Nukleáris fegyverek elmélete és története

[Törölt tag 1945]

Hpasp

Ha jól értem akkor azt mondod, hogyha a szovjetek nem engedik haza a Zippe nevű náci tudóst, akkor nincs hatékony európai urán dúsítás és így nincs információ kiszivárgás se, és akkor a fél világ nem jut hozzá a hatékony urán dúsítás módszeréhez?

Qrv*ra elegem van abból, hogy mindenki, mindenhol lazán cigányozik-zsidózik-nácizik.
EMBEREK (!!!), 75 évvel ezelőtt próbáltuk nem működött, és a végén az egész ország rábas*ott.

 

[Mackensen]

Qrv*ra elegem van abból, hogy mindenki, mindenhol lazán cigányozik-zsidózik-nácizik.
EMBEREK (!!!), 75 évvel ezelőtt próbáltuk nem működött, és a végén az egész ország rábas*ott.

Helyes!!!

 

[molnibalage]

A nemet szo szerencsésebb lett volna.

Az viszont furcsa, hogy a nemet uran alapú program tévúton jart, a pu-rol tudtommal nem tudtak es megis, szovjet fogságban szuletett meg a mai napig legjobb u dúsítási eljaras.

A szovjeteknel mikor tértek at a pu alapra ennek ellenere?

 

[Törölt tag 1945]

Gernot Zippe, 1917-ben született Osztrák-Magyar állampolgárként, Varnsdorf településen, ami ma Csehországban található.
1938-ban a Bécsi Műszaki Egyetemen végzett.
1941-ban BSc, 1943-ban MSc fokozatot ért el.
Miközben a Doktori végzettségre készült, Claus Clusius a Müncheni egyetemről bevonta az izotópszeparációs kísérletekbe.
1945-ben doktorált le (PhD).
Ugyanabban az évben, a Szovjetek elfogták, és Szuhumiba deportálták...


A Szovjetek azonnal áttértek a kémeiknek köszönhetően, (persze a reaktor üzemanyag előállításhoz továbbra is jól jöttek a centrifugák) az RDSz-1 1:1 másolata volt a Fat Man-nek. (bár volt jobb szovjet terv, de Sztálin akkor nem engedte)

Amúgy az RDSz rövidítése (реактивный двигатель Сталина) "Sztálin sugárhajtóműve".


1961-ben a 202-es gyártmány már nem viselhette Sztálin nevét...

 

[Törölt tag 1586]

Gernot Zippe, 1917-ben született Osztrák-Magyar állampolgárként, Varnsdorf településen, ami ma Csehországban található.
1938-ban a Bécsi Műszaki Egyetemen végzett.
1941-ban BSc, 1943-ban MSc fokozatot ért el.
Miközben a Doktori végzettségre készült, Claus Clusius a Müncheni egyetemről bevonta az izotópszeparációs kísérletekbe.
1945-ben doktorált le (PhD).
Ugyanabban az évben, a Szovjetek elfogták, és Szuhumiba deportálták...


A Szovjetek azonnal áttértek a kémeiknek köszönhetően, (persze a reaktor üzemanyag előállításhoz továbbra is jól jöttek a centrifugák) az RDSz-1 1:1 másolata volt a Fat Man-nek. (bár volt jobb szovjet terv, de Sztálin akkor nem engedte)

Amúgy az RDSz rövidítése (реактивный двигатель Сталина) "Sztálin sugárhajtóműve".


1961-ben a 202-es gyártmány már nem viselhette Sztálin nevét...

Mindezek mellett a Luftwaffeban volt repülőgép oktató ahol mellesleg radar és és légcsavar fejlesztéssel is foglalkozott.
Hobbi szinten később is repült. 80 éves korában még volt szakszója.

Amúgy szerintem itt a Náci jelző nem a politikai meggyőződésére vonatkozott hanem arra hogy melyik hadseregben szolgált úgyhogy kicsit felesleges volt a felháborodás...

 

[Törölt tag 1945]

Mindezek mellett a Luftwaffeban volt repülőgép oktató ahol mellesleg radar és és légcsavar fejlesztéssel is foglalkozott.
Hobbi szinten később is repült. 80 éves korában még volt szakszója.

Amúgy szerintem itt a Náci jelző nem a politikai meggyőződésére vonatkozott hanem arra hogy melyik hadseregben szolgált úgyhogy kicsit felesleges volt a felháborodás...

Túl könnyen náciznak (zsidóznak-cigányoznak) mostanában, már szaktopicokban is.


https://hu.wikipedia.org/wiki/Nemzetiszocializmus

 

[jOkA]

Túl könnyen náciznak (zsidóznak-cigányoznak) mostanában, már szaktopicokban is.


https://hu.wikipedia.org/wiki/Nemzetiszocializmus

Cigány az cigány. cigányok büszkék arra amik, múltkor kikérték maguknak amiért romázták őket. Cigány az egy népcsoport. Zsidó meg egy nép. Zsidó vallás is van. A náci szó meg nemzetszocialistát jelent. Ezeken a szavakon nem kell kiakadni. Használatát sem tiltja semmi.

 

[Törölt tag 1945]

Ez egy technikai topic, tehát kérem mellőzzük a felesleges jelzőket...
... szóval jöjjenek azok a .... hetvenes évek!


W78

Az 1974 és 1978 között, Los Alamos-ban fejlesztett W-78-as töltetet az LGM-30G Minuteman-III interkontinentális ballisztikus rakéta hordozta 1979-től, rakétánként 3db-ot.
Összesen 1083db W-78-as készült, 300 Minuteman-III ICBM számára.

W-78 termonukleáris bomba töltetének felépítése

A 130kg tömegű visszatérő jármű (RV) egy 1.8m magas kúp, átmérője a talpánál fél méter.
A 75kg tömegű, 1m hosszú tartály rejtette a két nukleáris töltetet, üres tere polisztirollal volt kitöltve.
Fél méter hosszú másodlagos töltet nem tartalmazott dúsított urán vagy plutónium gyújtó rudat (sparkplug), egyedül 6kg LiD LítiumDeuterid alkotta, és azt 100kg természetes ²³⁸U urán henger vett körül, ami gondoskodott a Jetter ciklus fenntartásáért, és a hatóerő harmadik fázisáért.

ISRINEX program idő – hatásfok/hőmérséklet görbéi

A sparkplug nélküli megoldást Wheeler módnak nevezik, és a LiD nagyobb összenyomása esetén, kicsit hosszabb begyulladási idő után szintén elérhető 50%-os LiD fúziós hatásfok.
A fenti görbékből a 200 szoros (χ=200) LiD sűrítés 50% LiD égését teszi lehetővé 2ns alatt.

Számítsuk ki a W-78 hatóerejét;

Első hasadási fázis. (0..2ns) Az elsődleges implóziós plutónium töltet (~30kt) hatóereje által termelt röntgen sugarak kitöltik a W-78 tartályának terét.

(2..4ns) a plazmává alakult polisztirol 200 szoros sűrűségűre (χ=200) nyomja össze a másodlagos töltetet.

Másodlagos töltet, első Jetter (hasadás és fúzió ismétlődése) fázis; (4..6ns) Az ISRINEX felső (idő/hatásfok) görbéjéből 50%-os LiD fúziós hatásfokot feltételezhetünk 2ns alatt, aminek hatóereje így;
6kg · 50% · 50kt/kg = 150kt

Másodlagos töltet, második hasadási fázis; (4..6ns) 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 tizede a másodlagos töltetet tartalmazó ²³⁸U urán hengerben okoz hasadást.
Azért csak a tizede, mivel itt hiányzik a másodlagos töltet közepéből a tisztán hasadással neutront termelő dúsított urán vagy plutónium gyújtórúd (sparkplug).

Mivel egy kilotonna…
1 kt = 2.61 × 10²⁵ MeV
… magenergia felszabadulását jelenti, a fent kiszámolt 150kt Jetter ciklus alatt…
150kt · 2.61 × 10²⁵ MeV = 3.9 x 10²⁷ MeV
… magenergia szabadul fel.

Számítsuk ki a fenti magenergia mennyiségből, hogy mennyi LiD Jetter ciklust jelent ez;
3.9 x 10²⁷ MeV / 17.6 MeV = 2.22 × 10²⁶

Mivel minden LiD Jetter ciklus alatt keletkezik egy neutron, és ezeknek a neutronoknak feltételezésünk szerint a tizede, a ²³⁸U természetes urán henger hasadását okozza 180MeV magenergia felszabadulásával, így a harmadik fázisban a hasadási reakcióból…
1/10 · 2.22 x 10²⁶ · 180 MeV = 4 x 10²⁷ MeV
…magenergia szabadul fel.

A fent kiszámolt ²³⁸U természetes urán hasadási magenergia hatóereje;
4 x 10²⁷ / 2.61 × 10²⁵ = 150kt

Az eddig kiszámolt hatóerőket összeadva…
30kt + 150kt + 150kt = 330kt
… teljes hatóerő adódik.

A W-78 nukleáris töltet hatásfoka (yield-to-weight ratio), a visszatérő jármű súlya (130kg) nélkül; 330kt / 200kg = 1.65 kt/kg
Ráadásul megspórolták a legköltségesebb dúsított urán vagy plutónium tartalmú gyújtórúd (sparkplug) költségét és tömegét.


Következik minden idők leghíresebb földimogyorója…

 

[Allesmor Obranna]

Akkor kijelenthetjük, hogy lényegében egy szériában gyártott és rendszeresített, a műfaján belül korszerűnek mondható ICBM MIRV fej, a 150-750kT hatóerő tartományban, az technikailag mindig háromfázisú?

 

[Törölt tag 1945]

Akkor kijelenthetjük, hogy lényegében egy szériában gyártott és rendszeresített, a műfaján belül korszerűnek mondható ICBM MIRV fej, a 150-750kT hatóerő tartományban, az technikailag mindig háromfázisú?

Párszáz kilotonnáig minden korszerű (pláne ha szabályozható hatóerejű) DT gázzal növelt hatóerejű implóziós plutónium töltet.

A fenti fölötti hatóerő esetén gyakorlatilag a fenti elsődleges töltet mellett egy termonukleárisnak nevezett, alapvetően Jetter ciklusú (hasadás-fúzió-hasadás-stb) töltet van, ami kihasználja az extra neutronokat, olcsó ²³⁸U hasadásával.

Harmadik világbeli országok (pl Svájc) meg próbálkozhat mindenféle egzotikus ²³⁵U töltettel.

 

[Törölt tag 1945]

Akkor kijelenthetjük, hogy lényegében egy szériában gyártott és rendszeresített, a műfaján belül korszerűnek mondható ICBM MIRV fej, a 150-750kT hatóerő tartományban, az technikailag mindig háromfázisú?

Amúgy ez a három fázisú töltet elnevezés technikailag teljesen téves.

Van a fegyverben két töltet:

Az elsődleges töltet egy DT gázzal növelt hatóerejű implóziós plutónium töltet.
Itt ugye párhuzamosan történik:
- az implóziós plutónium töltet hasadása
- a DT gáz fúziója

A másodlagos töltetben (általában) három fázis párhuzamosan játszódik le.
- plutónium vagy urán-235 hasadása (sparkplug)
- LiD Jetter ciklusa (hasadás-fúzió-hasadás-stb...)
- urán-238 hasadása az extra neutronoktól

 

[Celebra]

Amúgy ez a három fázisú töltet elnevezés technikailag teljesen téves.

Van a fegyverben két töltet:

Az elsődleges töltet egy DT gázzal növelt hatóerejű implóziós plutónium töltet.
Itt ugye párhuzamosan történik:
- az implóziós plutónium töltet hasadása
- a DT gáz fúziója

A másodlagos töltetben (általában) három fázis párhuzamosan játszódik le.
- plutónium vagy urán-235 hasadása (sparkplug)
- LiD Jetter ciklusa (hasadás-fúzió-hasadás-stb...)
- urán-238 hasadása az extra neutronoktól

Passzolok.Anno olvastam valahol,hogy terveztek egy három fázisú/fokozatú változatot,ami végülis papiron maradt.100MT feletti hatóerőt vártak tőle,és a megnemépült szovjet hajóbombát emlitették,mint példát rá.Nem emlékszem már a proektnevére,az egész hajó lett volna egy hatalmas bomba.Viszont a H-bombát 2fokozatunak vették.De nem is bontották ki nagyon a konkrét működési folyamatokat.Teller-Ullan,meg Szaratov módszerek,nem részletezve.Illetve a másik véglet volt,ami kibontotta,épen csak atomfizikusi szinten.

 

[fip7]

Hpasp

Tetszenek az írásaid, de örültem volna ha a felvetett kérdésemre kifakadás helyet valós választ kapok. Akár egy "Nem tudhatjuk" is megfelelt volna.

 

[Allesmor Obranna]

Passzolok.Anno olvastam valahol,hogy terveztek egy három fázisú/fokozatú változatot,ami végülis papiron maradt.100MT feletti hatóerőt vártak tőle,és a megnemépült szovjet hajóbombát emlitették,mint példát rá.Nem emlékszem már a proektnevére,az egész hajó lett volna egy hatalmas bomba.Viszont a H-bombát 2fokozatunak vették.De nem is bontották ki nagyon a konkrét működési folyamatokat.Teller-Ullan,meg Szaratov módszerek,nem részletezve.Illetve a másik véglet volt,ami kibontotta,épen csak atomfizikusi szinten.

Szerintem te most zanzásítva elmondtad az egész Cár-bomba sztorit.

 

[Celebra]

Szerintem te most zanzásítva elmondtad az egész Cár-bomba sztorit.

Nem.A Cár bomba megépült-és azt 2fázisú H-bombának vették,ahogy Teller bombáját is.Az egész a robbanóerő nagysága miatt maradt meg az emlékezetemben.Már a Cár bomba is fölös katonailag,hát még egy 100MT feletti,ami ráadásul rendkivűl sugárszennyező.Mintha Te emlitetted volna,hogy megvan még az Arzenál sorozat a polcon.Mintha annak az egyik kötetében lett volna szó róla.Vagy rosszul emlékszem.30 évvel ezelötti olvasmányok már nem túl frissek.

 

[Törölt tag 1945]

Hpasp

Tetszenek az írásaid, de örültem volna ha a felvetett kérdésemre kifakadás helyet valós választ kapok. Akár egy "Nem tudhatjuk" is megfelelt volna.

"Ha jól értem akkor azt mondod, hogyha a szovjetek nem engedik haza a Zippe nevű nem-náci (osztrák-magyar-cseh) tudóst, akkor nincs hatékony európai urán dúsítás és így nincs információ kiszivárgás se, és akkor a fél világ nem jut hozzá a hatékony urán dúsítás módszeréhez?"

Nos a kérdés amúgy jó, és az adekvát válasz röviden az hogy nemtudom, hosszan meg egy TörökGáborozás.

Mindkét hatalom három eljárást próbált ki, az amcsiknál a gázcentrifuga kipróbálása a US ARMY - NAVY fegyvernemi huzavona miatt elmaradt.
Ha kipróbálják az amcsik, akkor alighanem ők is megoldották volna.

A Szovjeteknél ugye nem volt fegyvernemi versengés, Beríja egy-személyben volt felelős Sztálin felé a projekt sikeréért.
Ők is három féle dúsítót építettek fel, csak náluk beleesett a centrifuga is a háromba.
Zippe érdeme nem a centrifuga mint izotópszeparációs módszer kitalálása (hiszen az ismert volt az amcsik előtt is), hanem a vákuum-ban futó rotor, és a mágneses csapágyazás megoldása.

Zippe szerepét én kissé a DuPont-nál dolgozó amcsi mérnökhöz hasonlítanám, aki kitalálta a teflon-szalag szigetelést a gázdiffúzióhoz.
Nélküle nem ment volna, de ha nincs ott, akkor alighanem más is kitalálta volna helyette.

Szóval a kérdésedre csak egy másik kérdéssel tudok felelni...
... ha nincs Kolumbusz, akkor nincs ma USA?

 

[fip7]

Hpasp

Köszönöm a választ!

(UI: Ha nincs Kolumbusz, akkor valószínűleg nagyon máshogy alakult volna a világ történelme. Hiába jártak mások is előtte az amerikai kontinensen pl. vikingek)

 

[Allesmor Obranna]

Nem.A Cár bomba megépült-és azt 2fázisú H-bombának vették,ahogy Teller bombáját is.Az egész a robbanóerő nagysága miatt maradt meg az emlékezetemben.Már a Cár bomba is fölös katonailag,hát még egy 100MT feletti,ami ráadásul rendkivűl sugárszennyező.Mintha Te emlitetted volna,hogy megvan még az Arzenál sorozat a polcon.Mintha annak az egyik kötetében lett volna szó róla.Vagy rosszul emlékszem.30 évvel ezelötti olvasmányok már nem túl frissek.

Úgy értem, a Cár-bomba története az, hogy eredetileg 100Mt hatóerejűre tervezték, vagyis ez volt Hruscsov eredeti elvárása.
És valóban hallani itt-ott egy legendát valami hajóra álmodott ultranagy hatóerejű végitélet fegyverről is, arra az esetre, ha becsődölt volna a kommunizmus.

 

[Celebra]

Úgy értem, a Cár-bomba története az, hogy eredetileg 100Mt hatóerejűre tervezték, vagyis ez volt Hruscsov eredeti elvárása.
És valóban hallani itt-ott egy legendát valami hajóra álmodott ultranagy hatóerejű végitélet fegyverről is, arra az esetre, ha becsődölt volna a kommunizmus.

Erről a végitélet fegyverről irták,hogy háromfokozatú,és 180MT robbanóerőt vártak tőle.És távlatilag ICBM változat is lett volna,illetve az amik csak ICBM fejrész változatot terveztek a Titán Improver rakétához,amibl aztán ürhajózási hordozórakéta lett.És nem a Titán IIes 25mt fejrészére gondoltak,azt fúziós kétfázisú termonukleáris töltetként emlitették.
MIRV fejek elterjedéséig eszement nagy robbanó tölteteket terveztek

 

[Törölt tag 1945]

W-88 a földimogyoró

A legújabb generációs harci részek fejlesztésénél is csak a szokásos követelményeket támasztották a Los Alamosi tudósok elé; minél nagyobb hatóerő (0.5Mt) elérése, minél kisebb (1.75m magas, és 50cm maximális átmérőjű kúp) és könnyebb töltettel (maximum 200kg).

A 80-as években, Los Alamos-ban fejlesztett W-88-as töltetet az UGM-133 Trident-II D-5 tengeralattjáróról indított ballisztikus rakéta hordozza 1990-től, rakétánként 8db-ot az Mk5 MIRV járművön.
Összesen 400db W-88-as készült 1992-ig.

1999-ben a San Jose Mercury News megírta, hogy a W88-ban egy tojás alakú elsődleges és gömb alakú másodlagos töltet volt, amely együtt alkotta a "földimogyoró" néven ismert fegyvert.
Négy hónappal később, a New York Times arról számolt be, hogy 1995-ben a Kínai Népköztársaság kettős ügynöke, Wen Ho Lee tájékoztatta az Egyesült Államokat, hogy Los Alamos-ban folytatott kémkedés során, Kína is megismerte a W88-as töltet felépítését.

A Convenient Spy: Wen Ho Lee and the Politics of Nuclear Espionage

Az Mk.5 MIRV járműbe zsúfolt 8 visszatérő fejben a tojás alakú elsődleges töltet jelentősége a korlátozott méretű, 1.75m magas, és 0.5m átmérőjű kúpban lévő jobb helykihasználás.
Az elsődleges implóziós DT gázzal növelt hatóerejű plutónium töltetet mindenképpen egy meghatározott távolságnál messzebb kell helyezni a másodlagos termonukleáris töltettől, hogy annak legalább 50%-os égése az elsődleges töltet lökéshullámának megérkezése előtt megtörténjen.

A 80-as években a világ legnagyobb teljesítményű számítógépeit a U.S. Department of Energy alkalmazta, az elsődleges plutónium töltet implóziós számításaihoz.
W-88 esetében az implóziós lökéshullám számítások nyilvánvalóan sokkal nehezebbek, mint egy gömb alakú elsődleges implóziós töltet esetében.
Miközben a gömbszimmetrikus szimuláció egydimenziós, addig egy axiálisan szimmetrikus tojás alakú test szimulációja kétdimenziós.
Mivel a szimulációk minden dimenziót diszkrét szegmensekbe osztanak, így amennyiben egy egydimenziós szimuláció például csak 100 pontot tartalmaz, addig ugyanaz a hasonlóan pontos kétdimenziós szimuláció 10 000-et igényel, két nagyságrenddel többet.

További érdekesség, hogy a W88-as másodlagos termonukleáris töltete teljesen a Szovjet (layered cake) gömb alakú tervezési elveken alapult.


Próbáljuk akkor az eddigi ismereteink alapján “megtervezni” a W88 475kt hatóerejű töltetet.

Teljesen önkényesen az elsődleges implóziós töltetet 25kt hatóerejűnek veszem, így kevés DT gáz kell a működéséhez, legalább ritkábban kell cserélni a DT (Deutérium - Trícium) gáztartályt, ami nem hátrány egy atom tengeralattjáró által hordozott ballisztikus rakéta esetén.

A másodlagos termonukleáris töltet három összetevőjéből, ²³⁵U (urán-235 izotóp) sparkplug, LiD (Lítium Deuterid) fúziós üzemanyag, és az ²³⁸U (urán-238 izotóp) tartály, a LiD általában a fúziós töltet hatóerejének 20..40%-ért szokott felelni, vegyük ezt most egyharmadnak (150kt).
Mivel a LiD hatóereje 50kt/kg, és általában 50%-os hatásfokkal ég el, így 150kt hatóerőhöz:
150kt / (50kt/kg · 50%) = 6kg LiD töltetre lesz szükségünk.

Az ²³⁵U (urán-235 izotóp) hasadása gyújtógyertyaként (sparkplug) indítja be a LiD Jetter ciklusát (hasadás – fúzió – hasadás – stb…) legyen ennek hatóereje mondjuk 100kt.
Mivel az ²³⁵U hatóereje 17kt/kg, és általában 98%-os hatásfokkal ég el a LiD jetter ciklusa alatt elért 25keV (275millió fok) hőmérsékleten, így 100kt hatóerőhöz:
100kt / (17kt/kg · 98%) = 6kg ²³⁵U töltetre lesz szükségünk.

A LiD Jetter ciklusa (hasadás – fúzió – hasadás – stb…) alatt keletkezett extra neutronok az ²³⁸U (urán-238 izotóp) – tartály hasadását idézik elő.
A hiányzó 200kt hatóerőhöz így számoljuk ki, hogy mekkora tömegű ²³⁸U tartályra lenne szükségünk.
Mivel az ²³⁸U hatóereje 17kt/kg, de általában csak 10%-os hatásfokkal hasad, így 200kt hatóerőhöz:
200kt / (17kt/kg · 10%) = 118kg ²³⁸U tartályra lesz szükségünk.

Az eddig számolt hatóerők és tömeg:
DT gázzal növelt hatóerejű implóziós plutónium töltet: 25kt, 20kg
²³⁵U hasadása gyújtógyertyaként (sparkplug): 100kt, 6kg
LiD Jetter ciklusa: 150kt, 6kg
²³⁸U tartály hasadása: 200kt, 118kg

W88 hatóereje: 25kt + 100kt + 150kt + 200kt = 475kt
W88 tömege: 20kg + 6kg + 6kg + 118kg = 150kg


Számoljuk ki, hogy a fent elképzelt termonukleáris másodlagos töltet beférne-e az Mk.5 MIRV jármű 50cm átmérőjű talpába…

6kg LiD töltet térfogata: 6kg / 0.8kg/dm³ = 7.5 dm³
6kg ²³⁵U töltet térfogata: 6kg / 19kg/dm³ = 0.3 dm³

A fenti alkotórészekből a másodlagos töltet átmérője:
V = (4/3 · R³ · π)
7.5dm³ + 0.3dm³ = 4/3 · R³ · π
R³ = 3/4 · V / π = 3/4 · 7.8dm³ / π = 1.86dm³
R = 1.23dm
D = 2 · R = 2.64dm = 26cm átmérő. (mint egy 12kg-os focilabda…)

A W-88 töltet hatásfoka (yield-to-weight ratio); 475kt / 150kg = 3.1 kt/kg