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

A.s.> Да. Говоря про первый, я имел ввиду официально признанный тест «Покхран-II», 1998го. А первой реально надо считать "Улыбка Будды" (которая скорей улыбка Кота Шредингера, то ли была то ли не была) 1974-го. Сама Индия официально его не признала.

Вы путаете. Про "улыбку Будды" было заявлено очень оперативно. Просто Индия демонстративно заявляла, что это был мирный атомный взрыв. Просто по тем представлениям, использования ядерных бомб для мирных целей было допустимо



A.s.> Была ли в "улыбке" худшего качества плутоний? Не думаю что качество сильно влияет на мощность. Люди за неимением информации вечно выдумывают "напрополую". Идея, что взрыв был меньше из-за качества плутония, очень похожа на "народные сказки". Именно так народ и придумывае. Ну, типа, порох сырой, некачественный и...
A.s.> Ясный же пень!
A.s.> Если бы РДС-1, Джо-1 у товарища Сталина в 1949м рванули бы штатно, на 10-15 кт, сразу бы заголосили: та то у русских руки кривые и плутоний у них некачествевнный!
A.s.> Ясный пень куда там голозадым индусам и русским за АмериГой угнаться!

История ядерного оружия Индии слишком специфическая и без подобных заявлений.

Насчет плутония есть такая информация

Получение плутония для ядра представляло собой проблему. В 1970 году в плутониевом производстве "Феникс" обнаружились серьезные утечки и оно было закрыто. Изначально оценивалось, что завод вернется в строй в течении года, но к концу 1972 стало ясно, что потребуется весь следующий год, или даже больше, до того, как он начнет снова производить плутоний. Небольшое количество плутония для изготовления ядра накапливалось после сооружения реактора "Пурнима". После восьми месяцев работы, Раманна в январе 1973 распорядился отключить "Пурнима", так как часть его топлива могла использоваться для производства ядерного устройства. Тип спроектированного монолитного ядра требовал около 6 кг плутония, "Пурнима" содержал около 18 кг. Таким образом, в 1974 году индийские запасы плутония позволяли создать не более трех бомб.

 

И взрыв там явно был меньше, чем заявлено. Есть версии почему?

Впрочем, сборка явно была легче "Гаджета"

Каждая из 12 линз весила приблизительно 100 кг и требовала 4-х людей для подъема. После окончания сборок двух половин, каждая по 6 линз, верхняя часть была поднята краном для водружения на место. Когда это происходило, одна из линз выпала из монтировки на землю, став щербатой. На месте была одна (и только одна) запасная линза, способная служить заменой. Операция по сборки закончилась уже после наступления ночи. Готовое изделие было шестиугольным, желтым, около 1.25 м в диаметре и весом 1400 кг. Устройство было поднято на металлической треноге и транспортировано к шахте по рельсам.

 

PSS> Насчет плутония есть такая информация
PSS> Готовое изделие было шестиугольным

Икосаэдром оно было, икосаэдром!
Икосаэдр выглядит "шестиугольным" с довольно многих ракурсов.
Собственно, на картинке, приведённой Семёновым, он выглядит именно шестиугольным.
С двенадцатью линзами никаких альтернативных вариантов не придумывается.

PSS> Впрочем, сборка явно была легче "Гаджета"
У неё не было наружного дюралевого корпуса, в ней использовался не баратол, а более лёгкая (с меньшим удельным весом) медленная взрывчатка, видимо, тоньше был и алюминиевый пушер.
Ну и в массу сборки не были включены традиционно включаемые в массу "Гаджета" конденсаторы, высоковольтная электроника, коаксиальные кабели, которые всё это разводили.

A.s.> Сам бог велел поискать подходящую замену. Во тут то вспомогательный бериллий и всплыл.
A.s.> Версия?
А почему тяжёлый свинец сжимается гораздо лучше лёгких цинка и меди? Вообще, почему цинк и медь сжимаются хуже более тяжёлого молибдена?
Сдаётся мне, бериллий с его завершённым 2S подуровнем и гексагональной решёткой будет сжиматься отнюдь не как щелочные металлы. Скорее, как медь.
Хинт.
Бериллий почти в 3,5 раза плотнее лития, имеющего почти ту же массу ядра. Ну, не почти ту же, 7 и 9 - разница большая, в 1,29 раза, но не в 3,46 же! То есть, 2,5-кратный гандикап у лития.

PSS>> Впрочем, сборка явно была легче "Гаджета"
Б.г.> У неё не было наружного дюралевого корпуса, в ней использовался не баратол, а более лёгкая (с меньшим удельным весом) медленная взрывчатка, видимо, тоньше был и алюминиевый пушер.
Б.г.> Ну и в массу сборки не были включены традиционно включаемые в массу "Гаджета" конденсаторы, высоковольтная электроника, коаксиальные кабели, которые всё это разводили.

В РДС-1 только взрывчатки было 2400 кг. А это значит, что в "Гаджете" около этой цифры.

Причем, что интересно, для РДС-2 уже называли большую мощность при меньших запасов взрывчатки.

"Созданы конструкции изделий РДС:
1) РДС-1 - общий вес 4,6 т, заряд из (...) плутония, полный тротиловый эквивалент — 18 500 т;
2) РДС-2 - общий вес 3,1 т, заряд из (...) плутония, полный тротиловый эквивалент — 38 000 т;

 

Вот не хотел задираться, но... не сдержусь...
В конце концов термоядерный холивар лучше чем хохлосрач.


Fakir> Едва ли так.
Fakir> Что он там думал про использование магнитного поля - история мутная. Но в этом описании концепт предельно дубовый, с очевидными минусами, без очевидных плюсов, и совершенно без присущего сахаровским концептам имманентного изящества и нетривиальности.

Да, у Сахарова были нетривиальные идеи.

Например сингализировать инопланетянам, взрывая мегатонных бомбы в космосе.
Вообще, если почитать его прожекты (а он любил их в КПСС строчить) и про то как использовать энергию атома (в том числе и ядерных взрывов), то он был в вашей классификации именно что "атомный пираман".


Fakir> "Пример так называемого вранья". Сопровождаемого склерозом.

Это как?
Это, что-то типа слабительное со снотворным? Зеркалим?


Fakir> "Пример так называемого вранья".
Fakir> Дейтерий жечь можно и в магнитном, и в инерциальном (в смысле - инерциальном здорового человека). В принципе - можно. Очень сложно, муторно (при нынешнем уровне представлений), но можно. Установки получаются монструозными, в лучшем случае порядка сотни метров, потому дорогими.

А вот это действительно пример так называемого вранья.
Это гелий-3 жгется "в сотнях метрах" В ЛУЧШЕМ СЛУЧАЕ. А для сжигания дейтерия еще в далекие-далеки и крайне оптимистичные 50е (пик оптимизма!) рисовали КОЛОМЕТРОВЫЕ "термоядерные печи".
Да и потом это не поменялось.
Дейтериевый реактор не обещал быть "карманным" с самого начала. Поэтому за лунный гелий и ухватились. Оказывается его в сотни метров воткнуть то можно! А дейтерий... (это я вспоминаю по брашюре, которую вы тут как то много лет назад, Виверну выложили по открытым ловушкам и он очень был вам за нее благодарен. Там тема дейтерия именно тоже мелькала как пример несбыточного, как обоснования пути гелия-3. Мол срединного.) Вот как это изображали советские "мурзилки" тех лет:




Шарик вверху-справа (1959 год) это уже творчество-хотелки советских товарищей, собственное и сильно похожи на.. КВС, а вот километровая байда-труба - это НЕ ПРОСТО ПАЛЬЦЕМ В НЕБО... это содрано из американской "мурзилки" ("Популярная наука") того же года (оперативненько) но за март месяц:



Километр длиной и 100 м в диаметре. Именно столько над было для оптимистичного видения как будут сжигать при магнитном удержании DD. Потом такие размеры посчитали сном разума и про дейтерий вообще забыли. Придумали как добывать тритий из лития и начали с этим носится. Но тогда были еще оптимисты и такую фигню себе воображали.

Fakir> Больше и сложнее гелиевых даже, а профиту по сравнению что с тритиевыми, что с гелиевыми - ровно никакого. Только что на дейтерии. Но ближайшие 100-200 лет это вообще не узкое место, тут даже тритий не узкое место. Дальше если припрёт - ну, посмотрим Тем более опыт будет уже обширный. Хотя и непонятно, как вообще можно припереть, с учётом обстоятельства, что того же гелия полно на гигантах.

Вы серьезно?
На гигантах гелия-3, да, полно... Осталось выбрать где лучше черпать. На Юпитере, Сатурне, Уране?
Засада в том, что чем "ближе" тем тяжелей доставать... Поверьте, я как звездолетчик интересовался вопросом извлечения всего этого оттуда...

За морем телушка-полушка. Да рупь перевоз! Это не клондайк. Это не сбыча всех мечт.
Это так... бонус к сбыче мечт (да у гелия-3 есть явные достоинства но именно как дополнение к DD энергетике-мечте). Когда-нибудь... это понадобится. Но сначала надо закончить НТР-переход.

Fakir> Но допустим. Так D-D - можно.
Fakir> Здоровая дура вырисовывается, аж жуть. Но даже она выглядит весьма скромно, и нервно выходит покурить на лестницу по сравнению с подземным полётом фантазии сквозь сон разума от атомных пироманов.

Еще раз пример вранья. Я как художник "живописец" вам даже сделал визуальный образ-сравнение. В американской "мурзилке" есть для сравнения и дейтериевая термоядерная печь и знаменитый небоскреб и знаменитый морской лайнер. Но я добавил туда в масштабе и КВС-10 от снеженцев.




Как видите... КВС выглядит на фоне "управляемого дейтериевого термояда" очень даже компактно.
Можно было бы показать рядом хорошую ГЭС, типа дамбы Гувера или Саяно-Шушенскую (высота суперплотин ~ 300 м) и станет ясно что типичный КВС это по затратам и габаритам такая вот ГЭС. Ничего такого уж монструозного в ней нет.
И главное. Это будет работать хоть сейчас. Да, там есть проблемы обращения с озером лития, загрязненного радиоактивными материалами. Но у каких перспективных атомных технологий ПОДОБНЫХ проблем нет? В сравнении с этими проблемами проблемы в управляемом термояде (ЛЮБОМ!) это "Марья Ивановна, мне бы ваши проблемы!"
Ваш управляемый термояд (любой!)... вы сначала научитесь в нем DT хотя бы жечь, этого "ишака научите говорить" таки, за более чем пол века, господа-академики от "шороха орехов", а потом посмотрим... будет ли эта овчинка стоить выделки?
И говорить при этом, что ваш ишак еще и стихи писать сможет не хуже Пушкина, хотя он еще и "мама мыла раму" не вымолвил по-сути (Ну да "иа-иа" он уже говорит! Завтра скажет "ма-ма". Верю!)...
Это знаете ли... просто наглость какая-то запредельная!

A.s.> Для начала хотя бы докажите "тот бред" (как тут уже завелось подобное называть) что вы изложили выше про воздушный шарик. На словах можно любую нелепицу "обосновать". А вы обоснуйте количественно.

Количественно не смогу. Слаб я в математике. Но на пальцах попробую объяснить, как я это себе представляю. Если я в чем-то ошибаюсь, буду признателен, если обоснуете "количественно" мою ошибку (как тут уже завелось подобное называть "тот бред" и "нелепицу").

Признанно, что радиационная имплозия (взрыв вовнутрь) сжимает тампер второй ступени термоядерного заряда, изготовленный из металла с большим Z. Испаряется металл с поверхности тампера, и реактивная сила толкает тампер внутрь. При этом металл ведет себя подобно жидкости.

А что при этом одновременно происходит с хольраумом, который также изготовлен из металла с большим Z? Разве на него не действует рентгеновское излучение и его размеры остаются неизменными? А с ним происходит радиационная эксплозия (взрыв наружу), который «разжимает» и расширяет хольраум во все стороны. При этом металл испаряется из внутренней поверхности хольраума, и реактивная сила толкает стенки хольраума наружу. Металл хольраума ведет себя подобно жидкости, и на начальном этапе будет «раздуваться» подобно оболочке «воздушного шарика», или «мыльного пузыря», пока не разлетится и не превратится в плазму и пар.

Как Вам такая версия обоснования?

A.s.> И что тогда в бомбе делает бериллий?
A.s.> Ему там делать, ТЕОРЕТИЧЕСКИ, нечего. И "Букварь" говорит - нечего. А он там - есть!
A.s.> Загадка?
A.s.>
Наверно, когда писался "Букварь", о важной роли бериллия в бомбе еще не было сведений. Для двухступенчатых ядерных и термоядерных зарядов его использование очень важно. И на то есть 2 причины.

A.s.>> И что тогда в бомбе делает бериллий?

A.F.> Наверно, когда писался "Букварь", о важной роли бериллия в бомбе еще не было сведений. Для двухступенчатых ядерных и термоядерных зарядов его использование очень важно. И на то есть 2 причины.

Бериллий в "бомбе" - чистой воды деза. Да, для нейтронов 0,0253 эв он хорош; сечение рассеяния-6 барн, сечение поглощения-мизер. Но для нейтронов 0,8-10 Мэв в разы лучше гафний:сечение рассеяния-8 барн, против 1,5 барн у бериллия; ядра гафния в 20 раз массивнее ядер бериллия-потери энергии нейтронов при рассеянии гораздо меньше, пробеги нейтронов в гафнии до отражения назад в сборку-раз в 50 меньше,чем в бериллии. И сечение поглощения для "быстрых" нейтронов у гафния небольшое; но для тепловых нейтронов вырастает до "неприличных"-170 барн. Так что как отражатель в "бомбе" гафний лучше в разы, чем бериллий.
Тут высокий чин написал про бериллий как про материал хорошо выпускающий "мягкое" рентгеновское излучение. Типичная толщина бериллиевого окна в рентгеновской трубке - 10-30 микрон (даже не миллиметров). Кому нужна толщина бериллия в "бомбе", скажем в 10 миллиметров? (поправка на интенсивность и спектр РИ сборки в сравнении с рентгенаппаратом).

Байкер> .... Типичная толщина бериллиевого окна в рентгеновской трубке - 10-30 микрон (даже не миллиметров).

В рентгеновской трубке вакуум. Ты уверен что толщина бериллия 10-30 микрон выдержит такое давление?

Байкер> Бериллий в "бомбе" - чистой воды деза.

Интересная версия. Нельзя исключать! Хотя... Уж часто и всюду он всплывает в самых разных местах.
Если байка, то байка очень могучая...

Байкер>Да, для нейтронов 0,0253 эв он хорош; сечение рассеяния-6 барн, сечение поглощения-мизер. Но для нейтронов 0,8-10 Мэв в разы лучше гафний:сечение рассеяния-8 барн, против 1,5 барн у бериллия;

Гм... Про 1.5 барн у бериллия для 0,8-10 эВ - интересно. Действительно на этом графике похоже что так....


Там, правда, какие-то "резонансы" наблюдаются но... кривая именно от 10⁵ идет вниз... И плато те самые 6 барн... Гдеб взять более точный график с этим участком? Гм...

Байкер>ядра гафния в 20 раз массивнее ядер бериллия-потери энергии нейтронов при рассеянии гораздо меньше, пробеги нейтронов в гафнии до отражения назад в сборку-раз в 50 меньше,чем в бериллии. И сечение поглощения для "быстрых" нейтронов у гафния небольшое; но для тепловых нейтронов вырастает до "неприличных"-170 барн. Так что как отражатель в "бомбе" гафний лучше в разы, чем бериллий.

Да. Интересная мысль. Я вполне допускаю что гафний лучше. Но надо проверить что у него с упаковкой атомов? Концентрация частиц какая? Штук/см³? У бериллия этот показатель очень хорош и он в пробеге так же важен как и сечение.
Что касается неприятных замедлительных свойств бериллия. Возможно для бомбы это не так и важно.
Это в реакторе, нейтрон может долго блуждать в отражателе. Есть время. Но в бомбе, если он слишком уж "потерялся" (далеко дифундировал), 3-4 столкновения... то считай пропал! Поэтому там и не бывают совсем уж толстые отражатели. Так что при этом эффект замедления, возможно и не так уж и важен оказался в общем балансе плюсов и минусов? Если нейтрон сразу не вернулся в ДМ, то что с ним произошло дальше (замедлился он, нет?) - разницы большой нет.
Поэтому, если моя гипотеза верна (бериллий так сжимается хорошо, превращаясь в своего рода суперзеркало для нейтронов, хотя Генералиссимус заставил сильно усомнится) то в целом плюсы "сильно сжатого отражателя-замедлителя" должны с лихвой покрывать минусы. В сильно сжатом (упакованном) бериллии по сути велика доля нейтронов которые вообще не уходят глубоко в отражател и после первого же столкновения возвращаются в ДМ. Кстати, возможно, возвращаются чуть-замедленными (слегка) и чуть более заметными (очень слегка) для взаимодействия с ДМ.
Гипотеза. Не более.

А вот гафний... Он как на предмет сжатия? Финт ведь в чем? Для эффекта описанного мной нужно чтобы данный материал-кандидат на отражатель сжимался в ~ 2 раза лучше чем уран или плутоний при одном и том же давление (десяток мегабар)

Байкер> Тут высокий чин написал про бериллий как про материал хорошо выпускающий "мягкое" рентгеновское излучение. Типичная толщина бериллиевого окна в рентгеновской трубке - 10-30 микрон (даже не миллиметров). Кому нужна толщина бериллия в "бомбе", скажем в 10 миллиметров? (поправка на интенсивность и спектр РИ сборки в сравнении с рентгенаппаратом).

А не малую ли поправку на интенсивность вы взяли? 10 микрон и 10 мм это 1000 раз. Простите но, сколько милливаты в рентгеннаппарате? Да хоть 10 ватт. Все равно, в бомбе "рентгеновский аппарат" выдает ~10¹⁹ Ватт при взрыве.... Вы этак порядков 14 потеряли явно.


Но про гафний - интересно. Надо будет обратить внимание. Спасибо.

A.F.> Наверно, когда писался "Букварь", о важной роли бериллия в бомбе еще не было сведений.
В букваре об имплозии - ни слова.
Чем этот документ и прекрасен. По-сути отражение самых ранних представлений о том какой будет бомба.

A.F.>Для двухступенчатых ядерных и термоядерных зарядов его использование очень важно. И на то есть 2 причины.

Ну одна - известна. Прозрачность бериллия для мягкого рентгена.
А вторая? Выкладывайте. Что вы все мнетесь? Сказали "А", говорите "Б"!

A.s.>> Для начала хотя бы докажите "тот бред" (как тут уже завелось подобное называть) что вы изложили выше про воздушный шарик. На словах можно любую нелепицу "обосновать". А вы обоснуйте количественно.
A.F.> Количественно не смогу. Слаб я в математике. Но на пальцах попробую объяснить, как я это себе представляю. Если я в чем-то ошибаюсь, буду признателен, если обоснуете "количественно" мою ошибку (как тут уже завелось подобное называть "тот бред" и "нелепицу").

"Не робей Смулгянка, ты же истребитель!" (с)


A.F.> Признанно, что радиационная имплозия (взрыв вовнутрь) сжимает тампер второй ступени термоядерного заряда, изготовленный из металла с большим Z. Испаряется металл с поверхности тампера, и реактивная сила толкает тампер внутрь. При этом металл ведет себя подобно жидкости.
A.F.> А что при этом одновременно происходит с хольраумом, который также изготовлен из металла с большим Z? Разве на него не действует рентгеновское излучение и его размеры остаются неизменными? А с ним происходит радиационная эксплозия (взрыв наружу), который «разжимает» и расширяет хольраум во все стороны. При этом металл испаряется из внутренней поверхности хольраума, и реактивная сила толкает стенки хольраума наружу. Металл хольраума ведет себя подобно жидкости, и на начальном этапе будет «раздуваться» подобно оболочке «воздушного шарика», или «мыльного пузыря», пока не разлетится и не превратится в плазму и пар.
A.F.> Как Вам такая версия обоснования?

Хорошая. В смысле контраргумент, критика моей версии. Плохо что у вас нет СВОЕЙ версии решения трехступенчатой бомбы (не путать с трехфазной). Но вопрос вы ставите ПРАВИЛЬНО.
Хороший вопрос.
Роберт Шекли сказал: хорошо поставленный вопрос содержит 2/3 ответа на него.
А некто Дмитрий Конаныхин любит шутить по поводу подобных вопросов, связных со святая-святых военных секретных технологий.: Кто даст правильный ответ, тот получит 20 лет.
Считаем... 20*2/3= 13,33... лет, батенька, вы этим вопросом себе уже заработали.
Вы счастливы?

Вы будете смеяться, но ваша концепция раздувающегося воздушного шарика в целом (качественно) верна. Я даже вам выложу тут когда-то давно нарисованную для себя схему взрыва трехступенчатого американского устройства "Фагот".
И обратите внимание. Тут действительно предусматривается место для эффекта "раздувающегося воздушного шарика". Даже похоже на шарики, правда?

Вопрос на самом деле у вас очень интересный. Мне его уже задавали и я сам им мучался и продолжаю мучатся. Я тут вчера накидал в тезисах ответ (что бы не растерять по древу все всплывающее)... По-сути тут затрагивается сама суть секрета термоядерного оружия. То что рассказано на пальцах - это так, общая схема. А вот детали... Дьявол в деталях. И для меня они по-прежнему туманны (должен признать)

A.F.> Как Вам такая версия обоснования?

1. Там нет никаких "жидкостей" и "твердых тел" - там только и исключительно плазма.
2. Хольраум - внешняя оболочка заряда предназначена для равномерного переизлучения рентгена. Превращаясь в плазму, материал хольраума излучает рентген, который собственно и работает в лайнере.
3. Кроме того при дальнейшем развитии процесса материал хольраума тоже действует как вторичный лайнер, не давая материалу зоны реакции разлететься...

Байкер> Бериллий в "бомбе" - чистой воды деза. Да, для нейтронов 0,0253 эв он хорош; сечение рассеяния-6 барн, сечение поглощения-мизер. Но для нейтронов 0,8-10 Мэв в разы лучше...

Откуда в заряде деления нейтроны в 10МэВ? Какой то слишком широкий замах: "0,8-10МэВ" - ажно более, чем на порядок... И думается, что кривая сечений в районе 0,1-2МэВ совсем не такая, как в райлне 5-10МэВ...

A.F.> Количественно не смогу. Слаб я в математике.
Плохо. Математика - язык бога. Я сам всю жизнь картавлю, а что делать? Бог по-другому с нами не разговаривает!
А для изобретателя-рационализатора, не мыслящего НТР без своего деятельного участия, есть еще одна неприятная максима: нет расчета - нет идеи!
В курсе?

Хоть какуют-то вшивую, на самой замызганной салфетке, но КОЛИЧЕСТВЕННУЮ прикидку вынь да положЪ!

A.F.> Как Вам такая версия обоснования?

Отлично. Мне знаком этот вопрос. Очень хорошо.
И есть простой и неправильный ответ на него. И я его одно время считал единственным верным.
Я предполагал, что вторичка - это такое вот почти абсолютно черное тело, она поглощает свет очень интенсивно, а хольраум - зеркальная поверхность, он его почти не поглощает. И на этой разнице все и работает...
Мне однажды задали этот же ваш вопрос с недоумением, на Астрофоруме и я (правда я это высказвал как предположение) с жаром объяснял, мол, это - единственно-возможное объяснение. "Зеркальный хольраум" И никто не сказал мне там что я - кретин. Конченный идиот!
Это - бред сивой кобылы!
Хольраум - это почти что абсолютно чёрное тело везде внутри себя. Это ПЕЧКА внутри которой ничего не видно потому что все поверхности излучают и поглощают АБСОЛЮТНО ОДИНАКОВО.



Я уже рассказал, как был потрясен зрелищем в печи. Кладешь в раскаленную до красно-желтого свечения печь предмет (лучше всего металлический) и он... исчезает у тебя на глазах в красном жарком мареве.... Видели когда-нибудь такое? Кончик кочерги, например... Кузнецы знают этот эффект. В печи брошенная заготовка (скажем, подкова) не видна.
То есть. Никаких там зеркал нет. Никакой неравновестности (что и позволяет что-то разглядеть). Все поверхности поглощают и излучают абсолютно одинаково!
Объяснение что стенки поглощают энергии меньше чем поверхность вторички - бредовое объяснение.

* * *

Все-таки давайте для начала хоть что-то прикинем. Зацепимся хоть за какие-то цифры.

У нас бомба на 50 мегатонн. Три ступени, потому что в две мы не вложимся.
Типичный триггер это 10-50 кт. Для 50 Мт вам нужен коэффициент межстадийного усиления 1000
Да, технология "Рябь" обещала такое. Но в данной схеме (где используется тяжёлый делящийся темпер) коэффициент усиления между ступенями не превышает 100.
Поэтому нужна промежуточная ступень. 1.5 мт. Тогда усиление от первой (пусть 30 кт) ко второй 1500/30 = 50 раз.
Усиление от второй к третей 50 000/1500 = 33 (при полной мощности в 100 Мт 66 раз)
Далее. У нас 1.5 мт бомба. Вопрос о раздувании ее. Давайте ее "прорисуем" как художники. Половина энергии - деление 750 кт, половина, 750 - синтез. Калорийность LiD 50 кт/кг, и если у вас выгорает 0.3 часть, то вам надо 50 кг "лидочки". При плотности в 840 кг/м³, Мы получаем шар 0,24 м, берем 25 см. Полуметрового диаметра шар. Габарит вторички оценили. Плюс это все окружено ураном (238) который должен дать 750 кт грязной добавки. Обычно считают, что выгорает ~10% массы темпера. Возьмем чуть круче 15% (мы же художники! мы же рисуем!). При калорийности урана 17,6 кт/кг, мы получаем темпер массой в 284 кг. То есть темпер тяжелее термоядерного топлива в 5,7 раза. Это значит что он замедлит разлет термоядерной печки в корень... в 2,4 раза. Там, не 3-10 нс, а до 7-25 нс... Это - главная функция тяжелого урана-темпера в ТЕХ бомбах (избавится от темпера - великий шаг).
Итого у нас масса вторички? грубо, 333 кг. Треть тонны. Пол метра шар. Красивые, круглые, хорошо вообразимые "цифирИ".
Идем дальше. Мы знаем что такая бомба взрывается где-то микросекунду 1/1000000 с. Очень грубо будем считать что наша сфера должна сжаться именно за это время. Что это значит? Включаем воображение. Это значит что 25 см шар должен обрушиться (условно) внутрь себя, в точку в центре за миллионную секунды. Хотя там все сложней (ни в какую точку ничего не схлопывается), но можно прикинуть это так, в простейшем приближении (мы же художники?). Вся масса шара разгоняется за микросекунду от 0 м/с до некоторой скорости V так, что S=V*t/2 (считаем ускорение равноускоренным). То есть V = 2S/t.
Путь S - это и есть радиус сферы 25 см. Тогда "необходимая" скорость (опять круглая цифра, везет нам) 500 000 м/с. Ну и энергия. Это же просто E=mv²/2. Самая полезная для "салфеток" формула.
Масса - наши треть тонны. Итого 4,18E+13 Дж. Нам удивительно везет. Опять цифры совпали как звезды на небе. Это же... 10 кт ТНТ!
Впечатляет?
Конечно. Это - КРАЙНЕ грубая оценка. Но понимая глубину "художественной абстракции" ее можно принять.
Это дает ощущение! Верно? Триггер у нас 30 кт, работа сжатия вторички на 1.5 Мт требует 10 кт (на самом деле меньше), значит остальные 20 кт куда пошли?
На ТАКОЙ ЖЕ РАЗГОН ТЕМПЕРА.
Ну если у нас столь простая модель, то почему бы и нет? Я просто "оцифровываю" то, что вы описали словами. Верно?
Сколько у нас весит хольраум?
Бомба в 1.5 мт может в те годы весить 1.5 тонны. При этом 0.33 т - вторичка, Пусть триггер (в те годы) еще 300 кг. Что осталось, грубо, на темпер? 870 кг. Не будем жадничать возьмем 1 тонну. Тонная оболочка-хольраум. И она разгоняется 20 кт рентгеновской энергии от триггера наружу до какой-то своей скорости. Какое расстояние она пройдет за ту же микросекунду?
Считаем так же как считали схлопывание вторички. Я получил... гм... 20 см. То есть общее надувание шарика +40 см. Шарик раздуется и нехило!
Как вы и говорили.
А если оболочка усилена? Возьмем 2 тонны (мы же не знаем сколько на самом деле)? Ход - 14 см. То есть 30 см - общее раздутие. Гм... В принципе, а почему бы и нет?
Главное.
Это очень грубая прикидка по вашей модели "раздуваемого шарика". Это то, больше чего быть не может. Тут все взято в пользу обвиняемого. Реальность будет куда лучше. Не будет раздувания и на 10 см потому что мы считали что вся энергия бомбы переходит в энергию направленного движения хольраума наружу, а это не так. У процесса разгона есть свой КПД...
Да, хольраум - ракета, летящая наружу, а вторичка - ракета летящая внутрь. При этом масса ракеты внутрь в данном случае (трехступенчатой бомбы) в разы меньше ракеты летящей наружу. В корень из этих разов разнится ход (в самом "дутом" случае) - сжатия вторички и раздувания хольраума. И хотя энергии на раздувание хольрауму достается всегда больше (почему и как с этим бороться - отдельная тема), его скорость раздувания будет меньше. Чем относительно тяжелей хольраум, тем меньше разница хода раздувания и сжатия.
Именно так был построен "Майк". 80 тонный корпус создавал чудовищную инерцию хольрауму. Но 10 000/80 000 = 0,125 кт/кг. Это слишком тупая, примитивная бомба.
Такие же в лазерном УТС. Там хольраум гораздо тяжелей мишени. На порядки.
Но как быть с бомбами в 1 кт/кг и тем более 6 кт/кг?
Какой тут ЕЩЁ секрет?
И кто даст правильный ответ, тот получит 20 лет.
Хотя тут вариантов не много. Догадаться можно.
Ракета-хольраум и ракета-вторичка - обе ракеты (пусть даже близкой массы), но РАЗНОГО качества. Хольраум - ракета с минимальной эффективность как ракета. А вторичка - наоборот. С максимальной.
Мелочь, нюанс, который вы уже не увидите ни на одной схеме в Википедии.
Осталось выяснить что такое плохая и хорошая ракета?
И вот тут то самое время опять вспомнить фотонный ядерный планетолет "Хиус".



Я всегда его вспоминаю, когда речь заходит о теории ракетного двиЖителя. О чудовищной (гениальной в своей чудовищности) ошибке Стругацких. Просто вопиющая ошибка!
Знаете в чем она? Почему нельзя летать на Венеру на ФОТОННОЙ ракете?
Что вы вообще знаете об эффективности ракетного двиЖителя?
Вы знаете что такое энергетически оптимальная ракета? Какой у нее КПД? И как он меняется и от чего?

A.s.> Почему нельзя летать на Венеру на ФОТОННОЙ ракете?
Прожжёт бедную Венеру..

Б.г.> А почему тяжёлый свинец сжимается гораздо лучше лёгких цинка и меди? Вообще, почему цинк и медь сжимаются хуже более тяжёлого молибдена?
Б.г.> Сдаётся мне, бериллий с его завершённым 2S подуровнем и гексагональной решёткой будет сжиматься отнюдь не как щелочные металлы. Скорее, как медь.
Б.г.> Хинт.
Б.г.> Бериллий почти в 3,5 раза плотнее лития, имеющего почти ту же массу ядра. Ну, не почти ту же, 7 и 9 - разница большая, в 1,29 раза, но не в 3,46 же! То есть, 2,5-кратный гандикап у лития.

Я тут нашел некий источник...
И там график для бериллия.
Для плутония данные попробовал взять у бразильца. Дона Dalton Ellery Girão Barroso
EQUATION OF STATE OF URANIUM AND PLUTONIUM
Наложил все на старый график от Альтшуллер. Что получилось - см приложенный график.
Если все тут верно, то бериллий не так хорошо жмется, но все равно лучше чем медь. По сути он подобен свинцу. Интересно что у меня получалось что до до 2 ударных мегабар дельта-плутоний (красный пунктир) даже легче сжимается чем бериллий. Но дальше бериллий все же сжимается легче.
Да. Не так все радужно как мне хотелось.
Но все же возможности для получения некоторого эффекта от сжатого отражателя есть. В схемах где плутоний жмут сильно, выше 2х раз, более сильно сжатый бериллий должен работать как суперзеркало для нейтронов. Конечно, не чудо-отражатель, продукт мезонной химии из Новосибирска... Но...

Wyvern-3> Угу. Один из важных моментов. И именно поэтому "удобней" разместить плутоний в центре?
Но в Гаджете, да вообще во всех Марк-3 он прекрасно размещался в центре, окруженный толстенным слоем шоколада 238-го (отражателя)!
https://www.globalsecurity.org/wmd/systems/images/fat-man-image01.jpg [zero size or time out]
Чего бы ему не чувствовать себя так же хорошо в окружении 235-го?


Wyvern-3> С точки зрения банальной геометрической оптики совершенно ультрафиолето (и даже рентгеново! ) ГДЕ именно поместить "экран" из U²³⁵ - снаружи или в центре Главное, что бы плутоний "не видел" собрата напротив

Виверн. Улови мою мысль. Я на-самом деле твою "вывернутую" схему композитного пита оценил положительно. Отличная идея-уловка (в подтверждение той мысли что природа сама "атомная пироманка"). Да. Но смысл ТАК делать имеет в том случае, если вы/ты/мы/они используют для пита не очень качественный плутоний (оружейный плутоний очень дорог!). То есть горячий и очень активный плутоний.
Тогда удобней его и с термодинамической точки зрения и с точки зрения безопасности (предохранения от предетонации) размещать снаружи в композитном ядре. И есть смысл жертвовать некоторым падением эффективности сборки. Ну за все надо платить! Игра стоит свеч.
Но если у нас плутоний качественный, оружейный, то место ему в центре пита. И именно так все первые композитные питы и делались. 2,5 кг - ядро 5 кг - оралой вокруг. Из этого и получали под 40 кт.
Ну а какие-нибудь индусы... Ну может быть. Такой пит - в их духе!

A.s.>> Почему нельзя летать на Венеру на ФОТОННОЙ ракете?
S.I.> Прожжёт бедную Венеру..
Вообще то мысль в том, что мгновенная эффективность ракетного двиЖителя равна 1 если скорость истечения равна скорости движения ракеты относительно точки старта (синяя кривая)
Визуально это значит что отбрасываемая масса как бы остается на месте, как бы ракета не ускорялась.


Взято здесь.
То есть, ракета достигает наибольшей эффективности как движитель, если соответствующим образом по мере разгона увеличивает свою скорость истечения.
Если же у вас фиксированная скорость истечения (ну не получается регулировать), то кривая эффективности - красная кривая. Это так называемая интегрированная эффективность. И глядя на эти горбули, вас должна посетить светлая мысль, что для каждой конечной скорости полета, есть оптимальный режим разгона ракеты связанный с постоянной или переменной скоростью истечения. Для переменной можно приблизится к 100 (хотя расплата за это не стоит того, но 80-70% разумно) а для ракеты с постоянной скоростью истечения максимум ~62% Если же вы выходите далеко за режим оптимума - вы РАСХОДУЕТЕ ЭНЕРГИЮ ПОЧЕМ ЗРЯ.

Так фотонный планетолет "Хиус" был энергетически чудовищно избыточен. Для дельта-вэ в 30-60 км/с ему не нужна была скорость истечения в 300 000 км/с. Энергетически оптимальная скорость истечения для него была ~ 0,64dV, то есть 20-40 км/с. Меньшая скорость истечения вела бы к быстрому росту массового числа (проклятье ф. Циолковского) но и к росту лишних энергозатрат (правда не такому критичному как рост массы). Но и большая скорость истечения, чем оптимальная, скажем в 100-1000 км/с... хотя и вела к экономии рабочей массы, но и к непропорционально чудовищным затратам энергии на движение. При истечении рабочей массы на 300 000 км/с разгоняясь лишь до 30 км/с вы получаете чудовищно энергетически неэффективный привод, который всю энергию тратит на нагрев окружающей вселенной но не на движение ракеты.
В сущности, вот...

Если за время полета "Хиус" на своей фотонной тяге накопи дельта-V (разгон, коррекция, торможение, разгон, коррекция, торможение) в сумме 100 км/с, то на фотонной тяге он имел эффективность ракетного движителя (эффективность двиГателя - это отдельная статья затрат!) 0,00033. То есть лишь 0,03% полезной энергии фотонного луча (то есть полезной энергии отброшенной ракетной массы) были потрачены на маневры корабля. Остальное (99,97%) было потрачено на нагрев вселенной, если они не чиркнули этим по Венере.
То есть в общем вы правы.
Причем тут хольраум? Он должен стать хреновой ракетой. Фотонным планетолетом "Хиус". Обе ракеты получают на квадратный метр своей поверхности одинаковую мощность. Но одна расходует на разгон неэффективно ее, а другая очень эффективно. Вторичка должна стать как можно ближе к оптимизированной ракете, тогда можно позволить себе легкий хольраум. И тогда, даже если масса хольраума будет небольшой (по сравнению с массой вторички), она будет ускоряться наружу в разы медленней чем вторичка будет схлопываться.
Это - общая идея. Стратегия. Ну а как конкретно ее реализовать?... Как стать ёжиками? Я как та мудрая сова-стратег до конца не додумал. Но суть в том, что если у вас снаружи вторички сразу уран (как нас учат всякие там мурзилки) или любой иной материал с большим Z у вас вторичка - хреновая ракета. Бороться с этим можно только используя и монструозно-тяжелый хольраум. В "Майке" так и было. Но поэтому "Майка" всем и выставляют на показ.

Б.г.> А почему тяжёлый свинец сжимается гораздо лучше лёгких цинка и меди? Вообще, почему цинк и медь сжимаются хуже более тяжёлого молибдена?

Это все вопросы из тематики ФКС - физики конденсированного состояния. Они сродни вопросам о том, почему при драматическом росте числа электронов металлические радиусы 3d, 4d и 5d элементов отличаются слабо? Почему FCC=ГЦК=гранецентрированная кристаллическая решетка, максимально плотная упаковка одинаковых шаров в трехмерии, в случае Pu соответствует самой низкоплотной фазе, а прочие "рыхлые" в контексте упаковки шаров фазы Pu намного плотнее? Почему в лантаноидах при росте числа электронов происходит уменьшение радиуса, а для d-элементов при движении по ряду радиус сначала резко спадает (по примерно параболе), а затем растет? Почему рекордно плотная ГЦК решетка некоторых элементов под высоким давлением переходит в менее плотную ОЦК-объемно-центрированную кубичекую (в контексте плотности упаковки шаров), а при еще более высоком давлении - в еще более "рыхлые" низкосимметричные структуры (при этом плотность в г/см³ растет под давлением, есснно), почему рекордная атомная плотность достигается в случае структуры типа алмаза (очень рыхлой по сути), а не для элементов, кристаллизующихся в ГПУ и ГЦК?
Эти вопросы касаются электронного строения, особенности зонных структур, потенциала межатомного взаимодействия, гибридизации, электронных корреляций и т.п. Есть и попытки ответов/объяснений на пальцах на упомянутые вопросы, но в большинстве случаев все же надо делать хороший ab initio
расчет или же опираться на эксперимент.

Б.г.> Сдаётся мне, бериллий с его завершённым 2S подуровнем и гексагональной решёткой будет сжиматься отнюдь не как щелочные металлы. Скорее, как медь.

Опять же, из общих соображений ответ не дать - или эксперим. данные, или первопринципный расчет.

Б.г.> Бериллий почти в 3,5 раза плотнее лития, имеющего почти ту же массу ядра. Ну, не почти ту же, 7 и 9 - разница большая, в 1,29 раза, но не в 3,46 же! То есть, 2,5-кратный гандикап у лития.

А у алмаза в 6.6 раза выше плотность, чем у лития, при соотношении атомных масс 1.73, еще драматичнее эффект.
Сами понимаете, что роль массы ядра тут мала (хотя конечно, при росте массы ядра растет и Z, безнаказанно нейтроны добавлять и добавлять нельзя), точнее, число нейтронов в пренебрежимо малой степени влияет на обсуждаемые свойства. У лития Z=3, у бериллия, Z=4, но важно еще учесть число делокализованных электронов и число электронов, оставшихся на ионном остове, у лития и бериллия эффективные валентности разные, остовы одинаковые (по 2 электрона), заряд ядра у бериллия больше, размер ионного основа для бериллия будет меньшим, да еще и ГПУ против ОЦК. Но надо считать зонную структуру для серьезного обсуждения. Как будет сжиматься бериллий, разрушится ли ГПУ под высоким давлением - трудно сказать, не заглядывая в справочники и статьи.

ИМХО (конечно, это тривиальный факт для очень многих) бериллий хорош как "отражатель" прежде всего благодаря очень высокой атомной плотности и, возможно, еще и лучшей сжимаемости, чем у прочих конкурентов в отражатели (но тут я не смотрел числа и графики), что позволяет доводить атомную плотность до высоких значений, на возвращение нейтронов будет работать довольно тонкий слой - замечательно. На самом деле бериллий не рекордсмен по атомной плотности, у бора она еще выше (рекорд для стабильных фаз при норм. условиях), а абсолютный рекорд принадлежит метастабильной фазе - алмазу.

A.s.>>> Почему нельзя летать на Венеру на ФОТОННОЙ ракете?
S.I.>> Прожжёт бедную Венеру..
A.s.> Так фотонный планетолет "Хиус" был энергетически чудовищно избыточен. Для дельта-вэ в 30-60 км/с ему не нужна была скорость истечения в 300 000 км/с. Энергетически оптимальная скорость истечения для него была ~ 0,64dV, то есть 20-40 км/с. Меньшая скорость истечения вела бы к быстрому росту массового числа (проклятье ф. Циолковского) но и к росту лишних энергозатрат (правда не такому критичному как рост массы). Но и большая скорость истечения, чем оптимальная, скажем в 100-1000 км/с...

Тут маленькая проблема в том, что ХИУС никогда не был фотонной ракетой. Это термоядерный звездолет. У Стругацких там даже верная термоядерная реакция описана.

Специальное устройство создает поток плазмы, поток голых тритонов, ядер сверхтяжелого водорода, который крошечными порциями, по нескольку тысяч порций в секунду, выбрасывается вниз. Мощное электромагнитное поле, образуемое пятью соленоидами над реакторными кольцами, резко тормозит комочек плазмы, в результате чего в нем начинается термоядерная реакция. Точка торможения находится в фокусе параболического зеркала – нижней поверхности корпуса «Хиуса». Плотный поток фотонов, нейтронов, ядер гелия и непрореагировавших тритонов бьет в зеркало и создает огромную тягу..

 

Тритоны в той терминологии - явно тритий:

T+T = 2n + He₄ +11,332 MeV

Вот здесь я оценивал его параметры. Получилось не запредельно. Общий ХС для межзвездного полета не тянет. Импульс хорошо вписался в 1000 км/с. А больше всего мне интересно, как они хранили жидкий тритий. Он же, зараза, должен саморазогреваться из-за распада.



Так что не надо раньше времени на Стругацких наезжать

A.s.> Да. Не так все радужно как мне хотелось.
A.s.> Но все же возможности для получения некоторого эффекта от сжатого отражателя есть. В схемах где плутоний жмут сильно, выше 2х раз, более сильно сжатый бериллий должен работать как суперзеркало для нейтронов. Конечно, не чудо-отражатель, продукт мезонной химии из Новосибирска... Но...

Алекс, единственный профит использования бериллия — плотность-1,85гр/см3. Он легкий. Одно дело когда у вас отражатель 80 кг, и совсем другое, когда 10 кг. На 6 боевых блоках вы экономите-420 кг. Это значимо, когда у вас забрасываемый вес-1тн. Других резонов-нет. Как отражатель в «бомбе» он не айс. Вообще говоря в качестве отражателя может быть и медь, и никель, и железо (отвлекаясь от массы такого отражателя). Ведь когда в плутониевом пите завершен процесс деления ядер, мы имеем дело со сверхплотной (есть даже термин-твердотельная) плазмой, которая непрозрачна для собственного «мягкого» РИ. Чтобы РИ вышло наружу из всего обьема плазмы, она должна стать в 100 раз менее плотной. Т.е. шарик плазмы должен «раздуться». При этом слой отражателя, из чего бы он ни был, также будет нагрет и станет неплотной плазмой, способной выпустить РИ в хольраум.
Пару слов о хольрауме-ракете, пользуясь твоей терминологией. Осетра надо сильно урезать. Во-первых, в однодрайверной цилиндрической схеме (так тобой любимой), доля «утилизированной» в хольрауме лучистой энергии драйвера не выше 30% ( самого РИ -70% энергии «взрыва»). Там простая геометрия. Во-вторых коэффициент конверсии первичного РИ в РИ внутренней поверхности хольраума. Коэффициент грубо — 20%. В работах по импульсным плазменным источникам рентгена, возбуждаемых воздействием излучения лазера на твердотельную мишень, коэффициент конверсии излучения лазера в РИ — 0,01% (это супер результат). Но коэффициент растет с ростом плотности энергии излучения, и с уменьшением длины волны излучения. Т.е. если первичное излучение — рентгеновское и высокоинтенсивное, то коэфф. конверсии будет на уровне десятков %. Что в итоге? На обжатие капсулы с LiD останется — 4% энергии драйвера, т. е. от 10 Ктн останется — 400 тн ТНТ. НЕ густо. По поводу «полета» хольраума. Глянь работу твоего земляка. Степовик А.П. «Термомеханические эффекты в компонентах радиоэлектронной аппаратуры при воздействии импульсов рентгеновского и электронного излучений». «Тепловой удар». Это когда РИ, падая на преграду, превращает в плазму поверхностный слой, за время — 10-12 сек. (10 в минус 12). А ты про 1 микросекунду. Конечно реактивный импульс от РИ и, частично абляции, хольраум «словит», но это скорее сожмет его изнутри, чем сдвинет хотя бы на 1 см. А если хольраум обвязать крепкой пеньковой веревкой, то можно вообще не переживать (идея моя, прошу не тырить)..

блин...

опять копия...
стираю и заменяю другим...

Что с оригинального вида пушками?


Я тут подумал-подумал и как бы мне эта идея как "художнику" не понравилась, но логика подсказывает что "штырь в стволе" только вреди. Ствол одного диаметра d без штыря и со штырем одной длины L совершают разную работу. При этом пушка "со штырем" совершит работу А меньшую, так как, при одинаковом давлении P ИЗМЕНЕНИЕ объема dV в пушке со штырем меньше в силу того что площадь давления - меньше:

A = P*dV=P*L*S=P*L*пи()*d²/4 - простая пушка

A = P*dV=P*L*S=P*L*пи()/4*(d² - d²₁) - пушка со штырем, где d₁ - диаметр штыря.

PSS> Так что не надо раньше времени на Стругацких наезжать
Да кто же на них наезжает? Напротив. Ошибка - гениальна. Я сам буквально "вырос на этом мифе"!

Теперь на штурм идет «Хиус».

Фотонная ракета «Хиус»... Как и любой инженер-ядерник, Быков был знаком с теорией фотонно-ракетного привода и с интересом следил за всем новым, что появлялось в печати по этому вопросу. Фотонно-ракетный привод превращает горючее в кванты электромагнитного излучения и таким образом осуществляет максимально возможную для ракетных двигателей скорость выталкивания, равную скорости света. Источником энергии фотонно-ракетного привода могут служить либо термоядерные процессы (частичное превращение горючего в излучение), либо процессы аннигиляции антивещества (полное превращение горючего в излучение). Преимущества фотонной ракеты над атомной ракетой с жидким горючим бесспорны и огромны. Во-первых, низкий относительный вес топлива; во-вторых, большая полезная нагрузка; в-третьих, фантастическая для жидкостной ракеты маневренность; в-четвертых...

 

На самом деле некоторые ошибки даже ценней некоторых правильно поставленных вопросов.
Вспомните Жюль Верна и других великих фантастов. Их ошибки, на которых "паразитировал" Яков Перельман в "Занимательной физике" и по-сути выросли целые поколения критически мыслящих людей!
Стругацкие просто ПРОДОЛЖИЛИ ПРЕКРАСНУЮ ТРАДИЦИЮ создавать расхожие мифы, разоблачение которых столь же прекрасно растит людей над собой.