Hát igen. Bár én ezt az egészet most olvasom először el ilyen részletesen és érthetően.
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.
Hát igen. Bár én ezt az egészet most olvasom először el ilyen részletesen és érthetően.
T
Törölt tag 1945
Guest
Litium-6
A természetben bányászható Lítium 92.5%-át a Lítium-7 izotóp teszi ki, és csak 7.4% a Lítium-6 izotóp, aminek elválasztása az izotópok egyetlen atomszámbeli különbsége miatt nem egyszerű…
Lítium a legkönnyebb fém, sűrűsége harmada a víznek.
Lítium-6 izotóp szeparációjára a Lítium-7 izotópjától a COLEX (COLumn EXchange) elektrokémiai eljárást alkalmazzák, ami azon alapul, hogy a Lítium-6 izotóp nagyobb affinitást mutat a higanyhoz, mint a Lítium-7.
Első lépésben lítium-higany amalgámot (amalgám a higanynak más fémekkel alkotott ötvözete) állítanak elő, természetes Lítium felhasználásával.
Az amalgámot ezután lítium-hidroxid-oldattal (LiOH) vegyítik, amelyet szintén természetes lítiumból állítanak elő.
Ekkor a lítium-6 izotóp az amalgámban koncentrálódik, miközben a lítium-7 izotóp a hidroxidra kötődik.
Az oszlop alján a feldúsított lítium-6 elkülönül az amalgámtól, a tetején a lítium-hidroxid-oldatot elektrolízissel felbontják, és így a lítium-7 kiválasztható.
Ezzel a módszerrel kapott dúsítás mértéke függ az oszlop hosszától, az amalgám áramlási sebességtől és az oldat hőmérséklettől.
Y12 komplexum, Oak Ridge, Tennessee
Az Y12 komplexumban (Oak Ridge, Tennessee) a COLEX-üzem 1955-től kezdte meg a Lítium-6 izotóp dúsítását.
Műszaki szempontból a COLEX elválasztás az egyetlen olyan ismert módszer, amely lehetővé teszi a lítium-6 izotóp ipari méretekben történő dúsítását.
A COLEX módszer hátránya, hogy hatalmas mennyiségű higany felhasználásával történik a dúsítás.
1955 és 1963 között, 9 év alatt a COLEX eljárás során felhasznált 10 ezer tonna higany, katasztrofális környezeti következményekkel járt.
Környezetvédelmi megfontolások miatt az USA 1963-ban betiltotta a lítium-6 dúsítását.
A COLEX eljárás által szennyezett terület higanymentesítése rendkívül nehéz és költséges.
Jelenleg Kína, Oroszország, az Egyesült Királyság és Franciaország képes a lítium-6 izotópot nagyobb mennyiségben dúsítani.
A fentieken kívül még Észak-Korea üzemeltet COLEX elválasztáson alapuló lítium-6 dúsító üzemet.
⁶LiD – Lítium Deuterid
A ⁶LiD Lítium Deuterid-ot lítium-6 izotóp fém, deutérium gázzal való kezelésével állítják elő, 600 °C feletti hőmérsékleten, 0,001-0,003% szén hozzáadásával.
A reakció ⁶LiD port eredményez, amely pelletekké préselhető.
Összetettebb formák az olvadékból történő öntéssel állíthatók elő.
A tömör, hidegen préselt ⁶LiD alkatrészek egyszerű technikákkal és eszközökkel könnyen megmunkálhatók mikrométeres pontossággal, azonban az öntött ⁶LiD törékeny és könnyen reped a feldolgozás során.
Megmunkálás során összetört ⁶LiD Lítium Deuterid
Következik egy csúnyán elszámolt kísérlet…
A természetben bányászható Lítium 92.5%-át a Lítium-7 izotóp teszi ki, és csak 7.4% a Lítium-6 izotóp, aminek elválasztása az izotópok egyetlen atomszámbeli különbsége miatt nem egyszerű…
Lítium a legkönnyebb fém, sűrűsége harmada a víznek.
Lítium-6 izotóp szeparációjára a Lítium-7 izotópjától a COLEX (COLumn EXchange) elektrokémiai eljárást alkalmazzák, ami azon alapul, hogy a Lítium-6 izotóp nagyobb affinitást mutat a higanyhoz, mint a Lítium-7.
Első lépésben lítium-higany amalgámot (amalgám a higanynak más fémekkel alkotott ötvözete) állítanak elő, természetes Lítium felhasználásával.
Az amalgámot ezután lítium-hidroxid-oldattal (LiOH) vegyítik, amelyet szintén természetes lítiumból állítanak elő.
Ekkor a lítium-6 izotóp az amalgámban koncentrálódik, miközben a lítium-7 izotóp a hidroxidra kötődik.
Az oszlop alján a feldúsított lítium-6 elkülönül az amalgámtól, a tetején a lítium-hidroxid-oldatot elektrolízissel felbontják, és így a lítium-7 kiválasztható.
Ezzel a módszerrel kapott dúsítás mértéke függ az oszlop hosszától, az amalgám áramlási sebességtől és az oldat hőmérséklettől.
Y12 komplexum, Oak Ridge, Tennessee
Az Y12 komplexumban (Oak Ridge, Tennessee) a COLEX-üzem 1955-től kezdte meg a Lítium-6 izotóp dúsítását.
Műszaki szempontból a COLEX elválasztás az egyetlen olyan ismert módszer, amely lehetővé teszi a lítium-6 izotóp ipari méretekben történő dúsítását.
A COLEX módszer hátránya, hogy hatalmas mennyiségű higany felhasználásával történik a dúsítás.
1955 és 1963 között, 9 év alatt a COLEX eljárás során felhasznált 10 ezer tonna higany, katasztrofális környezeti következményekkel járt.
Környezetvédelmi megfontolások miatt az USA 1963-ban betiltotta a lítium-6 dúsítását.
A COLEX eljárás által szennyezett terület higanymentesítése rendkívül nehéz és költséges.
Jelenleg Kína, Oroszország, az Egyesült Királyság és Franciaország képes a lítium-6 izotópot nagyobb mennyiségben dúsítani.
A fentieken kívül még Észak-Korea üzemeltet COLEX elválasztáson alapuló lítium-6 dúsító üzemet.
⁶LiD – Lítium Deuterid
A ⁶LiD Lítium Deuterid-ot lítium-6 izotóp fém, deutérium gázzal való kezelésével állítják elő, 600 °C feletti hőmérsékleten, 0,001-0,003% szén hozzáadásával.
A reakció ⁶LiD port eredményez, amely pelletekké préselhető.
Összetettebb formák az olvadékból történő öntéssel állíthatók elő.
A tömör, hidegen préselt ⁶LiD alkatrészek egyszerű technikákkal és eszközökkel könnyen megmunkálhatók mikrométeres pontossággal, azonban az öntött ⁶LiD törékeny és könnyen reped a feldolgozás során.
Megmunkálás során összetört ⁶LiD Lítium Deuterid
Következik egy csúnyán elszámolt kísérlet…
Litium-6
A természetben bányászható Lítium 92.5%-át a Lítium-7 izotóp teszi ki, és csak 7.4% a Lítium-6 izotóp, aminek elválasztása az izotópok egyetlen atomszámbeli különbsége miatt nem egyszerű…
Lítium a legkönnyebb fém, sűrűsége harmada a víznek.
Lítium-6 izotóp szeparációjára a Lítium-7 izotópjától a COLEX (COLumn EXchange) elektrokémiai eljárást alkalmazzák, ami azon alapul, hogy a Lítium-6 izotóp nagyobb affinitást mutat a higanyhoz, mint a Lítium-7.
Első lépésben lítium-higany amalgámot (amalgám a higanynak más fémekkel alkotott ötvözete) állítanak elő, természetes Lítium felhasználásával.
Az amalgámot ezután lítium-hidroxid-oldattal (LiOH) vegyítik, amelyet szintén természetes lítiumból állítanak elő.
Ekkor a lítium-6 izotóp az amalgámban koncentrálódik, miközben a lítium-7 izotóp a hidroxidra kötődik.
Az oszlop alján a feldúsított lítium-6 elkülönül az amalgámtól, a tetején a lítium-hidroxid-oldatot elektrolízissel felbontják, és így a lítium-7 kiválasztható.
Ezzel a módszerrel kapott dúsítás mértéke függ az oszlop hosszától, az amalgám áramlási sebességtől és az oldat hőmérséklettől.
Y12 komplexum, Oak Ridge, Tennessee
Az Y12 komplexumban (Oak Ridge, Tennessee) a COLEX-üzem 1955-től kezdte meg a Lítium-6 izotóp dúsítását.
Műszaki szempontból a COLEX elválasztás az egyetlen olyan ismert módszer, amely lehetővé teszi a lítium-6 izotóp ipari méretekben történő dúsítását.
A COLEX módszer hátránya, hogy hatalmas mennyiségű higany felhasználásával történik a dúsítás.
1955 és 1963 között, 9 év alatt a COLEX eljárás során felhasznált 10 ezer tonna higany, katasztrofális környezeti következményekkel járt.
Környezetvédelmi megfontolások miatt az USA 1963-ban betiltotta a lítium-6 dúsítását.
A COLEX eljárás által szennyezett terület higanymentesítése rendkívül nehéz és költséges.
Jelenleg Kína, Oroszország, az Egyesült Királyság és Franciaország képes a lítium-6 izotópot nagyobb mennyiségben dúsítani.
A fentieken kívül még Észak-Korea üzemeltet COLEX elválasztáson alapuló lítium-6 dúsító üzemet.
⁶LiD – Lítium Deuterid
A ⁶LiD Lítium Deuterid-ot lítium-6 izotóp fém, deutérium gázzal való kezelésével állítják elő, 600 °C feletti hőmérsékleten, 0,001-0,003% szén hozzáadásával.
A reakció ⁶LiD port eredményez, amely pelletekké préselhető.
Összetettebb formák az olvadékból történő öntéssel állíthatók elő.
A tömör, hidegen préselt ⁶LiD alkatrészek egyszerű technikákkal és eszközökkel könnyen megmunkálhatók mikrométeres pontossággal, azonban az öntött ⁶LiD törékeny és könnyen reped a feldolgozás során.
Megmunkálás során összetört ⁶LiD Lítium Deuterid
Következik egy csúnyán elszámolt kísérlet…
És honnan szerez az USA Lítium-6-izotópot?
Anno a technológiai részét nem nagyon bontották ki a magyar kiadványokban.Ahol meg mégis,olyan szakmaisággal,amit az átlagember fel se fog.A HTben is jelentek meg cikkek nagyritkán,de atomfizikusi végzetséget elfelejtettek hozzá mellékelni.Közembernek ismeretterjesztői szinten talán csak az Arzenál sorozat valamelik könyve.
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 atomtengeralatjárójukLitium-6
A természetben bányászható Lítium 92.5%-át a Lítium-7 izotóp teszi ki, és csak 7.4% a Lítium-6 izotóp, aminek elválasztása az izotópok egyetlen atomszámbeli különbsége miatt nem egyszerű…
Lítium a legkönnyebb fém, sűrűsége harmada a víznek.
Lítium-6 izotóp szeparációjára a Lítium-7 izotópjától a COLEX (COLumn EXchange) elektrokémiai eljárást alkalmazzák, ami azon alapul, hogy a Lítium-6 izotóp nagyobb affinitást mutat a higanyhoz, mint a Lítium-7.
Első lépésben lítium-higany amalgámot (amalgám a higanynak más fémekkel alkotott ötvözete) állítanak elő, természetes Lítium felhasználásával.
Az amalgámot ezután lítium-hidroxid-oldattal (LiOH) vegyítik, amelyet szintén természetes lítiumból állítanak elő.
Ekkor a lítium-6 izotóp az amalgámban koncentrálódik, miközben a lítium-7 izotóp a hidroxidra kötődik.
Az oszlop alján a feldúsított lítium-6 elkülönül az amalgámtól, a tetején a lítium-hidroxid-oldatot elektrolízissel felbontják, és így a lítium-7 kiválasztható.
Ezzel a módszerrel kapott dúsítás mértéke függ az oszlop hosszától, az amalgám áramlási sebességtől és az oldat hőmérséklettől.
Y12 komplexum, Oak Ridge, Tennessee
Az Y12 komplexumban (Oak Ridge, Tennessee) a COLEX-üzem 1955-től kezdte meg a Lítium-6 izotóp dúsítását.
Műszaki szempontból a COLEX elválasztás az egyetlen olyan ismert módszer, amely lehetővé teszi a lítium-6 izotóp ipari méretekben történő dúsítását.
A COLEX módszer hátránya, hogy hatalmas mennyiségű higany felhasználásával történik a dúsítás.
1955 és 1963 között, 9 év alatt a COLEX eljárás során felhasznált 10 ezer tonna higany, katasztrofális környezeti következményekkel járt.
Környezetvédelmi megfontolások miatt az USA 1963-ban betiltotta a lítium-6 dúsítását.
A COLEX eljárás által szennyezett terület higanymentesítése rendkívül nehéz és költséges.
Jelenleg Kína, Oroszország, az Egyesült Királyság és Franciaország képes a lítium-6 izotópot nagyobb mennyiségben dúsítani.
A fentieken kívül még Észak-Korea üzemeltet COLEX elválasztáson alapuló lítium-6 dúsító üzemet.
⁶LiD – Lítium Deuterid
A ⁶LiD Lítium Deuterid-ot lítium-6 izotóp fém, deutérium gázzal való kezelésével állítják elő, 600 °C feletti hőmérsékleten, 0,001-0,003% szén hozzáadásával.
A reakció ⁶LiD port eredményez, amely pelletekké préselhető.
Összetettebb formák az olvadékból történő öntéssel állíthatók elő.
A tömör, hidegen préselt ⁶LiD alkatrészek egyszerű technikákkal és eszközökkel könnyen megmunkálhatók mikrométeres pontossággal, azonban az öntött ⁶LiD törékeny és könnyen reped a feldolgozás során.
Megmunkálás során összetört ⁶LiD Lítium Deuterid
Következik egy csúnyán elszámolt kísérlet…
T
Törölt tag 1945
Guest
A COLEX dúsításra 8 év alatt ráköltötték a Manhattan terv költségének felét.
A ⁶Li Lítium-6 izotópja nem rádióaktív, és a ⁶LiD Lítium Deuterid sem bomlik el, így az 50-es évek végén legyártott mennyiség ma is felhasználható.
Régebbi elavult bombából ki lehet építeni a ⁶LiD-ot, új formába önteni, és új fegyverhez felhasználni.
Érdekesség, hogy a USA COLEX projekt alatt legyártott ⁶LiD mennyisége a mai napig minősített.
T
Törölt tag 1945
Guest
Igen (3 hozzászólás múlva), mivel a kis államok többség más utat járt be mint az eddig ismertetett amcsik.
T
Törölt tag 1945
Guest
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…
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…
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…
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…
T
Törölt tag 1945
Guest
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
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
M
molnibalage
Guest
A képek beágyazása nem sikerült, a végé levők nagyon kicsik.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
T
Törölt tag 1586
Guest
Szerintem az a videó feltétlen ide tartozik
(ha valaki ért hozzá hogy kell csinálni az feliratozhatná..)
T
Törölt tag 1945
Guest
Fancy videó, de a bomba belsejét elég viccesen képzeli, mondjuk ehhez a könyvhöz képes...
M
molnibalage
Guest
T
Törölt tag 1945
Guest
Inkább túl nagyok.
A tablet-en nekem is kicsi ikonként mutatja, de a gépemen megnyitja eredeti méretben.
"Neutron initatornak" ami a plutonium gömbben van mit szoktak használni, illetve annak mi a működési elve?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.
M
molnibalage
Guest
Ugyanazzal a verziószámú Firefox-szal (és azonos Win 7 oprendszerrel) az egyik gépemen kicsi, a másik gépemen meg nagy méretűek. Érdekes.