termonukleáris töltet gömböt alkotott.
Persze volt még elsődleges implóziós plutónium töltet is.
1961 október 30-i kísérletben az urán héj kimaradt, így a hatóerő mindössze 58Mt volt.

Becslésünket alátámasztja a 202-es gyártmány átmérője.








ejtőernyők helye


800kg ejtőernyők


202-es gyártmány adattáblája
A képek beágyazása nem sikerült, a végé levők nagyon kicsik.
 

jOkA

Well-Known Member
2017. november 7.
341
391
63
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.




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.


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.


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.


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

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.



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 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.
"Neutron initatornak" ami a plutonium gömbben van mit szoktak használni, illetve annak mi a működési elve?
 
  • Tetszik
Reactions: gacsat and bel

Hpasp

Well-Known Member
2018. január 28.
4 572
21 351
113
"Neutron initatornak" ami a plutonium gömbben van mit szoktak használni, illetve annak mi a működési elve?

Ezt már tán megválaszoltam itt.
Lényeg, a plutónium gömbben nem szoknak neutron forrást használni, hacsak a DT gáz fúzióját nem tekintjük annak.
:D
 

Allesmor Obranna

Well-Known Member
2010. április 30.
10 084
34 270
113
A 202-es kísérleti gyártmány

Minden idők legnagyobb termonukleáris robbantását a 1961 október 30-án végezte el a Szovjetunió, a Novaja Zemlja kísérleti terepen.


202-es gyártmány méretei

Összefoglalva a viszonylag kevés információt, ami rendelkezésre áll, és az abból levonható következtetéseket;
- Az elméleti teljes hatóerő (100Mt) csak egy részét tartalmazta a 202-es kísérleti gyártmány, ami így 58Mt hatóerejű volt.
- Szinte teljesen tiszta robbantás volt, nem volt a Castle Bravo-hoz hasonló kiszóródás.
- A Szovjet másodlagos termonukleáris ⁶LiD töltetek henger helyett gömb alakúak voltak, és ezek héját alkotta urán.

Az első két információból megállapíthatjuk, hogy a másodlagos töltet héja urán helyett valamilyen inert anyagból csinálták, ami a Jetter ciklus alatt keletkező neutronok által nem hasadt (például ólomból, alumíniumból, esetleg acélból).

A tiszta Jetter ciklus miatt a felesleges neutronok további hasadási reakció nélkül szétszóródtak, így ezt a kísérletet tekinthetjük egyben a világ első neutron bombájának is.

Becsüljük meg egy ⁶LiD gömb átmérőjét, amely 58Mt hatóerőt képes önmagában kifejteni. (az elsődleges töltetet elhanyagoljuk)

50%-os LiD Jetter ciklus hatásfokot feltételezve, kiszámolhatjuk a szükséges ⁶LiD gömb tömegét:
50% · M · 50kt/kg = 58’000kt
M = 58’000kt / (50kt/kg · 50%) = 2’320kg = 2.32t

Számoljuk ki akkor 2.32 tonna ⁶LiD térfogatát, ha tudjuk hogy a ⁶LiD sűrűsége 0.8kg/dm³:
2’320kg / 0.8kg/dm³ = 2’900dm³

2900dm³ térfogatú gömb átmérője:
V = 4/3 · R³ · π
R³ = 3/4 · V / π = 3/4 · 2’900dm³ / π = 692.32
R = 8.85dm
D = 2 · R = 17.7dm = 1.77m

Vagyis a fenti 2.1m átmérőjű bomba közepén lehetett az 1.77m átmérőjű, és 2.32t tömegű ⁶LiD gömb.
A fenti értéknek örülünk, mivel belefér a 202-es gyártmány átmérőjébe.

Számítsuk ki, hogy mekkora tömegűnek kellett volna minimum lennie az uránium héjnak, ha annak 10%-os hasadása plusz 42Mt extra hatóerőt jelentett volna (hogy meglegyen a kívánt 100Mt összhatóerő):
10% · M · 17kt/kt = 42’000kt
M = 42’000kt / (10% · 17kt/kg) = 24.7t

Számoljuk ki, hogy mekkora gömböt alkotna, ha 2.32 tonna tömegű, és 1.77m átmérőjű ⁶LiD gömböt körül vennénk egy 24.7 tonna természetes urán héjjal.

24.7 tonna természetes urán térfogata:
24’700kg / 19kg/dm³ = 1’300dm³

⁶LiD gömb plusz az urán héj átmérője:
Vu = (4/3 · Ru³ · π) – 2’900dm³
1’300dm³ + 2’900dm³ = 4/3 · R³ · π
R³ = 3/4 · V / π = 3/4 · 4’200dm³ / π = 1’000dm³
R = 10dm
D = 2 · R = 20dm = 2m

A fenti becslés szerint a 202-es gyártmány egy 1.77m átmérőjű és 2.32 tonna tömegű ⁶LiD gömböt, és az azt körbevévő 23cm vastag 24.7t urán héjat, ami összesen 2m átmérőjű másodlagos termonukleáris töltet gömböt alkotott.
Persze volt még elsődleges implóziós plutónium töltet is.
1961 október 30-i kísérletben az urán héj kimaradt, így a hatóerő mindössze 58Mt volt.

Becslésünket alátámasztja a 202-es gyártmány átmérője.








ejtőernyők helye


800kg ejtőernyők


202-es gyártmány adattáblája

Még úgy is, hogy a 24.7 tonnás természetes urán héjat elhagyták, a 202-es gyártmány tömege elérte a 28 tonnát. Ebből sejthető, hogy az inert köpeny a különféle leírásokkal összhangban valóban ólom lehetett.
A kérdésem, hogy vajon lehetett-e esetleg wolfram is? Az is jó neutron tükröző.
 

Hpasp

Well-Known Member
2018. január 28.
4 572
21 351
113
Neutron forrás

A Polóniumot Marie Skłodowska-Curie és férje, Pierre Curie fedezte fel 1898-ban, miután az uránszurokércet vizsgálva egy tisztán kémiai módszerekkel kivonható, addig ismeretlen, erősen radioaktív anyagra bukkantak.
Az új elem javaslatukra kapta a polónium nevet Marie hazája, Lengyelország lengyel nevéről (Polska), hogy ezzel arra emlékeztessék a világot, hogy az Oroszország, Poroszország és az Osztrák–Magyar Monarchia közt felosztott lengyel nép még mindig nem szabad.
(Ezzel a polónium lett az első kémiai elem, amely egy vitatott politikai ügyről kapta a nevét.)

A felfedezéskor a Curie-házaspár az uránszurokérc radioaktivitását vizsgálta.
Miután kivonták belőle az uránt és a tóriumot, az érc még mindig radioaktívabb maradt, mint a kivont urán és tórium együtt.
Ezért kezdtek el az ércben további radioaktív anyagokat keresni.

²¹⁰Po Polónium nagyon erősen radioaktív anyag, felezési ideje 138.4 nap!!!
Folyamatosan alfa részecskéket (⁴He) bocsájt ki, egyetlen grammja is 140W teljesítményt produkál, gerjeszti a körülötte lévő levegőt, kék fényben ragyog.


Polónium – Berillium pellet

Amennyiben Polónium Berilliummal keveredik, akkor az erős neutron sokszorozóként szolgál.
²¹⁰Po -> ⁴He
⁹Be + ⁴He -> ¹²C + n
⁹Be + n -> 2 · (⁴He) + 2 · n


Neutron forrásra csak a Plutónium hasadásának hatásfokát javítandó alkalmazták, nélküle is működött volna a Trinity.
Érdekesség, hogy a Little Boy-ba is került neutron forrás.

Katonai szempontból tragikusan rossz ötlet a használata.
Mivel a Plutónium mag közepén van, és a Polónium felezési ideje 4 hónap, azt jelenti hogy negyed évente az összes atomtöltetet ripityára szét kellett szedni, és kicserélni az eszméletlenül radioaktív, és mérgező (lásd Litvinenko) neutron forrást.

Csak a töltetek legelső generációjánál használták, a 60-as évektől elterjedt fegyvergenerációk már elektronikus neutron forrást alkalmaztak, amit nem kellett cserélni, nem volt velük nyűg, a Plutónium töltet közepébe meg inkább DT (Deutérium-Trícium) gázt engedtek a töltet hatóerejének növelésére.
 

Hpasp

Well-Known Member
2018. január 28.
4 572
21 351
113
Még úgy is, hogy a 24.7 tonnás természetes urán héjat elhagyták, a 202-es gyártmány tömege elérte a 28 tonnát. Ebből sejthető, hogy az inert köpeny a különféle leírásokkal összhangban valóban ólom lehetett.
A kérdésem, hogy vajon lehetett-e esetleg wolfram is? Az is jó neutron tükröző.

V.D. Kiryushkin "az igazság Kuzkin anyjáról"-ban tán acélt írt (nem vagyok biztos benne, érdemes olvasni), ő amúgy a RFNC-VNIITF történésze.



Ebben esett le, hogy miért nem RDSz-202 lett a bomba neve 1961-ben, meg jópofa hogy az alapanyagokra is gyártmány számot alkalmaztak volt;
208-as gyártmány - ²³⁸U - Urán-238 izotóp
213-as gyártmány - T – Trícium, (³H - Hidrogén-3 izotópja)
226-os gyártmány - ⁶Li – Lítium-6 izotóp
...
:rolleyes: