Прецизионный одноступенчатый ядерный заряд мощностью до 1 Ктн. Новая надежда Америки?

A.s.> В начале Манхеттена хотели плутониевую пушку потому что:
A.s.> 1. Не знали про чудовищный спонтанный распад Pu-240
A.s.> 2. Не знали про возможность изменения плотности плутония при фазовом переходе.

В начале может быть и нет, но уже к весне 1944 года и про спонтанный распад Pu-240 и про фазовые переходы в Pu-239 было все известно. Даже знали как решить проблему Pu-240, но на том уровне техники это было практически не реализуемо. Схему имплозии выбрали по двум причинам: вероятность расчетного энерговыделения при имплозии примерно в 2 раза выше в сравнении с "пушкой", расход делящегося нуклида в 2 раза меньше. Ну а то что при этом получается 5 тонный "монстр", на фоне ожидаемого эффекта, никого не волновало. Кстати, показателен факт заключения пари участниками проекта, перед испытанием, по поводу энерговыделения ядерного заряда. Сам "папа" Р.Оппенгеймер ставил на 0.5 Ктн. Т.е. что бахнет никто не сомневался, насколько сильно - тут оценки разошлись.

G.5.> Берия никого бы не расстреливал, как мне представляется, ведь и до испытаний И.В.Курчатов говорил о том, что изделие не 100% надежно...

Берия там сам, говорят, перед испытанием за сердце хватался и когда все получилось, то буквально в пляс пустился, обнимая ученых. Потрачены были огромные средства, и Берия, как говорят, очень сильно боялся, что в случае неудачи Сталин с него за это спросит. Так что если бы не получилось, что вполне вероятно, что судьбу ученых решал бы уже не Берия, ему бы уже не до этого было.

G.5.> Ядерный заряд НИКОГДА не даст энерговыход в 500 Ктн, сжимай хоть как и хоть чем.

Простите, голубчик, но есть же вопиющие факты!!!!

Mk-18. Детище Теодора Тейлора. Самая мощная бомба чистого деления. 500 кт.
Главная проблема - безопасность.
Случайный, даже асимметричный подрыв сборки вызовет заметный ядерный взрыв.
Поэтому внутрь полости укладывалась боросодержащая цепь и только пред самым использованием она вынималась.

Вот конструкция аналогичной британской супероралоевой бомбы:


Британцы игрались с засыпаемыми в полость предохраняющих шариками.
Шарики высыпались перед самым взлётом самолета.
На морозе, в плохую погоду это оказалось плохой идеей. Обслуживающая команда задалбывалась с этими шариками сражаться.
Оружие чудовищно опасное. У нас тоже подобное изделие спроектировано к середине 50-х на всякий случай. Но не испытывалось так как "всякого случая" не случилось. Именно из-за чудовищной опасности (и дороговизны) обращения с ним его держали в заначке.

G.5.> Пробег нейтронов (свободный) даже в плутонии нормальной плотности порядка 2 см, средняя скорость порядка 15 000 км/сек. Весь "ядерный взрыв", с позволения сказать, начинается и заканчивается за время порядка 1 микросекунды - и это не "ме-е-е-е-дленно", а очень быстро.

Моё "ме-е-е-е-дленно" как раз и означает что пробег нейтрона в уране НОРМАЛЬНОЙ плотности аж 2 см.
Даже на 15 000 км/сек это м-е-е-е-е-ленно.
А вот если он станет, скажем всего 1 см - то это уже "быстро". Ибо фактор 2 в экспонетне уже 7,39.
Вам надо сократить пробег в нейтрона в 2.32 раза, что бы эффективность взрыва при прочих равных возросла в 10 раз. То есть с 1% до 10%.
Пробег = 1/[сечение реакции][концентрацию]
концентрация - это сжатие при имплозии.
Случись такое сжатие с "малышом" (при его 64 кг урана в сборке) он бы бахнул на ~150-200 кт.
Но не судьба!

G.5.> А "выдает" ядерный заряд 20-50 Ктн, а не, скажем 100-120, по вполне банальной причине, не имеющей отношения к "ме-е-е-е-дленно"...

Я не понял вашей мысли.
Моя версия. 20-50 кт - ОПТИМАЛЬНАЯ мощность для подобного устройства.
Увеличивать или уменьшать - дорогое (по разным причинам) удовольствие.

20-50 кт - это 1-2,5 кг разделившегося актиноида. При 10-25% эффективности выгорания это 15-3 кг актиноида в сборке (сколько это критических масс - техническая деталь, зависящая от типа материала, сжатия, отражателя, формы, источника нейтронов, есть бустинг-нет бустинга).
Почему 500 кт - предел (условный) для бомбы деления?
500 [кт]/20 [кт/кг] = 25 кг актиноида, который должен поделиться. При максимуме эффективности в 1/3 от исходной массы (без бустинга это немыслимая эффективность! Очень хорошо если 10-15%), то масса актиноида в бомбе получается в 75 кг оралоя (о плутонии тут и думать никто не будет! Поэтому бомбу назвали "оралоевой"). Это очень опасная масса! Это больше массы критической сферы для оружейного урана (45-56 кг). Но здесь она находится в форме тонкостенной сферы (я думал почему не цилиндр? но про цилиндр для таких бомб я не слышал, хотя тест "Георг" был именно таким цилиндром).
Поэтому ну ее нафик!
Даже Бриты, придумав свою версию "слойки" (того же класса мощности порядка сотен кт), быстро отказались от подобных устройств у себя на вооружении. А остальные нации (СССР, Франция, Китай), зная что это направление тупик, есть лучшие решения (по-началу та же "слойка"), даже не стали ее воспроизводить.
Кстати пушечный "Малыш" был как и Мk-18 - крайне опасной в обращении бомбой. При попадании в воду был бы хороший хлопок.

G.5.> "Пушечная" схема имеет неоспоримые достоинства: боезаряд такой схемы - это просто труба длиной 1.5 метра и диаметром 100 мм, его легко разместить и в боевом блоке МБР и в крылатой ракете.

1.5 метра - это КОМПАКТНО?
Напомню еще одну байку из Лос-Аламоса. Когда делали "Худыша", выяснили что масса пушки (по норма артиллерии) оказывается неподъемной. Но быстро сообразили что такой запас массы на калибр нужен только для пушки, которая стреляет тысячи раз. А эта пушка должна выстрелить всего один. Но все равно это пушка. Так что масса тут тоже очень болшая. Уделная мощность даже в 0.1 кт/кг для пушек недостижима (я думаю, хотя надо посчитать). А ведь самые совершенные имплозии дают 0.5-1 кт/кг (это конечно за счет бустинга).
Кстати, а зачем такой длинный "ствол"? Что за пережиток?
Американцы уже в "Грейбл" использова артснаряд со стволом явно куба меньшей длинны.




Я гадал как они этого добились (то есть уменьшили скорость соединения частей, не увеличивая вероятность преддетонации, а скорей всего понизив, так как у "Малыша" она было огромной)?
Лучшее что я придумал - кадмиевый затвор. У "Малыша" его не было.



Ну и разумеется, они заменили вольфрам на бериллий в отражателе чем заметно снизили массу сборки (а значит и спонтанных нейтронов, значит и вероятность преддетонации).
Какие могли быть иные ухищрения? Не знаю.
Но предел совершенства "пушка" достигла, насколько могу судить, уже тогда.

G.5.>Он (боезаряд) проще,
Глупая простота. Та простота, которая хуже воровства.

G.5.>надежней,
Черта лысого. Опасней! Гораздо опасней в обращении. Или вы о надежности срабатывания от одного детонатора? Так имплозию давно уже можно так же поджечь. Одним детонатором. "Надежно". Но эту надежность никто не использует. Именно потому что опасно. Поэтому ставят минимум 2 детонатора от греха подальше.

G.5.>легко противостоит перегрузкам,
Первое время - да. Поэтому все пушеные бомбы (Мк-8) именно для проникновения в грунт и целилис.
Но сейчас (на B-61-11 - 12) нормальная схема Улама-Теллера (с имплозивным триггером) легко переживает прохождение через метры бетона и прецизионно взрывается.
Магия!
В общем и это первоначальное достоинство пушки - девальвировало.

G.5.>проще организовать термостатирование плутониевого узла.
Зачем вам в пушке плутоний?
Что за блажь?
И вообще, зачем вам вообще в оружии плутоний? Уран - куда более долговечен, менее активен (не нужно термостатирование) а сейчас еще и по цене даже ниже чем плутоний (обогащение теперь - меньше мороки чем с трансмутацией в реакторах, ну разве что у вас побочка, отработка? Но она загрязнена 240-м так, что даже в имплозивных сборках будет преддетонация)

G.5.>Но даже не это главное, "пушечная" схема позволяет создать компактный термоядерный заряд мощностью 100-300 Ктн и разместить их в кол-ве 3-5 в БЧ МБР.

Вы меня простите, но это - чушь. Полная.
Все совершенствование термоядерных зарядов шло по двум путям. Уменьшение первички и оптимизация вторички. Так вот, в зарядах меньше 1 мт масса первички - огромная проблема (вторая проблема вторички - чудовищно тонкая стенка, ее толщина - кубический корень от мощности, поэтому грязный тэмпер теряет эффективность и его приходится насыщать оралоем). Ваша пушка в качестве первички - это монстр, который будет весить 9/10 массы всего заряда.
Глупость несусветная.
Это я вам как художник-художнику (то есть конструктор) говорю!

G.5.>ТЯ заряд на основе имплозии - изделие по габаритам раз в 5 большее, если имплозия для увеличения плотности плутония в 2-4 раза, если имплозия только для инициирования фазового перехода в плутонии, то она не имеет вообще никаких преимуществ перед "пушечной" схемой...

Вы воспроизводите еще одну широко ходящую в массах глупость. Имплозивные сборки теперь - очень компактны.
Гаджет и Толстяк были такими чудовищными потому что там 10 раз перестраховались.
В принципе на сжатие в 2 раза кг актиноида с запасом хватает 5 кг взрывчатки.
Почему так много врзывчатки во всем известных первых бомбах?
Сжимать надо было помимо плутониевого ядра в 6 кг еще и в 110 кг тяжелого тэмпера из природно урана (его деление выдало до 30% энергии) а кроме того был еще алюминиевый шар массой 130 кг. Его тоже нужно было сжать. Вот и считайте. В общем парни перезаложились.
Настолько перезаложились, что когда наши эту схему дернули и разобрались, что схема РДС-1 перетяжелена (а мы ее уже научились делать) то нашли в ней СКРЫТЫЕ РЕЗЕРВЫ для РДС-6с... "слойки".
Вы в курсе что "слойка" по габаритам такая же как "гаджет" (даже вроде меньше)?
То есть вся "слойка" укладывается внутрь имплозивной схемы сжимаемой в гаджете "инертной" сборки.
Мы решили эту инерцию "оживить", сделав в ней слои из дейтерида-лития.
При этом, собственно сама линза у первых бомб (наружный слой взрывчатки) оказалась тоже ЗАПРЕДЕЛЬНО неэффективно сконструирована (огромная часть взрывной энергии шла на радиальное столкновение на стыках многогранников). Наши мгновенно (до 1950-го года) придумали как уменьшить это безобразие (сейчас это уже история). По массе не знаю во сколько раз, но габарит сборки уменьшился на 30% (есть в мемуарах). Но это было только начало великого пути к "футбольному мячу". Теперь это стало совсем "карманным". И плясать вокруг пушки - водить неофитов клуба боНбы за нос!
Признавайтесь!
Вы нас специально дурачите?

A.s.>

Кстати. Тут ошибка (я понял это после того как нарисовал эту схему). Тэмпер-отражатель не может быть из U238.
У него уровень спонтанного деления даже выше чем у U235. Будет преддетонация. Поэтому в "Малыше" использовали вольфрам. Он как отражатель и как тэмпер не хуже урана. Но одно плохо - он не делится улетающими из сборки нейтронами. Если бы в "Малыше" был вместо вольфрама уран он бы мог взорваться на 25-30% мощнее.

Еще.
Как экзотика.
Отражатель ТЕОРЕТИЧЕСКИ в пределе (бесконечно тольстый отражатель) снижает критическую массу в 4 раза. Это еще в Букваре Сиборга написано. "Знаем! Плавали!" ©
Но практически - меньше.
Этот тероетический предел легко перемахивает толстый (небесконечный) слой бериллия. Потому что нейтроны там размножаются. Альбедо зеркала более 1, так сказать.
Но не сильно перемахивает (кажется максимум ~ 5, а 4-кратное снижение ~20 см. слой ).
Но!
Обратите внимание на одну забавную тонкость с отражателем.
Она указана там же, в Лос-Аламском Букваре.
И понять ее - просто.
Если бы нейтроны отражались НА ГРАНИЦЕ отражателя не углубляясь в него (где могут блуждать вечность, а взрыв - наносекунды), то такой бы сверхотражатель (скажем из волшебного хрендостаниума, какой-нибудь одноатомной толщины пленки некого мезонного гипер-вещества как на отражателе "Хиуса" у Стругацких) делал бы критической ЛЮБУЮ сколь угодно малую массу. Теоретически. Хоть 1 кг, хоть 100 грамм.
Логично?
Не надо никакого сжатия и критических масс. Все предельно просто. Надвинул на материал отражатель - вот тебе и взрыв. Примитивная схем. Хрендостаниум по-идее должен быть легким (ибо нанопленка) и значит надвигается на массу "легким движеним руки". В общем устройство компактное, простое, без кавычек карманное. Любой мощности. Спичечный коробок (наручные часы) в 10 т тнт? Запрасто!
И схема - пушечная.



Осталось отражатель придумать!

A.s.>> Страна вздрогнула, напряглась но сделала!!!
G.5.> Тебе романы надо писать.
Да, мне все гворят - пиши.
Но вы батеньк притчу про мальчика, который умел летать знаете?
Отож!!!
Я уже однажды так программистом стал... Хватит!

G.5.>Насколько я знаю Ю.Харитон с И.В.Сталиным не встречались, но такой вопрос мог быть задан И.В.Курчатову.
Да я знаю, но с Харитоном эта история более красочная! Я ведь знаю как некоторые его оценивали.
Он был перестраховщик еще тот!
На самом деле личность сложная. И это хорошо. Не боги горшки обжигают. Живые люди!
Однако, если вы заметили, я поэтому сразу и сказал - БАЙКА.
Легенда.

G.5.>Если ты посмотришь материалы Советского Атомного проекта - увидишь, что уже в 1943 году наши физики знали, что эффективный отражатель нейтронов снижает потребную массу делящегося нуклида (для бомбы) примерно в 4 раза. Осторожность наших "бомбоделов" понятна - неудачи при первом испытании не должно было быть, хотя случись она, Берия никого бы не расстреливал, как мне представляется, ведь и до испытаний И.В.Курчатов говорил о том, что изделие не 100% надежно...

100% быть не могло. Пока сам не увидишь что полыхнуло... как у буржуев?...
Так что там драма все равно была еще та!
"Руки тряслись" у всех.
Вы думаете Берия был такой вот садюга-палачь как его рисуют?
Если бы он был садюга, он бы ушел из бункера злым. А он целоваться бросился. Он конечно же всех расстрелял бы как положено если бы... Но не хотелось Лаврентию Палычу это. Ой как не хотелось! ("Большое несчастье могло бы случиться!") Вот он и бросился целоваться! Смешое и трагическое - рядом...
Хотя про целоваться - опять таки легенда. Народная... молва.
Народ наш глуп, но... мудр!
Как там у Булгакова?
"И прослезился!"...

G.5.> В начале может быть и нет, но уже к весне 1944 года и про спонтанный распад Pu-240 и про фазовые переходы в Pu-239 было все известно. Даже знали как решить проблему Pu-240, но на том уровне техники это было практически не реализуемо.
Я не понял что это за решение проблемы?
Не расскажите?
Я же вижу вам хочется!
Или вам жалко?

Ну тогда держите свой "гиперболоид" за пазухой.
Но я вам гарантирую - дурная идея.
Расстанетесь - будете богаче (умнее), хотя идею вам разбомбят.
Путь разума - путь разочарований.

G.5.>Схему имплозии выбрали по двум причинам: вероятность расчетного энерговыделения при имплозии примерно в 2 раза выше в сравнении с "пушкой", расход делящегося нуклида в 2 раза меньше.
У имплозии выход в 10 раз выше.
Именно потому что время между "тиками" при сжатии уменьшается в 2-2.5 раза. И на экспоненте это 10.
Так и случилось. Малышь дал 1% выгорания, а Гаджет и Толстяк 10%.
Плюс, конечно актиноида надо меньше. Крит масса падает обратно квадратично сжатию.

G.5.>Ну а то что при этом получается 5 тонный "монстр", на фоне ожидаемого эффекта, никого не волновало.

Вы сериал "Манхэттен" смотрели? Конечно они там накрутили (как водится, Голливуд!). Но много интересного если знать реальную историю. Там Нидермейер показан героем. Но реально он слишком "академично" возился с имплозией. Когда назначили на тему "киевлянина" он не стал долго лукавить. У него был таймлайн и он мобилизовал на решение проблемы чуть ли не все возможные силы армии США.
Пусть безобразно, зато единообразно.
Когда уже в процессе работ кто-то из физиков прибежал с предложениями улучшить конструкцию сам Гровс послал умнака нафик. Мол, нам не нужно лучше. Нам нужно в срок!
У них пятки горели!
Они уже знали что на Берлин бросить это не успеют.
А ведь готовили именно для Берлина.
Гровс вообще боялся неуспеть к концу любой войны. Про договоренность Сталина с Рузвельтом он знал. И знал, что если русские вступят в войну с Японией, войне конце. И весь проект окажется бессмысленным.
Ему очень хотелось поучаствовать! Именно участием он и оправдывал огромные затраты на проек.
Про "психологический эффект" тогда мало кто думал.
Это уже потом... через год...

G.5.>Кстати, показателен факт заключения пари участниками проекта, перед испытанием, по поводу энерговыделения ядерного заряда. Сам "папа" Р.Оппенгеймер ставил на 0.5 Ктн. Т.е. что бахнет никто не сомневался, насколько сильно - тут оценки разошлись.

Да все просто. Они ведь знали что все зависит от КАЧЕСТВА имплозии.
Но за сутки до этого Кистяковский обнаружил проблемы в отливках ВВ!


Ему пришлось лично высверливать каверны зубной машинкой и заливать их взрывчаткой.
Возник скандал с Опенгеймером.
Опенгеймер опасался что это приведет к ассиметрии и пшику.
Все споры - вокруг ассиметрии имплозии.
Кистяковский поставил свою месячную зарплату против 10 долларов что все будет ОК.
У взрывников главное - чуйка. И чуйка ему говорили - все будет хорошо.
Вот этот спор и стал спусковым крючком.
Все остальные тоже поставили.
И теперь все ставили кто в лес, кто по дрова.
Как кому хотелось.
Ну физики! Что взять! Они же как малые дети!

Кистяковски оказался прав (он обещал не меньше килотонны, кажется).
И был поражен зрелищем так что, ударная волна его сбила с ног.
Но когда взрывник поднялся, первое что он сказал Опенгеймеру: "Гони мне мои 10 долларов!"
То есть.
Сомнения были чисто организационные.
Даже не в инженерии, а технологии конкретно этой сборки взрывчатки.
Вот почему Опенгеймер не ожидал от первого взрыва выхода больше килотонны.
Расчеты, оценки...
Когда наступает момент истины... расчеты-расчетами. Теория-теорией. Чуйка-чуйкой...
А ВЕРА в физику (в свои теории) проверяется именно так...
И тут ВЕРА была вознаграждена сторицей.
Бахнуло на всю катушку.
Как мало кто надеялся.
Бог дал... так сказать...


Если вы когда-нибудь ставили эксперименты (проверяли теорию практикой) вы понимаете это чувство ожидания и сомнения. Даже в самых, казалось, проверенных ситуациях.

G.5.>> Берия никого бы не расстреливал, как мне представляется, ведь и до испытаний И.В.Курчатов говорил о том, что изделие не 100% надежно...
U235> Берия там сам, говорят, перед испытанием за сердце хватался и когда все получилось, то буквально в пляс пустился, обнимая ученых. Потрачены были огромные средства, и Берия, как говорят, очень сильно боялся, что в случае неудачи Сталин с него за это спросит. Так что если бы не получилось, что вполне вероятно, что судьбу ученых решал бы уже не Берия, ему бы уже не до этого было.

Вы знаете, я думаю что это красивая байка.
Сам ее люблю.
Людям нужны КРАСИВЫЕ ДРАМЫ.
Но на самом деле ничего такого не было бы.
И даже расстрелянные списки (которые заменили на списки награжденных) даже если и были заготовлены, вряд ли были бы пущены в дело.
Ну допустим сорвалось первое испытание.
И?
Во-первых. Что значит сорвалось?
Совсем не взорвалось?
Или выход был бы меньше чем в 1 килотонну?
Как бы не случилось, первое что произошло - всех бы вызвали на ковер. И тогда Харитон точно бы имел слово. При этом никто бы ни на кого бы не кричал. Слушали бы объяснения и пытались бы понять, оправдываются ли, хитрят? И первое что сделали бы - простили. ВСЕХ. Дали бы второй шанс.
В общем.
Все всем бы сошло с рук.
Просто при второй попытке руки трусились бы у всех больше. Ну и премии были бы в итоге ниже ("расстрелянный" список премий покороче).
Ну, а если бы второй и даже третий раз не сработало...
Вот тогда бы...
Думаю что так.
Работать по вредительству стали бы после первого пшика. Курчатов был бы скорей в расследующей команде а не подсудимого. Он свою задачу - пустить реактор, получить плутоний (самую сложную часть взял на себя!) уже выполнил. Да, от дураков-лизоблюдов звонки "наверх" полетели бы тут же! Всем бы вспомнили еврейскую маму! Были бы даже эксцессы. Но Сталин бы всех одернул. Не потому что добрый. Потому что умный.
По-настоящему стали бы головы сечь только на третий провал. Даже не на второй.
Хотя бы потому что заменить ведь неким!
Физиков в стране - нет!
14 тысяч насчитали после войны или даже тысячу четыреста (не помню).
Бриш-партизан как в проект попал?
Почти школьный учитель физики!

A.s.> Вы думаете Берия был такой вот садюга-палачь как его рисуют?

Есть анекдот, что после успешного испытания термояды, Сталин и Берия совещаются:
— Как будем награждать?
— Тем, кого при неудаче расстреляли бы — премия и героя, кого на 25 лет в лагеря — премия, ну и далее по нисходящей.

A.s.>> https://astronomy.ru/forum/index.php?action=dlattach;topic=82348.0;attach=996493;image

А почему не рассматривается схема входящего конического сектора?

И "затвор" надо делать сплошной и из сплава Вуда (или амальгамы кадмия), который при ударе станет жидким и просто вылетит наружу.

G.5.>> Берия никого бы не расстреливал, как мне представляется, ведь и до испытаний И.В.Курчатов говорил о том, что изделие не 100% надежно...
U235> Берия там сам, говорят, перед испытанием за сердце хватался и когда все получилось, то буквально в пляс пустился, обнимая ученых. Потрачены были огромные средства, и Берия, как говорят, очень сильно боялся, что в случае неудачи Сталин с него за это спросит. Так что если бы не получилось, что вполне вероятно, что судьбу ученых решал бы уже не Берия, ему бы уже не до этого было.

Вы скорее всего правы, и косвенно это подтверждается тем фактом, что И.В.Сталин не подписал подготовленное Л.Берией Постановление Совета Министров СССР о проведении первого испытания ядерного заряда в августе 1949г.Т.е. в случае неудачи, ответственность за нее Вождь не хотел делить с Лаврентием. Скорее всего Лаврентий стал бы "козлом отпущения", но в итоге он им все же стал, правда с подачи другого Вождя...

A.s.> Простите, голубчик, но есть же вопиющие факты!!!!
A.s.> Ivy King - Wikipedia
A.s.> Mk-18. Детище Теодора Тейлора. Самая мощная бомба чистого деления. 500 кт.


Здесь Вики или врет или не договаривает (что с ней очень часто случается).
В бомбе было 60кг ВОУ, подверглось делению 25 кг, коэффициент использования нуклида -42%.
Это брехня. Для этого первоначальную плотность урана надо увеличить раз в 10. Хим.ВВ этого не сделать.

A.s.> Я не понял вашей мысли.
A.s.> Моя версия. 20-50 кт - ОПТИМАЛЬНАЯ мощность для подобного устройства.
A.s.> Увеличивать или уменьшать - дорогое (по разным причинам) удовольствие.

А не поняли потому, что не зная базовых "вещей",тиражируете мифы (это не в обиду).
Задайте себе вопрос "почему на АЭС периодически производят перезагрузку топлива?", прочитав ответ в учебнике или в Вики, поймете почему в яд.бомбе может быть "полезно" использована небольшая часть первоначальной массы делящегося нуклида.
Уменьшить энерговыделение яд.заряда - легко, увеличить сверх определенного предела - задача нерешаемая. Слово "дорого" здесь не применимо.
Кадмий как поглотитель нейтронов, является таковым лишь в отношении нейтронов теплового спектра, с ростом энергии нейтронов эффективность кадмия как поглотителя стремится к нулю. В ядерной бомбе нет тепловых нейтронов, и Ваша идея о кадмиевом затворе - так себе (чтобы не обижать).

A.s.> Обратите внимание на одну забавную тонкость с отражателем.
A.s.> Она указана там же, в Лос-Аламском Букваре.
A.s.> И понять ее - просто.
A.s.> Если бы нейтроны отражались НА ГРАНИЦЕ отражателя не углубляясь в него (где могут блуждать вечность, а взрыв - наносекунды), то такой бы сверхотражатель (скажем из волшебного хрендостаниума, какой-нибудь одноатомной толщины пленки некого мезонного гипер-вещества как на отражателе "Хиуса" у Стругацких) делал бы критической ЛЮБУЮ сколь угодно малую массу. Теоретически. Хоть 1 кг, хоть 100 грамм.
A.s.> Логично?

Семенов! Мужик ты скорее всего неплохой, но этого мало, чтобы рассуждать о физике нейтронов (в данном случае в прикладных ее аспектах). Тебя подводит торопливость, и недостаток критичности.
Даже если бы "супер отражатель" был создан, "ЛЮБУЮ сколь угодно малую массу" делящегося материала он критической бы НЕ делал. Почему? Думаю, если не будешь торопиться, легко ответишь сам.
Вообще в твоих опусах так много букв, что даже оторопь берет, и ляпов не мало, но это впрочем не грех. Еще я тебе посоветую на просторах Интернета попробовать найти видео встречи академика Фортова с Путиным, там где Фортов демонстрирует архивный лист на котором рукой А.Д.Сахарова нарисована (не начерчена) схема "водородной" бомбы, первой настоящей, не "слойки".
Будешь сильно удивлен.

G.5.> В бомбе было 60кг ВОУ, подверглось делению 25 кг, коэффициент использования нуклида -42%.
Гм... никогда не обращал на это внимание. Дейсвтительно, удивительная эффективность!
Но таки да! Так и должно быть!
Так (уверен) и было!
Никто не врет!

G.5.> Это брехня. Для этого первоначальную плотность урана надо увеличить раз в 10. Хим.ВВ этого не сделать.

Вы как считали?

Я быстренько посчитал как знаю я. Очень грубо конечно.
У меня все получилось вполне себе инженерно мыслимо.
Допустим у нас оралой, критическая сфера без отражателя которого 50 кг (в зависимости от состава называют цифры от 45 до 54 кг), тогда полая оболочка из 60 кг такого оралоя без отражателя, имплозивно схлопнутая, дабы выгореть на 0.42 от своей массы, должна сжаться в 2.06 раза. Если же у нас отражатель снижает на 1/3 критическую массу (возможно железна подложка) то достаточно сжатия оболочку в центре в 1.687.
Конечно это - грубый расчет учитывающий только простое, очевидное правило: "в любой сборке остается не выгоревшей одна критическая масса". Но конструктивный запас на гидро-термодинамику очевиден. Возьмите потолще отражатель (уменьшающий критическую массу в 2 раза) и вам достаточно сжатия оболочку в центре в 1.46 раза чтобы получить ожидаемые 42%. Отсюда сожмите, скажем последнюю оболочку в 1.7 и у вас получится поправка на гидро-термодинамику разлета.
У больших масс кстати, время удержания сборки инерцией, разумеется, куда лучше чем у маленьких (именно поэтому очень маленькие массы в сотни грамм, даже будучи хорошо сжатыми не успевают заметно выгореть, получается так называемый "проскок").
Кто из нас прав?
Готовы выложить свой расчет? Я - да.

A.s.> Конечно это - грубый расчет учитывающий только простое, очевидное правило: "в любой сборке остается не выгоревшей одна критическая масса".

Семенов! НЕТ такого "правила". Это против законов, даже не физики, а логики. Берем шар (заметь, шар! а не сферу, как ты безграмотно выражаешься) плутония 6 кг, подвергаем "хреновой" имплозии, получаем выход 10 Ктн, тот же шар подвергаем "суперимплозии" получаем выход 19 Ктн. И что? "в любой сборке остается не выгоревшей одна критическая масса"?

G.5.> Семенов! Мужик ты скорее всего неплохой, но этого мало, чтобы рассуждать о физике нейтронов (в данном случае в прикладных ее аспектах). Тебя подводит торопливость, и недостаток критичности.
Вполне возможно.
Но есть ли у вас, мой друг, все чего не хватает мне? Как-то мучают сомнения...


G.5.> Даже если бы "супер отражатель" был создан, "ЛЮБУЮ сколь угодно малую массу" делящегося материала он критической бы НЕ делал. Почему? Думаю, если не будешь торопиться, легко ответишь сам.

Вот чего не люблю - так это такого обращения.
Вы мне КАЖЕТЕСЬ (пока кажетесь, хотел бы ошибиться) "очень плохим мужиком" (то есть дурак, потому что подлец, а подлец, потому что дурак).
Вы можете без надувания щек мне возразить? Если бы вы были моим профессором по предмету, возможно эта ваша надутая заумь, высокоумные намеки тут и была бы уместна. Но кто из нас может быть кому гуру - надо еще выяснять. Так может давайте без понтов, как два неплохих мужика?
Как там сказано?
"Унижающий себя возвысится, возвышающийся унижен будет!" ©
Докажите мне что у вас есть действительно НАСТОЯЩИЕ знания от которых я открыл бы рот в изумлении!

Конечно же какая угодно критическая масса - вывод некой упрощенной модели у которой есть свои границы. Но тогда просто покажите их мне! Ясно что под "какая угодно" я не понимаю миллиграммы.
Ну и на всякого мудреца достаточно простоты.
Самые умные (или образованные?) люди тормозят на очень простых вещах.
Поэтому грешно (подло) смеяться (то есть водить их за нос).

G.5.> Вообще в твоих опусах так много букв, что даже оторопь берет, и ляпов не мало, но это впрочем не грех.
То есть много букв, профессор? Ниосилить?
Выбирайте самые вопиющие ляпы. Мелкие - пропустим (как грамматические ошибки и очепятки).

G.5.>Еще я тебе посоветую на просторах Интернета попробовать найти видео встречи академика Фортова с Путиным, там где Фортов демонстрирует архивный лист на котором рукой А.Д.Сахарова нарисована (не начерчена) схема "водородной" бомбы, первой настоящей, не "слойки".
G.5.> Будешь сильно удивлен.

На просторах? Поди найди тот ножечек!
Это не РДС-37 часом?
Гм.. многие хотели бы увидеть одним глазком хоть сколько-нибудь конкретную схему...
Это не сея часом?




Поймите.
Вы пока что демонстируете некую набобученность. Не более. То есть закатывание глаз, мол вы владеете тайнами мироздания и как Сократ разговариваете вопросами на вопрос. Вы - гуру? Но гуру ли? Вот как можно было ЛЯПНУТЬ ГЛУПОСТЬ про 10-и кратное сжатие 60-и кг для выгорания на 42%?
Вот из-за такого я не верю я в вашу глубокую просвященность.
Вы же ее скрываете от нас!
Вот Бывший Генералисимус, например. Мне двух фраз в общении с ним однажды (еще на НК) хватило чтобы понять: а человек кое в чем шарит куда лучше меня!
Найдется в сети еще человека три таких (не более!) которые меня РЕАЛЬНО сразили глубиной своего понимания физики процесса.
А вот с вами такого не происходит пока.
Вы как та Гюльчатай. Загадка под чадрой.

Да, кстати. Я - не гуру. Мне просто интересно во всем этом копаться.
А много букв - потому что печатаю со скоростью "потока сознания". И не вижу в этом чего-то волшебного.

G.5.>> Семенов! Мужик ты скорее всего неплохой, но этого мало, чтобы рассуждать о физике нейтронов (в данном случае в прикладных ее аспектах). Тебя подводит торопливость, и недостаток критичности.
A.s.> Вполне возможно.
A.s.> Но есть ли у вас, мой друг, все чего не хватает мне? Как-то мучают сомнения...
A.s.>
G.5.>> Даже если бы "супер отражатель" был создан, "ЛЮБУЮ сколь угодно малую массу" делящегося материала он критической бы НЕ делал. Почему? Думаю, если не будешь торопиться, легко ответишь сам.
A.s.> Вот чего не люблю - так это такого обращения.
A.s.> Вы мне КАЖЕТЕСЬ (пока кажетесь, хотел бы ошибиться) "очень плохим мужиком" (то есть дурак, потому что подлец, а подлец, потому что дурак).
A.s.> Вы можете без надувания щек мне возразить? Если бы вы были моим профессором по предмету, возможно эта ваша надутая заумь, высокоумные намеки тут и была бы уместна. Но кто из нас может быть кому гуру - надо еще выяснять. Так может давайте без понтов, как два неплохих мужика?

Без понтов. Свободный пробег нейтрона - расстояние при прохождение которого в массе вещества, вероятность испытать любой вид нейтрон-ядерного взаимодействия для нейтрона практически равна нулю. Т.е. для "наших" нейтронов это означает, что пробежав в массе нуклида 2 см, он (нейтрон) не испытает ни рассеяния (упругого или неупругого), ни поглощения (т.е. деления или радиационного захвата) с очень высокой степенью вероятности. Т.е. говоря простым языком, нейтрон с энергией 1,5-2 Мэв пройдет в плутонии расстояние 2 см, как если бы перед ним была пустота. И вот представь шарик диаметром в 2 см, окруженный "супер отражателем", отражатель отражает нейтрон, а он пролетает "насквозь" и вновь отражается. А где деление ядра? А его нет. Правда есть тут нюанс.
Если при отражении от "супер отражателя" нейтрон будет терять энергию, то наступит момент когда сечение деления вырастет, и нейтрон таки может разделить ядро (но может и испытать радиационный захват). Правда это будет работать до тех пор, пока диаметр шарика не станет равен свободному пробегу теплового нейтрона, в таком шарике делений ядер вообще не будет. Так что "ЛЮБАЯ сколь угодно малая масса" - это перебор...

A.s.>> Конечно это - грубый расчет учитывающий только простое, очевидное правило: "в любой сборке остается не выгоревшей одна критическая масса".
G.5.> Семенов! НЕТ такого "правила". Это против законов, даже не физики, а логики. Берем шар (заметь, шар! а не сферу, как ты безграмотно выражаешься) плутония 6 кг, подвергаем "хреновой" имплозии, получаем выход 10 Ктн, тот же шар подвергаем "суперимплозии" получаем выход 19 Ктн. И что? "в любой сборке остается не выгоревшей одна критическая масса"?

Да. Мне кажется эта мысль - очевидна всякому КРЕТИНУ.
Нет?
Кретины! Вам она очевидна?!!!

А полковнакам?
Им она тоже очевидна!
Мысль что в любой критсборке всегда останется недогоревший "огарок" не менее чем одна критическая масса - не моя. Цитата:

В каждой атомной бомбе неизбежно пропадает (не подвергается делению) количество делящегося материала, по меньшей мере равное критической массе.1

...
1 Ядерный взрыв. Перевод с английского. Издательство иностранной литературы, 1958 год.

Как видим авторы цитаты сами цитируют иностранную литературу!
Это цитата из А.И. Иванов, Г.И. Рыбкин "Поражающее действие ядерного взрыва" Москва 1960-й год. стр 31.

Скачать можно здесь, открыть и убедится. Хотел дать прямую ссылку на файл книги, но прямая ссылка имеет слишком сложный синтаксис, движок авиабазы его не понимает. Так что звеняйте...

Когда я это в первый раз прочел, для меня это стало откровением! (как я ДЕБИЛ сам не додумался до этой очевидности?! Надо же быть таким кретином?!!!).
Но это - не конец.
Открываем вот это (тут просто кликнуть):
Fourth Generation Nuclear Weapons: Military effectiveness and collateral effects Страница 14. Поднатужтесь что бы проверить.
(обратите внимание, я не посылаю вас искать непонятно что на просторы интернетов )
формула:



эта_физз - доля выгоревшего актиноида.
ро - плотность
R - радиус шара
омега - критическая непрозрачность для данного актиноида.

Видите?
Причем здесь она?
А это и есть математическое выражение занока остатка одной критической массы. Но теперь "на языке бога".
Кстати, в Fourth Generation Nuclear Weapons: Military effectiveness and collateral effects это НАПРЯМУЮ не сказано. Это я уже сам докумекал. Соединил два первоисточника. Возможно и неверно? Но я думаю вам хватит ума понять прав я или нет что так соединяю?

G.5.> Без понтов. Свободный пробег нейтрона - расстояние при прохождение которого в массе вещества, вероятность испытать любой вид нейтрон-ядерного взаимодействия для нейтрона практически равна нулю. Т.е. для "наших" нейтронов это означает, что пробежав в массе нуклида 2 см, он (нейтрон) не испытает ни рассеяния (упругого или неупругого), ни поглощения (т.е. деления или радиационного захвата) с очень высокой степенью вероятности. Т.е. говоря простым языком, нейтрон с энергией 1,5-2 Мэв пройдет в плутонии расстояние 2 см, как если бы перед ним была пустота. И вот представь шарик диаметром в 2 см, окруженный "супер отражателем", отражатель отражает нейтрон, а он пролетает "насквозь" и вновь отражается. А где деление ядра? А его нет. Правда есть тут нюанс.

Ген. Я не понял этой вашей мысли.
Давайте упростим вашу мысль до идиотизма. Пустая сфера из волшебного суперотражателя. В центре один единственный атом урана 235 или плутония 239 с сечением сигма. Нейтрон влетает и мечется по нашей камере. Он пролетает раз, два, три... десять... Но рано или поздно он таки попадет в нашу единственную частицу!!!
Нет?

Если он не теряет энергию (а в вашей логике это одно из условий).

G.5.> Если при отражении от "супер отражателя" нейтрон будет терять энергию, то наступит момент когда сечение деления вырастет, и нейтрон таки может разделить ядро (но может и испытать радиационный захват). Правда это будет работать до тех пор, пока диаметр шарика не станет равен свободному пробегу теплового нейтрона, в таком шарике делений ядер вообще не будет. Так что "ЛЮБАЯ сколь угодно малая масса" - это перебор...

Да, конечно. Энергия будет теряться и, развивая мысль выше, частица в центре как бы раздувается, мимо нее пролететь все трудней и трудней.
Педставьте что вы на частице и не чувствуете отражения. Тогда вам кажется что вы пролетаете не мимо одной и той же частицы а у вас бесконечная сетка из бесконечного числа частиц.
Это же как бесконечный зеркальный лабиринт!



И рано или поздно вы таки вляпаетесь в какую-то из этих "частиц".

Тут длина свободного пробега - безразлична.

Конечно, если мы усложним условия (неупругое рассеивание, поглащение и т.д.) то конечно картина станет сложней. Но она не отменяет идею "бесконечно малой массы" все равно.
Есть только одна тонкость, которая убивает мысль о критической массе из одной частицы при абсолютно упругом отражении от стенки. Нейтрон не живет вечно. 400 секунд, кажется. И он распадается.
Так что вы в целом правы.
Из сколь угодно малой массы - это слишком. Но скажем из грамма, вполне возможно.
Согласитесь. Окажись у нас суперотражатель - мы бы имели волшебный механизм для бомбы!
Мысль забавная! Кстати попробовал отыскать ее в Букваре у Сиборга...

Но как-то сразу и не нашел пока...
Не уж то сам придумал?

A.s.> Цитата:
A.s.> [b]В каждой атомной бомбе неизбежно пропадает (не подвергается делению) количество делящегося материала, по меньшей мере равное критической массе.1

Надо понимать, что это имеется в виду та критическая масса, которая в этой сборке. А не "критическая масса сферы без отражателя". Поэтому, чем круче имплозия, тем меньше критическая масса. Потому что она зависит от плотности, а плотность зависит от давления.
Я не раз читал, что в установках для лазерного термояда в надкритику можно вывести 1 грамм Pu239. Такое там развивается давление (и сжатие).
И, соответственно, если до такой плотности довести шестикилограммовую сферу из плутония, может, она и сгорит на 5999 грамм.

G.5.> А не поняли потому, что не зная базовых "вещей",тиражируете мифы (это не в обиду).
G.5.> Задайте себе вопрос "почему на АЭС периодически производят перезагрузку топлива?", прочитав ответ в учебнике или в Вики, поймете почему в яд.бомбе может быть "полезно" использована небольшая часть первоначальной массы делящегося нуклида.
Нет, понятно.
По мере выгорания топлива в сборке, ее критичность сама по себе снижается. И когда она снижается меньше 1, реакция обязательно остановится.
Но задолго до этого в реакторе наработается отрава, которая будет поглащать нейтроны и тем самым гораздо быстрей "заглушит" сборку.
Однако, если у вас выгорает 1-10% в бомбе, это (как я понимаю) не гравная причина смерти.
Если вы попали под машину, то не важно что у вас был рак.
Разлет сборки расширяет ее и она теряет критичность (но кстати, реакция еще какое-то время идет в подкритическом состоянии с затуханием и эта доля энергии в бомбе немалая, до 30 %, кажется).

G.5.> Уменьшить энерговыделение яд.заряда - легко, увеличить сверх определенного предела - задача нерешаемая. Слово "дорого" здесь не применимо.

Я от вас впервые слышу эту мысль. Во всех открытых источниках как один твердят - проблема чисто техническая. 100 кг полый шар из оружейного плутония - страшно опасная штука. А 500 кг - еще опасней!
Хотя 500 кг навеное мы просто не успеем сжать.
И тем не менее.
Вы улизнули. 500 кт оралоевая бомба - это объективно существовавшее устройство.
Вы проиграли спор!


G.5.> Кадмий как поглотитель нейтронов, является таковым лишь в отношении нейтронов теплового спектра, с ростом энергии нейтронов эффективность кадмия как поглотителя стремится к нулю. В ядерной бомбе нет тепловых нейтронов, и Ваша идея о кадмиевом затворе - так себе (чтобы не обижать).
Кадмий - не важно.
Можно использовать бор.
Но "кадмиевый затвор" звучит лучше чем "боровый затвор".
Да, в любом случае нейтроны с большими энергиями имеют меньшее сечение взаимодействия (что с кадмием что с бором) чем с нейтронами малой энрегии.




Видите? У бора-10 сечение на 1-10 мЭв порядка 10-1 барна. Вы считаете это мало?
Посмотрите сечения взаимодействия для урана-плутония!
Я же тут уже с этим игрался когда пытался понять возможность гидридной бомбы!




Даже небольшое включение бора (в том же графите) сильно понижает критичность сборки.
Если бы это было не так, никто бы не беспокоился о сверхчистой металлургии для ядерных зарядов.

В общем, концепцию надо считать (а она мимолетна и не так уж мне была интересна).
Так как форма пушечной сборки с поглощающим затвором (назовем это так) при сближении частей сложная (тут отражатель, поглотитель, сложная форма стакан и штырь ядерного горючего), то нужен видимо Монте-Карло для разных точек сближения и смотреть что получается. Какие-либо апроксимации мало подходят. Хотя...

A.s.>> Цитата:
A.s.>> [b]В каждой атомной бомбе неизбежно пропадает (не подвергается делению) количество делящегося материала, по меньшей мере равное критической массе.1
Б.г.> Надо понимать, что это имеется в виду та критическая масса, которая в этой сборке. А не "критическая масса сферы без отражателя". Поэтому, чем круче имплозия, тем меньше критическая масса. Потому что она зависит от плотности, а плотность зависит от давления.
Разумеется.
"Сфера без отражателя при нормальной плотности" - это сферический конь в вакууме.
Он нее одна польза.
Вычислить w - критическую непрозрачность.

Ведь если:



из нее условие критичности (k=1):



и зная что:



то получаем:



тут
кси - сжатие.
ро_нулевое - плотность материала при нормальных условиях.

То есть зная что критический шар будет 50 кг, зная его плотность (сжатие =1) легко найти w, ну а потом считать всякие сжатия (вносить поправки на отражатель).

Например выше я считал сжатие при заданном выгорании и заданной массе заряда в МК-18 так:





Вообще эта вся апроксимация неплохо работает при небольших выгораниях. 1-5% Вряд ли больше. При ~ 50 % данная простая логика уже даст сильную погрешность. Но умному - достаточно.
Самое интересное что в обычных НОМИНАЛЬНЫХ бомбах этого достаточно, так как бустируемые сборки и рассчитываются на небольшое выгорание сами по-себе, а потом бустинг "сметает" цепной процесс.

Б.г.> Я не раз читал, что в установках для лазерного термояда в надкритику можно вывести 1 грамм Pu239. Такое там развивается давление (и сжатие).
Б.г.> И, соответственно, если до такой плотности довести шестикилограммовую сферу из плутония, может, она и сгорит на 5999 грамм.

Вы имели в виду 0.999?
Да, конечно. Чисто теоретически...

Сжимать пробовали. Но проблема в том что возникает "проскок" и даже попытка это микробустировать дейтерием-тритием, как утверждает Феоктистов здесь...

... ничего хорошего не даст. Кстати, всем кому интересно -рекомендую статью. Тут рассуждая о космических двигателях Феоктистов по-сути рассуждает о разных схемах миниатюрных (маломощных) ядерных зарядов. Кстати и о гидридной бомбе по-сути тоже есть. О чем я мутил выше (но мало что вымутил). В том числе и о граммах плутония, сжимаемых лазерами. Самое ценное - тут масса аппроксимирующих формул- ключей для более точной оценки механики обычных зарядов в третьем приближении (то что я выше использую - это первое приближение, а у него уже третье).
Но я лично пока за них не брался двумя руками. Только понял что это - ценно.
Ценно именно для любителей ковыряться в тайнах атомного оружия.
Для тех же кто собрался делать реальные устройства нужны правильные КОДЫ. Программы. Котоорые тоже есть разной степени приближения к реальности.
Ну а любая подобная расчетная аналитика - слишком груба, оценочная.

A.s.> Работать по вредительству стали бы после первого пшика. Курчатов был бы скорей в расследующей команде а не подсудимого.

Так в том то и дело, что при все легендах про расстрельные/наградные списки, случись что - вторую попытку все равно делали бы примерно те же ученые. Их там заменить то толком не на кого было. Все лучшие по нужным специальностям и так были привлечены. Ну максимум на режим шарашки их бы перевели. А вот на Берии то как раз Сталин мог отыграться по-полной. Он то не настолько незаменимый, зато ответственность перед вождем за конечный результат именно на нем. Поэтому все участники испытаний в один голос говорят, что больше всех из присутствующих нервничал Берия. Причем нервничал - даже не то слово. Он там всех достал постоянными вопросами, а точно ли взорвется, и все ли при подготовке бомбы к испытанию сделали правильно. И после взрыва о последствиях неудачи сказал буквально следующее: "Большая беда могла бы случиться". Я думаю что это он не столько об ученых, сколько о себе сказал. Хотя есть еще вариант, что он и Сталин знали о планах ядерного нападения США на СССР и считали такое нападение неминуемым в ближайшему будущем, если не будет бомбы. Может еще и это он имел ввиду. Но думаю что прежде всего Берия боялся за собственную судьбу. До ядерной войны еще нужно дожить, а вот оргвыводы Сталина в случае неудачи больше всего шансов не пережить было бы именно у Берии

A.s.>> Mk-18. Детище Теодора Тейлора. Самая мощная бомба чистого деления. 500 кт.
G.5.> Здесь Вики или врет или не договаривает (что с ней очень часто случается).
G.5.> В бомбе было 60кг ВОУ, подверглось делению 25 кг, коэффициент использования нуклида -42%.
G.5.> Это брехня. Для этого первоначальную плотность урана надо увеличить раз в 10. Хим.ВВ этого не сделать.

А если эта суперораллойная бомба на самом деле - двухступенчатая, а слитые в открытый доступ описания какого-то мегаядра - просто деза? Были же разговоры, что термоядерная бомба улама-тейлора родилась из американских опытов по двухступенчатым ядерным бомбам деления, где первичный заряд делящегося вещества обжимал вторичный заряд деления. А с англичанами американцы постоянно делились результатами своих наработок по ядерному оружию