Обсуждение Правил и жизни форума вообще VII

Xan> А если бы пошла, то учёным уже нечем было бы думать.
Xan> Да и городу тоже!!!
Да ладно, они б еще успели рассказать и записать, какие они дураки. Не помню что за книга, там описывались случайные вспышки при нарушении ТБ. Смертельно для тех, кто присутствовал, но не более.

Xan> — Хм, — подумали учёные, — чёт-та не идёт.
Xan> А если бы пошла, то учёным уже нечем было бы думать.

Да, я иногда подумываю, а не ковыряют ли чего сейчас физики в том же духе...

GOGI> Да ладно, они б еще успели рассказать и записать, какие они дураки. Не помню что за книга, там описывались случайные вспышки при нарушении ТБ. Смертельно для тех, кто присутствовал, но не более.

Да я шутю!!!
Ну, почти!

Про первую урановую писалось, что даже при простом падении (несколько м/с) половинки критической массы (а не штатном её выстреле) вероятность того, что бахнет на 100% мощности была высокой, порядка 50%.
Так что при ссыпании в кучу тоже могло бы пыхнуть сильно. Ну не на килотонны, а на тонны. А не просто "слегка засветиться".
Учёные, судя по всем, надеялись, что "стрелка немножко отклонится". И как-то не подумали, что эффект может быть несколько большим.

Потом инцидентов, хоть и не взрывных, было множество.

Если не склероз, минимальное количество природного урана в правильном реакторе — около сотни граммов. Так что может найтись умелец, который такое сделает.

Serge77> Да, я иногда подумываю, а не ковыряют ли чего сейчас физики в том же духе...

Ага!
Попробуют слегка искривить пространство в микроскопическом объёме.
А у них и получится.
Возникнет новая Вселенная (см. Большой взрыв).
На месте старой.

Xan> Так что при ссыпании в кучу тоже могло бы пыхнуть сильно.

Я думаю, они всё же не стали в круг, каждый с пакетиком радия, и не кинули всё на счёт РАЗ в центр в одну кучу)))

Наверняка сыпали понемногу и измеряли.

Xan> Про первую урановую писалось, что даже при простом падении (несколько м/с) половинки критической массы (а не штатном её выстреле) вероятность того, что бахнет на 100% мощности была высокой, порядка 50%.
Да где писалось-то! В книжке про Курчатова какого-то семьдесят-партийного года? )) Вот я в научно-дефективном романе Ф. Форсайта прочитал, что в момент соударения половинок, активную зону надо ещё чем-то тяжёлым бомбаНдировать, для чего нужен полониевый (!) диск. Прошу же - распиши популярно, как устроен боеприпас пушечного типа? Что, вся сложность - в получении сабжа нужной чистоты, в нужном количестве - и больше никаких нюансов??? Понимаю, что перечисленные два "нюанса" - ещё ТЕ, но неужели само конечное "устройство" настолько примитивно?

И про имплозию вопрос - с какой точностью должны быть изготовлены (отлиты?) линзы, чтобы? И за счёт чего удалось запихнуть заряд в 122-мм снаряд?

Xan> Бомбу в руках не держал, так что не о чем!
Понял, т.е. на килотонны (артиллерия) не разменивался. ))

Non-conformist> Да где писалось-то!

Про американскую. На том самом сайте.
Если не склероз:
Там взяли трёхдюймовое орудие и рассверлили его до 100 мм.
После взлёта самолёта человек шёл, заряжал в пушку гильзу с порохом и взводил.
Скорость "пули" была, вроде, 200 м/с. Или даже 100.
Скорость нужна была, чтоб уменьшить вероять того, что когда половинки ещё не сблизились до конца, случайный нейтрон вызовет реакцию и будет бах, но слабый. Чем больше скорость, тем меньше вероятность пшика.
Но, тем не менее, даже при нескольких м/с была вероятность, что случайного нейтрона не появится и половинки успеют сблизиться полность.
А когда сблизились, тут надо, чтоб задумчивости не было, иначе половинки отскочат друг от друга и опять будет уменьшение мощности. Или бомба пролетит точку оптимальной высоты подрыва. Для этого был полоний-берилиевый инициатор, в котором при ударе смешивались берилий и полоний, альфа-частицы полония в бериллии выбивали нейтроны и реакция поджигалась.

Возможность неторопливого соединения и возможная задержка в начале реакции относятся только к урановым бомбам.
С плутонием гораздо хуже, его атомы при распаде (не основной канал) выделяют нейтроны, особенно некоторые изотопы. Поэтому соединить, даже с пушечной скоростью, не получится. Как только геометрия станет немножко надкритической, сразу за счёт этих нейтронов начнёт развиваться цепная реакция. А постоянная времени у неё очень маленькая, скорость нейтронов тысячи км/с, а пролететь им надо всего несколько см, так что время порядка десятков наносекунд. Получится надкритичность, скажем, 1.001, это одна тысячная прореагирует, остальное разлетится, получится пшик.
Ну вот, поэтому для плутония имплозия, при ней получается больше скорость движения (единицы км/с) и, главное, другое изменение геометрии, при котором требуется гораздо меньшее смещение, что уменьшает время сборки надкритической геометрии.
Но опять, может получиться, что в нужный момент нейтронов нет. Поэтому опять должен быть источник нейтронов. В первых бомбах были те же полоний бериллиевые, в современных используются нейтронные трубки — укоритель дейтронов, которые сталкиваются с тритиевой мишенью и дают нейтроны. С точки зрения электроники — простая газоразрядная трубка, на которую надо подать импульс 100...150 киловольт.

Non-conformist> И про имплозию вопрос - с какой точностью должны быть изготовлены (отлиты?) линзы, чтобы?

Первые с точностью порядка миллиметров.
Потом, по мере уменьшения размеров, с обычной слесарной точностью, особо не напрягаясь.

Non-conformist> И за счёт чего удалось запихнуть заряд в 122-мм снаряд?

Там плутоний в виде удлинённого элипсоида помещён в цилиндр из взрывчатки. Всего два детонатора на концах цилиндра на оси.
Плутоний имеет несколько аллотропных модификаций, одна из них с плотностью 16. Её во всех бомбах и используют. Потому что она при небольшом давлении переходит в более плотную модификацию.
Ну вот, волна детонации движется из двух точек и, во-первых, деформирует элипсоид в шар, а во-вторых увеличивает плотность плутония. Таким образом получается надкритичность.
Ну и "чемоданная бомба".
Если элипсоид сделать сплюснутый, поместить его в "таблетку" из взрывчатки, на боковой поверхности таблетки разместить детонаторы, то при взрыве элипсоид опять же соберётся в шар. Толщина этой конструкции может быть около 10 см, вес около 20 кг. В самолёт не пустят!!!

В большинстве плутониевых бомб используют тритиевый усилитель. Либо в виде дейтерида-тритида лития, либо в виде смеси газообразных дейтерия и трития. В варианте с газом есть отдельный баллон, из которого смесь перекачивается в полость плутониевой железки, как один из шагов по взведению бомбы.
Если надкритичность меньше 1.2, то реакция нагревает плутоний до температуры ниже 3 миллионов градусов. А если больше, то при достижении 3 миллионов смесь дейтерия с тритием термоядерно вспыхивает и быстро сгорает. Энергии она выделяет немного, но зато выделяет много нейтронов, гораздо больше, чем к этому времени произвела цепная реакция. Поэтому реакция получает хороший "пинок под зад" — медленный экспоненциальный рост сменяется резкой ступенькой и реакция продолжается с гораздо большей интенсивностью. Больше плутония успевает прореагировать, прежде, чем всё разлетится.

Xan> Про первую урановую писалось, что даже при простом падении (несколько м/с) половинки критической массы (а не штатном её выстреле) вероятность того, что бахнет на 100% мощности была высокой, порядка 50%.
Что-то ты путаешь Речь идёт о том, что, если бы детали были изготовлены из чистого 235 изотопа, то скорость соединения могла бы быть 1,8 метра в секунду. Но при использовании 90% (т.е. 10% изотопа 238) минимальная потребная скорость - 180 метров, т.к. частота спонтанного деления у этого изотопа в 1000 раз больше.

Xan> Так что при ссыпании в кучу тоже могло бы пыхнуть сильно. Ну не на килотонны, а на тонны. А не просто "слегка засветиться".

Даже не килограммы. Были, были эпизоды со смертельными случаями, как раствор соли плутония из кюветы попытались перелить, наклонив её. В рентгенах или бэрах или т.д. выходило немало, а вот в джоулях, а равно килограммах ТЭ - мизер.

Xan> Если не склероз, минимальное количество природного урана в правильном реакторе — около сотни граммов. Так что может найтись умелец, который такое сделает.

Из реально построенных самая маленькая критмасса была у LOPO - 580 граммов урана-235 (и ещё 4060 урана-238, ибо обогащение было 14%). И это при бериллиевом отражателе, легководном замедлителе и т.д.
Заменив бериллиевый отражатель на тяжеловодный, а уран-235 на уран-233, наверно, можно довести до 100 граммов. Но это не самый "низкотехнологичный" реактор.

"Толщина этой конструкции может быть около 10 см, вес около 20 кг."
Так что плутоний такой тяжелый?

OL29> Так что плутоний такой тяжелый?

Подними стаканчик ртути...

Эх... Романтика...

Вот ракетчики по части мемуаров отчитались нормально. Один за всех, правда, но нормально. А от ядерщиков подобного ожидать уже не приходится, судя по всему. Чтобы много, интересно, по теме, и всё в одном месте. Жаль... Читал Шкловского, жену Ландау, но... По указанным параметрам всё это до Чертока по-моему не дотягивает, и прилично.

Ну, разве что "Вы конечно шутите, мистер Фейнман!" - согласен. Но хотелось бы что-то о Родинке нового-интересного узнать. Видать, не судьба... АТЛАНТИДА, туды её в качель!

А.С.> Даже не килограммы. Были, были эпизоды со смертельными случаями, как раствор соли плутония из кюветы попытались перелить, наклонив её.
Получается при сливе р-ра по достижении кр.массы идёт выброс излучения?

А.С.> Что-то ты путаешь Речь идёт о том, что, если бы детали были изготовлены из чистого 235 изотопа, то скорость соединения могла бы быть 1,8 метра в секунду. Но при использовании 90% (т.е. 10% изотопа 238) минимальная потребная скорость - 180 метров, т.к. частота спонтанного деления у этого изотопа в 1000 раз больше.

Там нет точной границы скорости. Просто чем больше скорость, тем пропорционально меньше вероятность пшика. Если в ТЗ задать конкретную вероятность срабатывания без пшика, то тогда получится точное значение необходимой скорости.
Например так: если хочется вероятность 99%, то скорость должна быть 200 м/с, но если скорость 2 м/с, то вероятность 35%.

Говорилось, что первая бомба опасна, так как при аварии самолёта "пуля" может сместиться и бахнет на всю катушку.
Потом, до появления термоядерных, делались урановые бомбы ещё более монструозные и опасные. Там в качестве предохранителя применяли, например, цепи из кадмия, которые для взвода бомбы вытягивались из полостей урановой конструкции.

Про первую плутониевую тоже говорилось, что если при аварии взрывчатка хлопнет асимметрично, то кривой имплозии хватит на мощность взрыва в 100 тонн. При этом гамма излучение убъёт всех в радиусе 600 метров.

OL29> "Толщина этой конструкции может быть около 10 см, вес около 20 кг."
OL29> Так что плутоний такой тяжелый?

Критическая масса шара без отражателя 10.5 кг.
Надо брать с некоторым запасом, чтоб достаточную надкритичность получить, 12...13 кг.
Ну и взрывчатки несколько кил, +конструкция.

В бомбах с настоящей имплозией количество плутония 3...4 кг.
Если сделать систему с сильной имплозией, то можно довести до 1 кг.
А с калифорнием — до 200 граммов.

Xan> Там нет точной границы скорости.

Xan> Просто чем больше скорость, тем пропорционально меньше вероятность пшика. Если в ТЗ задать конкретную вероятность срабатывания без пшика, то тогда получится точное значение необходимой скорости.
Xan> Например так: если хочется вероятность 99%, то скорость должна быть 200 м/с, но если скорость 2 м/с, то вероятность 35%.
Саша, ну, ты ж понимаешь, военных бы не устроило 99% даже в экспериментальной бомбе. Радиоактивный распад, конечно, вероятностный процесс, но, всё-таки, для того количества атомов, что было в бомбе, нейтронный фон - величина очень стабильная. Атомов урана в бомбе было примерно 10²⁷, этого достаточно, чтоб наплевать на вероятности, и считать, что нейтроны выделяются равномерно. И говорить о вероятностях есть смысл тогда, когда время между двумя нейтронами не более, чем в 2 раза больше, чем время от достижения критичности до остановки "пули".

Xan> Говорилось, что первая бомба опасна, так как при аварии самолёта "пуля" может сместиться и бахнет на всю катушку.

Нет, не совсем так - говорилось, что при случайном подрыве пороха будет взрыв на полную мощность, говорили, что при аварии самолёта и падении его в воду реакция начнётся из-за замедления нейтронов даже и без смещения частей.

Xan> Потом, до появления термоядерных, делались урановые бомбы ещё более монструозные и опасные. Там в качестве предохранителя применяли, например, цепи из кадмия, которые для взвода бомбы вытягивались из полостей урановой конструкции.

Кадмиевая пробка применялась и в "Фэт мэне", она вставлялась взамен плутониевой детальки, через которую в бомбу помещался нейтронный инициатор

Xan> Про первую плутониевую тоже говорилось, что если при аварии взрывчатка хлопнет асимметрично, то кривой имплозии хватит на мощность взрыва в 100 тонн. При этом гамма излучение убъёт всех в радиусе 600 метров.

Это как раз оттого, что плутоний перешёл бы из дельта-фазы в альфа-фазу, в "Толстяке" этого было достаточно для критичности. В более совершенных боеприпасах этого недостаточно.

В бомбе около 50 кил, обогащённого до 95%.
Стало быть 2500 граммов U238 = 10 молей = 6*10²⁴ атомов

Период полупаспада у него 4.5*10⁹ лет, постоянная распада 2*10¹⁷ секунд.

Спонтанно делятся 0.5*10^-6 ядер.

частота делений = 6*10²⁴ * 0.5*10^-6 / 2*10¹⁷ = 6*0.5/2 * 10^(24-6-17) = 15 в секунду.

Ну, если в арифметике не запутался!

При скорости 2 м/с (это падение с высоты 20 см) в среднем 1 распад на 13 см пути.
С вероятностью 1/20 путь без распадов может быть 40 см — гораздо больше, чем надо для сборки.

Время нарастания цепи до момента, когда уран закипит примерно 4...10 микросекунд.
При 200 м/с пуля пройдёт расстояние 1...2 миллиметра.
То есть, даже при 200 м/с есть вероятность пшика, но маленькая, доли процента.

Вся эта инфа ниоткуда, сам считал, могут быть ошибки.

Xan> В бомбе около 50 кил, обогащённого до 95%.
64 кг, обогащение (среднее) 90%
Xan> Стало быть 2500 граммов U238 = 10 молей = 6*10²⁴ атомов
Xan> Период полупаспада у него 4.5*10⁹ лет, постоянная распада 2*10¹⁷ секунд.
Xan> Спонтанно делятся 0.5*10^-6 ядер.
Xan> частота делений = 6*10²⁴ * 0.5*10^-6 / 2*10¹⁷ = 6*0.5/2 * 10^(24-6-17) = 15 в секунду.
Xan> Ну, если в арифметике не запутался!
Ну, примерно в три раза больше.
Xan> С вероятностью 1/20 путь без распадов может быть 40 см — гораздо больше, чем надо для сборки.

А вот это и есть - главное заблуждение. Критичность в "литтл бой" достигалась аж за полметра до остановки. А всего длина пути была метр восемьдесят.

Xan> Время нарастания цепи до момента, когда уран закипит примерно 4...10 микросекунд.

а нам неважно, что он закипит, важно, чтоб он разлетаться начал и потерял критичность. Именно удержание (конфайнмент) было главной задачей оболочки из стали и карбида вольфрама, а уж во вторую очередь - отражение нейтронов. Так вот конфайнмент достигался в течение примерно 0,2-0,5 миллисекунды, считая по разным моделям.

Xan> При 200 м/с пуля пройдёт расстояние 1...2 миллиметра.
Xan> То есть, даже при 200 м/с есть вероятность пшика, но маленькая, доли процента.
Xan> Вся эта инфа ниоткуда, сам считал, могут быть ошибки.

Задачка инерциального удержания не очень тривиальна математически Именно поэтому с энерговыделением в фэт мэне ошиблись аж вчетверо, рассчитывали-то килотонн на пять.

Я всё это проштудировал, когда писал статью для "Популярной механики" в 2003 году
http://www.popmech.ru/article/4357-yarche-solntsa/
Как водится, в статью многое не поместилось

OL29>> Так что плутоний такой тяжелый?
Ckona> Подними стаканчик ртути...

Xan>> В бомбе около 50 кил, обогащённого до 95%.
Б.г.> 64 кг, обогащение (среднее) 90%

Да я уже всё засклерозил. Практики-то нет!
Зато перечитывать ещё раз интересно!



Б.г.> Я всё это проштудировал, когда писал статью для "Популярной механики" в 2003 году

Хорошо!

Б.г.> Я всё это проштудировал, когда писал статью для "Популярной механики".
Очень познавательно и интересно.

А.С.>> Даже не килограммы. Были, были эпизоды со смертельными случаями, как раствор соли плутония из кюветы попытались перелить, наклонив её.
NGR> Получается при сливе р-ра по достижении кр.массы идёт выброс излучения?

Там беда случилась оттого, что величина критмассы зависит от геометрии. Покуда раствор был в большой кювете тонким слоем на дне, она была подкритичной, когда её наклонили и раствор собрался у одного края, была достигнута критичность без изменения массы. Ну а дальше - пошла самоподдерживающаяся ядерная реакция, часть раствора испарилась, радиоактивные аэрозоли заполнили комнату, гамма- и нейтронное излучение от реакции убило двоих людей, и ещё у одного случилась лучёвка в тяжёлой форме, что-то ему ампутировать пришлось.

Но ядерного взрыва там быть не могло, потому что реакция шла на тепловых нейтронах, замедленных водой. Как только температура раствора стала расти, сечение деления стало падать вместе с ростом температуры, и оно опять стало подкритичным.

LEVSHA> Очень познавательно и интересно.
Пасиба!

А.С.>>> дальше - пошла самоподдерживающаяся ядерная реакция, часть раствора испарилась, радиоактивные аэрозоли заполнили комнату, гамма- и нейтронное излучение от реакции убило двоих людей, и ещё у одного случилась лучёвка в тяжёлой форме, что-то ему ампутировать пришлось.

Тоесть вообще взрыва не было никакого ? Даже маленького

А.С.>>>> дальше - пошла самоподдерживающаяся ядерная реакция, часть раствора испарилась, радиоактивные аэрозоли заполнили комнату,

OL29> Тоесть вообще взрыва не было никакого ? Даже маленького

мощность СЦЯР была в районе десятков-сотен киловатт. Если бы раствор был в герметичном сосуде, сосуд бы лопнул и это можно было бы назвать взрывом. Но он был в открытой кювете и испарялся с большой площади.

Тогда у меня, как у стороннего наблюдателя, возникает интересный вопрос - кто наклонил кювету? Уборщица? Лаборант? Если уборщица - понятно, случайность полностью исключить невозможно. А вот второй вариант мне лично вообще непонятен.