ЯО мифы и реальность ... просветите.

А тебе не кажется, что нажимать на Большую Красную Кнопку, глядя на икону - по меньшей мере на святотатство тянет?

"Всем известно, что гигантских рептилий погубил большой метеорит..."

Мля, дубль 248...

офф. А вот я к сожалению предыдущие 247 раз пропустил, можно напомнить плиз? Хоть одной ссылкой.

Да здесь же, в этом топике писал - страниц 10 назад, наверное.

На МБР?

На МБР поздравления писать. С 4-м июля, например. Как и янки сербов "поздравляли" с Пасхой.

Блин, марата - любую идею можно довести до абсурда, с тобой тут никто спорить не будет .

Полл> На МБР?
Ага! Прямо на "Сатану"

Такой вопрос. А реакцию деления со взрывом можно запустить одним лишь сверхмощным потоком нейтронов? Предположим, мы можем создает его неограниченным по любым характеристикам. Или имплозия все равно нужна?

Если по сюжету сказки есть нейтронный поток неограниченной плотности - можно и без имплозии обойтись (тем более что в пушечной схеме и так без неё обходятся ).
Ну это считай что ты N поколений нейтронов получил на халяву, т.е. необходимое время удержания делящегося в-ва от разлёта сократилось.

НЕЙТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Проведем теперь количественную оценку воздействия нейтронного компонента ядерного
взрыва. Прежде всего, определим количество делений в ядерном заряде налетающей бое-
головки (конкретно, речь может идти об уране-235 или плутонии-239) в результате прохож-
дения нейтронного импульса. Эта величина N пропорциональна т.н. нейтронному флюенсу
Φ (нейтрон/см2), сечению деления нейтронами σ и числу ядер делящегося материала в ми-
шени μ (удобно вести расчеты для одного моля – тогда μ = 6⋅1023):
N = Φσμ
При каждом делении выделяется энергия, часть которой Q приводит к нагреванию де-
лящегося материала. В результате изменяется его энтальпия (теплосодержание) Н(Т), кото-
рая обычно выражается в единицах кДж/моль (в наших расчетах для одного моля энтальпия
будет просто выражаться в кДж). Отсюда вытекает очевидное равенство
NQ = ΔН = Н(Т) - Н(Т0)
или
6.1023QΦσ = ΔH
Теперь легко определить нейтронный флюенс, приводящий к нагреванию делящегося
материала до температуры Т.
Qσ
H
6.1023
Δ
Φ = (1)
При ядерном взрыве выделяются нейтроны деления с энергией в диапазоне 1-3 МэВ,
нейтроны от (d,d)-реакции с энергией 2,4 МэВ и нейтроны от (d,t)-реакции с энергией 14 МэВ.
Оказывается, что сечения деления урана и плутония в этом диапазоне энергий (1-14 МэВ)
мало отличаются друг от друга и к тому же незначительно изменяются с энергией.4 Для ра-
зумных оценок вполне можно принять значение величины σ, равное 2.10-24 см2 . Энергия, за-
4 Справочник по ядерной физике (под редакцией Л.А.Арцимовича), М.: ГИФМЛ, 1963,
стр.283, рис.10-10.
траченная на тепловой нагрев материала (уран или плутоний), составляет около 170 Мэв
(или 2.7.10-11 Дж) для каждого акта деления.
В таблице 1 приведены данные об изменении энтальпии плутония и урана в процессе
нагревания (учтены затраты энергии на соответствующие фазовые переходы).
Табл.1: Изменение энтальпии плутония и урана с температурой.5 В первой строке указана
абсолютная температура, а во второй – значение энтальпии Н(Т) в кДж.
Плутоний
Т в К 300 913 (плав.)
Н(Т) в кДж 6,9 38
Уран
Т в К 300 1408
Н(Т) в кДж 6,4 64,4
Следует также определить начальную температуру, при которой находилась боеголовка
до облучения нейтронным импульсом. Вопрос в том, насколько изменится эта температура
за время полета ракеты. Мы рассматриваем два варианта: боеголовка успевает охладиться
до температуры окружающего пространство (примерно 200К) или боеголовка сохраняется
при стартовой температуре (считаем ее близкой к комнатной, то есть 300К). Вообще говоря,
второй вариант кажется более предпочтительным, но в любом случае различие между зна-
чениями Н(200) и Н(300) не столь велико по сравнению со значениями Н(плав). В дальней-
шем для определенности мы будем использовать значение Т0 = 300К.
Теперь нам известны все величины, входящие в формулу (1). Рассмотрим два механиз-
ма нарушения запала боеголовки: плавление плутония и плавление урана. Соответствую-
щие значения ΔН составят 31,1 кДж и 58 кДж. Тогда минимальные значения нейтронного
флюенса равны, примерно, 1015 и 2⋅1015 (в единицах нейтрон/см2).
Чтобы оценить дальность поражения нейтронным импульсом, необходимо иметь пред-
ставление о полном количестве нейтронов, испущенных при ядерном взрыве. Эта величина
существенно зависит от конкретной конструкции ядерного устройства и может быть оценена
только для предельных упрощенных случаев.6
С одной стороны, рассмотрим чистый термоядерный взрыв, когда практически вся вы-
делившаяся энергия определяется (d,t)-реакцией, в результате которой образуются быстрые
нейтроны с энергией около 14 МэВ и альфа-частицы с энергией 3.6 Мэв. Таким образом,
нейтроны уносят 80% всей энергии, а остальная часть энергии делится между тепловым
рентгеновским излучением (16%) и кинетической энергией быстрых атомов материала кон-
струкции боеголовки (4%). Энергетический эквивалент взрыва мощностью в одну мегатонну
соответствует 4.2⋅1015 Дж, а при единичной (d,t)- реакции выделится 17.6 МэВ (2.8⋅10-12 Дж).
Отсюда следует, что при термоядерном взрыве c мощностью W (Мт) выделяется примерно
N0 = 1.5⋅1027W быстрых нейтронов.
С другой стороны, рассмотрим взрыв, где вся выделившаяся энергия определяется ис-
ключительно процессом деления. На долю нейтронов при этом приходится около 7 МэВ, что
составляет 4% от используемой во взрыве энергии деления (170 МэВ). На долю теплового
рентгена уходит 80% энергии взрыва и остаток (16%) падает на кинетическую энергию пото-
ка атомов (скорее, ионов) материала боеголовки. Поскольку энерговыделение на единичный
акт деления на порядок величины превышает удельное энерговыделение при синтезе, коли-
чество реакций деления при такой же полной мощности взрыва в соответствующее число
раз меньше. Но при делении выделяется около трех нейтронов. Правда, один нейтрон тра-
тится на поддержание цепной реакции. Поэтому полное число нейтронов, выделяющихся
при взрыве на процессе деления, в пять раз меньше, чем при термоядерном взрыве, то
есть, оно составит N0 = 3⋅1026W.
5 Термодинамические характеристики индивидуальных веществ, т.4, кн.2. М.: Наука, 1978.
6 D.Petrov, Ya.Kandiyev, G.Malashkin, O.Shubin, “The effect upon asteroid by the neutron
radiation of nuclear explosion”. Proceedings of the Planetary Defense Workshop, Lawrence
Livermore National Laboratory (Livermore, California), May 22-26, 1995.
http://www.llnl.gov/planetary/pdfs/interdiction/04-Petrov.pdf
Теперь, когда известны флюенс и полное число нейтронов, можно перейти к оценке
дальности поражения, воспользовавшись очевидным соотношением (напомним, что оно
подразумевает сферически симметричный разлет нейтронов):
R = (N0/4πΦ)1/2 (2)
Тогда дальность поражения нейтронами термоядерного взрыва при плавлении плутония
– 3.6W1/2 км, а при плавлении урана – около 2.5W1/2 км. Для нейтронов деления соответст-
вующая дальность будет примерно в 2.2 раза меньше.
Быстрые нейтроны способны выделять энергию в веществе не только в результате де-
ления ядер урана или плутония. Протоны отдачи в водороде (в результате упругого рассея-
ния) также будут обладать значительной энергией, среднее значение которой равно полови-
не энергии нейтронов. Естественно, что нейтроны термоядерного взрыва с энергией 14 МэВ
лучше подходят для подобных задач, нежели нейтроны деления (их средняя энергия со-
ставляет 2-3 МэВ). Одним из возможных применений такого нагрева могло бы стать уничто-
жение компонентов бактериологического оружия (например, спор сибирской язвы) непо-
средственно в космическом пространстве. Не имея конкретных данных о радиационной
стойкости тех или иных спор (или микробов), попытаемся провести косвенные оценки. До-
пустим, что эти споры растворены в воде. Тогда для их нейтрализации может оказаться не-
обходимым (и достаточным) просто подогреть воду до температуры кипения.
Расчеты по своей сути аналогичны тому, что было проведено ранее. Но в данном случае
удобнее проводить их для одного грамма воды. Число протонов в одном грамме воды со-
ставит 6⋅1023/9 = 7⋅1022. Полное сечение упругого (n,p)-рассеяния равно 7⋅10-25 см2, а средняя
энергия протонов отдачи составит 7 МэВ (около 10-12 Дж). Соответствующее энерговыделе-
ние равно 5⋅10-14 Дж⁄нейтрон. Однако, необходимо еще учесть взаимодействие быстрых ней-
тронов с ядрами кислорода. Существует много механизмов, приводящих к дополнительному
энерговыделению: кинетическая энергия ядра отдачи при упругом рассеянии, реакции типа
(n,α), (n,p), (n,d), неупругое рассеяние с возбуждением ядерных уровней и испусканием гам-
ма-квантов и т.п. Проведенные оценки показывают, что для воды энерговыделение вырас-
тет на 25%. С другой стороны, теплоемкость воды велика – это около 4 Дж⋅г-1⋅град-1 – значит,
надо потратить 400 Дж на нагрев. Согласно формуле (1) находим, что пороговое значение
нейтронного флюенса составит, примерно, 3⋅1015 см-2. Это в полтора раза выше, чем для
плавления урана, так что соответствующая дальность поражения составит чуть более двух
км (для мегатонного взрыва). Как представляется, проведенные нами оценки в отношении
дальности поражения имеют определенный смысл, на что указывает следующий пример.
Касаясь возможности применения ядерного взрыва в космосе для уничтожения компо-
нентов биологического оружия, Р. Гарвин отметил1, что «потребуется очень крупная боего-
ловка – более мегатонны -, чтобы уничтожить споры сибирской язвы внутри кассетных бое-
головок, которые могут находиться в пределах области размером до пяти км или более…».
Заметим, что аналогичные рассуждения можно применить, по крайней мере, к некото-
рым типам взрывчатки, которые использовались в ядерном запале (по крайней мере, в про-
шлом). Например, тринитротолуол (тротил, ТНТ) разлагается при температурах выше 150
0С. Его теплоемкость (если воспользоваться сведениями о близком к ТНТ тетриле) состав-
ляет около 1 Дж⋅г-1⋅град-1. Правда, молекулярная формула ТНТ имеет вид С7Н5О6N3. Оценки
взаимодействия нейтронов с ядрами углерода, азота и кислорода приводят к тому, что ней-
тронный флюенс для тротила оказывается практически таким же, что и для воды. Впрочем,
мы не обладаем сведениями о ВВ, применяемых в современных конструкциях ядерного за-
пала.
Нам остается рассмотреть еще одну проблему – возможную защиту атакующей боего-
ловки от нейтронного излучения ядерного взрыва боеголовки противоракеты.
Можно указать два очевидных механизма для этого. Первый связан с поглощением ней-
тронов ядрами обычного урана (урана-238). Дело в том, что в боеголовках, работающих по
принципу деление-синтез-деление, последний этап реализуется в цилиндрической оболочке
из обычного урана, окружающей блок ядерного запала (в западной литературе его называют
primary) и термоядерный блок (secondary). И эта оболочка поглощает часть внутреннего по-
тока быстрых термоядерных нейтронов, что вызывает дополнительные деления и повышает
энерговыделение при взрыве. Подобный цилиндр может быть использован для решения об-
ратной задачи – ослабления внешнего потока нейтронов. Но толщина уранового цилиндра
(иными словами, его ослабляющая эффективность) будет определяться, в первую очередь,
его массой. Вряд ли с точки зрения конструкции боеголовки и мощности разгонной ракеты
масса уранового цилиндра может быть выше тонны. Для оценки примем ее равной 500 кг, а
габариты уранового цилиндра определим следующим образом: длина – 50 см и внутренний
диаметр – 50 см. Тогда толщина стенки цилиндра составит около 3 см. Коэффициент ослаб-
ления потока термоядерных нейтронов равен по определению exp{-nσl ), где n – плотность
ядер урана-238, равная 3⋅1022 см-3 (6⋅1023⋅19/238, где 19 г⋅см-3 – удельный вес урана, а 238 г –
вес его грамм-молекулы), а σ - сечение деления урана-238 нейтронами с энергией 14 МэВ
(около 1.2⋅10-24 см2 ). Если подставить все численные значения, получим величину коэффи-
циента ослабления, равную примерно 0.9. Кстати, это значит, что около 10% нейтронов от
термоядерного блока вызвали дополнительные деления, что может быть достаточно удов-
летворительным результатом с точки зрения увеличения мощности ядерного взрыва. Но, с
другой стороны, это значит, что поток быстрых нейтронов от внешнего источника останется
практически неизменным. Таким образом, рассмотренный сценарий не годится для защиты
атакующей боеголовки.
Остается другой вариант – применение эффективного замедлителя быстрых нейтронов
и последующее поглощение медленных нейтронов, которые представляют еще более высо-
кую опасность, так как с понижением энергии нейтронов резко возрастает сечение деления
ими урана-235 или плутония-239. Подобные системы часто применяются для экранирования
нейтронных детекторов, например, в космических полетах, от фона быстрых нейтронов. Эк-
раны изготовляются в виде набора полиэтиленовых пластинок толщиной около 10 см, раз-
деленных тонкими (порядка мм) слоями кадмия, эффективно поглощающего замедлившиеся
нейтроны. Мы не будем касаться вопросов замедления, поскольку наша основная задача –
ослабление потока первичных нейтронов с энергией 14 МэВ. Коэффициент ослабления вы-
ражается в привычном виде: exp{-nσl}. Поскольку химическая формула полиэтилена имеет
вид (CH2)n , а его удельный вес составляет 0.9 г⋅см-3, в единице объема находится
6⋅1023⋅0.9⋅2/16 = 6.8⋅1022 протонов (а плотность ядер углерода в два раза меньше). Полное
сечение взаимодействия нейтронов (при энергии 14 МэВ) с водородом совпадает с полным
сечением упругого рассеяния, равным, как уже указывалось выше, 7⋅10-25 см2. Полное сече-
ние взаимодействия таких нейтронов с ядрами углерода составляет 1.27⋅10-24 см2. Теперь
можно определить характерную толщину полиэтиленовой защиты L, при которой поток ней-
тронов с энергией 14 МэВ ослабляется в е раз: nHσH + nCσC = L-1. С учетом представленных
выше значений получаем, что L= 11 см.
Вернемся к той же геометрии защиты, которую мы рассматривали для урана, и к тому же
максимальному весу (0.5 тонны). При таких условиях толщина защитного слоя должна быть
равной 38 см (около 3.5 L), то есть, поток термоядерных нейтронов ослабнет примерно в 30
раз (а соответствующая дальность поражения уменьшится в пять-шесть раз). Этот резуль-
тат сам по себе не носит определяющего характера и соответствует все-таки скорее доста-
точно умеренной, нежели достаточно эффективной защите. К тому же, внешний размер за-
щитного слоя оказался значительным (внешний диаметр около 1.3 м), что может стать не-
желательным с конструктивной точки зрения.(С)
Вывод-взорвать нельзя, вывести из строя можно потоком нейтронов.