Nukleáris fegyverek elmélete és története
- Téma indítója Jeno
- Indítva
-
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.
Neutronforrásként burkolják a tölteteket,de a három fokozatú bombát,amitől 100Mt-nál nagyobb hatóerőt vártak tudtommal senki nem csinálta meg,mert felesleges.Legalábbis anno ilenformán olvastam.De annak már 20-30 éveCsak azért okoskodok lérakosként, mert már végigolvastam az anyagot amiből dolgozok - amit fordítok.
Szóval, a harmadik fázis szempontjából (plutónium hasadás->fúzió által képzett extra neutronok által okozott hasadás) szinte mindegy hogy ²³⁵U fegyver minőségű uránról, vagy ²³⁸U természetes uránról, beszélünk.
Mindkettő hasadásakor 180MeV magenergia szabadul fel.
²³⁸U természetes urán sok nagyságrenddel olcsóbb mint a ²³⁵U fegyver minőségű urán.
Ettől függetlenül, már az 50-es években használták a harmadik fázisban a ²³⁸U természetes uránt, és a 80-as években (jó okkal) a drágább ²³⁵U fegyver minőségű uránt.
Kitárgyaljuk, kiszámoljuk, és modellezzük is majd ezeket...
...amikor oda érek.
Téves. Elég sok háromfázisú bombát teszteltek. Gondolj csak a 15Mt-s Castle Bravo tesztre.
Szovjet hagyományos, 1000 tonna TNT-vel végzett kalibrációs teszt.
Tudtommal az 2fázisú,hidrogénbomba volt.De lehet,hogy csak elavultak az ismereteim.
Az én ismereteim hiányosak. Én idáig tévedésben éltem e tekintetben, mert bár volt sorozatban is gyártott három fázisú bombatípus (B41), ennek mégse volt köze a Castle Bravo kísérlethez, ami annak ellenére okozott hatalmas sugárterhelést, hogy csak kétfázisú volt.
Amúgy a B41 egy érdekes dizájn volt. Három fázisú volt (fisszió -fúzió - fisszió) de négy fokozatú (fisszió - fúzió - fúzió - fisszió). És a legnagyobb hatóerejű amerikai bombatípus, illetve nukleáris fegyver. 4.8 tonnás tömegére jutó 25Mt hatóerővel a legnagyobb hatóerő/tömeg arányú eszköz volt.
És 1963-ban tervben volt még a 35Mt-s változata is, 3.7 tonnás kivitelben, amelyeket a Titan II-esekhez készítettek volna, de végül nem valósult meg. 1976-ban kivonták a rendszerből is. A 25Mt-s B41-es 5.2Mt/tonna aránya még úgy is magasabb volt, mint a "Cár-bomba" soha meg nem valósult 100Mt-s verziójának 3.7Mt/tonna aránya. Az 1963-ban tervezett 35Mt-s verzió esetén a fejrész szerkezetének minden egyes tonnájára közel 10Mt hatóerő jutott volna.
A szovjet R-36M2 20Mt-s fejrészéről nincs ismeretem, de az új orosz RSz-28-as esetében emlegetnek egy elméleti 50Mt-s fejrészt, ahol elvben a 6Mt/tonna arány is elérhető.
M
molnibalage
Guest
Ez az egész történet egyik legdurvább része, hogy egy evolúciós zsákutcára fogadás milyen sokba kerülhet, amit nem lát előre senki.
Hát,passzolok.Nincs már meg egyik ilyen témájú könyvem se,de ha emlékeim nem csalnak,a Titán II töltete egy két fázisú 25Mt robbanófej volt.Póriasan hidrogénbomba.Viszont H bombábol se egyféle volt.De én ugy tudtam,hogy nem csináltak 3 fázisú bombát.Mert felesleges az a hatóerő,amire képes.De kivárjuk mig Hpasp eljut odáig,mi a friss infó.
M
molnibalage
Guest
Az ólom-savas akkumulátorok, amelyek a gyutacs rendszert működtették, mindössze 36 órán át tartották a töltésüket megfelelő szinten, ezután újra kellett tölteni őket.
Ehhez viszont a bombát szét kellett szerelni, ami az akkumulátorok újratöltésével együtt 72 órát vett igénybe egy körülbelül 40-50 fős jól kiképzett csapatnak, 1948 júniusában viszont csak három ilyen csapat létezett.
A plutónium magot egy hétnél tovább nem lehetett a bombában hagyni, mert az általa termelt hő (~40 °C) károsította a körülötte elhelyezett robbanóanyagokat.
Ebből az első az olyan tényező, amit nem értek. Nem tudtak olyan akku elhelyezést megoldani, hogy ne kelljen szétkapni a bombát? Vagy megoldani a külső/belső tápot, hogy csak felszállásra való guruláskor kelljen lecsatlakozni?
A második az már olyan, ami húzósabb.
T
Törölt tag 1945
Guest
Mivel némi váratlan szabadidővel rendelkezem, így megpróbálok napi egy részletet megírni, és így két hét alatt az anyag végére érni...
... következzék a Svájci atomfegyver program;
A Svájci atomfegyver program
A Svájciak igen pragmatikus népek, a második világháború végén felmérték, hogy egy kis semleges (katonai tömbökhöz nem tartozó) ország biztonságát csak az atomfegyver birtoklása általi elrettentés garantálhatja.
Dr Paul Scherer
1946 június 8-án megalakul az SKA (Schweizerische Studienkommission für Atomenergie), Dr Paul Scherer vezetésével.
Feladata az atomenergia felhasználásának vizsgálata, civil és katonai célokra.
Első lépésben, 1953 és 1955 között beszereztek 10 tonna urán-oxid-ot (U₃O₈ - yellow cake) Belga Kongóból, és egy nehézvizes, szén dioxiddal hűtött 6MW-os kísérleti reaktort az Egyesült Államokból.
Utóbbi 1962-ben kezdett üzemelni.
A bomba hordozására, licencben 100db Mirage-IIIS gépet kívántak összeszerelni, a Svájci F+W Emmen gyárában, 870 millió SFR értékben.
A gépeknek mind légtér-védelemre, mind felderítésre, és végül nukleáris csapásmérésre is alkalmasnak kellett lenniük a tervek szerint.
A Franciák hajlandóak voltak átadni a gépekhez az atombomba bevetéséhez szükséges berendezéseket, viszont a három feladatot nem tudták egyetlen géptípusba integrálni.
A végén plusz 350millió SFR ráfizetése után 1964-től három típus készült Emmenben, összesen 58 példányban;
36db Mirage-IIIS vadász és csapásmérő
18db Mirage-IIIRS felderítő
4db Mirage-IIIBS gyakorló
A Mirage-IIIS gépek elvileg 2 légi-harc rakétával, két póttartállyal, egy atombombát tudtak szállítani Svájc-Kijev/Minszk távolságra, és elviekben egyirányú bevetés esetén Moszkva is elérhető volt.
A hordozóeszköz kérdésének lezárultával, a hatvanas évek elején az alábbi lehetőségekkel számoltak;
1, Atomfegyver vásárlása Franciaországból
2, Plutónium vásárlása, és abból Implóziós Plutónium fegyver készítése
3, Implóziós Plutónium fegyver készítése, Svájcban termelt Plutóniumból, becslés szerint 2’100 millió SFR költségen. (Plutónium termelő nehézvizes reaktort kell építeni, és csak utána jön még a kémiai izotóp szeparáció)
4, Implóziós Urán fegyver készítése, a Belga Kongóból korábban beszerzett 10 t urándioxid Svájci dúsításával, becslés szerint 720 millió SFR költségen. (ez leginkább a centrifugák árát tartalmazta)
A Kfir botrány után, amikor a Svájcnak licencben átadott Mirage-III tervdokumentációjának másolatai Izraelben kötöttek ki, a Franciák már nem voltak hajlandóak arra hogy atomfegyvert adjanak el, így az első legegyszerűbb opció lehetősége megszűnt.
A Svájci kormány plutónium vásárlási kísérlete a Norvégiából is kudarcot vallott, a második lehetőség sem volt járható, így a maradék nyitva maradt 3. és 4. opciók közül az olcsóbb negyedikkel kezdtek foglalkozni.
Egy implóziós urán bomba megalkotásában, amennyiben a fegyverminőségű urán dúsításától eltekintünk, a legnehezebb feladat az implózió tökéletesen gömb alakú lökéshullámának kialakítása.
A szükséges gyújtószerkezet, a gyutacsok, és a kétféle égési sebességű robbanószerből öntött robbanólencsék megalkotásához és teszteléséhez viszont egyáltalán nincs szükség hasadó anyagra, az egy átlagos katonai lőtéren is végezhető.
A 60-as évek végére az implóziós szerkezet tesztjei kielégítő eredménnyel zárultak, és elkészült a Svájci atomfegyver műszaki tervdokumentációja;
25 kg fegyverminőségű urán ²³⁵U gömb, amit körül vesz 200 kg természetes uránból ²³⁸U álló neutron reflektor, és 300 kg implóziós lökéshullámot előállító robbantótöltet.
Az egész bomba úgy 600 kg tömegű lehetett, a Mirage-IIIS középső fegyvertartó konzoljának terhelhetőségét figyelembe véve.
Mivel az implóziós lökéshullám csak 1.6 szorosára sűrítette az ²³⁵U-ös magot, így szükséges volt a magot körbe vevő ²³⁸U neutron reflektor alkalmazása.
A fegyver számított hatóereje 22 kt-volt.
A fenti fejlesztésekkel párhuzamosan, Svájc második legnagyobb városában, Genfben zajlottak a nukleáris fegyverek elterjedésének megakadályozásáról szóló nemzetközi egyezmény tárgyalásai (Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear Weapons), amik 1968 július 1-én eredményesen fejeződtek be, aláírta az USA, a Szovjetunió, és Nagy-Britannia.
Svájc mint házigazda, 1969-ben aláírta az egyezményt, de annak ratifikálását 1977-ig elhúzták.
Az atomfegyver programot viszont a fenti egyezmény ellenére folytatták, és csak 1988-ban fejezték be.
Titkosítását csak 1996-ban oldották fel.
Az atomfegyverek teljes betiltásáról szóló egyezmény (Treaty on the Prohibition of Nuclear Weapons) aláírását a Svájci kormány, 2018-ban biztonsági okokra hivatkozva megtagadta.
Svájc továbbra is rendelkezik négy atomfegyver előállításához szükséges 10t urándioxid alapanyaggal.
Számítsuk ki a Svájci implóziós urán fegyver hatásfokát;
22kt / (25kg · 17kt/kg) = 5.2%
Ez 3.5x nagyobb hatásfok, mint a Little Boy 1.5%-a.
Az eddig tárgyalt fegyverek inkább a politikusok eszközei voltak, a katonák által támasztott követelményeket csak a következő fegyvergenerációnál vették figyelembe.
A ~20kt hatóerő az epicentrumtól 1800m távolságig garantáltan pusztít, de 4500m távolságban már nagy valószínűséggel túlélhető egy csapás.
Katonai szempontból mindenképpen felmerül a töltet hatóerejének növelése mellett, a fegyver hatóerejének bevetés előtti szabályozhatósága is, a saját csapatok biztonsági távolságának függvényében.
Teller Ede a Lawrence Livermore National Laboratory igazgatójaként több fúziós reakciót vizsgált meg, amikkel a hatóerőt növelni lehetne;
1, Egy Trícium és egy Deutérium mag fúziója esetén keletkezik egy neutron, egy Hélium-4 izotóp, és felszabadul 17.6MeV energia.
T + D −> n + ⁴He + (17.6 MeV)
2, Egy Deutérium és egy Hélium-3 izotóp fúziója esetén keletkezik egy Trícium, egy Hélium-4 izotóp, és felszabadul 18.3MeV energia.
³He + D −> T + ⁴He + (18.3 MeV)
3a, Két Deutérium fúziója esetén keletkezhet egy Trícium, egy proton, és felszabadul 4MeV energia.
D + D −> p + T + (4.0 MeV)
3b, Két Deutérium fúziója esetén keletkezhet egy Hélium-3 izotóp, egy neutron, és felszabadul 3.3MeV energia.
D + D −> n + 3He + (3.3 MeV)
Mielőtt mélyebben belemerülünk az atomfizikai számításokba, fontos megemlíteni az alkalmazott energia mértékegységét:
1keV = 11 millió fok
… vagyis a maghasadáskor keletkező energiát hőmérsékletben (kT) is ki lehet fejezni, így a továbbiakban én is így használom.
A fent felsorolt első fúziós reakció megindulásához 4.2keV, a másodikhoz 18keV, a harmadik variációihoz 25keV hőmérséklet szükséges.
Számítsuk ki, hogy egy modern implóziós bomba mekkora hőmérsékletet képes előállítani, a Svájci tervet alapul véve;
kT = 18 (keV) · ⁴√(η · χ)
A fenti képletben a “η” az implóziós sűrítés mértékét (Svájci példánál ez 1.6 szoros), “χ” értéke pedig itt 0.5%.
kT = 18 (keV) · ⁴√(η · χ) = 18 (keV) · ⁴√(1.6 · 0.5%) = 18 (keV) · ⁴√(0.008) = 18 · 0.3 = 5.4keV (~60 millió fok)
A fenti számításból kiderült, hogy egy implóziós urán bombával egyedül a Trícium és Deutérium mag fúziója gyújtható be, ami az első fúziós reakció típus, a fent felsorolt négyből.
Holnap…
… honnan vegyünk Tríciumot?
... következzék a Svájci atomfegyver program;
A Svájci atomfegyver program
A Svájciak igen pragmatikus népek, a második világháború végén felmérték, hogy egy kis semleges (katonai tömbökhöz nem tartozó) ország biztonságát csak az atomfegyver birtoklása általi elrettentés garantálhatja.
Dr Paul Scherer
1946 június 8-án megalakul az SKA (Schweizerische Studienkommission für Atomenergie), Dr Paul Scherer vezetésével.
Feladata az atomenergia felhasználásának vizsgálata, civil és katonai célokra.
Első lépésben, 1953 és 1955 között beszereztek 10 tonna urán-oxid-ot (U₃O₈ - yellow cake) Belga Kongóból, és egy nehézvizes, szén dioxiddal hűtött 6MW-os kísérleti reaktort az Egyesült Államokból.
Utóbbi 1962-ben kezdett üzemelni.
A bomba hordozására, licencben 100db Mirage-IIIS gépet kívántak összeszerelni, a Svájci F+W Emmen gyárában, 870 millió SFR értékben.
A gépeknek mind légtér-védelemre, mind felderítésre, és végül nukleáris csapásmérésre is alkalmasnak kellett lenniük a tervek szerint.
A Franciák hajlandóak voltak átadni a gépekhez az atombomba bevetéséhez szükséges berendezéseket, viszont a három feladatot nem tudták egyetlen géptípusba integrálni.
A végén plusz 350millió SFR ráfizetése után 1964-től három típus készült Emmenben, összesen 58 példányban;
36db Mirage-IIIS vadász és csapásmérő
18db Mirage-IIIRS felderítő
4db Mirage-IIIBS gyakorló
A Mirage-IIIS gépek elvileg 2 légi-harc rakétával, két póttartállyal, egy atombombát tudtak szállítani Svájc-Kijev/Minszk távolságra, és elviekben egyirányú bevetés esetén Moszkva is elérhető volt.
A hordozóeszköz kérdésének lezárultával, a hatvanas évek elején az alábbi lehetőségekkel számoltak;
1, Atomfegyver vásárlása Franciaországból
2, Plutónium vásárlása, és abból Implóziós Plutónium fegyver készítése
3, Implóziós Plutónium fegyver készítése, Svájcban termelt Plutóniumból, becslés szerint 2’100 millió SFR költségen. (Plutónium termelő nehézvizes reaktort kell építeni, és csak utána jön még a kémiai izotóp szeparáció)
4, Implóziós Urán fegyver készítése, a Belga Kongóból korábban beszerzett 10 t urándioxid Svájci dúsításával, becslés szerint 720 millió SFR költségen. (ez leginkább a centrifugák árát tartalmazta)
A Kfir botrány után, amikor a Svájcnak licencben átadott Mirage-III tervdokumentációjának másolatai Izraelben kötöttek ki, a Franciák már nem voltak hajlandóak arra hogy atomfegyvert adjanak el, így az első legegyszerűbb opció lehetősége megszűnt.
A Svájci kormány plutónium vásárlási kísérlete a Norvégiából is kudarcot vallott, a második lehetőség sem volt járható, így a maradék nyitva maradt 3. és 4. opciók közül az olcsóbb negyedikkel kezdtek foglalkozni.
Egy implóziós urán bomba megalkotásában, amennyiben a fegyverminőségű urán dúsításától eltekintünk, a legnehezebb feladat az implózió tökéletesen gömb alakú lökéshullámának kialakítása.
A szükséges gyújtószerkezet, a gyutacsok, és a kétféle égési sebességű robbanószerből öntött robbanólencsék megalkotásához és teszteléséhez viszont egyáltalán nincs szükség hasadó anyagra, az egy átlagos katonai lőtéren is végezhető.
A 60-as évek végére az implóziós szerkezet tesztjei kielégítő eredménnyel zárultak, és elkészült a Svájci atomfegyver műszaki tervdokumentációja;
25 kg fegyverminőségű urán ²³⁵U gömb, amit körül vesz 200 kg természetes uránból ²³⁸U álló neutron reflektor, és 300 kg implóziós lökéshullámot előállító robbantótöltet.
Az egész bomba úgy 600 kg tömegű lehetett, a Mirage-IIIS középső fegyvertartó konzoljának terhelhetőségét figyelembe véve.
Mivel az implóziós lökéshullám csak 1.6 szorosára sűrítette az ²³⁵U-ös magot, így szükséges volt a magot körbe vevő ²³⁸U neutron reflektor alkalmazása.
A fegyver számított hatóereje 22 kt-volt.
A fenti fejlesztésekkel párhuzamosan, Svájc második legnagyobb városában, Genfben zajlottak a nukleáris fegyverek elterjedésének megakadályozásáról szóló nemzetközi egyezmény tárgyalásai (Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear Weapons), amik 1968 július 1-én eredményesen fejeződtek be, aláírta az USA, a Szovjetunió, és Nagy-Britannia.
Svájc mint házigazda, 1969-ben aláírta az egyezményt, de annak ratifikálását 1977-ig elhúzták.
Az atomfegyver programot viszont a fenti egyezmény ellenére folytatták, és csak 1988-ban fejezték be.
Titkosítását csak 1996-ban oldották fel.
Az atomfegyverek teljes betiltásáról szóló egyezmény (Treaty on the Prohibition of Nuclear Weapons) aláírását a Svájci kormány, 2018-ban biztonsági okokra hivatkozva megtagadta.
Svájc továbbra is rendelkezik négy atomfegyver előállításához szükséges 10t urándioxid alapanyaggal.
Számítsuk ki a Svájci implóziós urán fegyver hatásfokát;
22kt / (25kg · 17kt/kg) = 5.2%
Ez 3.5x nagyobb hatásfok, mint a Little Boy 1.5%-a.
Az eddig tárgyalt fegyverek inkább a politikusok eszközei voltak, a katonák által támasztott követelményeket csak a következő fegyvergenerációnál vették figyelembe.
A ~20kt hatóerő az epicentrumtól 1800m távolságig garantáltan pusztít, de 4500m távolságban már nagy valószínűséggel túlélhető egy csapás.
Katonai szempontból mindenképpen felmerül a töltet hatóerejének növelése mellett, a fegyver hatóerejének bevetés előtti szabályozhatósága is, a saját csapatok biztonsági távolságának függvényében.
Teller Ede a Lawrence Livermore National Laboratory igazgatójaként több fúziós reakciót vizsgált meg, amikkel a hatóerőt növelni lehetne;
1, Egy Trícium és egy Deutérium mag fúziója esetén keletkezik egy neutron, egy Hélium-4 izotóp, és felszabadul 17.6MeV energia.
T + D −> n + ⁴He + (17.6 MeV)
2, Egy Deutérium és egy Hélium-3 izotóp fúziója esetén keletkezik egy Trícium, egy Hélium-4 izotóp, és felszabadul 18.3MeV energia.
³He + D −> T + ⁴He + (18.3 MeV)
3a, Két Deutérium fúziója esetén keletkezhet egy Trícium, egy proton, és felszabadul 4MeV energia.
D + D −> p + T + (4.0 MeV)
3b, Két Deutérium fúziója esetén keletkezhet egy Hélium-3 izotóp, egy neutron, és felszabadul 3.3MeV energia.
D + D −> n + 3He + (3.3 MeV)
Mielőtt mélyebben belemerülünk az atomfizikai számításokba, fontos megemlíteni az alkalmazott energia mértékegységét:
1keV = 11 millió fok
… vagyis a maghasadáskor keletkező energiát hőmérsékletben (kT) is ki lehet fejezni, így a továbbiakban én is így használom.
A fent felsorolt első fúziós reakció megindulásához 4.2keV, a másodikhoz 18keV, a harmadik variációihoz 25keV hőmérséklet szükséges.
Számítsuk ki, hogy egy modern implóziós bomba mekkora hőmérsékletet képes előállítani, a Svájci tervet alapul véve;
kT = 18 (keV) · ⁴√(η · χ)
A fenti képletben a “η” az implóziós sűrítés mértékét (Svájci példánál ez 1.6 szoros), “χ” értéke pedig itt 0.5%.
kT = 18 (keV) · ⁴√(η · χ) = 18 (keV) · ⁴√(1.6 · 0.5%) = 18 (keV) · ⁴√(0.008) = 18 · 0.3 = 5.4keV (~60 millió fok)
A fenti számításból kiderült, hogy egy implóziós urán bombával egyedül a Trícium és Deutérium mag fúziója gyújtható be, ami az első fúziós reakció típus, a fent felsorolt négyből.
Holnap…
… honnan vegyünk Tríciumot?
T
Törölt tag 1945
Guest
A holnapi epizódig, házi feladat minden olvtárs részére azonosítani, hogy mi látható Ede mögött a falon, a bal oldalon a képen...
Diavetítő.
A holnapi epizódig, házi feladat minden olvtárs részére azonosítani, hogy mi látható Ede mögött a falon, a bal oldalon a képen...
T
Törölt tag 1945
Guest
Savannah River Site
1950-ben bízta meg az Egyesült Államok kormánya a DuPont céget, hogy a Hanfordi reaktorok után építsen még öt nehézvizes katonai célú reaktort, és két Plutónium reprocesszáló üzemet a Savannah folyó partján, Dél-Karolinában, egy 800km²-es zárt területen.
A nehézvizet előállító D üzem 1952-ben, az R reaktor 1953-ban kezdte működését.
Őket követték a P, L, K reaktorok, és az F (PUREX - Plutonium and Uranium EXtraction) kémiai izotóp szeparációs üzem 1954-ben.
1955-ben a H (PUREX) kémiai izotóp szeparációs üzem is munkába állt.
PUREX (Plutonium and URanium EXtraction) kémiai izotópszeparációs módszer
1953 és 1988 között, 35 év alatt a Savannah River Site komplexum 4 reaktora (R, P, L, K), és két PUREX ionszeparációs üzeme (F, H) összesen 36t plutóniumot állított elő, ami ~9000 fegyver előállítására elég mennyiség.
1955-ben elkészült a C reaktor, amely a Trícium termelésére volt hivatott.
A 2500MW hőteljesítményű nehézvizes (D₂O) reaktor természetes urán helyett lítium rudakat bombázott neutronokkal, így Trícium gáz keletkezett.
n + 6Li −> T + 4He + (4.8 MeV)
Teljes teljesítményen évente, a reaktor 7kg Tríciumot tudott előállítani, 1955 és 1988 között - 33 év alatt, összesen 225kg Tríciumot termelt az Egyesült Államok részére.
A Trícium 12 éves felezési ideje miatt (évente 5% elbomlik Hélium-3 izotóppá), 1996-ra a megtermelt mennyiségből már csak 75kg maradt.
A Savannah River Site komplexum 1988-ban zárt be.
Számításaim szerint a hidegháború alatt megtermelt eredeti Trícium készlet 2019-re 25kg-ra csökkent.
1950-ben bízta meg az Egyesült Államok kormánya a DuPont céget, hogy a Hanfordi reaktorok után építsen még öt nehézvizes katonai célú reaktort, és két Plutónium reprocesszáló üzemet a Savannah folyó partján, Dél-Karolinában, egy 800km²-es zárt területen.
A nehézvizet előállító D üzem 1952-ben, az R reaktor 1953-ban kezdte működését.
Őket követték a P, L, K reaktorok, és az F (PUREX - Plutonium and Uranium EXtraction) kémiai izotóp szeparációs üzem 1954-ben.
1955-ben a H (PUREX) kémiai izotóp szeparációs üzem is munkába állt.
PUREX (Plutonium and URanium EXtraction) kémiai izotópszeparációs módszer
1953 és 1988 között, 35 év alatt a Savannah River Site komplexum 4 reaktora (R, P, L, K), és két PUREX ionszeparációs üzeme (F, H) összesen 36t plutóniumot állított elő, ami ~9000 fegyver előállítására elég mennyiség.
1955-ben elkészült a C reaktor, amely a Trícium termelésére volt hivatott.
A 2500MW hőteljesítményű nehézvizes (D₂O) reaktor természetes urán helyett lítium rudakat bombázott neutronokkal, így Trícium gáz keletkezett.
n + 6Li −> T + 4He + (4.8 MeV)
Teljes teljesítményen évente, a reaktor 7kg Tríciumot tudott előállítani, 1955 és 1988 között - 33 év alatt, összesen 225kg Tríciumot termelt az Egyesült Államok részére.
A Trícium 12 éves felezési ideje miatt (évente 5% elbomlik Hélium-3 izotóppá), 1996-ra a megtermelt mennyiségből már csak 75kg maradt.
A Savannah River Site komplexum 1988-ban zárt be.
Számításaim szerint a hidegháború alatt megtermelt eredeti Trícium készlet 2019-re 25kg-ra csökkent.
T
Törölt tag 1945
Guest
Modern, növelt hatóerejű, (többfázisú) implóziós hasadási fegyver, (Boosted Fission Weapon, Dial-a-Yield)
A modern kis-hatóerejű taktikai fegyverek (amiket a saját csapatok frontvonalának közelében terveztek bevetni), szabályozható hatóerővel rendelkeznek.
Egy modern növelt hatóerejű, implóziós hasadási fegyver két állapotában van ábrázolva a fenti rajzon.
Bal oldalon normál állapotában 4kg ²³⁹Pu fegyverminőségű hasadóanyagot tartalmaz, amit egy 4kg-os acél gömb vesz körül.
Az implózió pillanatában 2.2g DT gázt engednek 10atm nyomáson a plutónium mag (pit) közepébe.
10kg robbanóanyag implóziója a magot a jobb oldalon látható módon nyomja össze.
4kg ²³⁹Pu plutónium 2.5-szeres (χ=2.5) sűrítést ér el.
2.2g DT gáz 30 szoros (χ=30) sűrítést ér el.
A fenti diagram az ISRINEX (thermonuclear explosion simulation program) programmal készült, és 30 szoros sűrítésen (χ=30) ábrázolja a DT gáz fúziójának időbeni lefutását, három begyulladási hőmérséklet (1.5, 2, 2.5 keV) függvényében.
Számítsuk ki a fenti fegyver 3 fázisának hatóerejét, 2keV (22 millió fok) hőmérsékleten történő DT gáz begyulladásakor.
Első, hasadási fázisban (0..2ns) a hasadási reakciók által elért hatóerőt számítjuk ki, amíg a mag a kT=2keV (22 millió fok) hőmérsékletet eléri.
A hasadásban résztvevő ionok effektív töltése a hőmérséklettől függ.
Zeff = 60 · √kT = 60 · √2keV = 85
A fegyver hatásfoka 2keV hőmérséklet eléréséig;
η = kT · 3/2 · Zeff / Ef = 2keV · 3/2 · 85 / 180MeV = 0.0014 = 0.14%
A fegyver hatóereje a működésének első fázisában (2keV hőmérséklet eléréséig, tisztán maghasadás);
4kg · 0.14% · 17kt/kg = 0.1kt
Második, fúziós fázisban, (2..4ns) 2keV (22 millió fok) hőmérsékleten (és persze 30 szoros nyomáson) beindul a DT gáz fúziója, ami 2ns alatt szét is dobja a fegyvert.
A fenti ISRINEX szimuláció 2keV görbéjéből látható, hogy 2ns alatt (2..4ns) a DT gáz ~50%-a képes fúzióra lépni, mielőtt a fegyver szétrepül.
A fegyver hatóereje a működésének második fázisában;
180MeV / 17.6MeV · 2.2g · 50% · 0.08kt/g = 0.9kt
Harmadik, hasadási fázisban, (2..4ns) a DT gáz fúziója alatt megtermelt neutronok [T + D −> n + ⁴He + (17.6 MeV)] által előidézett további plutónium atommag hasadások által keletkező energiát számítsuk ki.
Első lépésben a maghasadás hatásfokát számoljuk ki;
P = μ · m/M · A/a
m = 2.2g a DT gáz tömege
M = 4kg = 4000g a plutónium ²³⁹Pu tömege
A = 239 ²³⁹Pu atomtömege
a = 5 DT gáz atomtömege
μ = 5 feltételezve hogy 2ns alatt öt fúziós neutron generáció jön létre
P = μ · m/M · A/a = 5 · 2.2 / 4000 · 239 / 5 = 13%
A fent kiszámolt 13%-os plutónium hasadási hatásfokból a harmadik fázis hatóereje;
4kg · 13% · 17kt/kg = 8.8kt
A fenti 18kg tömegű fegyver mindhárom fázisának együttes hatóereje a fegyver szétrepülésének pillanatában (4ns);
0.1 + 0.9 + 8.8 = 9.8kt
A fenti egyenletek használatával kiszámolhatjuk, hogy a DT gáz mennyiségének a robbanás pillanata előtti adagolásával szabályozható (Dial-a-Yield) a fegyver hatóerejét;
DT gáz mennyisége – hatóerő
0g – 0.1kt
2.2g – 10kt
4.4g – 20kt
6.7g – 30kt
11g – 50kt
Katonai szempontból jelentős előny, hogy esetleges baleset esetén amikor a DT gáz még nincs a fegyver magjába engedve, a legrosszabb esetben is a robbanás hatóereje igen csekély.
A fenti képeket Mordechai Vanunu készítette Dimonában, a titkos Izraeli fegyvergyárban.
Szovjet “lebegő” mag (levitated pit) modell
A fenti “lebegő” fegyvermag jelentősége a plutónium nagyobb (négyszeres χ=4) sűrítésében, és ezáltal nagyobb maximális hasadási hőmérsékletben rejlik.
Számítsuk ki, hogy egy “lebegő” maggal rendelkező implóziós bomba mekkora hőmérsékletet képes előállítani;
kT = 18 (keV) · ⁴√(η · χ) = 18 (keV) · ⁴√(4 · 0.5%) = 18 (keV) · ⁴√(0.02) = 18 · 0.376 = 6.8keV (~75 millió fok, ami 25%-al magasabb maximális hőmérséklet)
Szovjet RN-28-as taktikai bomba típus, amit a hidegháború alatt Magyarországon (is) tároltak, az MN MiG-21bisz, Szu-22M3 és MiG-23MF, gépei számára.
Az RN-28-as hatóerejét (értsd a plutónium magba engedett DT gáz mennyiségét) felszállás előtt kellett egy tárcsával beállítani.
A plutónium magba engedett DT gáz mennyiségét két robbanó szelep (egyik kinyit, a másik lezár) működtetése közötti idő hosszával szabályozta a bomba elektronikája.
A Trícium évi 5%-os elbomlása miatt, a fegyvereket félévente kellett DT gázzal után tölteni, hogy a beállított hatóerőt garantálni lehessen.
A fent számoltnál több (~6kg plutónium) hasadóanyag, és több DT gáz (25g) felhasználásával ezeknek a fegyvereknek a maximális hatóereje úgy 100kt-ig fokozható.
100kt feletti hatóerőhöz viszont már igazi fúziós bombára lesz szükség.
A modern kis-hatóerejű taktikai fegyverek (amiket a saját csapatok frontvonalának közelében terveztek bevetni), szabályozható hatóerővel rendelkeznek.
Egy modern növelt hatóerejű, implóziós hasadási fegyver két állapotában van ábrázolva a fenti rajzon.
Bal oldalon normál állapotában 4kg ²³⁹Pu fegyverminőségű hasadóanyagot tartalmaz, amit egy 4kg-os acél gömb vesz körül.
Az implózió pillanatában 2.2g DT gázt engednek 10atm nyomáson a plutónium mag (pit) közepébe.
10kg robbanóanyag implóziója a magot a jobb oldalon látható módon nyomja össze.
4kg ²³⁹Pu plutónium 2.5-szeres (χ=2.5) sűrítést ér el.
2.2g DT gáz 30 szoros (χ=30) sűrítést ér el.
A fenti diagram az ISRINEX (thermonuclear explosion simulation program) programmal készült, és 30 szoros sűrítésen (χ=30) ábrázolja a DT gáz fúziójának időbeni lefutását, három begyulladási hőmérséklet (1.5, 2, 2.5 keV) függvényében.
Számítsuk ki a fenti fegyver 3 fázisának hatóerejét, 2keV (22 millió fok) hőmérsékleten történő DT gáz begyulladásakor.
Első, hasadási fázisban (0..2ns) a hasadási reakciók által elért hatóerőt számítjuk ki, amíg a mag a kT=2keV (22 millió fok) hőmérsékletet eléri.
A hasadásban résztvevő ionok effektív töltése a hőmérséklettől függ.
Zeff = 60 · √kT = 60 · √2keV = 85
A fegyver hatásfoka 2keV hőmérséklet eléréséig;
η = kT · 3/2 · Zeff / Ef = 2keV · 3/2 · 85 / 180MeV = 0.0014 = 0.14%
A fegyver hatóereje a működésének első fázisában (2keV hőmérséklet eléréséig, tisztán maghasadás);
4kg · 0.14% · 17kt/kg = 0.1kt
Második, fúziós fázisban, (2..4ns) 2keV (22 millió fok) hőmérsékleten (és persze 30 szoros nyomáson) beindul a DT gáz fúziója, ami 2ns alatt szét is dobja a fegyvert.
A fenti ISRINEX szimuláció 2keV görbéjéből látható, hogy 2ns alatt (2..4ns) a DT gáz ~50%-a képes fúzióra lépni, mielőtt a fegyver szétrepül.
A fegyver hatóereje a működésének második fázisában;
180MeV / 17.6MeV · 2.2g · 50% · 0.08kt/g = 0.9kt
Harmadik, hasadási fázisban, (2..4ns) a DT gáz fúziója alatt megtermelt neutronok [T + D −> n + ⁴He + (17.6 MeV)] által előidézett további plutónium atommag hasadások által keletkező energiát számítsuk ki.
Első lépésben a maghasadás hatásfokát számoljuk ki;
P = μ · m/M · A/a
m = 2.2g a DT gáz tömege
M = 4kg = 4000g a plutónium ²³⁹Pu tömege
A = 239 ²³⁹Pu atomtömege
a = 5 DT gáz atomtömege
μ = 5 feltételezve hogy 2ns alatt öt fúziós neutron generáció jön létre
P = μ · m/M · A/a = 5 · 2.2 / 4000 · 239 / 5 = 13%
A fent kiszámolt 13%-os plutónium hasadási hatásfokból a harmadik fázis hatóereje;
4kg · 13% · 17kt/kg = 8.8kt
A fenti 18kg tömegű fegyver mindhárom fázisának együttes hatóereje a fegyver szétrepülésének pillanatában (4ns);
0.1 + 0.9 + 8.8 = 9.8kt
A fenti egyenletek használatával kiszámolhatjuk, hogy a DT gáz mennyiségének a robbanás pillanata előtti adagolásával szabályozható (Dial-a-Yield) a fegyver hatóerejét;
DT gáz mennyisége – hatóerő
0g – 0.1kt
2.2g – 10kt
4.4g – 20kt
6.7g – 30kt
11g – 50kt
Katonai szempontból jelentős előny, hogy esetleges baleset esetén amikor a DT gáz még nincs a fegyver magjába engedve, a legrosszabb esetben is a robbanás hatóereje igen csekély.
A fenti képeket Mordechai Vanunu készítette Dimonában, a titkos Izraeli fegyvergyárban.
Szovjet “lebegő” mag (levitated pit) modell
A fenti “lebegő” fegyvermag jelentősége a plutónium nagyobb (négyszeres χ=4) sűrítésében, és ezáltal nagyobb maximális hasadási hőmérsékletben rejlik.
Számítsuk ki, hogy egy “lebegő” maggal rendelkező implóziós bomba mekkora hőmérsékletet képes előállítani;
kT = 18 (keV) · ⁴√(η · χ) = 18 (keV) · ⁴√(4 · 0.5%) = 18 (keV) · ⁴√(0.02) = 18 · 0.376 = 6.8keV (~75 millió fok, ami 25%-al magasabb maximális hőmérséklet)
Szovjet RN-28-as taktikai bomba típus, amit a hidegháború alatt Magyarországon (is) tároltak, az MN MiG-21bisz, Szu-22M3 és MiG-23MF, gépei számára.
Az RN-28-as hatóerejét (értsd a plutónium magba engedett DT gáz mennyiségét) felszállás előtt kellett egy tárcsával beállítani.
A plutónium magba engedett DT gáz mennyiségét két robbanó szelep (egyik kinyit, a másik lezár) működtetése közötti idő hosszával szabályozta a bomba elektronikája.
A Trícium évi 5%-os elbomlása miatt, a fegyvereket félévente kellett DT gázzal után tölteni, hogy a beállított hatóerőt garantálni lehessen.
A fent számoltnál több (~6kg plutónium) hasadóanyag, és több DT gáz (25g) felhasználásával ezeknek a fegyvereknek a maximális hatóereje úgy 100kt-ig fokozható.
100kt feletti hatóerőhöz viszont már igazi fúziós bombára lesz szükség.
M
molnibalage
Guest
T
Törölt tag 1945
Guest
Pontosan...
D - Deutérium, (²H Hidrogén-2 izotópja) és T - Trícium, (³H - Hidrogén-3 izotópja) gáz formában, adott hőmérsékleten [2keV (22 millió fok)], és nyomáson [30 szoros sűrítésen (χ=30)] képes fuzionálni, egy extra neutront létrehozva, ami azután extra hasadási reakciót indít.
T + D −> n + 4He + (17.6 MeV)