Прецизионный одноступенчатый ядерный заряд мощностью до 1 Ктн. Новая надежда Америки?

A.s.> Скажем, если сфера урана с 40% обогщением массой 200 кг еще не критична, значит и любая иная форма из 200 кг 40%-го урана (скажем полая сфера с любой толщиной стенки) будет подкритичной.

Предположим такой вариант - масса тампера вторичного узла 125 кг, 40 процентов массы это уран-235 (масса в данном случае подкритичная, то есть безопасная в обращении). Саблетт писал, что во время имплозии плотность тампера 500 г/см³, то есть в 26 раз больше нормальной. Возьмём ~220 кг урана с обогащением 40 процентов это будет критическая масса без сжатия, при сжатии в 26 раз критическая масса урана с такой степенью обогащения будет 0,325 кг. В 125 кг урана с обогащением в 40 процентов будет находиться по сути 384 критических масс я правильно понимаю?

В Mark-18 уран-235 выдал около 4,72 кт/кг без учёта энерговыделения тампера, в Mark-18 было в обычном состоянии несколько критических масс кажется 5. В таком случае тампер вторичного узла, в котором 384 критические массы какое выгорание будет иметь? Сколько кт/кг он даст?

Д.В.А.> В двухточечных имплозиях в пространстве называемым AIR GAP может находиться пенополистирол?

Fakir> Почему бы вам просто не завести твиттер; предупреждение (+1) по категории «Флейм»

Факир, как там барон Мюнхгаузен говорил? "Не то!"

"- Поручик, вы что, его побили?
- Как можно, я же офицер!
- А что же вы сделали?..."

Извинити...

Д.В.А.> но и от той информации, которая ещё не собрана.

ТТХ и выход реакций деления современных американских термоядерных зарядов засекречены. ТТХ и выход реакций деления американских термоядерных зарядов разработанных и испытанных при подземных испытаниях после 1962 года засекречены.

Д.В.А.> Кто-нибудь находил достоверную информацию о W87-1 для LGM-35 Sentinel? Вторичный узел будет оснащен обогащенным ураном или это будет просто модернизированный "заново созданный" W87-0 с тампером из природного урана?

Во всех современных термоядерных боеголовках для МБР, страны, которые сами разрешили себе иметь ядерное оружие, с целью получения максимального энерговыделения взрыва, при минимальных масса-габаритных параметрах и размерах, во вторичных узлах используют только высокообогащенный уран.

Bredonosec> К вопросу "да им не поможет", "да это несекретно" и т.д.
Bredonosec> Словом, нэнадо помогать врагам.

Если он задает такие глупые вопросы, то это ему точно не поможет. А враги намного более осведомлённые в этом вопросе, чем все участники этой тусовки. С другой стороны, будь у "врагов" ядерное оружие, этой войны, с таким количеством жертв, не было бы. Да, были бы какие-то мелкие терки, но в целом, были бы вынуждены мирно сосуществовать.

Доктрина взаимного гарантированного уничтожения является наглядным примером Равновесия Нэша, при котором ни одна сторона, будучи вооружённой, не может ни начать безнаказанно конфликт, ни разоружиться в одностороннем порядке.
Согласно доктрине взаимного гарантированного уничтожения, каждая сторона имеет ядерное оружие в количестве, достаточном для уничтожения другой. Если одна из сторон начнёт агрессию против другой, начнётся эскалация конфликта и взаимный обмен ударами всем имеющимся арсеналом ядерного оружия против гражданского населения. В результате обе стороны будут гарантированно уничтожены (понесут такие потери в населении и промышленном потенциале, что утратят возможность продолжать существование как единое целое). Доктрина предусматривает, что при таком раскладе сил ни одна из сторон не осмелится нанести первый удар, создается ядерный паритет — хрупкое, но мирное сосуществование.

 

Wyvern-3> А если подсчитать/прикинуть конкретный выход в электроэнергию - с учетом К.П.Д. преобразования энергии нейтронов через низкотемпературную тепловую машину - то разница будет больше 50%!!! Примерно, как между газом и сырыми дровами... Причем дейтерий-литиевый цикл требует еще и производства по выделению трития из литиевого бланкета - совсем аналогия между русской печью и газовым автоматическим котлом

Из того, что знаю после просмотра фильма Оппенгеймер:
▪️ Одноступенчатые системы существуют — это классические атомные бомбы деления (типа «Малыша» из Хиросимы, но там мощность была ~15 Ктн).
▪️ Современные тактические заряды, например, B61-12, действительно позволяют регулировать мощность (от 0.3 до 340 Ктн), но они двухступенчатые.
▪️ 1 Ктн — очень малая мощность для стратегических задач, но в теории подходит для «хирургических» ударов.

panda321> Из того, что знаю после просмотра фильма Оппенгеймер
Вы на этот форум пришли, чтобы свой сайт пропиарить?

A.F.> Во всех современных термоядерных боеголовках для МБР, страны, которые сами разрешили себе иметь ядерное оружие, с целью получения максимального энерговыделения взрыва, при минимальных масса-габаритных параметрах и размерах, во вторичных узлах используют только высокообогащенный уран.

Утверждение насколько категоричное, на столько же и неверное...

Bredonosec>> К вопросу "да им не поможет", "да это несекретно" и т.д.
Bredonosec>> Словом, нэнадо помогать врагам.
A.F.> Если он задает такие глупые вопросы, то это ему точно не поможет. А враги намного более осведомлённые в этом вопросе, чем все участники этой тусовки. С другой стороны, будь у "врагов" ядерное оружие, этой войны, с таким количеством жертв, не было бы. Да, были бы какие-то мелкие терки, но в целом, были бы вынуждены мирно сосуществовать.

Триумф и трагедия. Таким мог бы быть заголовок моей краткой заметки, будь я журналистом. Заголовок, несомненно, важен в журналистике, должен с первых секунд приковывать внимание и заинтриговывать. Но я не журналист. А поэтому озаглавлю так – триумф с налётом разочарования. Речь пойдёт о первом в СССР испытании ядерного устройства. Как известно испытание было произведено 29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне в Казахстане. Все публикации СМИ в последующем, и до настоящего времени преподносят это событие как триумф советской науки и в целом как подвиг советского народа и страны, всего за 4 года до этого события пережившей трагедию войны, унесшей жизни 30 миллионов граждан. И я с такой оценкой всецело согласен. Это про триумф.
Теперь про налет разочарования. Откроем официальную историю Советского Атомного проекта и почитаем воспоминания непосредственного участника первого исторического испытания 29 августа 1949 года, мало того, одного из немногих, кто через 30 часов после взрыва ядерного устройства, участвовал в отборе проб грунта в эпицентре взрыва. Кто же это?
Это Я.П.Докучаев – руководитель радиометрической группы. Пересказывать его воспоминания нет никакой нужды, интересующиеся легко найдут их в материалах Атомного проекта СССР. Что важно:
а) когда И.В.Курчатов, сразу после взрыва, приехал на НП-2, он был крайне раздражён, ни с кем не поздоровался (а он был очень тактичным и сдержанным человеком), быстро прошёл в бункер с М.Г. Мещеряковым и полчаса с ним беседовал. А как мы знаем, М.Г. Мещеряков был известным физиком, одним из трех представителей СССР, присутствующих на ядерных испытаниях США на атолле Бикини летом 1946 году. Т.е. М.Г. Мещеряков воочию видел взрывы двух американских ядерных бомб, и мог сравнивать визуальный и звуковой эффекты советской и американской бомб.
б) Я.П.Докучаев пишет, что на НП-2, расположенном в 10 км от башни с зарядом, визуальный и звуковой эффекты были слабыми и не произвели сильного впечатления на присутствующих.
в) и Главное. Я.П.Докучаев оценил энерговыделение первого ядерного устройства СССР в 2 килотонны т.э. Всего!
Резюмируя, можно сказать:
а) испытание безусловно удачное, в том смысле, что подтверждены все физические и технические принципы положенные в основания концепции ядерного взрывного устройства, в том смысле, что энергия взрыва в 2 тысячи тонн ТНТ в компактном устройстве массой 3.5 тн – эпохальное достижение со времён изобретения пороха и ВВ.
б) неудачное в том смысле, что советский заряд был в 10 раз слабее американского.
Официальные протоколы, с физическими параметрами ядерного взрыва, исторического испытания 29 августа 1949 года до сих пор имеют гриф – секретно.
Далее, о причинах относительной неудачи испытания 29 августа 1949 года.
О том, почему в «слойке» А.Д.Сахарова камнем преткновения (или утыкания) стала простая геометрия, а не отсутствие радиационной имплозии.
О том как в ядерных зарядах решают проблему «предетонации».
О том, почему «реакторный» плутоний очень эффективен в многокаскадных термоядерных зарядах. Продолжение следует…

A.F.>> Во всех современных термоядерных боеголовках для МБР, страны, которые сами разрешили себе иметь ядерное оружие, с целью получения максимального энерговыделения взрыва, при минимальных масса-габаритных параметрах и размерах, во вторичных узлах используют только высокообогащенный уран.
G.5.> Утверждение насколько категоричное, на столько же и неверное...
Обоснуй свое утверждение

A.F.>>> ... во вторичных узлах используют только высокообогащенный уран.
G.5.>> Утверждение насколько категоричное, на столько же и неверное...
A.F.> Обоснуй свое утверждение

Это почти очевидно. Термоядерное горючее (D-T,или D-D) продуцирует 14Мэв нейтроны, если не заморачиваться проблемой их "утилизации" в толще ТЯ горючего, возникает вопрос как рационально использовать их огромный потенциал. По некоторому размышлению приходит практически очевидный ответ.
Деление 14Мэв нейтронами отвального U-238 (т.е.отходов заводов обогащения урана).
При делении ядра U-238 нейтроном 14Мэв, имеем, в среднем, 5 мгновенных нейтронов, из которых 2 нейтрона,как минимум, имеют энергию, выше порога деления ядра U-238. Т.е. задача "бомбодела" сводиться к тому, чтобы обеспечить 14Мэв нейтронам достаточную длину пробега в уране,т.е. попросту достаточную толщину слоя урана. Если первичный 14Мэв нейтрон в U-238 будет инициировать деление 3-х, в среднем, ядер, то получим прирост энергии почти в 500 Мэв, на один утекший 14Мэв нейтрон.
Выигрыш огромный, даже с дармовым U-238. Понятно, что высокообогащенный уран даст еще больший прирост энергии, т.к. нет порога по делению. НО высокообогащенный уран - очень дорог, и для него существует дешёвая альтернатива - "реакторный" Pu-239. После годичной выдержки отработанного топлива,оно теряет 95% своей активности, и плутоний может быть легко выделен. Есть правда один нюанс - его нельзя использывать в первом каскаде ТЯ устройства из-за высокой сп.н.активности...

G.5.>> Утверждение насколько категоричное, на столько же и неверное...
A.F.> Обоснуй свое утверждение


Немного дополню свой предыдущий пост, для лучшего понимания. Использование U-235 в ТЯ заряде было наверное оправдано в т.н. зарядах-монстрах по 15 - 20 Мегатонн т.э. От них быстро отказались, как справедливо указывал Алекс Семёнов, по причине избыточности такого энерговыделения в ОДНОМ заряде.
Чтобы много буков не писать, пример: можно по городу Далласу бахнуть 20 Мегатонным зарядом, а можно десятью по 500 Килотонн. Во втором случае - и разрушений будет больше, и вероятность сбития всех зарядов сильно меньше. Сейчас самый распространенный формат - 350-500 Ктн.
В таком заряде использование U-235 совершенно не оправдано, это все равно, что подковы лошадям делать из вольфрама, когда железа с головой...

A.F.>>>> ... во вторичных узлах используют только высокообогащенный уран.
G.5.> G.5.>> Утверждение насколько категоричное, на столько же и неверное...
A.F.>> Обоснуй свое утверждение
G.5.> Это почти очевидно....

Например, предположив, что в типичной схеме Теллера-Улама, если толкатель/тампер 2 стадии сделан из свинца или висмута, мощность будет порядка 50 кт, если толкатель/тампер 2 стадии сделан из U 238, то мощность составляет 150 кт, и если толкатель/тампер сделан из U 235 (ВОУ), мощность составит 300 кт, если из плутония, (в том числе реакторного), то выход будет еще несколько выше, чем при использовании обогащенного урана (прядка 320 кт). Использование плутония для толкатель/тампер 2 стадии обеспечивает максимально возможную мощность для данной конструкции.

Но нужно учитывать следующее:

1). Для боеголовок МБР важна достижение максимальной мощности заряда, при минимальной массе и габаритах заряда. Использование ВОУ позволяет удвоить мощность термоядерного заряда и при этом сделать его приемлемо компактным для ряда применений (например, использование разделяющихся боеголовок). Но использовать ВОУ все равно выгодно, даже если это дороже.

2). Если толкатель/тампер сделан из U 235 (ВОУ), то это позволяет создать 2 стадии (CSA), длительное время не нуждающиеся в обслуживании и переделке, что очень удобно в эксплуатации такого оружия (The interstage and the secondary are encased together inside a stainless steel membrane to form the canned subassembly (CSA), an arrangement which has never been depicted in any open-source drawing).

G.5.> Выигрыш огромный, даже с дармовым U-2...ый" Pu-239. После годичной выдержки отработанного топлива,оно теряет 95% своей активности, и плутоний может быть легко выделен. Есть правда один нюанс - его нельзя использывать в первом каскаде ТЯ устройства из-за высокой сп.н.активности...

Это не верно. Пару страниц выше, я уже писал, что использование D-T усиления (бустинга), с 2-3 г трития, и современные схемы левитации позволяют легко справиться с этой проблемой, и создать эффективные 1 стадии (триггеры).

G.5.> Немного дополню свой предыдущий пост, для лучшего понимания. Использование U-235 в ТЯ заряде было наверное оправдано в т.н. зарядах-монстрах по 15 - 20 Мегатонн т.э. От них быстро отказались, как справедливо указывал Алекс Семёнов, по причине избыточности такого энерговыделения в ОДНОМ заряде.

В термоядерном заряде мощностью 20 Мт какая масса тампера будет и процент обогащения ВОУ? По моему личному мнению все термоядерные заряды мощностью более 10 Мт имеют тампер из урана-238, так как при использовании ВОУ будет низкий процент обогащения, который не повлияет особо на увеличение мощность. При большем проценте обогащения будет критическая масса небезопасная в обращении.