ядерные бомбы
Автор GeForce задал вопрос в разделе Техника
Какой принцип действия атомной бомбы??? 7 и получил лучший ответ
Ответ от Leonid[гуру]
О, классный вопрос для такой аватарки.. .
Принцип - цепная реакция. То есть такая, где сам ход реакции инициирует её продолжение.
Ядро НЕКОТОРЫХ (а не любых радиоактивных! ) изотопов урана, плутония, калифорния.. . способно распадаться, захватив нейтрон. При таком распаде выделяется ещё два-три нейтрона. То есть распад ОДНОГО ядра может, в идеальных условиях, вызвать распад ещё двух-трёх ядер, те могут вызвать распад ещё нескольких.. . и так далее, то есть инициируется лавинный процесс распада всё большего и большего числа ядер. И распад каждого ядра идёт с высвобождением энергии. Поскольку энергии выделяется много (в миллионы раз больше, чем при химической ракции взрыва тротила) , а время взыва крайне мало, то мощность взрыва получается огромной.
Ну а тонкость - что для того, чтоб уран, или плутоний, или ещё какая фигня взорвалась, его масса должна превышать некоторый порог (критическую массу) . Потому что если его слишком мало - образовавшийся нейтрон вылетит на фиг, не успев поглотиться другим ядром. Ну и это же даёт ключ к конструкции бомбы - это несколько МАЛЕНЬКИХ кусков начинки, которые, пока они по отдельности, не взрываются. А чтоб они взорвались - их приводят в соприкосновение. Тогда они образуют один большой кусок с массой, превышающей критическую. Ну и бабах.
В 2007 году было озвучено реальное строение атома. Вся современная физика-химия изучает последствие той или иной реакции, подгоняя теории к результатам. Принцип атомного взрыва, это избыток электронов критической массы, синтезирующий атомы газа в огромных количествах за короткий промежуток времени. Разрушения атомов мы наблюдаем в быту ежедневно - открытый огонь. Радиация это причина, а не следствие синтеза. Где радиация (избыток электронов) , там всегда происходит рождение новых атомов газа с мизерной скоростью синтеза. Чем больше учёные открывают тайны материи, тем больше склоняются в сторону искусственного создания вселенной и больше верят в создателя.
Все слышали, что есть некая критическая масса, которую нужно набрать, чтобы началась цепная ядерная реакция. Вот только для того, чтобы произошел настоящий ядерный взрыв, одной критической массы недостаточно – реакция прекратится практически мгновенно, до того как успеет выделиться заметная энергия. Для полномасштабного взрыва в несколько килотонн или десятков килотонн нужно одномоментно собрать две-три, а лучше четыре-пять критических масс.
Кажется очевидным, что нужно сделать две или несколько деталей из урана или плутония и в требуемый момент соединить их. Справедливости ради надо сказать, что так же думали и физики, когда брались за конструирование ядерной бомбы. Но действительность внесла свои коррективы.
Дело в том, что если бы у нас был очень чистый уран-235 или плутоний-239, то можно было бы так и сделать, но ученым пришлось иметь дело с реальными металлами. Обогащая природный уран, можно сделать смесь, содержающую 90% урана-235 и 10% урана-238, попытки избавиться от остатка урана-238 ведут к очень быстрому удорожанию этого материала (его называют высокообогащенным ураном). Плутоний-239, который получают в атомном реакторе из урана238 при делении урана-235, обязательно содержит примесь плутония-240.
Изотопы уран235 и плутоний239 называются четно-нечетными, так как ядра их атомов содержат четное число протонов (92 для урана и 94 для плутония) и нечетное число нейтронов (143 и 145 соответственно). Все четно-нечетные ядра тяжелых элементов обладают общим свойством: они редко делятся самопроизвольно (ученые говорят: «спонтанно») , но легко делятся при попадании в ядро нейтрона.
Уран-238 и плутоний-240 – четно-четные. Они, наоборот, практически не делятся нейтронами малых и умеренных энергий, которые вылетают из делящихся ядер, но зато в сотни или десятки тысяч раз чаще делятся спонтанно, образуя нейтронный фон. Этот фон очень сильно затрудняет создание ядерных боеприпасов, потому что вызывает преждевременное начало реакции, до того как встретятся две детали заряда. Из-за этого в подготовленном к взрыву устройстве части критической массы должны быть расположены достаточно далеко друг от друга, а соединяться с большой скоростью.
несколько камер заполненных плутонием не критической массы, снаружи покрытых слоем какого то взрывчатого вещества При его взрыве масса плутония становится в несколько раз выше критической, происходит взрыв
принцип - радиоактивный распад Урана 235 или Плутония
с появлением неконтролируемой цепной ядерной реакции
а то, что написал Сергей Серов - это уже действия взрыва
2, 3 и 4 обычно идут вместе.. . +радиоактивное заражение
Если коротко - это цепная реакция ядер тяжелых изотопов, например, плутония или урана. Из этой реакции формируется колоссальное количество энергии, которая и образует взрыв. Поражающие факторы атомной бомбы во многом зависят от мощности, цели и типа удара, но в основном это:
1) Вспышка. В зависимости от расстояния есть риск ослепнуть и даже получить смертельные ожоги.
2) Электромагнитный импульс, "убивающий" всю электронику в округе.
3) Ударная волна.
4) Взрывная волна.
5) Радиоактивное заражение.
В основу ядерного оружия положены неуправляемые цепная реакция деления тяжелых ядер и реакции термоядерного синтеза.
Для осуществления цепной реакции деления используются либо уран-235, либо плутоний-239, либо, в отдельных случаях, уран-233. Уран в природе встречается в виде двух основных изотопов — уран-235 (0,72 % природного урана) и уран-238 — всё остальное (99,2745 %). Обычно встречается также примесь из урана-234 (0,0055 %), образованная распадом урана-238. Однако, в качестве делящегося вещества можно использовать только уран-235. В уране-238 самостоятельное развитие цепной ядерной реакции невозможно (поэтому он и распространен в природе) . Для обеспечения «работоспособности» ядерной бомбы содержание урана-235 должно быть не ниже 80 %. Поэтому при производстве ядерного топлива для повышения доли урана-235 и применяют сложный и крайне затратный процесс обогащения урана. В США степень обогащенности оружейного урана (доля изотопа 235) превышает 93 % и иногда доводится до 97,5 %.
Альтернативой химическому процессу обогащения урана служит создание «плутониевой бомбы» на основе изотопа плутоний-239, который для увеличения стабильности физических свойств и улучшения сжимаемости заряда обычно легируется небольшим количеством галлия. Плутоний вырабатывается в ядерных реакторах в процессе длительного облучения урана-238 нейтронами. Аналогично уран-233 получается при облучении нейтронами тория. В США ядерные боеприпасы снаряжаются сплавом 25 или Oraloy, название которого происходит от Oak Ridge (завод по обогащению урана) и aloy (сплав) . В состав этого сплава входит 25 % урана-235 и 75 % плутония-239.
Следует отметить, что сведения об устройстве ядерных боеприпасов до сих пор строго засекречены во всех странах. Только дотошность отдельных западных журналистов и крайне редкие, ничтожные утечки этой закрытой информации, скурпулезно изученные на основе физических знаний, с помощью методов «обратной инженерии» позволили с определенной вероятностью правильно понять основные принципы. Почти все эти сведения относятся к ядерным боеприпасам, произведенным в США.
Существуют две основные схемы подрыва делящегося заряда: пушечная, иначе называемая баллистической, и имплозивная.
Пушечная схема характерна для некоторых моделей ядерного оружия первого поколения, а также артиллерийских ядерных боеприпасов, имеющих ограничения по калибру орудия.
Выстрел ядерным снарядом из 280 мм гаубицы. Полигон в Неваде, 1953 г.
Пушечная схема -вероятность преждевременного развития цепной реакции до соединения блоков.
Имплозивная схема подразумевает получение сверхкритического состояния путём обжатия делящегося материала сфокусированной ударной волной, создаваемой взрывом обычной химической взрывчатки. Для фокусировки ударной волны используются так называемые взрывные линзы, и подрыв производится одновременно во многих точках с прецизионной точностью. Создание подобной системы расположения взрывчатки и подрыва являлось в своё время одной из наиболее трудных задач. Формирование сходяшейся ударной волны обеспечивалось использованием взрывных линз из «быстрой» и «медленной» взрывчаток — боратола и ТАТВ
А теперь рассмотрим, как происходит реакция термоядерного синтеза.
Во-первых, для того, чтобы эта реакция произошла, надо чтобы взаимодействующие ядра освободились от своих электронов и превратились в так называемую ионизированную плазму. Этого легко достичь, разогрев атомы дейтерия до температуры, при которой электроны приобретают достаточную энергию, чтобы оторваться от ядер. Вторым условием протекания реакции термоядерного синтеза является сближение ядер на расстояние меньше 10 –13 см, когда начинает эффективно действовать короткодействующая ядерная сила притяжения. В ионизированной плазме, для того чтобы сблизить ядра необходимо преодолеть дальнодействующую силу электростатического (кулоновского) отталкивания, возникающую при сближении заряженных частиц одного знака. Преодолеть эту силу можно, придав заряженным ядрам кинетическую энергию, достаточную для преодоления электростатического барьера. В случае плазмы дейтерия эта сила составляет минимум 10 кэВ, при которой вероятность образования гелия при столкновении двух ядер дейтерия становится чуть выше нуля. Чем больше кинетическая энергия столкновения ядер дейтерия, тем выше вероятность возникновения реакции термоядерного синтеза. Кинетическая энергия частицам передаётся при разогреве плазмы до сверхвысоких температур. Энергия 10 кэВ соответствует температуре плазмы в 100 миллионов градусов. Наиболее эффективно реакция термоядерного синтеза проходит при температуре 200 миллионов градусов.
Резюмируя вышесказанное, получение полезной термоядерной энергии возможно лишь при выполнении следующих условий.
Во-первых, предназначенная для синтеза смесь должна быть нагрета до температуры, при которой кинетическая энергия ядер обеспечивает высокую вероятность их слияния при столкновении.
Во-вторых, реагирующая смесь должна быть очень хорошо термоизолирована, т. е. высокая температура должна поддерживаться достаточно долго, чтобы произошло необходимое число реакций и, выделившаяся за счет этого энергия, превышала энергию, затраченную на нагрев топлива.
Ещё одна проблема состояла в том, чтобы заставить ядра сблизиться на достаточно малое расстояние. Сверхвысокое давление, обеспечивающее это в звездах, объясняется невозможной на Земле силой гравитации (или притяжения масс). В земных условиях нужное сжатие обеспечивал «обычный» ядерный взрыв, и на этом была основана водородная бомба. Взрываем небольшую атомную бомбу (принцип действия которой основан на делении тяжелых элементов урана или плутония) и получаем в эпицентре искомые условия. Если там окажется некоторое количество тяжелых изотопов водорода, то начнется неуправляемая термоядерная реакция. Подобные «эксперименты» практически одновременно были проведены в 1952-53 годах советскими и американскими физиками. Кстати, за успешное испытание водородной (термоядерной) бомбы советский физик Андрей Сахаров получил звание академика в 32 года.
Каким образом происходит разогрев и удержание плазмы высокой плотности для проведения управляемой реакции термоядерного синтеза?
Техническая проблема поддержания реакции управляемого термоядерного синтеза достаточно длительное время заключается в том, что водородная плазма, разогретая до температур сотни миллионов градусов, мгновенно испарит любой сосуд, в который заключена. На сегодняшний день не
принцип действия-сначала бабах, потом глобальный п.... ц!
1) Световая волна; 2)Взрывная волна; 3)Термоволна; 4)Звуковая волна и всё это счастье в доли секунды!!!
Как работает ядерная бомба?
Очень просто. В небольшом куске урана-235 или плутония - до 10 кг - нейтроны, образующиеся при
подробнее...
Чем АТОМНАЯ бомба отличается от ЯДЕРНОЙ бомбы???
НИЧЕМ!
Так же как ядерная электростанция от атомной.
Другое дело, что КАК ПРАВИЛО
подробнее...
Какова мощность ядерной бомбы??
Мощность ядерного заряда измеряется в тротиловом эквиваленте. Обычно его выражают в килотоннах (кт)
подробнее...
теоритически какого минимального размера можно построить ядерную бомбу?
Теоретический нижний предел размера и веса ядерной бомбы определяется критической массой
подробнее...
Какая зона поражения у ядерной бомбы? И каков радиус ее взрывной волны?
Есть такой предмет в универе, защита населения называется, или занас. Загугли лекции по нему, там
подробнее...
Кто создал первую ядерную бомбу? Кто первый создал реактивный двигатель? Кто первый создал ядерный реактор?
На такой вопрос ответить невозможно в принципе, потому что столь сложные вещи создаются огромными
подробнее...
Чем отличается Ядерная бомба от Атомной, или ето синонимы?
Урана не 238-го, а 235-го. А нейтронная - это разновидность ядерной. А если все аккуратно разложить
подробнее...
Чем ядерная бомба отличается от термоядерной?
Атомная бомба если так можно выразится является самой "примитивной". В ней используется
подробнее...
про ядерные бомбы, вопрос знатокам
Обычная бомба двухступенчатая: детонатор- пороховой заряд (тротил) .
Атомная бомба
подробнее...
Самая большая ядерная бомба ?
Самая большая бомба в истории была создана в СССР. Исполинский снаряд в 100 мегатонн, который
подробнее...
Где в Москве можно купить ядерную бомбу?
Купить нельзя, но можно изготовить если есть обогащенный
подробнее...
А. Эйнштейн помог Американцам создать ядерную бомбу и произвести его в действии на Японию?
не всегда задумывается тот кто создаёт - в чьи лапы его творчество попадёт
вон тебе -
подробнее...
в каком году была создана первая в мире ядерная бомба и когда испытана.
Первыми за дело взялись немцы. В декабре 1938 года их физики Отто Ган и Фриц Штрассман впервые в
подробнее...
Откуда у Пакистана ядерное оружие?
Ядерную бомбу сейчас может сделать студент физик.
А при поддержке государства и тем-паче.
подробнее...