Nukleáris fegyverek elmélete és története

[ZeiG]

"A 1,4 megatonnás töltetet 400 kilométeres magasságban hozták működésbe, és a detonációt követően kialakult mesterséges sugárzási övön több műhold is áthaladt, három teljesen működésképtelenné vált, másik három – köztük a legendás Telstar-1 – részben meghibásodott, a sugárzás például a napelemeiket károsította. A sugárzás még négy hónappal később is olyan erős volt, hogy az első emberes űrrepüléseken, azaz a Mercury programon dolgozó NASA-kutatók komolyan aggódtak az úttörő űrhajósok egészségéért."
Bővebben:
https://index.hu/tudomany/2017/06/1...ofitalhatunk_a_legdurvabb_atomrobbantasokbol/

 

[Veér Ispán]

A Roszatom korábban titkosított videót adott ki a Cár bomba robbantásáról, a szovjet-orosz atomipar fennállásának 75. évfordulója alkalmából.

forrás: https://thebarentsobserver.com/en/s...ed-documentary-video-50-mt-novaya-zemlya-test

 

[blogen]

 

[ZeiG]

Augusztus 20-án tette közzé a Roszatom Youtube-csatornáján az 1961-ben felrobbantott Cár bomba titkosítás alól feloldott filmdokumentációját:

Cikk a Múlt-kor portálon:
https://mult-kor.hu/feloldotta-a-ti...elrobbantasarol-keszult-felveteleket-20200828

 

[ghostrider]

 

[enzo]

A polisztirén habról bővebben (mondjuk nem vagyok teljesen meggyőződve arról, hogy ez nem dezinformáció):

The Hydrogen Bomb: The Secret

 

[Allesmor Obranna]

Már korábban fejtegettem itt, hogy a TNT egyenérték esetén nem egészen egyértelmű a nukleáris robbanások hőegyenértéke.
Mivel a TNT egyenérték az a nukleáris robbanás végeredményéül létrejövő mechanikai munka energiaigényét próbálja megfeleltetni.

1000 tonna TNT, ha a fene fenét eszik se produkál több millió Kelvin hőfokot, amit egy 1kt-ás robbanás viszont igen.
Az alábbi tanulmány azonban ezen felül további érdekes arányra is rávilágít:

https://www.dtra.mil/Portals/61/Documents/NTPR/4-Rad_Exp_Rpts/36_The_Effects_of_Nuclear_Weapons.pdf

1000 tonna TNT esetén a felrobbanó kémiai robbanóanyag tömeg energiafelszabadulását jelentősen befolyásolja a robbanás során létrejövő nagy hőmérsékletű másodlagos oxidáció, azaz abból is származik külön hőhatás, hogy a forró tűzgömbben a robbanás égéstermékei a levegő, mint gázkeverék oxigénjével további reakcióba lépnek. Ugyanakkor ez a hőátadás sem zajlik azon a magas hőfokon, ami a nukleáris robbanásoknál akár km-ekre is gyújtóhatást, magasabb fokú égési sérüléseket eredményezhetnek.
A nukleáris robbanásokban az energiaátadás az atmoszféra számára egy lényegesen kisebb tömegben végbemenő átalakulási folyamat révén történik, így az energiaátadás térfogata is kisebb.
Egy nukleáris fegyvernél a TNT egyenértéket is nagyban befolyásolja, hogy milyen magasságban történik a robbanás.
Egy (fissziós) nukleáris robbanásban jó közelítéssel a láncreakció során felszabaduló energiának csak mintegy 85 százaléka vesz részt közvetlenül a rombolásban, 15 százalék a radioaktív, illetve röntgen sugárzás.
A 85 százaléknyi romboló energiából 50 százalék a lökéshullám és 35 százalék a hőhatás. De a lökéshullám csak a sűrűbb légkörben jut érvényre.
Emiatt, illetve az energifelszabadulás kvázi pontszerűsége miatt, a TNT egyenértéknél úgy számolnak, hogy egy 20kt-ás hatóerejű nukleáris töltet lökéshullám egyenrétéke 40 ezer láb alatt, körülbelül csak 10 ezer tonna TNT-nek felel meg. Ugyanakkor a közvetlen hőhatása lényegesen magasabb, a közvetlen termikus expozíció értéke kémiai robbanóanyagokkal nem is kifejezhető.
Példéul egy 20kt-ás felszíni robbantásnál a közel 7000 fokosra hevített földfelszín szekunder hősugárzása, illetve az ionizált atmoszféra által meginduló 3000 fokos lökéshullám hőhatása nem jelentkezik egy elméletileg felrobbanó 20 ezer tonnányi TNT mennyiségnél.
Ezen túlmenőleg. egy 20kt-ás töltet teljesen máshogy hevíti fel a különféle föld-, illetve vízfelszíneket, emiatt ez a másodlagos hőhatás, ami szintén hozzájárul a közvetett romboló energia felépüléséhez, még azonos hatóerejűre beállított fegyvereknél is eltérő lehet, hiszen tőlük független hatások ezek.
De ez megint csak a fő- illetve másodlagos romboló, mechanikus energia felépüléséről beszélünk, nem a közvetlen termikus hatásról.
20 ezer tonna TNT nem fog plazma állapotúra hevíteni semmit.

(De, hogy a másik végletet is megnézzük a kb 200Mt hatóerejűre kalkulált Krakatau vulkán negyedik robbanása (is) egy gőzrobbanás volt. A vulkáni kőzetanyag felrobbanása, az atmoszférába, nagy magasságra kivetülő anyag mennyisége akkora energiát feltételez, ami kvázi egyenértékű 200 millió tonna TNT felrobbanásával. De ez zömében egy kolosszális gőzrobbanás volt, ami képes volt a 65 km-re levő hajók legénységénél a dobhártyát is beszakítani. Ha ez 200Mt hatóerejű nukleáris robbanás lett volna, akkor ez a mennyiségű kőzeanyag valószínű ugyanúgy felrepült volna az atmoszférába, de ezek a hajók a nukleáris robbanás fényhatásától lángra kaptak volna.)

 

[Törölt tag 1945]

Még 2019-ben belekezdtem egy az atomtöltetek generációit ismertető sorozatba, és végig is haladtunk az elsőtől a harmadik generációig.
Ha lenne rá érdeklődés, akkor lehet hogy nekidurálom magam az utolsó résznek, a negyedik generációs töltetek bemutatásának.
Elég nehéz a történet, mivel a nagyhatalmak még csak dolgoznak (?) ezeken, így a korábbi részletesség helyett, csak brutális atomfizika, meg feltételezések vannak...

 

[Horizon]

Még 2019-ben belekezdtem egy az atomtöltetek generációit ismertető sorozatba, és végig is haladtunk az elsőtől a harmadik generációig.
Ha lenne rá érdeklődés, akkor lehet hogy nekidurálom magam az utolsó résznek, a negyedik generációs töltetek bemutatásának.
Elég nehéz a történet, mivel a nagyhatalmak még csak dolgoznak (?) ezeken, így a korábbi részletesség helyett, csak brutális atomfizika, meg feltételezések vannak...

Mi az hogy, nagyon is!

 

[hayate]

Még 2019-ben belekezdtem egy az atomtöltetek generációit ismertető sorozatba, és végig is haladtunk az elsőtől a harmadik generációig.
Ha lenne rá érdeklődés, akkor lehet hogy nekidurálom magam az utolsó résznek, a negyedik generációs töltetek bemutatásának.
Elég nehéz a történet, mivel a nagyhatalmak még csak dolgoznak (?) ezeken, így a korábbi részletesség helyett, csak brutális atomfizika, meg feltételezések vannak...

Én a szonáros, tengeralattjárós, falklandos, mig-23-as (mit hagytam ki?) írásaid után nagyon szívesen olvasnék erről is.

 

[papajoe]

Még 2019-ben belekezdtem egy az atomtöltetek generációit ismertető sorozatba, és végig is haladtunk az elsőtől a harmadik generációig.
Ha lenne rá érdeklődés, akkor lehet hogy nekidurálom magam az utolsó résznek, a negyedik generációs töltetek bemutatásának.
Elég nehéz a történet, mivel a nagyhatalmak még csak dolgoznak (?) ezeken, így a korábbi részletesség helyett, csak brutális atomfizika, meg feltételezések vannak...

Mi lehetne jobb némi feltételezésnél atomfegyverek vonatkozásában?
Toljad!

 

[Wilson]

Elég nehéz a történet, mivel a nagyhatalmak még csak dolgoznak (?) ezeken, így a korábbi részletesség helyett, csak brutális atomfizika, meg feltételezések vannak...

Csak nyomjad ahogy szoktad brutálisan

 

[Törölt tag 1945]

Bemelegítésként...

Nukleáris töltet hatása

Első és második generációs atomtöltet légköri robbantásakor a felszabaduló energia megoszlása:

• 50% lökéshullám
• 35% hősugárzás
• 10% sugárszennyezés
• 5% áthatoló sugárzás

Adott hatóerejű (logaritmikus skála) nukleáris töltet hatásainak hatósugara (szintén logaritmikus skála) kilométerben.

• Áthatoló sugárzás (sárga), szintje 50 rad
• Lökéshullám (kék), értéke 1000 kg/m²
• Hőhatás (piros), szintje III. fokú égési sérülés
• Biztonságos távolság (zöld), nyílt területen álló személy számára

Harmadik generációs, növelt áthatoló sugárzású töltet (ERW — Enhanced Radiation Warhead) “neutron bomba” légköri robbantásakor a felszabaduló energia megoszlása:

• 40% lökéshullám
• 30% áthatoló sugárzás
• 25% hősugárzás
• 5% sugárszennyezés

... holnap némi jogászkodással folytatom.

 

[Allesmor Obranna]

Bemelegítésként...

Nukleáris töltet hatása

Első és második generációs atomtöltet légköri robbantásakor a felszabaduló energia megoszlása:

• 50% lökéshullám
• 35% hősugárzás
• 10% sugárszennyezés
• 5% áthatoló sugárzás

Adott hatóerejű (logaritmikus skála) nukleáris töltet hatásainak hatósugara (szintén logaritmikus skála) kilométerben.

• Áthatoló sugárzás (sárga), szintje 50 rad
• Lökéshullám (kék), értéke 1000 kg/m²
• Hőhatás (piros), szintje III. fokú égési sérülés
• Biztonságos távolság (zöld), nyílt területen álló személy számára

Harmadik generációs, növelt áthatoló sugárzású töltet (ERW — Enhanced Radiation Warhead) “neutron bomba” légköri robbantásakor a felszabaduló energia megoszlása:

• 40% lökéshullám
• 30% áthatoló sugárzás
• 25% hősugárzás
• 5% sugárszennyezés

... holnap némi jogászkodással folytatom.

Ezzel kapcsolatban írtam a másik topicban pár hete:

https://forum.htka.hu/threads/nukleáris-fegyverek-elmélete.1063/page-7#post-738471

 

[Törölt tag 1945]

Negyedik generációs atomtöltetek

Definíció szerint negyedik generációs atomtöltetnek nevezünk minden olyan nukleáris töltetet, mely nem esik az Átfogó Atomcsend Szerződés (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty - CTBT) hatálya alá.

Katonai szempontok

1972 decemberében Vietnam fővárosát Hanoi-t még szőnyegbombázással támadták, és a háború alatt csak kivételes esetekben használtak lézerirányítású bombát.

Miközben 1991-ben a Sivatagi Vihar alatt a bevetett bombák kevesebb mint 10%-a volt irányított, addig 1999-ben Szerbia bombázásakor már 90%-a az volt.

A nukleáris fegyverek létezése miatti kölcsönös elrettentés által okozott, az emberiség történetében szokatlanul hosszú békés időszakon felül, a fenti trendből jól látható hogy a kisebb helyi háborúkban a szőnyegbombázáshoz hasonló hatás, illetve az alkalmazás után visszamaradó sugárszennyezés, a nukleáris fegyverek gyakorlati alkalmazását, katonai szempontból célszerűtlenné teszi.

~300t TNT ekvivalens hatóerő által letarolt bejrúti kikötő

A precíziós irányított fegyverek korában katonai szempontból 100 tonna TNT ekvivalens fölötti hatóerőnek egyszerűen nincs semmi értelme.
10-100t TNT bármely megerősített objektum, vagy tetszőlegesen páncélozott harcjármű megsemmisítésére több mint elegendő.

Helyi háborúkban a gyakorlatban is bevethető nukleáris fegyver jellemzői:

• visszamaradó sugárszennyezés mentesség
• jelentősen csökkentett, maximum 100t TNT ekvivalens hatóerő

Holnap következik a negyedik generációs atomfegyver elvi felépítése...

 

[molnibalage]

Negyedik generációs atomtöltetek

Definíció szerint negyedik generációs atomtöltetnek nevezünk minden olyan nukleáris töltetet, mely nem esik az Átfogó Atomcsend Szerződés (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty - CTBT) hatálya alá.

Katonai szempontok

1972 decemberében Vietnam fővárosát Hanoi-t még szőnyegbombázással támadták, és a háború alatt csak kivételes esetekben használtak lézerirányítású bombát..

https://jetplanes.blog.hu/2017/10/25/vegre_lezerbombak_a_gripenen
Az USA-ban a hatvanas évek elején dolgozták ki a földi célpontok nagy pontosságú megsemmisítésének módszerét, amit röviddel később már gyakorlatban is alkalmaztak Vietnamban. 1972 végéig már 18 ezer különböző változatú lézervezérlésű bombát használtak fel, amelyek nagy többsége megsemmisítette a számára kijelölt célpontot

Anno rákérdeztem erre a mennyiségre és kaptam cikken és az alapján találtam ezt.
https://www.airforcemag.com/article/0310bombs/

The results from the Linebacker campaigns made an overwhelming case for smart bombs, especially laser-guided bombs. Between February 1972 and February 1973, the Air Force dropped more than 10,500 LGBs. Of these, about 5,100 were direct hits, and another 4,000 had CEP of 25 feet.

 

[Törölt tag 1945]

https://jetplanes.blog.hu/2017/10/25/vegre_lezerbombak_a_gripenen
Az USA-ban a hatvanas évek elején dolgozták ki a földi célpontok nagy pontosságú megsemmisítésének módszerét, amit röviddel később már gyakorlatban is alkalmaztak Vietnamban. 1972 végéig már 18 ezer különböző változatú lézervezérlésű bombát használtak fel, amelyek nagy többsége megsemmisítette a számára kijelölt célpontot

Anno rákérdeztem erre a mennyiségre és kaptam cikken és az alapján találtam ezt.
https://www.airforcemag.com/article/0310bombs/

The results from the Linebacker campaigns made an overwhelming case for smart bombs, especially laser-guided bombs. Between February 1972 and February 1973, the Air Force dropped more than 10,500 LGBs. Of these, about 5,100 were direct hits, and another 4,000 had CEP of 25 feet.

Igen de ez csak a Linebacker-II szőnyegbombázás után következett.
Az LB-II alatt több tucat bevetést repültek a Hanoi rádió ellen, amik alatt jópár B-52-es odaveszett, és a rádióadást valami 5 percre sikerült megszakítani...
(fejből írtam, lehet hogy nem pontosak az adatok, de utána nézhetek)

Lényeg hogy a mai PGM korban nincs szüksége a hadseregnek 100t hatóerő feletti bombákra a gyakorlatban, csak a politikai elrettentés részeként.

 

[molnibalage]

Igen de ez csak a Linebacker-II szőnyegbombázás után következett.
Az LB-II alatt több tucat bevetést repültek a Hanoi rádió ellen, amik alatt jópár B-52-es odaveszett, és a rádióadást valami 5 percre sikerült megszakítani...
(fejből írtam, lehet hogy nem pontosak az adatok, de utána nézhetek)

Lényeg hogy a mai PGM korban nincs szüksége a hadseregnek 100t hatóerő feletti bombákra a gyakorlatban, csak a politikai elrettentés részeként.

Ez talán már a 80-as években is igaz volt. Ha akarták volna, akkor a B61 is lehetett volna talán PGM... Oda még néhány kt se kellene.

 

[Törölt tag 1945]

Nukleáris reakció fajták

Lássuk melyik reakció típus alkalmas negyedik generációs nukleáris fegyver létrehozására.

1, Miután egy neutron felhasítja az urán-235 vagy plutónium-239 izotópot, két új atommag, két neutron, és 180MeV magenergia jön létre.
n + ²³⁵U/²³⁹Pu −> X + Y + n + n’ + (180 MeV)

2, 4.2keV (46 millió °C) hőmérsékleten, egy Trícium és egy Deutérium mag fúziója esetén keletkezik egy neutron, egy Hélium-4 izotóp, és felszabadul 17.6MeV energia.
T + D −> n + ⁴He + (17.6 MeV)

3, 18keV (200 millió °C) hőmérsékleten, egy Deutérium és egy Hélium-3 izotóp fúziója esetén keletkezik egy Trícium, egy Hélium-4 izotóp, és felszabadul 18.3MeV energia.
³He + D −> T + ⁴He + (18.3 MeV)

4, 25keV (275 millió °C) hőmérsékleten, két Deutérium fúziója esetén keletkezhet egy Trícium, egy proton, és felszabadul 4MeV energia.
D + D −> p + T + (4.0 MeV)

5, 25keV (275 millió °C) hőmérsékleten, két Deutérium fúziója esetén keletkezhet egy Hélium-3 izotóp, egy neutron, és felszabadul 3.3MeV energia.
D + D −> n + 3He + (3.3 MeV)

Az első hasadási reakció alkalmazását kizárja az Átfogó Atomcsend Szerződés (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty - CTBT), ráadásul a képlet jobb oldalán a hasadási reakció után keletkező „X” és „Y” izotópok felelősek a visszamaradó sugárszennyezésért.

A másodiktól az ötödikig terjedő reakciók elvileg felhasználhatóak lennének, viszont a begyújtásukhoz szükséges hőmérséklet és nyomásértékeket eddig csak az Átfogó Atomcsend Szerződés hatálya alá eső hasadási bomba (első reakció) alkalmazásával hoztak létre.

Negyedik generációs atomfegyver elvi felépítése

100 tonna TNT ekvivalens hatóerő (0.1 kt) eléréséhez, a DT (Deutérium és Trícium) gáz fúzióját 50%-os hatásfokúnak feltételezve;

0.1 kt / (0.08 kt/g · 50 %) = 2.5 g

...mindössze 2.5 gramm (!!!) DT gázra van szükségünk.

Természetesen a DT gáz mennyiségének változtatásával, a hatóerő rugalmasan állítható.

Negyedik generációs töltet elvi felépítése

Ez a mennyiség könnyedén tárolható egy fél centiméteres fém gömbben, amit egy egyetlen centiméter (!!!) átmérőjű “hohlraum” gömb vesz körül amit polisztirol hab tölti ki.

A mai akár tömegesen támadó könnyű drónok világában, egy pár centiméter méretű, és pár dekás viszont elképesztő hatóerejű (100 t) robbanótöltet jelentőségét talán szükségtelen tovább részletezni.


Jövő héten a DT gáz fúziójának megindításához szükséges hőmérséklet (46 millió °C) megteremtését tárgyaljuk...

 

[svajcibeka]

Nukleáris reakció fajták

Lássuk melyik reakció típus alkalmas negyedik generációs nukleáris fegyver létrehozására.

1, Miután egy neutron felhasítja az urán-235 vagy plutónium-239 izotópot, két új atommag, két neutron, és 180MeV magenergia jön létre.
n + ²³⁵U/²³⁹Pu −> X + Y + n + n’ + (180 MeV)

2, 4.2keV (46 millió °C) hőmérsékleten, egy Trícium és egy Deutérium mag fúziója esetén keletkezik egy neutron, egy Hélium-4 izotóp, és felszabadul 17.6MeV energia.
T + D −> n + ⁴He + (17.6 MeV)

3, 18keV (200 millió °C) hőmérsékleten, egy Deutérium és egy Hélium-3 izotóp fúziója esetén keletkezik egy Trícium, egy Hélium-4 izotóp, és felszabadul 18.3MeV energia.
³He + D −> T + ⁴He + (18.3 MeV)

4, 25keV (275 millió °C) hőmérsékleten, két Deutérium fúziója esetén keletkezhet egy Trícium, egy proton, és felszabadul 4MeV energia.
D + D −> p + T + (4.0 MeV)

5, 25keV (275 millió °C) hőmérsékleten, két Deutérium fúziója esetén keletkezhet egy Hélium-3 izotóp, egy neutron, és felszabadul 3.3MeV energia.
D + D −> n + 3He + (3.3 MeV)

Az első hasadási reakció alkalmazását kizárja az Átfogó Atomcsend Szerződés (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty - CTBT), ráadásul a képlet jobb oldalán a hasadási reakció után keletkező „X” és „Y” izotópok felelősek a visszamaradó sugárszennyezésért.

A másodiktól az ötödikig terjedő reakciók elvileg felhasználhatóak lennének, viszont a begyújtásukhoz szükséges hőmérséklet és nyomásértékeket eddig csak az Átfogó Atomcsend Szerződés hatálya alá eső hasadási bomba (első reakció) alkalmazásával hoztak létre.

Negyedik generációs atomfegyver elvi felépítése

100 tonna TNT ekvivalens hatóerő (0.1 kt) eléréséhez, a DT (Deutérium és Trícium) gáz fúzióját 50%-os hatásfokúnak feltételezve;

0.1 kt / (0.08 kt/g · 50 %) = 2.5 g

...mindössze 2.5 gramm (!!!) DT gázra van szükségünk.

Természetesen a DT gáz mennyiségének változtatásával, a hatóerő rugalmasan állítható.

Negyedik generációs töltet elvi felépítése

Ez a mennyiség könnyedén tárolható egy fél centiméteres fém gömbben, amit egy egyetlen centiméter (!!!) átmérőjű “hohlraum” gömb vesz körül amit polisztirol hab tölti ki.

A mai akár tömegesen támadó könnyű drónok világában, egy pár centiméter méretű, és pár dekás viszont elképesztő hatóerejű (100 t) robbanótöltet jelentőségét talán szükségtelen tovább részletezni.


Jövő héten a DT gáz fúziójának megindításához szükséges hőmérséklet (46 millió °C) megteremtését tárgyaljuk...

De miért?Miért jövő héten?Miért kell mindig várni az érdekes/fontos dolgokra?Kérem a cikksorozat AZZONALI (irónia)folytatását!Különbem kezdeményezem az ENSZ BT azzonali összehívását .