РДС-37 и миллисекунда

A.s.>Масса всякого начато. И все начинаю и начинаю... Знали бы вы какие у меня проекты задуманы (могу в A.s.>личку бросить намеки, но тут личка есть?)! Но большинство начинаний даже не доведена до середины. A.s.>Слишком за многое хватаюсь. Как ребенок. Все гребу гребу. А отдавать... Блин, и ведь с собой же не A.s.>заберешь! Гребу именно что-бы отдать. Но... Возможно полагаю, что если начну отдавать, то это уже A.s.>конец? А я жить люблю? Не знаю...

У всех наполеоновсекие планы задуманы. А на счет озвучивать сами решайте. Только учтите, что есть психологический эффект, при озвучивание планов подсознательно мы начинаем считать, что их почти реализовали.

PSS>>Я знаю книги которые есть в Киевской библиотеке,
A.s.> Я вообще-то "из Назарета". Абсолютный провинциал. Так что мне только Интернет. Да я и с этим не успеваю справиться, обобщить и что-то выдать. А в эту клоаку, Киев.. Хотя на самом деле город как город. Был там ни раз и недавно. Люди как люди. Только квартирный вопрос их испортил...

Да легко. В подобных библиотеках тоже много информации

Naib>> И пусть бонбу они не соберут, но "адского курильщика" - вполне.
Fakir> Ну и хрен ли от него толку? Гемору полно, а выхлоп от того, что в токийском метро было - даже больше.

Заражение местности. Или долгоиграющая гадость, типа Краматорского заражения. Хотя сейчас много рамок контроля и они регулярно что-то ловят, тем не менее, они не всесильны. В Электростали не так давно случай был, вроде как даже с выбросом. Но эти случаи в целом единичны. А если станут массовыми?

Naib>со вторым борются жёстким контролем оборота тяжёлой воды и графита реакторной чистоты.

Эта несерьёзно. Сделать тяжводу или чистый графит легче чем реактор (нормальный) и радиохимию. Да и заряд потом сделать не шутка.

Naib>>со вторым борются жёстким контролем оборота тяжёлой воды и графита реакторной чистоты.
TEvg-2> Эта несерьёзно. Сделать тяжводу или чистый графит легче чем реактор (нормальный) и радиохимию. Да и заряд потом сделать не шутка.

Тяжводу сделать сложно. И весьма энергоёмко. Графит - да, гораздо проще.
Для "курильщика" не нужна радиохимия. Достаточно его выхлопов.

A.s.>>> Откуда разница более чем 30 раз?!
S.I.>> Рискну предположить, что атомы лёгких элементов системы имплозии хорошо поглощают нейтроны. В отличие от атомов элементов тяжёлых экрана пушечной схемы.
Fakir> Есть водород в остатках химии, замедляет.
Fakir> И есть иные различия между.

Например в качестве темпера используется вольфрам. Карбид вольфрама. Потому что уран-238 нельзя. Он дает слишком большой фон спонтанных нейтронов.
Но главное отличие (как мне кажется) - критическая сборка по массе и объему в 10 раз (примерно) больше у пушки. Порядок. Как раз на порядок (в 30 раз) и больше нейтронов.
Я никак не могу отделаться от мысли что это как-то связано.

Fakir> А так - когда вообще заканчивается ядерный взрыв?
Когда критическая сборка раскаляется и расширяется достаточно сильно, что пропадает условие критичности. Цепной процесс переходит на затухающую стадию и останавливается.
Гм... Ну и загадка!
Стоп...
Когда заканчивается?
Когда цепной процесс идет по нисходящей. То есть из сборки начинает убегать нейтронов больше чем рождается. Вот выделение энергии достигло пика. Пика достигло число рождающихся в поколении нейтронов. Далее процесс пошел "с горки". Насколько крут спуск?
Когда процесс шел в гору, сборка была надкритичной. Большинство нейтронов поглощались в сборке.
Когда процесс идет с горки, большинство нейтронов улетучиваются из сборки.
Допустим у пушки и подъем на горку и спуск идет более полого чем у имплозии (хотя не факт что спуск пологий но допустим). Это значит что в процессе затухания родится (и убежит) больше нейтронов. Интеграл на участке спуска.
Идея интересная, но...
И все-таки. Загвоздка в том, что количество рожденных в цепном процессе (как бы он не происходил) нейтронов пропорционально числу разделившихся атомов, то есть энерговыделению. Если оба заряда выдали одинаковое количество энергии то число нейтронов, участвовавших в этом может различаться в разы но не в порядки! То есть, если схема выше и логична, она не даст все равно порядка разницы ну никак!
И так. Разница в 30 раз. И это может значит только вот что. В обеих сборках рождено примерно одинаково нейтронов. При этом имплозия свои убежавшие нейтроны тупо поглощает вне сборки. Почти все. Поэтому убегает только 1/30. Например 29/30 поглащаются в урановом темпере из U238. До 30% энергии Гаджета были от деления 238-го в этом бланкете (преграде). Конечно и от U238-го рождаются нейтроны. Но они в массе своей тут же тупо глотаются U-238 в этом же бланете. Энергия нейторонов 1-2 Мэв. Но в темпере хоть и не сразу они при упругом рассеивании пытаются термализоваться (до ~10 кЭв) и тут им только один путь - быть поглощенными в U238 (на деление им энергии не хватает). Вполне возможно что так и есть.
А у пушки "бланкет" (отражатель, тэмпер) пассивный. Из вольфрама. Нейтроны по нему погуляют, погуляют и таки вырвутся наружу все.
Может это и объяснение?
Тогда безтепмерная имплозия (с бустированием) в сверхлегких зарядах (~ 1 кт/кг) тоже должна давать хороший поток нейтронов. И между прочим в случае триггера для термоядерной ступени это не хорошо.

Fakir>> А так - когда вообще заканчивается ядерный взрыв?
A.s.> Когда критическая сборка раскаляется и расширяется достаточно сильно, что пропадает условие критичности. Цепной процесс переходит на затухающую стадию и останавливается.

Вы еще учитываете что локальные всплески СЦР могут быть и после взрыва. В отчете по "Тринити" специально подчеркнули, что в облаке взрыва произошло еще два небольших взрыва. На киносъемке взрыва их можно идентифицировать.

PSS> Вы еще учитываете что локальные всплески СЦР могут быть и после взрыва. В отчете по "Тринити" специально подчеркнули, что в облаке взрыва произошло еще два небольших взрыва. На киносъемке взрыва их можно идентифицировать.
Я не думаю что два небольших взрыва после - это некие реальные ядерные взрывы. Это скорей какие-то эффекты в самой уже баллистике огненного шара. Например, отделение ударной волны от фаирбола, появлиение прозрачности и т.д и т.п. То есть это как бы взрывы. Но никакие не взрывы по сути.
Моя интуиция мне упорно толдычит, что процесс таков, что или пан или пропал. Никаких дублей, метаний туда-сюда в устройстве быть не может.
Хотя против этой моей интуиции вот что нашел здесь:

* * * *
Test: Fox
Time: 13:47 6 February 1951 (GMT) 5:47 6 February 1951 (local)
Location: Frenchman Flat (NTS), Nevada
Test Height and Type: 1435 foot Air Burst
Yield: 22 kt

This strange-looking picture image is a double-exposure of the Fox shot.
Это странно выглядящая картина - результат дублированного взрыва в тесте Фокс.

Этот испытательный взрыв проверял композитный сердечник Fox для пита типа D, в физическом пакете Mk 6 HOW со сдвоенным имплозивным устройством (я перевел это так, double prime high explosive assembly, "сдвоенная первичная взрывная сборка" ). Тестовое устройство было названо «Freddy». Прогнозируемый выход составил 34 килотонны. В то время питы типа Fox, как ожидалось, должны быть более эффективными, чем X-Ray ядра (проверенные в Operation Sandstone), которые быстро накапливались в арсеналах.

* * * * конец цитаты

Что это за сдвоенное устройство, double prime high explosive assembly?
Если бы не странное фото, я бы мог с высокой долей вероятности предположить что это такое по названию. Слой взрывчатки, темпер, воздух, опять взрывчатка, опять темпер, опять воздух... Наши такую супер имплозию и в три слоя делали. Судя по названию - это так и должно работать. Пересжатая волна детонации. Но причем тут странная форма гриба? Странный гриб меня вообще вводит в ступор. Полный разрыв шаблона, так сказать!
Может авторы текста чего-то не поняли? Но источник солидный. Самый солидный в сети.

Еще немного Тринити. Я не знаю, откуда кадр. Но он похож на архивный. Но в архивных съемках везде только подъем ее на башню, после чего взрыв.

Просто кадр с Тринити вокруг которой бьют молнии меня чем-то зацепил. Благо тогда действительно погода некоторое время была такой. Пусть будет для коллекции.

Naib> Для "курильщика" не нужна радиохимия. Достаточно его выхлопов.

Овчинка не стоит выделки. Во-1 достаточно трудно (надо действовать на территории противника) и достаточно дорого. А во-2 робототехника и радиационно-стойкая электроника продвинулись вперёд и не составит большого труда послать дрона с мешком борной кислоты заглушить курильщика. Нагадить он при этом толком не успеет.

Если говорить подобных пугательных мерах, то имхо выгоднее распылять грязь над мегаполисами, чтобы превысить саннорму.

Загадить так чтобы люди от олб ползли на карачках и блевали - невероятно трудно. Но погадить, чтобы превысить с некоторым запасом допустимые уровни мирного времени - пустяки. Один миллирентген и придётся эвакуировать население. Если загадить 5-10 городов, то для противника это будет ох и ах. Биржи всякие, банки не смогут работать. ВВП упадёт. СМИ изойдут на г**но.

Naib>> Для "курильщика" не нужна радиохимия. Достаточно его выхлопов.
TEvg-2> Овчинка не стоит выделки. Во-1 достаточно трудно (надо действовать на территории противника) и достаточно дорого. А во-2 робототехника и радиационно-стойкая электроника продвинулись вперёд и не составит большого труда послать дрона с мешком борной кислоты заглушить курильщика. Нагадить он при этом толком не успеет.

В мирное время действовать на территории противника нетрудно. Главная проблема - это найти установку, а не засыпать её глушителем. Это достаточно долго.

TEvg-2> Если говорить подобных пугательных мерах, то имхо выгоднее распылять грязь над мегаполисами, чтобы превысить саннорму.

То-то и оно. Экономический ущерб огромный. И ведь примеры уже были: дронами обломки Фукусимы разбрасывали.

Fakir> А так - когда вообще заканчивается ядерный взрыв?

и какой ответ?

U235>> С задачей выдачи высоковольтного импульса на них сегодня справится любой толковый выпускник по специальности "Конструирование и проектирование радиоэлектронной аппаратуры". Благо элементная база нынче такая, о которой первые бомбоделы не могли и мечтать
Клапауций> С потребной крутизной фронта и стабильностью временнЫх параметров? о не, это и сегодня задача не студенчческого уровня.
Как не студенческого? И зачем высоковольтный? Гуглим лазерные детонаторы ( laser ignited detonator). Обычный капсюль-детонатор со всунутым внутрь вместо огнепроводного шнура китайским голубым лазером-выжигалкой которых полно на алиэкспессе и стеклянным шариком в качестве коллиматора спокойно выдает 50 нс точности при обычных 2 ваттах в импульсе. А поскольку устройство одноразовое то можно и 10 ватт вкачать однократно что еще поднимет точность по времени. Управляет всем этим обычная ПЛИС типа Альтеры или xilinx и пачка транзисторных ключей. На каждые 5-10 ключей по паре литиевых батареек в качестве импульсных низкоимпедансных источников питания.
Всех расходов на 200 вечнозеленых, даже для многоточечной имплозии. Только для банальной яо это неинтересно.
Зато можно всякие интересные схемы реализовать, типа продольного многокаскадного взрывомагнитного генератора без потери временной синхронизации между каскадами. А тут уж возможно недалеко до ТЯ без Pu.

khach> Как не студенческого? И зачем высоковольтный? Гуглим лазерные детонаторы ( laser ignited detonator). Обычный капсюль-детонатор со всунутым внутрь вместо огнепроводного шнура китайским голубым лазером-выжигалкой которых полно на алиэкспессе и стеклянным шариком в качестве коллиматора спокойно выдает 50 нс точности при обычных 2 ваттах в импульсе. А поскольку устройство одноразовое то можно и 10 ватт вкачать однократно что еще поднимет точность по времени. Управляет всем этим обычная ПЛИС типа Альтеры или xilinx и пачка транзисторных ключей. На каждые 5-10 ключей по паре литиевых батареек в качестве импульсных низкоимпедансных источников питания.
khach> Всех расходов на 200 вечнозеленых, даже для многоточечной имплозии. Только для банальной яо это неинтересно.
Я не понял до конца. Вы предлагаете к каждому детонатору подводить лазер или все же одним лазером зажечь все 32 или там 122 детонатора?
Как по мне второй вариант лучше. Берем мощный лазер разводим от него световоды во все точки подрыва. Импульс лазера - энергия света пошла во все точки - строгая синхронизация. Идеально во всех точках.
Действительно, зачем с электричеством связываться?
Анахранизм, честное слово!

Кстати. Тут и лазер то особо и не нужен. Мощный импульсный источник света нужен. Слышали о аргоновой бомбе? Хотя если нужна строгая синхронизация (с источником нейтронов) то лучше наверное все же лазер. Хотя опять таки, если источник нейтронов синхронизируется отдельно по некому датчику в самой сборке, то можно с наносекундной точность и не морочиться.

khach> Зато можно всякие интересные схемы реализовать, типа продольного многокаскадного взрывомагнитного генератора без потери временной синхронизации между каскадами. А тут уж возможно недалеко до ТЯ без Pu.
Да над этим давно бьются. Ядерное оружие четвертого поколения. Но как-то не очень получается. Возможно и слава богу.

khach> .... спокойно выдает 50 нс точности при обычных 2 ваттах в импульсе.

Энергия импульса измеряется не ваттах, а в джоулях. При длительности импульса в 1 мкс твои два ватта дадут 2 мкДж. Навеска состава в 1мг от этого нагреется примерно на одну тысячную градуса. У тебя грубая ошибка в расчётах.

Sandro> Энергия импульса измеряется не ваттах, а в джоулях. При длительности импульса в 1 мкс твои два ватта дадут 2 мкДж. Навеска состава в 1мг от этого нагреется примерно на одну тысячную градуса. У тебя грубая ошибка в расчётах.

Есть составы взрывающиеся от засветки, а не от нагрева. В светодетонаторах можно использовать их

Как пример - BNCP. Фоточувствительное ИИ, притом малочувствительное к удару и трению. Взрывается неодимовым лазером

U235> Как пример - BNCP. Фоточувствительное ИИ, притом малочувствительное к удару и трению. Взрывается неодимовым лазером
Ух ты! Я не знал что и такое чудо есть.
Но вообще говоря развитие детонаторов для ядерных боеприпасов движется совсем в другую сторону.
Напомню, что "мостиковые" детонаторы для Гаджета (первые версии которых изготавливались пасатижами с такой-то матерью из обычных) отличались двумя достоинствами. Во-первых они как надо мгновенно взрывались. Есть замечательная история о том как Георгий Кистяковский не поверил что проблема, которой он озадачил молодого физика, им решена так быстро (путем раскурочивания старых детонаторов).
Но второй главное достоинство "мостиков".
Они не взрывались просто так. Что бы взорвать такой детонатор надо было подать мощный импульс в 4000 В. Надо испарить металл между проводниками.
Насколько я понимаю, у нас в Арзамасе-16 сразу к этому не пришли. Долго пользовались относительно традиционными очень чувствительными взрывателями. Поэтому вплоть до начала 1950-х произошла целая серия несчастных случаев. В частности погибли две женщины на складе при приемке детонаторов. Детонатор сработал от статического заряда на кофточке у одной. Были случаи срабатывания детонаторов в казематах, уже на взрывных сборках от включенной неподалеку рентгеновской установки. Тогда чудом никто не пострадал. Но были другие случаи когда специалистам отрывало пальцы. Взрывали ведь очень много.
В силу этого правильный ход - детонатор вообще не должен содержать ВВ. Тонкий слой металла и все. Как правило алюминиевая фольга (хотя если вас волнует коррозия то можно использовать что-то иное, да и свет этот метал должен поглощать лучше. Я работал с лазерами и знаю что алюминий резать лучем невозможно. Не берет его инфракрасный луч). К нему подходит световод. Мощный источник света дает мощный импульс по световоду. Металл испаряется и создает инициирующую ударную волну.
Иногда этот поток плазмы еще профилируют. Но это уже тонкости.
Главное.
Посчитайте энергию испарения, скажем алюминиевой фольги массой в миллиграммы (размер, толщина, масса образца легко рассчитываются). А теперь прикиньте мощность источника света для этого с учетом потерь в световоде (которые вообще говоря невелики). Дальше оцените мощность инициирующего заряда в аргоновой бомбе, учитывая что только 1-10% энергии взрыва переходит в форму света. Умножте это на, скажем, 72. Вы же хотите все детонаторы подорвать строго одновременно? От одного фотоисточника? Вы будете приятно удивлены компактностью и простотой решения. Ведь сам фотоисточник вы можете инициировать хоть от карманной батарейки. Но вы, разумеется, сделаете для него серьезную, надежную систему инициации с целым каскадом предохранителей в том числе и механических (скажем, шторка, отделяющая окно фотобомбы от световодов).

A.s.> В чем секрет "миллисекунды"?

из архивов инета
===
Дело в том, что, напротив, надо удержать быстро разогревающееся от начинающейся реакции расширяющееся активное ядерное вещество. Каждая микросекунда - большое добавочное выдление мощности. Здача конструкции бомбы - как можно дольше стараться удерживать реагирующее вещество вместе, несмотря на многочисленные факторы расширения. Конечно, кто-нибудь из них вскоре - тот или иной - начинает побеждать любую конструкцию, и очень быстро. Но пока конструкция существует, она обеспечивает своим удержанием всё более полное выделение мощности. Быстрее охватить реакцией по всему объёму и как можно дольше держать после этого вместе - покуда удастся. Взрыв длится. Он длится и длится, и чем дольше длится, тем больше с каждой микросекундой выделится килотонн. На бытовом понимании он привычно мгновенен, но от длительности удержания вещества в более активном состоянии напрямую зависит выделяемая млщность. Разлетелось всё сразу - прореагировало 2%. Разлетелось на микросекунду позже - уже 4%, причем последние микросекунды перед разлётом уже самые ценные, потому что в это время система ещё существует, но выделение нейтронов разогналось до наивысшего значения ( на этот момент ), ведь рост реакции необычайно быстрый. Ибо с расширением плотность вещества падает пропорционально кубу радиуса. Плотность нейтронного потока резко упадёт, реакция прекратится. Поэтому вещество стараются как можно дольше удерживать в плотном состоянии, и. даже когда оно расширяется, лучше его продолжать обжимать - дольше просуществует активная зона, больше выделится суммарной мощности - общей мощности взрыва.
===
Среднестатистической атомной бомбы нет, есть более совершенные и менее совершенные схемы. В современных самых лучших конструкциях, удерживающих реагирующее ядро достаточно долго, более чем полмикросекунды, успевает пройти порядка 55-57 шагов реакции. Это позволяет прореагировать до 45-50%, и даже чуть более - до 51-53% плутония, но эти данные ( более 50% ) уже закрываются разработчиками. Косвенно процент реагирования можно видеть и по высвобождаемой энергии в килотоннах. Теоретический максимум высвобождения мощности, при полном реагировании одного килограмма плутония - 18 килотонн. Раньше, в менее совершенных конструкциях, на 20 килотонн практического выделения требовалось шести-семи килограммовое плутониевое ядро. То есть высвобождение было порядка трёх килотонн с килограмма. Сегодня для 20-кт заряда используются 3 кг или немного менее, что даёт порядка 7 - 7.5 - до 8 кт с килограмма. Однако при уменьшении мощности заряда, за счёт ухудшения качества имплозии, соотношение постепенно меняется - для 10-кт заряда необходимо порядка 2 кг плутония ( высвобождение 5 кт с килограмма ), а для мощности 1 кт требуется килограмм плутония ( многократное ухудшение высвобождения мощности. Вот что делает качество имплозии. )) ).
===

Kuznets> из архивов инета

Это портянка от Лахезис.

Kuznets>> из архивов инета
TEvg-2> Это портянка от Лахезис.

10-летней давности. Про лазеры там тоже было вроде.

A.s.>> В чем секрет "миллисекунды"?
Kuznets> из архивов инета

Это несколько не то. Ведь в РДС-37 был термоядерный взрыв а не ядерный.
Кроме того.
Данный источник... нельзя сказать что неверен. Напротив. Но он несколько "устарел". Если бы мы говорили о ядерном взрыве современного типа, то наверняка упомянули бы бустирование, которое в корне меняет картину происходящего. Но здесь о бустировании ни слова.
Значит автор либо знал не всю правду, либо знал, но придержал.


Что же касается РДС-37, я явно замахнулся на проблему, до которой не дорос. Там наверняка все очень сложно. Это заряд ведь по-сути был смесью схемы Улама-Тэллера и Сахоровской "слойки". И там происходила масса разных интересных эффектов. Я уверен и разработчики не все понимали в тот момент когда его подорвали. А когда разобрались - ужаснулись (мол ну нам дуракам и повезло).
Гипотеза, но очень похожая на правду.
Тут обсуждалась уже тема. Мол после РДС-37 у нас как-то не заладилось с модификациями. Пока у меня следующая профанская гипотеза. Стали убирать лишние слои из слойки. Но так как заряд был сферическим, то сказалась неравномерность сжатия. Поэтому и появились проблемы.
В "слойке" "сахаризация" вполне могла исправлять неидеальность наружнего сжатия.
Возможно в этот момент гениальным бы решением был бы переход к цилиндру.
Американцы изначально сделали заряд в виде цилиндра, где проблемы ассиметрии сжатия почти нет.
Но мы либо затупили, либо "закусили удела" и решили все же осилить изначальный сферический дизайн.
Мы продолжали сжимать сферу и вскоре с этим преуспели.
И настолько в этом преуспели, что уже в 1962-м даже смогли зажечь лидочку без "грелки" от "горячей точки".
Не факт, что было так, но по всем внешним разведпризнамкам очень похоже на правду. То есть, мы знаем лишь начальную часть истории боНбы, не менее захватывающая финальная часть истории нашей водородной бомбы, возможно, все еще находится под секретом.

A.s.> Данный источник... нельзя сказать что неверен. Напротив. Но он несколько "устарел". Если бы мы говорили о ядерном взрыве современного типа, то наверняка упомянули бы бустирование, которое в корне меняет картину происходящего. Но здесь о бустировании ни слова.
A.s.> Значит автор либо знал не всю правду, либо знал, но придержал.

Там портянка большая, много всего. И это тоже было.

khach> Обычный капсюль-детонатор со всунутым внутрь вместо огнепроводного шнура китайским голубым лазером-выжигалкой которых полно на алиэкспессе и стеклянным шариком в качестве коллиматора спокойно выдает 50 нс точности при обычных 2 ваттах в импульсе. А поскольку устройство одноразовое то можно и 10 ватт вкачать однократно что еще поднимет точность по времени. Управляет всем этим обычная ПЛИС типа Альтеры или xilinx и пачка транзисторных ключей.

Я сейчас не скажу точно типичный разброс параметров у транзисторных ключей по времени включения, но подозреваю, что для стандартных полевиков он будет где-нибудь 10-20нс и выше. Плюс разбросы по остальным элементам.

В наших, довольно древних, детонаторах разброс суммарного времени запаздывания составлял ±8,5 нс. Эти при крутизне фронта 10⁵ А/мкс.