Ядерный взрыв в космосе

Я думаю, тут вообще сложно вот так чисто теоретически что-то предполагать. Взрывать надо. Взорвать с десяток-другой различных астероидов, набрать статистику, тогда и можно будет говорить, что станет с астероидом после того, или иного способа подрыва. А так -все это гадание на кофейной гуще.
Навскидку по Вашему вопросу можно дать только одно предположение: взрыв должен быть неконтактным, дабы на астероид воздействовало чистое излучение.

U235>Они считают, что отражающая оболочка Царь-бомбы была выполнена не из U238, а из неделящегося материала.

Все правильно, но мы-то говорили о снижении мощности не Царь-бомбы, а РДС-37 - это первая наша бомба радиационного сжатия, испытана 22 ноября 1955 г. Планируемая мощность прототипа 3 Мт, фактическая детонация 1.5-1.6 Мт.

CaRRibeaN>банально - по энерговыделению с дейтерида лития 6. 57 кт/кг если я правильно помню, надо глянуть точно.

А... тогда у вас опять ошибка с цифрами вышла !
Полная энергия сгорания D - 82 кт/кг, D+T (50/50) - 80 кт/кг, Li⁶D - 64 кт/кг !!! Опять разница у нас с вами на порядок !

Предположим, что плазма сжата до 100 гр/см³. Пусть она вся сгорит в этом объеме. Тогда ее температура при отсутствии утечек на сторону составит примерно 400 млн. К (Из расчета, что удельная энергоемкость плазмы 3nkT/2 (кинетическая) + 4sigmaT⁴/c (радиационная)). Рельно конечно получается меньше, но верхний предел - это где-то в районе 35-40 кэв. Если начальное сжатие больше, а это вполне возможно по крайней мере в экспериментальных девайсах, то цифры будут еще выше, правда ненамного (из-за T⁴).

CaRRibeaN>Простите, а откуда энергия на обжатие береться?

Как откуда ? От взрыва первичного инициатора ! Если 5-10 кт общего энерговыделения запала направить на обжатие ТЯ топлива (и при этом НЕ греть его), то вполне возможно сжать в 100-200 раз.
Иначе зачем огород городить ? Сжать в 8-10 раз можно было бы и путем обычной "сахаризации", а не мучаться с этими многоступенчатыми агрегатами.

FinT>Опять разница у нас с вами на порядок !

Виноват, ошибся ! Но все равно 64 больше, чем 57

U235>Кстати, что приятно, так это осознание того, что в космосе мы може запросто форсировать уже существующую и испытанную "царь-бомбу".

Вот только вес существенно не уменьшить - тут композитные материалы не помогут. Раз сказали "уран", значит "уран" !
В итоге имеем задачу доставки на межпланетную траекторию примерно так тонн 30-40 (с учетом двигателей, систем электропитания, поддержания температуры и т.п. Получается по весу, как "Аполло" с лунным модулем.

Да не такие уж они большие - эти ядерные устройства, если убрать корпус бомбы со всякими ненужными наворотами, типа парашютной системы. Особенно, если не задаваться получением супермощностей.
Вот, к примеру, "шпионское" фото W-80:

airbase.ru/sites/nuketesting.enviroweb.org/hew/Usa/Weapons/W80handle260.htm

Длина 80см, диаметр 30см, вес 131кг, мощность 150-200кт

А вот W-59 длина 121см, диаметр 41см, вес 250кг, мощность 1Мт



А это самый мощный из американских военных девайсов: Мк-41
длина 376см, диаметр 132см, вес 4763кг(4218кг в варианте ракетной боеголовки), мощность 25Мт

CaRRibeaN>Плюс мне не понятно что за D 82 кт/кг, 82 - это D+T а D+D дает всего 21 кт/кг в реакции

>D + D => He3 + n + 3,3 Mev
>D + D => T + p + 4 Mev

Э... а всю цепочку посчитать не лень ? С дожигом трития ?

D + T => He-4 + n + 17.588 MeV

А если температура вдруг перевалит за 20 кэв, то и

He-3 + D => He-4 + p + 18.34 MeV

Если не перевалит, то гелий-3 утилизируется через

He-3 + n => T + p + 0.7638 MeV, а тритий тут же сгорает.

>Я посмотрю потом, что-то мне тут не нравиться. Хотя бы то, что практически вся энергия будет в излучении.

Да, будет ! 4sigmaT⁴/c >> 3nkT/2. Но температура в 400 млн. К получается с учетом этого факта.

>Во-1 вы не знаете кривой сжатия. Во-2 греть надо, что бы изначальные условия адиабаты были достаточны для зажигания после сжатия.

Кривую сжатия подбирают конструкторы, поближе к идеальной
Во времена Майка использовали зазор между рубашкой и топливом (standoff gap). Сейчас, наверное методы похитрее, типа модуляции мощности первичного ЯЗ через D+T добавки или полупрозрачных зеркал.

Дла зажигания сжатого топлива всю жисть используется второй заряд. Топливо должно быть холодным до момента максимальной плотности. Главное, правильно расчитать время. Докритический плутоний, сжимаемый вместе с ТЯ топливом, в нужный момент станет сверхкритическим

Вроде как по оси цилиндрического LiD заряда ставят плутониевый стержень. Он при обжатии термоядерного заряда, естественно, тоже обжимается, переходит в надкритичное состояние и детонирует термоядерное топливо изнутри.

Вот схему надыбал всего этого безобразия:

FinT>Э... а всю цепочку посчитать не лень ? С дожигом трития ?

Не лень. Думаете я из головы вывел результат - 57 кт/кг? He3 загориться только в случае если температура реально перевалит через 40 кэв. Этого не случиться никогда

FinT>He-3 + n => T + p + 0.7638 MeV, а тритий тут же сгорает.

А есть сечения этой реакции?

FinT>Но температура в 400 млн. К получается с учетом этого факта.

А т.е. температура излучения может достигать таких цифр. Ну и чего, нам этого не холодно, ни жарко. Я же про температуру вещества говорю исключительно.

FinT>Кривую сжатия подбирают конструкторы, поближе к идеальной

Я блин не про сжатие от времени а про сжатие от давления.

FinT>Во времена Майка использовали зазор между рубашкой и топливом (standoff gap).

Какой рубашкой, имееться в виду урановые оболочки что ли???

FinT>Сейчас, наверное методы похитрее, типа модуляции мощности первичного ЯЗ через D+T добавки или полупрозрачных зеркал.

Что-то мы помоему на разных языках говорим. Что вы подразумеваете под "модуляцией мощности" Запрограмированное выделение энергии от времени? D+T уже давно не применяеться. "полупрозрачные зеркала" - на какой вид энергии-то?

FinT>Дла зажигания сжатого топлива всю жисть используется второй заряд.

???? Ядерный? Где вы такое вычитали-то? Я знаю несколько БЧ с двумя зарядами, но там дело в соврешенно другом!

FinT>Топливо должно быть холодным до момента максимальной плотности. Главное, правильно расчитать время. Докритический плутоний, сжимаемый вместе с ТЯ топливом, в нужный момент станет сверхкритическим

Фантастика. Вы чего, обычной взрывчаткой предлагаете сжимать что ли ТЯ-устройство? А если радиционная имплозия - то как оно может оставаться холодным? Наоборот, нужно сначала максимально нагреть, а потом сжать, на этом все и функционирует!

Да посмотрите же, блин, на мою схему чуть выше. Там по оси термоядерного заряда находится стержень из Pu239("Spark plug"). Вот он при обжатии и превращяется во второй ядерный заряд, инициируя термоядерную реакцию изнутри.

CaRRibeaN>He3 загориться только в случае если температура реально перевалит через 40 кэв. Этого не случиться никогда

Сечения реакций D + D vs He³ + D при 20 кэв - 5.2x10^-18 vs 3.8x10^-18. Разница столь велика ? IMHO, можно учитывать.

>FinT>Дла зажигания сжатого топлива всю жисть используется второй заряд.

>???? Ядерный? Где вы такое вычитали-то? Я знаю несколько БЧ с двумя зарядами, но там дело в соврешенно другом!

См. картинку выше. Это практически схема устройств типа Майк или Браво.

Чесно говоря первый раз вижу такую схему. Те схемы, что я видел было сделанны по другому.

Напо порыться, может есть намеки на такое в наших ТЯ устройствах?

>См. картинку выше. Это практически схема устройств типа Майк или Браво.

Возможно эта схема не нашла применения в реальности? Во всяком случае в РЕАЛЬНЫХ устройствах, типа изд 206, 604, потом и АА-37 я вижу другую методу.

Не говоря уж о современных среднекалиберных устройствах, где дейтерида лития совсем не много, и практически все энерговыделение обеспечиваеться ураном 235/238.

Схемка очень наглядная, и недалека от истины видимо... по крайней мере для 50-х годов.

Что касается зазора - да, этой на картинке его нет, но это была просто щель между топливом и урановой оболочкой, чтобы сгладить скачок давления, когда схлопывающаяся урановая рубашка ударит по ТЯ топливу.

Картинка взята с сайта http://nuketesting.enviroweb.org/hew/ ("Все, что Вы хотели знать о ядерном оружии, но боялись спросить" )
Там это обзываеться
The Teller-Ulam Design: Staged Radiation Implosion . То бишь, схемой Теллера-Улама: ступенчатая радиационная имплозия. Хотя мне где-то приходилось видеть другую схемку: там имелся полый эллипсоид из U238, в одном фокусе которого располагался инициирующий заряд, а в другом - термоядерное горючее.

CaRRibeaN>Во всяком случае в РЕАЛЬНЫХ устройствах, типа изд 206, 604, потом и АА-37 я вижу другую методу.

Во всяком случае эта схема тоже работала и обеспечивала многомегатонное энерговыделение. Многострадальный остров Бикини Разве что габариты и вес были не очень - типа, 6x2 м. и 15-20 т.

А вообще странно, наши конструкторы часто оправдываются - мол, ничего у амов не воровали, сами до всего дошли. Чего оправдываться, если наши и их схемы принципиально различаются ? Боюсь что реальная разница как у Шаттла с Бураном - в деталях. Но издалека не видна

Вряд-ли в наших и ихних изделиях что-то принципильно разное. Во первых, законы физики едины для всех, а во-вторых - разведка тоже не даром свой хлеб ест и идеи имеют свойство утекать. Так что, думаю, принципиальные схемы и у нас и у них практически те же. Разве что в деталях они могут быть реализованы по-разному, исходя из научных предпочтений и приоритетов разных школ.

Кстати, внешний вид W-80 очень точно стыкуется с приведенной мной схемой. Да и по описанию это именно термоядерная двухступенчатая боеголовка.

Я говорю не о том, что у нас все по другому, а о том, что эти модели вполне могли просуществовать недолго - см например перваначальная имплозивная схема (Fat Man, Gadget, РДС-1) - ее обычно везде показывают, хотя в америке она просуществовала до 49 а у нас до 51 года. Возможно и оригинальная теллеровско-уламовская модель тоже недолго была в фаворе.

В любом случае я ничего не знал раньше про плутониевый стержень.

Ну так все-равно схема "Толстяка" осталась в основе ныне существующих боеприпасов. Все равно используют обжатие сферической мишени из делящегося вещества. Ну конструкция обжимающего взрывного устройства теперь другая, как и сама взрывчатка, ну расщепляющееся ядро теперь имеет структуру посложнее, ну используют нейтронный форсаж (в центре мишени помещают капсулу с термоядерным горючим) и импульсный стартовый источник нейтронов. Но по сути дела базовая физическая модель сохранилась в том же виде. Разве что теперь никто не форсирует "Толстяка" до 100кт - тут уже выгоднее использовать современные двухступенчатые ТЯ устройства. Но в десятикилотонном диапазоне, вроде-бы, царствуют осовремененные потомки "Толстяка".

Кстати, все ТЯ заряды явно тяготеют по форме к цилиндру. Косвенный признак, что в основе схема не менялась. В любом случае схема может работать только на основе экстремального сжатия. Потому что иначе зажечь дейтерий нереально. Тут вот люди никак D+T наладить не могут, уж все перепробовали, от Токамаков до лазеров.

>Ну так все-равно схема "Толстяка" осталась в основе ныне существующих боеприпасов.

>Ну конструкция обжимающего взрывного устройства теперь другая, как и сама взрывчатка, ну расщепляющееся ядро теперь имеет структуру посложнее, ну используют нейтронный форсаж (в центре мишени помещают капсулу с термоядерным горючим) и импульсный стартовый источник нейтронов. Но по сути дела базовая физическая модель сохранилась в том же виде.

Во-во. Физическая схема ТЯ девайсов которые родились может и та же (радиационная имплозия для нагрева), но сами устройства могли и прилично поменяться.

FinT>Многострадальный остров Бикини

А кстате насчет атолла Бикини. Вроде как в конце концов в результате последнего проведенного там испытания он испарился? И на его месте образовалась подводная воронка чуть ли не в полкилометра глубиной? В связи с этим - а какого он был размера? Можно ли подсчитать массу испаренного вещества? Так сказать заменить в теории астероид островом И что там было главным фактором уничтожения (испарения) острова? Все таки тепловое излучение?

CaRRibeaN>Физическая схема ТЯ девайсов которые родились может и та же (радиационная имплозия для нагрева), но сами устройства могли и прилично поменяться.

Так и к чему вернулись ? Чтобы устойчиво горел дейтерий, его нужно сильно сжать. (Схемы, как именно сжать, могут отличаться). Причем сжать так, что спецам по управляемому термояду это и не снится Сильное сжатие - значит высокая плотность энерговыделения и очень быстрое горение. Все-таки мог получиться 1 % мощности Солнца или около того.

Alek>А кстате насчет атолла Бикини. Вроде как в конце концов в результате последнего проведенного там испытания он испарился?

Не совсем так. На самом Бикини ничего не взрывали. Взрывали на баржах, стоящих в лагуне. Потому остров до сих пор существует.

При испытании "Майк" (10 Мт) действительно, островок Флора, принадлежащий атоллу Эниветок (Элугелаб его оригинальное название), на котором стояло само устройство, полностью исчез. Амы пишут, что на его месте образовался подводный кратер 6000 футов шириной и 160 футов глубиной. В сумме в воздух было поднято 80 млн. тонн грунта.

>И что там было главным фактором уничтожения (испарения) острова? Все таки тепловое излучение?

Тут видимо все в комплексе. Что-то испарилось, да и ударная волна "продавила" дно. Мелкая, раздробленная порода была всосана в гриб и развеялась в стратосфере. В космосе картина явно будет другая - основная энергия взрыва придется на мягкий рентген, который станет нагревать поверхность астероида.