T
Törölt tag 1945
Guest
Ezt már tán megválaszoltam itt.
Lényeg, a plutónium gömbben nem szoknak neutron forrást használni, hacsak a DT gáz fúzióját nem tekintjük annak.
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.
Ezt már tán megválaszoltam itt.
Lényeg, a plutónium gömbben nem szoknak neutron forrást használni, hacsak a DT gáz fúzióját nem tekintjük annak.
Trinitynél mi volt? Csak a rajz miatt kérdezem, ott van, hogy neutron initator.Ezt már tán megválaszoltam itt.
Lényeg, a plutónium gömbben nem szoknak neutron forrást használni, hacsak a DT gáz fúzióját nem tekintjük annak.
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
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.
T
Törölt tag 1945
Guest
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.
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.
T
Törölt tag 1945
Guest
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
...
Ezért reménykedhetünk abba, hogy ha igazak is a bőröndatombombás hírek, azok már akkor se működnek.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.
T
Törölt tag 1945
Guest
B-28
A hidegháború legelterjedtebb Amerika stratégiai bombájából, 1958 és 1991 között 1200db példányban állt rendszerben, öt főbb változatban.
B-28-as volt az első katonai szempontokat is figyelembe vevő, stratégiai csapásmérő bomba, amely több bevetési profilt is lehetővé tett.
B-28EX F-100 Super Sabre szárnya alatt
B-28EX (External - külső) hordozója az A-4, A-6, B-52, F-4, F-100, F-101, F-104, F-105
B-28EX Mod0 és a Mod1 1958-ban került rendszeresítésre.
1961-ben érkezett a Mod2, 1963-ban a Mod3.
B-28EX Mod0 már 1961-ben kivonásra került.
B-28EX Mod3 1969-ben, B-28 Mod1 78-ban, és a B-28 Mod2 1980-ban került kivonásra.
B-28IN, B-66 Destroyer bomba tárolójában
B-28IN (Internal - belső) hordozója az A-3, A-5, B-47, B-52, B-66, F-105
A B-28IN kisebb volt mint a B-28EX, és először földi vagy légi robbantást is be lehetett állítani a bevetés előtt.
Fékernyővel nem rendelkezett, így csak közepes-nagy magasságból lehetett alkalmazni.
B-28IN Mod1 1958-ban állt rendszerbe, de 3 éven belül kis is lett vonva 1961-ben.
B-28IN Mod2 1962-ben állt rendszerbe, és 1978-ban lett kivonva.
B-28IN Mod4 1964-ben állt rendszerbe, és csak a B-83-as rendszeresítése után vonták ki.
B-28RE
B-28RE (Retarded External - külső fékezett) hordozója az A-4, A-6, B-52, F-4, F-100, F-101, F-104, F-105
A B-28RE tulajdonképpen egy B-28EX volt, amit fékernyővel szereltek fel.
B-28RE Mod0 és a Mod1 1958-ban állt rendszerbe.
B-28RE Mod2 1962-ben került rendszerbe.
B-28RE Mod3 és Mod4 1963-ban került rendszerbe.
A B-28RE Mod0 1961-ben, 1969-ben a B-28RE Mod3, 1976-ban a B-28RE Mod1, és utoljára 1980-ban a B-28RE Mod2 került kivonásra.
B-28FI (Full Fusing Internal – különféle robbantási módokat [földi/légi/föld alatti] lehetővé tévő változat) hordozója az A-3, A-5, B-47, B-52, B-66, F-105
1960-ban a légierő a szovjet légvédelmi rakéták által jelentett fenyegetésre reagálva, módosította eddigi közepes/nagy magasságból történő csapásmérési terveit, és átállt a kis-magasságú (radarok alatti) csapásmérésre.
Különleges ejtőernyő kiképzésének, és késleltetett gyújtójának okán, ezt a változatot 300láb magasságból is be lehetett vetni.
B-28FI Mod2 1962-ben került rendszeresítésre, és 1980-ban vonták ki.
B-28FI Mod-5 1977-ben került rendszerbe, és csak 1991-ben vonták ki.
1966-ban a Spanyolországi Palomares falu mellett elhagyott egyik B-28RI Mod4
B-28RI (Retarded Internal – kis magasságban is bevethető fékernyős változat, földi/légi robbantási opcióval) hordozója az A-3, A-5, B-47, B-52, B-66, F-105
B-28RI Mod-4 változat 1964-ben állt rendszerbe, és csak 1991-ben került kivonásra.
B-28 termonukleáris bomba töltetének felépítése
A 400kg tömegű, 0.9m hosszú, és fél méter átmérőjű tartály rejtette a két nukleáris töltetet, üres tere polisztirollal volt kitöltve.
Fél méter hosszú másodlagos töltet közepe egy 12kg tömegű, (Plutónium helyett, olcsóbb ²³⁵U rudat) tartalmazott.
Az urán ²³⁵U (sparkplug – gyújtógyertyát) 8kg LiD Lítium-Deuterid, és azt 400kg természetes ²³⁸U urán henger vett körül, és gondoskodott a hatóerő harmadik fázisáért.
ISRINEX program idő – hatásfok/hőmérséklet görbéi a B-28 LiD töltetére
A fenti görbékből a 150 szoros (χ=150) LiD sűrítés 50% LiD égését teszi lehetővé 2ns alatt.
Számítsuk ki a B-28 hatóerejét;
Első hasadási fázis. (0..2ns) Az elsődleges implóziós plutónium töltet hatóerejét (~20kt) teljesen figyelmen kívül hagyhatjuk, mivel hatóerejének nagyságrendje a további számítás alatt csak kerekítési hiba…
Másodlagos töltet, első hasadási fázis; (2..4ns) a másodlagos töltet begyújtásának pillanatában, a középen lévő ²³⁵U urán rúd (sparkplug - gyújtógyertya) eléri a kritikus tömeget, és hasadása 6keV hőmérsékleten begyújtja a körülötte százötvenszeres (χ=150) sűrűségű LiD fúzióját.
A ²³⁵U urán rúd 98%-os hatásfokkal hasad, a fúziós égés (~25keV) hőmérsékletének közepén, hatóereje így;
12kg · 98% · 17kt/kg = 200kt
Másodlagos töltet, második Jetter (hasadás és fúzió ismétlődése) fázis; (2..4ns) Az ISRINEX felső (idő/hatásfok) görbéjéből 50%-os LiD fúziós hatásfokot feltételezhetünk 2ns alatt, aminek hatóereje így;
8kg · 50% · 50kt/kg = 200kt
Másodlagos töltet, harmadik hasadási fázis; (2..4ns) a Lítium-Deuterid (LiD) által fenntartott Jetter ciklus alatt…
n + ⁶Li −> T + ⁴He + (4.8 MeV)
T + D −> ⁴He + n + (17.6 MeV)
… keletkező neutronok harmada a másodlagos töltetet tartalmazó ²³⁸U urán hengerben okoz hasadást.
Mivel egy kilotonna…
1 kt = 2.61 × 10²⁵ MeV
… magenergia felszabadulását jelenti, a fent kiszámolt 200kt Jetter ciklus alatt…
200kt · 2.61 × 10²⁵ MeV = 5.22 x 10²⁷ MeV
… magenergia szabadul fel.
Számítsuk ki a fenti magenergia mennyiségből, hogy mennyi LiD Jetter ciklust jelent ez;
5.22 x 10²⁷ MeV / 17.6 MeV = 3 × 10²⁶
Mivel minden LiD Jetter ciklus alatt keletkezik egy neutron, és ezeknek a neutronoknak feltételezésünk szerint a harmada, a ²³⁸U természetes urán henger hasadását okozza 180MeV magenergia felszabadulásával, így a harmadik fázisban a hasadási reakcióból…
1/3 · 3 x 10²⁶ · 180 MeV = 1.8 x 10²⁸ MeV
…magenergia szabadul fel.
A fent kiszámolt ²³⁸U természetes urán hasadási magenergia hatóereje;
1.8x10²⁸ / 2.61 × 10²⁵ = 700kt
Az eddig kiszámolt másodlagos töltet 3 fázisának hatóerejét összeadva…
200kt + 200kt + 700kt = 1.1Mt
… teljes hatóerő adódik.
Ekkortól számítják egy adott nukleáris töltet hatásfokát (yield-to-weight ratio), ami a B-28 esetén; 1100kt / 820kg = 1.3 kt/kg
1956-ban, a B-28-as bomba fejlesztése közben viszont olyan események történtek kelet Európában, amelyek gyökeresen megváltoztatták a világot, kiszabadították a szellemet a palackból, és ami az amerikai tudósokat azóta is csuklásra készteti…
A hidegháború legelterjedtebb Amerika stratégiai bombájából, 1958 és 1991 között 1200db példányban állt rendszerben, öt főbb változatban.
B-28-as volt az első katonai szempontokat is figyelembe vevő, stratégiai csapásmérő bomba, amely több bevetési profilt is lehetővé tett.
B-28EX F-100 Super Sabre szárnya alatt
B-28EX (External - külső) hordozója az A-4, A-6, B-52, F-4, F-100, F-101, F-104, F-105
B-28EX Mod0 és a Mod1 1958-ban került rendszeresítésre.
1961-ben érkezett a Mod2, 1963-ban a Mod3.
B-28EX Mod0 már 1961-ben kivonásra került.
B-28EX Mod3 1969-ben, B-28 Mod1 78-ban, és a B-28 Mod2 1980-ban került kivonásra.
B-28IN, B-66 Destroyer bomba tárolójában
B-28IN (Internal - belső) hordozója az A-3, A-5, B-47, B-52, B-66, F-105
A B-28IN kisebb volt mint a B-28EX, és először földi vagy légi robbantást is be lehetett állítani a bevetés előtt.
Fékernyővel nem rendelkezett, így csak közepes-nagy magasságból lehetett alkalmazni.
B-28IN Mod1 1958-ban állt rendszerbe, de 3 éven belül kis is lett vonva 1961-ben.
B-28IN Mod2 1962-ben állt rendszerbe, és 1978-ban lett kivonva.
B-28IN Mod4 1964-ben állt rendszerbe, és csak a B-83-as rendszeresítése után vonták ki.
B-28RE
B-28RE (Retarded External - külső fékezett) hordozója az A-4, A-6, B-52, F-4, F-100, F-101, F-104, F-105
A B-28RE tulajdonképpen egy B-28EX volt, amit fékernyővel szereltek fel.
B-28RE Mod0 és a Mod1 1958-ban állt rendszerbe.
B-28RE Mod2 1962-ben került rendszerbe.
B-28RE Mod3 és Mod4 1963-ban került rendszerbe.
A B-28RE Mod0 1961-ben, 1969-ben a B-28RE Mod3, 1976-ban a B-28RE Mod1, és utoljára 1980-ban a B-28RE Mod2 került kivonásra.
B-28FI (Full Fusing Internal – különféle robbantási módokat [földi/légi/föld alatti] lehetővé tévő változat) hordozója az A-3, A-5, B-47, B-52, B-66, F-105
1960-ban a légierő a szovjet légvédelmi rakéták által jelentett fenyegetésre reagálva, módosította eddigi közepes/nagy magasságból történő csapásmérési terveit, és átállt a kis-magasságú (radarok alatti) csapásmérésre.
Különleges ejtőernyő kiképzésének, és késleltetett gyújtójának okán, ezt a változatot 300láb magasságból is be lehetett vetni.
B-28FI Mod2 1962-ben került rendszeresítésre, és 1980-ban vonták ki.
B-28FI Mod-5 1977-ben került rendszerbe, és csak 1991-ben vonták ki.
1966-ban a Spanyolországi Palomares falu mellett elhagyott egyik B-28RI Mod4
B-28RI (Retarded Internal – kis magasságban is bevethető fékernyős változat, földi/légi robbantási opcióval) hordozója az A-3, A-5, B-47, B-52, B-66, F-105
B-28RI Mod-4 változat 1964-ben állt rendszerbe, és csak 1991-ben került kivonásra.
B-28 termonukleáris bomba töltetének felépítése
A 400kg tömegű, 0.9m hosszú, és fél méter átmérőjű tartály rejtette a két nukleáris töltetet, üres tere polisztirollal volt kitöltve.
Fél méter hosszú másodlagos töltet közepe egy 12kg tömegű, (Plutónium helyett, olcsóbb ²³⁵U rudat) tartalmazott.
Az urán ²³⁵U (sparkplug – gyújtógyertyát) 8kg LiD Lítium-Deuterid, és azt 400kg természetes ²³⁸U urán henger vett körül, és gondoskodott a hatóerő harmadik fázisáért.
ISRINEX program idő – hatásfok/hőmérséklet görbéi a B-28 LiD töltetére
A fenti görbékből a 150 szoros (χ=150) LiD sűrítés 50% LiD égését teszi lehetővé 2ns alatt.
Számítsuk ki a B-28 hatóerejét;
Első hasadási fázis. (0..2ns) Az elsődleges implóziós plutónium töltet hatóerejét (~20kt) teljesen figyelmen kívül hagyhatjuk, mivel hatóerejének nagyságrendje a további számítás alatt csak kerekítési hiba…
Másodlagos töltet, első hasadási fázis; (2..4ns) a másodlagos töltet begyújtásának pillanatában, a középen lévő ²³⁵U urán rúd (sparkplug - gyújtógyertya) eléri a kritikus tömeget, és hasadása 6keV hőmérsékleten begyújtja a körülötte százötvenszeres (χ=150) sűrűségű LiD fúzióját.
A ²³⁵U urán rúd 98%-os hatásfokkal hasad, a fúziós égés (~25keV) hőmérsékletének közepén, hatóereje így;
12kg · 98% · 17kt/kg = 200kt
Másodlagos töltet, második Jetter (hasadás és fúzió ismétlődése) fázis; (2..4ns) Az ISRINEX felső (idő/hatásfok) görbéjéből 50%-os LiD fúziós hatásfokot feltételezhetünk 2ns alatt, aminek hatóereje így;
8kg · 50% · 50kt/kg = 200kt
Másodlagos töltet, harmadik hasadási fázis; (2..4ns) a Lítium-Deuterid (LiD) által fenntartott Jetter ciklus alatt…
n + ⁶Li −> T + ⁴He + (4.8 MeV)
T + D −> ⁴He + n + (17.6 MeV)
… keletkező neutronok harmada a másodlagos töltetet tartalmazó ²³⁸U urán hengerben okoz hasadást.
Mivel egy kilotonna…
1 kt = 2.61 × 10²⁵ MeV
… magenergia felszabadulását jelenti, a fent kiszámolt 200kt Jetter ciklus alatt…
200kt · 2.61 × 10²⁵ MeV = 5.22 x 10²⁷ MeV
… magenergia szabadul fel.
Számítsuk ki a fenti magenergia mennyiségből, hogy mennyi LiD Jetter ciklust jelent ez;
5.22 x 10²⁷ MeV / 17.6 MeV = 3 × 10²⁶
Mivel minden LiD Jetter ciklus alatt keletkezik egy neutron, és ezeknek a neutronoknak feltételezésünk szerint a harmada, a ²³⁸U természetes urán henger hasadását okozza 180MeV magenergia felszabadulásával, így a harmadik fázisban a hasadási reakcióból…
1/3 · 3 x 10²⁶ · 180 MeV = 1.8 x 10²⁸ MeV
…magenergia szabadul fel.
A fent kiszámolt ²³⁸U természetes urán hasadási magenergia hatóereje;
1.8x10²⁸ / 2.61 × 10²⁵ = 700kt
Az eddig kiszámolt másodlagos töltet 3 fázisának hatóerejét összeadva…
200kt + 200kt + 700kt = 1.1Mt
… teljes hatóerő adódik.
Ekkortól számítják egy adott nukleáris töltet hatásfokát (yield-to-weight ratio), ami a B-28 esetén; 1100kt / 820kg = 1.3 kt/kg
1956-ban, a B-28-as bomba fejlesztése közben viszont olyan események történtek kelet Európában, amelyek gyökeresen megváltoztatták a világot, kiszabadították a szellemet a palackból, és ami az amerikai tudósokat azóta is csuklásra készteti…
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…
Régebben az viccnek elment, hogy egy nukit elszámolnak és jóval nagyobbat robban, de hogy a valóságban is megtörténik?
T
Törölt tag 1945
Guest
M
molnibalage
Guest
M
molnibalage
Guest
T
Törölt tag 1945
Guest
Zippe féle gázcentrifuga
Sztálin halála után a három éves extra karantén leteltével, 1956-ban a Szovjetunió elkezdte hazaengedni az addig kényszermunkán tartott német mérnököket.
A Németországba hazatérőket alaposan kikérdezte az amerikai felderítés.
Egyikük, Gernot Zippe elmondta amerikai kihallgatójának, hogy ő felelt a szovjet urándúsítás megvalósításáért.
Kihallgatója azonnal kiállított egy útlevelet “Dr Schubert” nevére, és felrakta egy az Egyesült Államokba tartó repülőre.
A Washingtoni Shoreham hotelben napokon át faggatták Zippe-t a Manhattan terv tudósai.
Kiderült, hogy a szovjetek hasonlóan az amerikaiakhoz, három urándúsítási lehetőséget vizsgáltak meg.
A korábban ismertetett Amerikai folyadék-hődiffúziós, gázdiffúziós, és elektromágneses izotóp szeparációs eljárással szemben a szovjetek a gázdiffúzió, és az elektromágneses izotóp szeparáció mellett kipróbálták a gázcentrifugán alapuló urándúsítást is, és úgy találták hogy az a leghatékonyabb.
Szovjet urán dúsító gázcentrifugák
Amikor kiderült, hogy a szovjet atomfegyver program a gázcentrifugán alapul, a Virginia Egyetem 10’000 dolláros (26millió forint 2019-ben) fizetést ajánlott Zippe-nek, amennyiben az emlékei alapján elő tudja állítani a szovjet urándúsító centrifuga másolatát az USA-ban.
A Zippe gázcentrifugán alapuló kísérleti urán dúsító 1959-re el is készült Oak Ridge-ben.
Az alumíniumból készült 8cm átmérőjű, és 30cm hosszú cső 84’000rpm fordulatszámon forog, így a benne lévő UF₆ hex gázt 350m/s sebességű örvénylésre készteti, miközben a henger alját 48C°-ra melegítik, gyorsítandó a hex gáz diffúzióját.
A nehezebb ²³⁸U izotóp a centrifuga alján, a könnyebb ²³⁵U pedig a tetején gyűlik össze.
Ekkora fordulatszámon a centrifuga rotorja vákuumban forog, és mechanikai csapágyak helyett mágneses erőtér tartja a rotort a helyén.
Miután Zippe megalkotta a gázcentrifugát az amerikaiaknak, ők is választás elé állították; vagy felveszi az amerikai állampolgárságot és folytathatja gázcentrifuga kutatásait, vagy hasonlóan a szovjetekhez, minden jegyzetét elveszik tőle, és csak azok nélkül térhet vissza Európába.
Zippe visszautasította az amerikaiak állampolgársági ajánlatot, és jegyzetei nélkül tért haza Németországba.
1970-ben Német, Holland, és Brit együttműködésben megalakult az URENCO európai urándúsítással foglalkozó vállalat, ahol Zippe addigra már továbbfejlesztett gázcentrifugájával dúsították az uránt.
A világ dúsított urán készletének kétharmada Zippe féle gázcentrifugával készült.
Az 1971-es India-Pakisztáni háború után, az URENCO holland kirendeltségénél dolgozó Abdul Qadeer Khan lemásolta a gázcentrifuga terveit, és hazavitte Pakisztánba ahol sikeresen lemásolták (P-1 néven), majd innen a későbbiekben Líbia, Irán, és Észak Korea is hozzájutott működő másolatokhoz.
Az urándúsítás addig féltve őrzött szelleme kiszabadult a palackból…
Hiába bizonyult 50x hatékonyabbnak a gázcentrifugán alapuló urándúsítás, az Egyesült Államokban éppen két évvel korábban adták át az ötödik gigantikus gázdiffúziós üzemet Oak Ridge-ben. (1945 K-25, K-27; 1951 K-29, K-31; 1954 K-33)
Amíg ezek a hatalmas költségen megépített monstrumok termeltek, addig szó sem lehetett gázcentrifugán alapuló urándúsítóról az USA-ban.
Az amerikai mérnökök így a Zippe féle gázcentrifuga hatásfokának a javításának szentelték idejüket.
Úgy találták, hogy minél magasabb egy centrifuga, és minél gyorsabban örvénylik benne a hex gáz, annál több lesz az adott centrifuga által elvégzett dúsítási munka.
Itt érdemes megismerkedni a Zippe által bevezetett egységnyi urán dúsítási munka (SWU - Separative Work Unit) fogalmával.
Amíg civil rektorba való egy kilogramm 5%-os dúsítású urán előállításához 8.85 SWU/kg munka szükséges, addig fegyver minőségű 90%-os dúsítású urán kilogrammjának előállításához már 227 SWU/kg.
A fenti táblázat utolsó előtti oszlopában láthatóak az adott gázcentrifuga típushoz tartozó SWU munkavégzési képesség, egy év üzemelés alatt.
Számítsuk ki akkor, hogy az eredeti szovjet (felső sor) Zippe féle centrifugából mennyi kell egy üzembe, ha évente 4 db 25 kg-os urán bombát szeretnék előállítani (ez a Svájci szcenárió).
4 db · 25 kg · 227 SWU/kg = 22’700 SWU dúsítási munkát kell elvégeznünk egy év alatt.
Egy eredeti szovjet Zippe féle centrifuga egy év alatt 0.39 SWU/kg munkát tud elvégezni, így;
22’700 SWU / 0.39 SWU = 58’205 db centrifugára lenne szükségük a Svájciaknak.
Mivel a gázcentrifuga átlagosan 50 kWh-t fogyaszt SWU/kg egységenként, a dúsító üzem villanyszámlája egy év alatt;
22’700 SWU · 50 kWh = 1’135 MWh lenne.
Az amerikaiak által alkalmazott gázdiffúziós módszer energiafogyasztása 50x magasabb, 2500 kWh SWU/kg egységenként.
A (K-25, K-27, K-29, K-31, K-33) gázdiffúziós üzemek élettartalma végén, elkészült az amerikai gázcentrifuga üzem 1985-ben, Portsmouth, Ohio-ban.
Set-III típusú, 60 cm átmérőjű, és 12 m magas centrifugák egyenként 200 SWU/kg dúsításra képesek évente.
Összesen 3000 db került az üzembe, 2.6 milliárd dollár értékben.
A fenti (Svájci) példa 4 db 25 kg-os urán bombát, ami…
4 db · 25 kg · 227 SWU/kg = 22’700 SWU
… dúsítási munkát igényel, az Ohio-i üzem…
365 nap · 22’700 SWU / (200 SWU · 3000 db) = 13.8 nap
…két hét alatt végezné el.
P-1 (Pakisztán-1) centrifugák Iránban
Érdekességként, becsüljük meg, hogy ha neki mondjuk 1000 db a képen lévő centrifugája lenne, akkor mennyi ideig tartana egy 25 kg-os Svájci féle implóziós bombát alkotnia.
A centrifugák magassága alapján a fenti táblázatból saccra a DMS-2 típus lehet a legközelebb, annak dúsítási munkája 3.5 SWU/kg.
Egy implóziós urán bomba előállításához szükséges dúsítási munka;
25 kg · 227 SWU/kg = 5’675 SWU
Ha a fenti vezetőnek lenne 1000 db működő centrifugája, ami 3.5 SWU/kg dúsításra képes évente, az összesen…
1000 db · 3.5 SWU = 3’500 SWU
… kapacitású üzemnek felel meg.
A fenti üzem 5’675 SWU / 3’500 SWU/kg = 1.6 év alatt lenne képes egy implóziós bombához való urán dúsítására…
… hacsak a centrifugákat vezérlő számítógépek vírusosak nem lesznek. (lásd Stuxnet)
Jönnek a 70-es évek…
Sztálin halála után a három éves extra karantén leteltével, 1956-ban a Szovjetunió elkezdte hazaengedni az addig kényszermunkán tartott német mérnököket.
A Németországba hazatérőket alaposan kikérdezte az amerikai felderítés.
Egyikük, Gernot Zippe elmondta amerikai kihallgatójának, hogy ő felelt a szovjet urándúsítás megvalósításáért.
Kihallgatója azonnal kiállított egy útlevelet “Dr Schubert” nevére, és felrakta egy az Egyesült Államokba tartó repülőre.
A Washingtoni Shoreham hotelben napokon át faggatták Zippe-t a Manhattan terv tudósai.
Kiderült, hogy a szovjetek hasonlóan az amerikaiakhoz, három urándúsítási lehetőséget vizsgáltak meg.
A korábban ismertetett Amerikai folyadék-hődiffúziós, gázdiffúziós, és elektromágneses izotóp szeparációs eljárással szemben a szovjetek a gázdiffúzió, és az elektromágneses izotóp szeparáció mellett kipróbálták a gázcentrifugán alapuló urándúsítást is, és úgy találták hogy az a leghatékonyabb.
Szovjet urán dúsító gázcentrifugák
Amikor kiderült, hogy a szovjet atomfegyver program a gázcentrifugán alapul, a Virginia Egyetem 10’000 dolláros (26millió forint 2019-ben) fizetést ajánlott Zippe-nek, amennyiben az emlékei alapján elő tudja állítani a szovjet urándúsító centrifuga másolatát az USA-ban.
A Zippe gázcentrifugán alapuló kísérleti urán dúsító 1959-re el is készült Oak Ridge-ben.
Az alumíniumból készült 8cm átmérőjű, és 30cm hosszú cső 84’000rpm fordulatszámon forog, így a benne lévő UF₆ hex gázt 350m/s sebességű örvénylésre készteti, miközben a henger alját 48C°-ra melegítik, gyorsítandó a hex gáz diffúzióját.
A nehezebb ²³⁸U izotóp a centrifuga alján, a könnyebb ²³⁵U pedig a tetején gyűlik össze.
Ekkora fordulatszámon a centrifuga rotorja vákuumban forog, és mechanikai csapágyak helyett mágneses erőtér tartja a rotort a helyén.
Miután Zippe megalkotta a gázcentrifugát az amerikaiaknak, ők is választás elé állították; vagy felveszi az amerikai állampolgárságot és folytathatja gázcentrifuga kutatásait, vagy hasonlóan a szovjetekhez, minden jegyzetét elveszik tőle, és csak azok nélkül térhet vissza Európába.
Zippe visszautasította az amerikaiak állampolgársági ajánlatot, és jegyzetei nélkül tért haza Németországba.
1970-ben Német, Holland, és Brit együttműködésben megalakult az URENCO európai urándúsítással foglalkozó vállalat, ahol Zippe addigra már továbbfejlesztett gázcentrifugájával dúsították az uránt.
A világ dúsított urán készletének kétharmada Zippe féle gázcentrifugával készült.
Az 1971-es India-Pakisztáni háború után, az URENCO holland kirendeltségénél dolgozó Abdul Qadeer Khan lemásolta a gázcentrifuga terveit, és hazavitte Pakisztánba ahol sikeresen lemásolták (P-1 néven), majd innen a későbbiekben Líbia, Irán, és Észak Korea is hozzájutott működő másolatokhoz.
Az urándúsítás addig féltve őrzött szelleme kiszabadult a palackból…
Hiába bizonyult 50x hatékonyabbnak a gázcentrifugán alapuló urándúsítás, az Egyesült Államokban éppen két évvel korábban adták át az ötödik gigantikus gázdiffúziós üzemet Oak Ridge-ben. (1945 K-25, K-27; 1951 K-29, K-31; 1954 K-33)
Amíg ezek a hatalmas költségen megépített monstrumok termeltek, addig szó sem lehetett gázcentrifugán alapuló urándúsítóról az USA-ban.
Az amerikai mérnökök így a Zippe féle gázcentrifuga hatásfokának a javításának szentelték idejüket.
Úgy találták, hogy minél magasabb egy centrifuga, és minél gyorsabban örvénylik benne a hex gáz, annál több lesz az adott centrifuga által elvégzett dúsítási munka.
Itt érdemes megismerkedni a Zippe által bevezetett egységnyi urán dúsítási munka (SWU - Separative Work Unit) fogalmával.
Amíg civil rektorba való egy kilogramm 5%-os dúsítású urán előállításához 8.85 SWU/kg munka szükséges, addig fegyver minőségű 90%-os dúsítású urán kilogrammjának előállításához már 227 SWU/kg.
A fenti táblázat utolsó előtti oszlopában láthatóak az adott gázcentrifuga típushoz tartozó SWU munkavégzési képesség, egy év üzemelés alatt.
Számítsuk ki akkor, hogy az eredeti szovjet (felső sor) Zippe féle centrifugából mennyi kell egy üzembe, ha évente 4 db 25 kg-os urán bombát szeretnék előállítani (ez a Svájci szcenárió).
4 db · 25 kg · 227 SWU/kg = 22’700 SWU dúsítási munkát kell elvégeznünk egy év alatt.
Egy eredeti szovjet Zippe féle centrifuga egy év alatt 0.39 SWU/kg munkát tud elvégezni, így;
22’700 SWU / 0.39 SWU = 58’205 db centrifugára lenne szükségük a Svájciaknak.
Mivel a gázcentrifuga átlagosan 50 kWh-t fogyaszt SWU/kg egységenként, a dúsító üzem villanyszámlája egy év alatt;
22’700 SWU · 50 kWh = 1’135 MWh lenne.
Az amerikaiak által alkalmazott gázdiffúziós módszer energiafogyasztása 50x magasabb, 2500 kWh SWU/kg egységenként.
A (K-25, K-27, K-29, K-31, K-33) gázdiffúziós üzemek élettartalma végén, elkészült az amerikai gázcentrifuga üzem 1985-ben, Portsmouth, Ohio-ban.
Set-III típusú, 60 cm átmérőjű, és 12 m magas centrifugák egyenként 200 SWU/kg dúsításra képesek évente.
Összesen 3000 db került az üzembe, 2.6 milliárd dollár értékben.
A fenti (Svájci) példa 4 db 25 kg-os urán bombát, ami…
4 db · 25 kg · 227 SWU/kg = 22’700 SWU
… dúsítási munkát igényel, az Ohio-i üzem…
365 nap · 22’700 SWU / (200 SWU · 3000 db) = 13.8 nap
…két hét alatt végezné el.
P-1 (Pakisztán-1) centrifugák Iránban
Érdekességként, becsüljük meg, hogy ha neki mondjuk 1000 db a képen lévő centrifugája lenne, akkor mennyi ideig tartana egy 25 kg-os Svájci féle implóziós bombát alkotnia.
A centrifugák magassága alapján a fenti táblázatból saccra a DMS-2 típus lehet a legközelebb, annak dúsítási munkája 3.5 SWU/kg.
Egy implóziós urán bomba előállításához szükséges dúsítási munka;
25 kg · 227 SWU/kg = 5’675 SWU
Ha a fenti vezetőnek lenne 1000 db működő centrifugája, ami 3.5 SWU/kg dúsításra képes évente, az összesen…
1000 db · 3.5 SWU = 3’500 SWU
… kapacitású üzemnek felel meg.
A fenti üzem 5’675 SWU / 3’500 SWU/kg = 1.6 év alatt lenne képes egy implóziós bombához való urán dúsítására…
… hacsak a centrifugákat vezérlő számítógépek vírusosak nem lesznek. (lásd Stuxnet)
Jönnek a 70-es évek…
T
Törölt tag 1945
Guest
Zippe féle gázcentrifuga
Sztálin halála után a három éves extra karantén leteltével, 1956-ban a Szovjetunió elkezdte hazaengedni az addig kényszermunkán tartott német mérnököket.
A Németországba hazatérőket alaposan kikérdezte az amerikai felderítés.
Egyikük, Gernot Zippe elmondta amerikai kihallgatójának, hogy ő felelt a szovjet urándúsítás megvalósításáért.
Kihallgatója azonnal kiállított egy útlevelet “Dr Schubert” nevére, és felrakta egy az Egyesült Államokba tartó repülőre.
A Washingtoni Shoreham hotelben napokon át faggatták Zippe-t a Manhattan terv tudósai.
Kiderült, hogy a szovjetek hasonlóan az amerikaiakhoz, három urándúsítási lehetőséget vizsgáltak meg.
A korábban ismertetett Amerikai folyadék-hődiffúziós, gázdiffúziós, és elektromágneses izotóp szeparációs eljárással szemben a szovjetek a gázdiffúzió, és az elektromágneses izotóp szeparáció mellett kipróbálták a gázcentrifugán alapuló urándúsítást is, és úgy találták hogy az a leghatékonyabb.
Szovjet urán dúsító gázcentrifugák
Amikor kiderült, hogy a szovjet atomfegyver program a gázcentrifugán alapul, a Virginia Egyetem 10’000 dolláros (26millió forint 2019-ben) fizetést ajánlott Zippe-nek, amennyiben az emlékei alapján elő tudja állítani a szovjet urándúsító centrifuga másolatát az USA-ban.
A Zippe gázcentrifugán alapuló kísérleti urán dúsító 1959-re el is készült Oak Ridge-ben.
Az alumíniumból készült 8cm átmérőjű, és 30cm hosszú cső 84’000rpm fordulatszámon forog, így a benne lévő UF₆ hex gázt 350m/s sebességű örvénylésre készteti, miközben a henger alját 48C°-ra melegítik, gyorsítandó a hex gáz diffúzióját.
A nehezebb ²³⁸U izotóp a centrifuga alján, a könnyebb ²³⁵U pedig a tetején gyűlik össze.
Ekkora fordulatszámon a centrifuga rotorja vákuumban forog, és mechanikai csapágyak helyett mágneses erőtér tartja a rotort a helyén.
Miután Zippe megalkotta a gázcentrifugát az amerikaiaknak, ők is választás elé állították; vagy felveszi az amerikai állampolgárságot és folytathatja gázcentrifuga kutatásait, vagy hasonlóan a szovjetekhez, minden jegyzetét elveszik tőle, és csak azok nélkül térhet vissza Európába.
Zippe visszautasította az amerikaiak állampolgársági ajánlatot, és jegyzetei nélkül tért haza Németországba.
1970-ben Német, Holland, és Brit együttműködésben megalakult az URENCO európai urándúsítással foglalkozó vállalat, ahol Zippe addigra már továbbfejlesztett gázcentrifugájával dúsították az uránt.
A világ dúsított urán készletének kétharmada Zippe féle gázcentrifugával készült.
Az 1971-es India-Pakisztáni háború után, az URENCO holland kirendeltségénél dolgozó Abdul Qadeer Khan lemásolta a gázcentrifuga terveit, és hazavitte Pakisztánba ahol sikeresen lemásolták (P-1 néven), majd innen a későbbiekben Líbia, Irán, és Észak Korea is hozzájutott működő másolatokhoz.
Az urándúsítás addig féltve őrzött szelleme kiszabadult a palackból…
Hiába bizonyult 50x hatékonyabbnak a gázcentrifugán alapuló urándúsítás, az Egyesült Államokban éppen két évvel korábban adták át az ötödik gigantikus gázdiffúziós üzemet Oak Ridge-ben. (1945 K-25, K-27; 1951 K-29, K-31; 1954 K-33)
Amíg ezek a hatalmas költségen megépített monstrumok termeltek, addig szó sem lehetett gázcentrifugán alapuló urándúsítóról az USA-ban.
Az amerikai mérnökök így a Zippe féle gázcentrifuga hatásfokának a javításának szentelték idejüket.
Úgy találták, hogy minél magasabb egy centrifuga, és minél gyorsabban örvénylik benne a hex gáz, annál több lesz az adott centrifuga által elvégzett dúsítási munka.
Itt érdemes megismerkedni a Zippe által bevezetett egységnyi urán dúsítási munka (SWU - Separative Work Unit) fogalmával.
Amíg civil rektorba való egy kilogramm 5%-os dúsítású urán előállításához 8.85 SWU/kg munka szükséges, addig fegyver minőségű 90%-os dúsítású urán kilogrammjának előállításához már 227 SWU/kg.
A fenti táblázat utolsó előtti oszlopában láthatóak az adott gázcentrifuga típushoz tartozó SWU munkavégzési képesség, egy év üzemelés alatt.
Számítsuk ki akkor, hogy az eredeti szovjet (felső sor) Zippe féle centrifugából mennyi kell egy üzembe, ha évente 4 db 25 kg-os urán bombát szeretnék előállítani (ez a Svájci szcenárió).
4 db · 25 kg · 227 SWU/kg = 22’700 SWU dúsítási munkát kell elvégeznünk egy év alatt.
Egy eredeti szovjet Zippe féle centrifuga egy év alatt 0.39 SWU/kg munkát tud elvégezni, így;
22’700 SWU / 0.39 SWU = 58’205 db centrifugára lenne szükségük a Svájciaknak.
Mivel a gázcentrifuga átlagosan 50 kWh-t fogyaszt SWU/kg egységenként, a dúsító üzem villanyszámlája egy év alatt;
22’700 SWU · 50 kWh = 1’135 MWh lenne.
Az amerikaiak által alkalmazott gázdiffúziós módszer energiafogyasztása 50x magasabb, 2500 kWh SWU/kg egységenként.
A (K-25, K-27, K-29, K-31, K-33) gázdiffúziós üzemek élettartalma végén, elkészült az amerikai gázcentrifuga üzem 1985-ben, Portsmouth, Ohio-ban.
Set-III típusú, 60 cm átmérőjű, és 12 m magas centrifugák egyenként 200 SWU/kg dúsításra képesek évente.
Összesen 3000 db került az üzembe, 2.6 milliárd dollár értékben.
A fenti (Svájci) példa 4 db 25 kg-os urán bombát, ami…
4 db · 25 kg · 227 SWU/kg = 22’700 SWU
… dúsítási munkát igényel, az Ohio-i üzem…
365 nap · 22’700 SWU / (200 SWU · 3000 db) = 13.8 nap
…két hét alatt végezné el.
P-1 (Pakisztán-1) centrifugák Iránban
Érdekességként, becsüljük meg, hogy ha neki mondjuk 1000 db a képen lévő centrifugája lenne, akkor mennyi ideig tartana egy 25 kg-os Svájci féle implóziós bombát alkotnia.
A centrifugák magassága alapján a fenti táblázatból saccra a DMS-2 típus lehet a legközelebb, annak dúsítási munkája 3.5 SWU/kg.
Egy implóziós urán bomba előállításához szükséges dúsítási munka;
25 kg · 227 SWU/kg = 5’675 SWU
Ha a fenti vezetőnek lenne 1000 db működő centrifugája, ami 3.5 SWU/kg dúsításra képes évente, az összesen…
1000 db · 3.5 SWU = 3’500 SWU
… kapacitású üzemnek felel meg.
A fenti üzem 5’675 SWU / 3’500 SWU/kg = 1.6 év alatt lenne képes egy implóziós bombához való urán dúsítására…
… hacsak a centrifugákat vezérlő számítógépek vírusosak nem lesznek. (lásd Stuxnet)
Jönnek a 70-es évek…
Zippe féle gázcentrifuga
Sztálin halála után a három éves extra karantén leteltével, 1956-ban a Szovjetunió elkezdte hazaengedni az addig kényszermunkán tartott német mérnököket.
A Németországba hazatérőket alaposan kikérdezte az amerikai felderítés.
Egyikük, Gernot Zippe elmondta amerikai kihallgatójának, hogy ő felelt a szovjet urándúsítás megvalósításáért.
Kihallgatója azonnal kiállított egy útlevelet “Dr Schubert” nevére, és felrakta egy az Egyesült Államokba tartó repülőre.
A Washingtoni Shoreham hotelben napokon át faggatták Zippe-t a Manhattan terv tudósai.
Kiderült, hogy a szovjetek hasonlóan az amerikaiakhoz, három urándúsítási lehetőséget vizsgáltak meg.
A korábban ismertetett Amerikai folyadék-hődiffúziós, gázdiffúziós, és elektromágneses izotóp szeparációs eljárással szemben a szovjetek a gázdiffúzió, és az elektromágneses izotóp szeparáció mellett kipróbálták a gázcentrifugán alapuló urándúsítást is, és úgy találták hogy az a leghatékonyabb.
Szovjet urán dúsító gázcentrifugák
Amikor kiderült, hogy a szovjet atomfegyver program a gázcentrifugán alapul, a Virginia Egyetem 10’000 dolláros (26millió forint 2019-ben) fizetést ajánlott Zippe-nek, amennyiben az emlékei alapján elő tudja állítani a szovjet urándúsító centrifuga másolatát az USA-ban.
A Zippe gázcentrifugán alapuló kísérleti urán dúsító 1959-re el is készült Oak Ridge-ben.
Az alumíniumból készült 8cm átmérőjű, és 30cm hosszú cső 84’000rpm fordulatszámon forog, így a benne lévő UF₆ hex gázt 350m/s sebességű örvénylésre készteti, miközben a henger alját 48C°-ra melegítik, gyorsítandó a hex gáz diffúzióját.
A nehezebb ²³⁸U izotóp a centrifuga alján, a könnyebb ²³⁵U pedig a tetején gyűlik össze.
Ekkora fordulatszámon a centrifuga rotorja vákuumban forog, és mechanikai csapágyak helyett mágneses erőtér tartja a rotort a helyén.
Miután Zippe megalkotta a gázcentrifugát az amerikaiaknak, ők is választás elé állították; vagy felveszi az amerikai állampolgárságot és folytathatja gázcentrifuga kutatásait, vagy hasonlóan a szovjetekhez, minden jegyzetét elveszik tőle, és csak azok nélkül térhet vissza Európába.
Zippe visszautasította az amerikaiak állampolgársági ajánlatot, és jegyzetei nélkül tért haza Németországba.
1970-ben Német, Holland, és Brit együttműködésben megalakult az URENCO európai urándúsítással foglalkozó vállalat, ahol Zippe addigra már továbbfejlesztett gázcentrifugájával dúsították az uránt.
A világ dúsított urán készletének kétharmada Zippe féle gázcentrifugával készült.
Az 1971-es India-Pakisztáni háború után, az URENCO holland kirendeltségénél dolgozó Abdul Qadeer Khan lemásolta a gázcentrifuga terveit, és hazavitte Pakisztánba ahol sikeresen lemásolták (P-1 néven), majd innen a későbbiekben Líbia, Irán, és Észak Korea is hozzájutott működő másolatokhoz.
Az urándúsítás addig féltve őrzött szelleme kiszabadult a palackból…
Hiába bizonyult 50x hatékonyabbnak a gázcentrifugán alapuló urándúsítás, az Egyesült Államokban éppen két évvel korábban adták át az ötödik gigantikus gázdiffúziós üzemet Oak Ridge-ben. (1945 K-25, K-27; 1951 K-29, K-31; 1954 K-33)
Amíg ezek a hatalmas költségen megépített monstrumok termeltek, addig szó sem lehetett gázcentrifugán alapuló urándúsítóról az USA-ban.
Az amerikai mérnökök így a Zippe féle gázcentrifuga hatásfokának a javításának szentelték idejüket.
Úgy találták, hogy minél magasabb egy centrifuga, és minél gyorsabban örvénylik benne a hex gáz, annál több lesz az adott centrifuga által elvégzett dúsítási munka.
Itt érdemes megismerkedni a Zippe által bevezetett egységnyi urán dúsítási munka (SWU - Separative Work Unit) fogalmával.
Amíg civil rektorba való egy kilogramm 5%-os dúsítású urán előállításához 8.85 SWU/kg munka szükséges, addig fegyver minőségű 90%-os dúsítású urán kilogrammjának előállításához már 227 SWU/kg.
A fenti táblázat utolsó előtti oszlopában láthatóak az adott gázcentrifuga típushoz tartozó SWU munkavégzési képesség, egy év üzemelés alatt.
Számítsuk ki akkor, hogy az eredeti szovjet (felső sor) Zippe féle centrifugából mennyi kell egy üzembe, ha évente 4 db 25 kg-os urán bombát szeretnék előállítani (ez a Svájci szcenárió).
4 db · 25 kg · 227 SWU/kg = 22’700 SWU dúsítási munkát kell elvégeznünk egy év alatt.
Egy eredeti szovjet Zippe féle centrifuga egy év alatt 0.39 SWU/kg munkát tud elvégezni, így;
22’700 SWU / 0.39 SWU = 58’205 db centrifugára lenne szükségük a Svájciaknak.
Mivel a gázcentrifuga átlagosan 50 kWh-t fogyaszt SWU/kg egységenként, a dúsító üzem villanyszámlája egy év alatt;
22’700 SWU · 50 kWh = 1’135 MWh lenne.
Az amerikaiak által alkalmazott gázdiffúziós módszer energiafogyasztása 50x magasabb, 2500 kWh SWU/kg egységenként.
A (K-25, K-27, K-29, K-31, K-33) gázdiffúziós üzemek élettartalma végén, elkészült az amerikai gázcentrifuga üzem 1985-ben, Portsmouth, Ohio-ban.
Set-III típusú, 60 cm átmérőjű, és 12 m magas centrifugák egyenként 200 SWU/kg dúsításra képesek évente.
Összesen 3000 db került az üzembe, 2.6 milliárd dollár értékben.
A fenti (Svájci) példa 4 db 25 kg-os urán bombát, ami…
4 db · 25 kg · 227 SWU/kg = 22’700 SWU
… dúsítási munkát igényel, az Ohio-i üzem…
365 nap · 22’700 SWU / (200 SWU · 3000 db) = 13.8 nap
…két hét alatt végezné el.
P-1 (Pakisztán-1) centrifugák Iránban
Érdekességként, becsüljük meg, hogy ha neki mondjuk 1000 db a képen lévő centrifugája lenne, akkor mennyi ideig tartana egy 25 kg-os Svájci féle implóziós bombát alkotnia.
A centrifugák magassága alapján a fenti táblázatból saccra a DMS-2 típus lehet a legközelebb, annak dúsítási munkája 3.5 SWU/kg.
Egy implóziós urán bomba előállításához szükséges dúsítási munka;
25 kg · 227 SWU/kg = 5’675 SWU
Ha a fenti vezetőnek lenne 1000 db működő centrifugája, ami 3.5 SWU/kg dúsításra képes évente, az összesen…
1000 db · 3.5 SWU = 3’500 SWU
… kapacitású üzemnek felel meg.
A fenti üzem 5’675 SWU / 3’500 SWU/kg = 1.6 év alatt lenne képes egy implóziós bombához való urán dúsítására…
… hacsak a centrifugákat vezérlő számítógépek vírusosak nem lesznek. (lásd Stuxnet)
Jönnek a 70-es évek…
Az amerikaiak miért nem foglalkoztak az elejétől a centrifugával?Ennyivel okosabb volt ez a német tudós?
T
Törölt tag 1945
Guest
T
Törölt tag 1945
Guest
A kérdés jogos, és nagyon jó.
Mivel erről csak szőrmentén írnak, így a privát véleményem következik...
Szinte teljesen biztos vagyok benne, hogy amikor elindultak az urán dúsítási programok, akkor senki sem látta előre, hogy melyik lesz a végén a nyerő.
Úgy tűnik, hogy mindkét nagyhatalom erőforrásai három dúsítási módszer kipróbálására adtak lehetőséget.
Csak azt kellett eldönteni, hogy melyik három módszert próbálják ki.
Az amcsiknál is felmerült a gázcentrifuga, mint opció, de kiszorult a három megvalósított közül.
(folyadék-hődiffúziós, gázdiffúziós, és elektromágneses izotóp szeparáció)
Az UF₆ hex gáz eszméletlenül agresszív, olajjal nem érintkezhet.
Még a dúsítási módszerek előzetes kiválogatásánál úgy vélték, hogy egy erősen csapágyakra utalt mechanikus módszernél nem lehet megoldani, hogy az UF₆ hex ne érintkezzen a mozgó alkatrészek kenőanyagával.
Érdekes, hogy a fenti szigetelési probléma később is felmerült a gázdiffúziós csővezetékeknél, és az üzemeket építő DuPont sikeresen meg is oldotta a teflon szigetelőszalag feltalálásával és bevezetésével.
Másrészt az amcsiknál szokásos haderőnemek közötti csatározások miatt, kénytelenek voltak bevenni a US Army által vezetett Manhattan tervbe a NAVY által támogatott folyadék-hődiffúziós eljárást, amit mind az amcsi, mind a szovjet tudósok reménytelennek tartottak.
Ha ez a később kudarcot vallott eljárás helyett a gázcentrifugát próbálják ki, mint a szovjetek...
... persze nincs ha.
Zippe csoportja a vákuumban, elektromágnesek által helyben tartott rotor kifejlesztésével vágta át a fenti gordiuszi csomót.
