Реклама Google — средство выживания форумов :)
Таким образом если размножение нейтронов начнется до того, как эти куски достигнут конечной конфигурации, произойдет взрыв более низкой эффективности, соответствующей более низкому значению \nu' в момент взрыва.
Испытание: Ruth
Время:13:00 31 Марта 1953 (GMT)
Место:Невадский испытательный полигон, арена 7
Тип взрыва: 100-метровая вышка
Заряд: 0.2 кт
Первое изделие (Hydride I), испытываемое UCRL (Радиационной лабораторией университета Калифорнии), новым оружейным центром, созданным Теллером и Лоренцом. Это был обычный ядерный заряд, использующий ядро из гидрида урана (UH3). Как и его близнец, испытанный 12 дней спустя, предназначался для использования в качестве первичного заряда (триггера) в термоядерных системах.
Подход к изготовлению ядра из гидрида урана рассматривался еще в течении Манхэттенского проекта, как один из путей снижения критической массы урана. Водород, в составе вещества, замедляет быстрые нейтроны, переводя их в область тепловых скоростей, где средний радиус поглощения нейтронов атомами урана гораздо выше, что дает меньшую действующую критическую массу. Однако на эффективность бомбы влияет именно замедление нейтронов, так как это дает время куску делящегося вещества разлететься без взаимодействия. Эта концепция (если она рабочая) позволила бы делать небольшие заряды, которые, будучи достаточно эффективными, не расходовали бы много урана.
Манхэттенский проект отклонил эту идею в действующем проекте, хотя гидрид урана оказался достаточно полезным для важных экспериментов, когда не хватало делящихся материалов. Так, во время эксперимента "Дракон", использовался гидрид урана, и это позволило ему быстро перейти из подкритичного в надкритичное состояние.
После войны физики в Лос-Аламосе скептически относились к применимости данного материала в реальных оружейных проектах. Хотя Эдвард Теллер сохранил к нему интерес и использовал свое положение для начала работ по гидриду урана в новом исследовательском центре.
Ruth произвел небольшой взрыв. Его мощность всего 200 тонн, при предсказанной величине 1.5 - 3 кт. Тест испарил только верхнюю часть вышки, на которой находился заряд и разбросал по окрестной пустыне части устройства. Обычная практика для того времени состояла в уничтожении самим взрывом всех компонентов ядерного заряда ("рассекречивая" место проведения), с этим испытанием такого не произошло.
Масса - 3300 кг, диаметром 140 см, длиной 165 см. Для внешней инициации использовался бетатрон.
Испытание: Ray
Время: 12:45 11 Апреля 1953 (GMT)
Место: Невадский испытательный полигон, арена 4
Тип взрыва: 30-метровая вышка
Заряд: 0.2 кт
Это второе испытание изделия из гидрида урана, на это раз использующий более тяжелый изотоп водорода - дейтерий. Устройство называлось Hydride II и кроме дейтерия идентично Hydride I. Прогнозируемая мощность меньшая, чем в первом тесте - 500 - 1000 т, выделившаяся - 200 т. Сотрудник UCRL Герберт Йорк (Herbert York) высказал утверждение, что не рассматривает это испытание как провальное т.к. оно оказалось слабее прогнозируемой величины "только с делителем три". Для полного уничтожения следов высота вышки уменьшена в три раза, до 30 метров.
Операция Buster
Испытание: Buster Able
Время:14:00 22 Октября 1951 (GMT) 6:00 22 Октября 1951 (мест. время)
Место: Невадский испытательный полигон, площадка 7
Тип взрыва: 32 м вышка
Заряд: < 1 кг (??? А.С.)
Это было испытание небольшой плутониевой бомбы, разработанной Тэдом Тэйлором. Она содержала стандартную 150x300 см имплозионную систему с уменьшенным до такой степени ядром, чтобы приблизится к минимальной величине, достаточной для взрыва. Предполагаемая мощность заряда составляла 200 тонн, такой заряд был бы минимальным из испытанных до того. Испытание провалилось, зато стала ясна минимальная величина плутония, которая дает заметный энергетический выход (здесь плутоний достигнул критической конфигурации, цепная реакция имела место, произведя измеряемый выход нейтронов, но мощность взрыва оказалась мала даже по сравнению с тротиловой имплозионной оболочкой).
Есть у любого газофазного реактора, вне зависимости от его устройства, и еще одна трудность, связанная на этот раз со специфическими особенностями цепной реакции ядерного деления. Как известно, эта реакция идет только в том случае, когда масса делящегося вещества — ядерного горючего достигает так называемого критического значения или превышает ее. Требование минимальной, критической массы ядерного горючего не является сколько-нибудь обременительным для твердофазного и жидкофазного реакторов, ибо обычно критическая масса составляет несколько килограммов или, самое большое — несколько десятков килограммов), и критические размеры активной зоны не получаются большими. Но в случае газообразного горючего, как легко видеть, эти размеры сильно возрастают и тем сильнее, чем выше температура газов в активной зоне. При обычных давлениях размеры газофазного ядерного реактора могут стать просто фантастическими, его диаметр может достичь сотен метров, иначе реакция не пойдет. По существу, единственным, наиболее реальным способом уменьшения размеров реактора является повышение давления в нем. По данным некоторых теоретических исследований), в случае активной зоны с однородной смесью горючего и рабочего вещества (т. е. «прямоточного» реактора) давление в реакторе должно достигать 7000 атм. Конечно, такое давление вряд ли осуществимо в реальном реакторе, но даже в лучшем случае давление должно все же составлять сотни атмосфер ).
1. Предположим, что в реакторе не происходит разделения топлива и разбавителя, т. е. S=1. Допустим, что желательно получить удельный импульс, сравнимый, но не превышающий удельного импульса обычных двигателей современных химических ракет, т. е. Isp=300 фунт-сек/фунт. Тогда для ракеты, развивающей тягу 100 000 фунтов (45,4 т) в течение 150 сек. (что вообще типично для очень больших ракет), давление в системе связано с полным расходом делящегося вещества соотношением ...
(9.16)
При этих условиях давление в системе 1000 фунт/дюйм2 (70,3 атм) (высокому по принятым стандартам) будет соответствовать расходу 20 000 фунтов (9200 кг) делящегося материала. Ясно, что это
нереальная величина. С другой стороны, если принять максимально допустимый расход ядерного топлива равным WТопл.=300 фунтов (136 кг)у то давление в системе должно составлять 67 000 фунт/дюйм2
(4700 атм), что также нереально.
2. Подходя к вопросу с другой точки зрения, предположим, что максимально допустимый расход ядерного топлива Wтопл.=ЗОО фунтов (136 кг) и что удельный импульс составляет 3000 фунт сек/фунт, т. е. в 10 раз выше, чем у обычных химических ракет. Тогда для принятого выше полного импульса ракеты (1,5*107 фунт сек/фунт) давление в системе будет связано с коэффициентом разделения соотношением
Рс = 6,7.105*S (9.17)
При давлении в системе 1000 фунт/дюйм2 (70,3 атм) коэффициент разделения ядерного топлива должен составлять 1,5*10-3, т. е. разделение масс равно 670 : 1. Предполагается, что это может быть достигнуто путем быстрого вращения газов в активной зоне или посредством использования электрических или магнитных полей, хотя нет ясности в том, что каким-либо из этих методов можно будет
практически получить коэффициенты разделения требуемой величины.
В заключение можно сказать, что стационарные физзлеры можно будет использовать для реактивных двигателей в том случае, если будут достигнуты коэффициенты разделения порядка ~10