Termonukleární reakce

Alchymista · Příspěvek od **Alchymista** » 16/12/2010, 01:23

jak velky je multiplikator populace neutronu v kazde generaci?
čo som našiel, je stredný počet neutrónov uvoľnených pri jednom štiepení jadra
235U 1.86
238U 2.07
239Pu 2.16
240Pu 2.21
252Cf 3.73

Tvoje poznámky k náloži, ako som ju popisoval, majú svoje opodstanenie - jadrové zbrane ma síce zaujímajú, ale ohľadne fyziky s tým spojenej mám medzery a mnoho vecí je "nie samozrejmých".

asija · Příspěvek od **asija** » 16/12/2010, 09:33

Ten multiplikator jsem myslel trochu jinak - kdyz mas kriticke mnozstvi stepneho materialu (resp. tvar, hustotu) tak kazda generace neutronu zpusobi prave tolik stepeni, aby v nich vznikl stejny pocet neutronu (multiplikator = 1.0).
tj. pokud jsou v reakci uvolneno prumerne 2 neutrony, pak pri kritickem mnozstvi jich polovina unikne aniz by zpusobyla stepeni. (celkovy multiplikator = multiplikator reacke * pravdepodobnost zachyceni = 2 * 0.5 )
kdyz mas nadkritickou hustotu unikne neutronu mensi procento a celkovy multiplikator je vetsi.
Zajima me tenhle celkovy multiplikator, ten udava jakysi "kontrast" mezi rychlosti horeni naloze v implodovane sfere a v neimplodovane. A dosazeni co nejrychlejsi a co nejvetsiho pomeru mezi temito je jednim z hlavnich cilu desingu stepne pumy.
Pokud je moc vysoky multiplikator v neimplodovane pume, puma se zahriva a palivo rychle degraduje pri skladovani.
Pokud je moc maly multiplikator v implodovane pume, tak neutronovy tok roste priliz pomalu na to, aby vetsi cast paliva vyhorela drive nez je rozptylena explozi.

PZN. ted sem si uvedomil ze ono to pri tom skladovani asi nebude tak strasne protoze je pri nem dutina v kouli vyplnena borovymi kulickami (nebo jinym neutrony pohlcujicim materialem) ktere se vyndaji az tesne pred odpalenim pri odjistovani. I kdyz nevim jestli takhle lze postupovat i u kompaktnich pum (treba delostreleckych, MIRV .... )

Alchymista · Příspěvek od **Alchymista** » 16/12/2010, 10:43

Už rozumiem - a neviem ani "orientačné" hodnoty.

stuka
Cár bomba - RDS-220, "Ivan", "Kuzkina mať"
http://www.youtube.com/watch?v=SJUtnclJwx8
exituje aj zostrih v lepšej kvalite, časť z neho je použitá napríklad v tomto videu - http://www.youtube.com/watch?v=HsEEsSYddb4
Zaujímavé a málo videné sú zábery z montáže bomby, kde vidno časť jej vnútornej konštrukcie

Stuka · Příspěvek od **Stuka** » 16/12/2010, 11:00

Alchymista, asija - jdou do takových technických detailú, kterým už moc nerozumím. Tak sem ještě přihodím něco o řízené fúzi pro méně technicky zdatné.

Ekolog · Příspěvek od **Ekolog** » 16/12/2010, 17:27

Video: http://www.youtube.com/watch?v=SJUtnclJwx8
Všimněte si relativně malé velikosti implozní nálože ve srovnání s "Tlustým mužem". Sekudární nálož je umístěna uprostřed válcového pouzdra.
Pokud by se na fóru našel odborník na sestavu jaderné bomby bylo by to velmi zajímavé. Bohužel jich asi u nás moc nebude a ti co znají moc neprozradí.
Jen podotýkám, že v implozní náloži je strikně používané Pu239, z důvodu nízké produkce vlastních neutronů. Je tak zabráněno především předdetonaci. Pokud v neimplodované náloži vznikne neutron je vysoká pravděpodobnost, že unikne ven, aniž by cestou rozštěpil další atom. Asi 10 štěpení/sec/kg. Ztráty hmoty nálože „vlastním“ hořením budou proto asi velice zanedbatelné. Vyšších izotopů plutonia se nepoužívá, dokonce jsou nežádoucí, z důvodu vysoké produkce vlastních neutronů a dále je jejich kritická hmotnost podstatně větší. Obsah vyšších izotopů ve zbraňovém Pu ukazuje tzv. Plutoniový vektor. Do cca 7 %. Pu240 cca 415 000 štěpení/sec/kg. Čili z Pu vyrobeného v Temelíně bombu nevytvoříte. A pokud ano, stejně jen pšoukne. Před neutrony přicházejícími z venku se pod trhavinu vkládá někdy vrstva absorberu neutronů.
Co je horší, jsou problémy s boostrováním pomocí D + T, kde T má poločas rozpadu 12,32 roků. Do středu nálože se injektuje při uvedení nálože do provozu. Přesný okamžik neznám. Směsný plyn je při skladování nutno měnit.
Dále, když byl v implozních náložích používán generátor neutronů aktivovaný rázovou vlnou, používalo se Polonia210 s poločasem rozpadu 138,376 dnů, což znamenalo jeho častou výměnu. A generátor se prý pěkně zahřívá. Cca 0,1 W tepelný výkon a průměr okolo 2 cm.
Jinak co jsem někde slyšel nebo četl, když montovali první bombu v červnu 1945, vlivem vlastního ohřevu, způsobeného rozpadovým teplem nálože a generátoru neutronů došlo k roztažení nálože tak, že ji nebylo možno zasunout do tamperu implozní nálože. Situace byla tak vážná, že bylo uvažováno o odpálení zkažené bomby. Opatrným chlazením ledovým vzduchem došlo ke smrštění plutonia, to se podařilo vyjmout a po předchozím zchlazení vlastní nálože se podařilo montáž úspěšně dokončit.

Stuka · Příspěvek od **Stuka** » 16/12/2010, 18:13

http://technet.idnes.cz/kufrikova-nukle ... chnika_NYV

Přečtěte si dnešní (EDIT: oprava - článek je z r. 2006) technet o kufříkových nukleárních bombách.
Zajímalo by mě, jak probíhá současný vývoj termonukleárních zbraní. Samozřejmě, že je to asi přísně tajné, ale určitě armádu fúze a její ohromný potencionál zajímá a neodložila ji bokem nebo ji nenechala "jenom" pro výrobu elektřiny.

asija · Příspěvek od **asija** » 16/12/2010, 18:24

Stuka > Jo, sem s tim

minuly tyden sem se docela zacetl to tematu moznosti vyuziti jaderne fuze pro pohon kosmicke lode. Kdybys k tomu mela neco zajimaveho ....

Ekolog >
Pokud ti dobre rozumim tak retezova reakce v stepne pume neni iniciovana vlastnimi neutrony spontalne vznikajicimi rozpadem plutonia (jak jsem si doted myslel), ale vpodstate vylucne neutrony z externiho zdroje (Polonia, tritia), ktere jsou az sekundarne namnozeny pruchodem plutoniem (?).

To mi ale pak nejde do hlavy jakto ze je kriticka hmotnostr Pu239 tak mala, protoze kriticka hmotnost se udava pro mnozstvi latky stepene vlastnimi spontalne uvolnovanymi neutrony.
proc je kriticka hmotnost jinych izotopu plutonia vetsi, kdyz produkuji vice vlastnich neutronu jak spontalnim rozpadem tak pri stepeni? To mi nejak nejde dohromady (hustota je stejna, a vlastni neutronovy tok vyzsi)

Co je zdrojem neutronu "prichazejicich z venku", bezne v prirode se moc neutronove radiace nevyskytuje, je jejich zdrojem tedy uranovy plast cele pumy a plutoniovy prut v vodikove pume (tomu bych veril ze ty nestoji zato izotopove cistit)

jinak

generátor neutronů aktivovaný rázovou vlnou

To funguje jak?

cover72 · Příspěvek od **cover72** » 16/12/2010, 18:25

Ten článek mi připadá jako dost velký blábol, resp. typický novinářský "doomsaying" a'lá "když se nebudete bát a poslouchat, všichni bídně zhynete".
Studenti fyziky že by dokázali podomácku vyrobit jadernou bombu? No to snad ne.

asija · Příspěvek od **asija** » 16/12/2010, 18:34

btw. pokud tu jeste nekdo nevidel
Trinity And Beyond: The Atomic Bomb Movie (Video 1995)
http://www.imdb.com/title/tt0114728/
tak vrele doporucuju
ale vzhledem k tomu ze tu porad linkujete youtube sestrihy z toho filmu tak to tu asi vetsina lidi uz videla.

dalsi zajimave filmy
Atomic Journeys: Welcome to Ground Zero (Video 1999)
http://www.imdb.com/title/tt0205754/
Nukes in Space (Video 1999)
http://www.imdb.com/title/tt0206179/
Nuclear Dynamite (2000)
http://www.imdb.com/title/tt0266809/
vsechny ty filmy se mi dost libyly ale Trinity And Beyond je vyrazne nejlepsi
jak faktograficky, tak umelecky (ten sestrih, hudba ... prislo mi to skoro jak nejake drama od Kubrika nebo Linche)

Ionor · Příspěvek od **Ionor** » 16/12/2010, 18:37

Stuka: podľa zverejnených informácii majú napr. najnovšie hlavice do amerických medzikontinentálnych ponorkových striel skalovateľný účinok (min. 2kt), čo vďaka kruhovej odchylke pod 120m pre dnešné medzikontinentálne strely umožnuje redukovať radioaktívny spád. De facto to začína byť zbraň vysoko použiteľná aj v dnešnom politickom rozpoložení a to nielen na odstrašovanie, keďže sa ich reakčnej dobe zatiaľ nevyrovná žiadne lietadlo.

Mimoto prebiehajú experimenty zo spúštaním termonukleárnej reakcie pomocou laseru čo má taktiež veľký potencial pre zníženie radioaktívneho spádu, vývoj fúznej hlavice ktorá by mohla byť použitá bez strachu s trvalých následkov pritom predstavuje veľké nebespečenstvo pre mier kedže umožnuje novú formu Blitzkriegu...

asija · Příspěvek od **asija** » 16/12/2010, 18:45

cover72 > tak ono dost zalezi co chceme nazyvat jadernou pumou. Kdyz by se sudent fyziky dostal k nejake rozpustne soli 90% U235, par litrum tezke vody a kadmiove trubce, verim ze by z toho nejake blafnuti (aspon jak rucni granat) bylo (a hlavne spousta radiace).

ale jinak myslim ze si rozumime, rozhodne bych se bal spise toho co si muze kazdy student chemie koupit v drogerii

Ionor > nevim jestli miniaturazace jadernych pum je zrovna cesta k snizovani radioaktivniho spadu

Ionor · Příspěvek od **Ionor** » 16/12/2010, 18:58

Pokiaľ hlavica ktorá môže vyvynúť silu v stovkách kt použije slabší mód ktorý vyvynie silu radovo v kt rozprášený radioaktívnehy materiálu bude stejny, ale plocha zamorenia nižšia.

Stuka · Příspěvek od **Stuka** » 16/12/2010, 19:36

Asija:tematu moznosti vyuziti jaderné fuze pro pohon kosmicke lode.
Pokud vím, pracuje se na iontových motorech založených na plazmě jako např.Helicon Double Layer Thruster. Jako palivo by mohl být vodík, helium a deuterium s generátory na jadernou energii.
Zkoumá se i antihmota, laserový pohon, solární plachty.
Jaderná fúze jako pohon je věcí vzdálenou. Ještě není vyřešen problém jejího využití pro výrobu elektřiny. A když bude, zařízení se musí miniaturizovat a upravit pro účel pohonu, což přináší spoustu problémů.

Ekolog · Příspěvek od **Ekolog** » 16/12/2010, 19:52

Pro Asija:
Kritické množství Pu239 je cca 10 kg. Pokud použiji reflektor neuronů, zpravidla wolfram karbid či podobný materiál a část neutronů vrátím do středu (reakce), pak snížím velikost kritu asi na 5-6 kg. Uvádí se i méně, a to u moderních náloží s pokročilou konstrukcí, kde je možno dosáhnout vysoké komprese. Přesná čísla neznám. U235 dosahuje cca 52/15 kg a je použitelný v dělovém spojení. Pu není možno použít v dělovém spojení, neboť to je příliš pomalé a došlo by k předdetonaci.
Co se týká velikosti kritickým množství, mám k ruce tyto údaje:

uran235 52 kg
plutonium239 10 kg
plutonium240 40 kg
plutonium241 12 kg
plutonium242 75–100 kg

Proč tomu tak je nevím. Domnívám se, že to má spojitost s aktivním poloměrem záchytu neutronů, který se liší u jednotlivých izotopů.
Jinak v termonukleátní zbrani se jako sekundární roznětka používá plutoniová trubka. Menší spotřeba Pu, lepší možnost stlačení na kritickou geometrii při sekundární kompresi. Uprostřed štítu (U238) v čele sekundární nálože bývá otvor, kterým pronikne proud iniciačních neutronů z primární nálože.
Jinak generátor neutronů je naprosto zásadní součást implozní nálože. Bez něj to nefunguje. V okamžiku maximální komprese implozní nálože je nutno zajistit masivní injekci neutronů. To je zajištěno rázovou vlnou imploze nebo vnějším generátorem neutronů.
K článku: Pu je jedním z největších jedů v přírodě. LD50 činí řádově tisíciny miligramu. Je pyroforické, obrábění a slévání je nebezpečná věda. Viz průšvihy v nukleárních laboratořích. Uděláte malou chybu při manipulaci a hned uvidíte Čerenkovo záření. (Viz Slotin či Daghlian a další). A Pu není k sehnání. Nedovedu si představit, jak by si amatér, pokud by měl k dispozici cca 100 000 000 Kč na 6 kg plutonia poradil s technologií jeho zpracování. Pokud by to dokázal, zvládne to potom i každý stát a skupiny teroristů.
A pokud bych chtěl vyvolat menší pšouk, asi bych šel jinou cestou, a to přes chemické trhaviny. Dají se pořídit docela snadno i amatérsky.

jersey.se · Příspěvek od **jersey.se** » 16/12/2010, 20:00

Stuka: Dokud nebude k dispozici zcela nový pohled na fyziku umožňující přesuny mimo současné chápání prostoru a času, budou reaktory určené k pohonu na palubách kosmických lodí vcelku užitečné jako upálení se Jana Palacha. Tedy možná upoutají pozornost, možná někoho i nasměrují k myšlení vhodným směrem (i když spíše nikoliv), ale to bude tak všechno. Z hlediska cestování v mezihvězdném prostoru je totiž vše co mnohokrát nepřekoná ekvivalent rychlosti světla ve vztahu k délce lidského života zoufale pomalé a v případě letů ve Sluneční soustavě narážíme nutně na problémy zrychlení, které iontové a jim podobné dnes známé motory budou mít vždy velmi nízké. Ano, pro lety k Marsu by výrazně pomohlo kdyby bylo možné aby kosmická loď polovinu cesty zrychlovala s násobkem 1G a přibližně celou druhou by se stejným zrychlením zpomalovala. Jenže tak účinné motory, které by něco podobného při rozumné spotřebě pracovní látky dokázaly si dnes neumíme ani představit, natož abychom se je pokoušeli vyvíjet. Solární plachetnice patrně nikdy neprorazí - příliš velké materiálové nároky a malý zisk, laserový pohon naráží na malou účinnost a dosah, případně na nutnost objektu nacházet se v atmosféře (ne u všech systémů) a antihmota naráží na hranice skutečné vědy nebo minimálně reálné použitelnosti a přínosu a sci - fi.

asija · Příspěvek od **asija** » 16/12/2010, 20:26

Stuka > Ano jedna se o vec vzdalenou, ale to spise proto ze vzdalena je doba kdy bude ve vesmiru dost rozvinuta civilizace aby to stalo za to, paradoxne mnoho zarieni pro jadernou fuzi muze byt snadnejsi konstruovat ve vesmiru nez na zemi. Typicky priklad - Tokamak, efektivita tokamaku vyrazne rozste s jeho objemem, nejvetsi naklady pritom tvori naklady na vakuovou aparaturu dostatecnych rozmeru a chlazeni supravodivych civek. Ve vesmiru je Ultra-high-vaccum a teplota kolem 3 kelviny uplne zadarmo. Pri rozmeru tokamaku nekolik stovek nebo tisic metru by si mohl vystacit s podstatne slabsim magnetickym polem (resp. nizsi hustotou plazmy) a mensimi stratami tepla, nejspise by takovy vesmirny tokamak ani nepotreboval zadne pevne steny, takze by asi nepotreboval tolik nakladnych teplenych stitu a superslitin, a jeho plazma by se nekontaminovala tezkymi kovy ktere zpusobuji vyrazne zvyseni tepelnych strat kvuli brzdnemu zareni.
Podobne plati i pro tebou zminovany Fusor/Polywell.
Dalsi moznosti, jako laserova fuze nebo impact-fuze (zpusobena dapadem elektromagneticky urychleneho projektilu) je taky snadnejsi realizovatelna ve vesmiru

(ale ano, priznavam, nechavam se ted unaset fantazii

)

jersey.se > O mezihvezdnem cestovani sem vubec mluvit nechtel. Ale pokud se kdy rozvine nejake vesmirne hospodarstvi ve slunecni soustave, je jaderny pohon prakticky jednina ekonomicka a vykona alternativa kterou si dnes umime predstavit.

kopapaka · Příspěvek od **kopapaka** » 16/12/2010, 22:39

asija píše:(ale ano, priznavam, nechavam se ted unaset fantazii Very Happy )

Jen se nechej unášet, problém využití kosmického prostoru ( a způsoby toho využití ) je dnes asi na takové úrovni jako letectví v roce cca 1913, tehdy lítalo " pár " nadšenců, armády využívaly víceméně jen pozorovací balóny...
Problém je kde vzít ten přelom, jakým tehdy byla válka, ale bez té války...
Ono by stačilo zlevnit dopravu tam nahoru, tak 10x -100x

a ostatní přijde samo...

Rosomak · Příspěvek od **Rosomak** » 16/12/2010, 23:15

Kdysi jsem četl o nějakém zajímavé českém projektu, kdy první část výtahu byla zavěšena na supravodičích (dnes se umí vyrábět vysokoteplotní supravodivé pásky) nad místem s největší hustotou magnetického pole Země (někde v Indonésii), takže by to celý projekt zlevnilo a přepravu zjednodušilo (nebyla by potřeba tak dlouhé vyrovnávací lano), lano bylo z materiálu na vlasce.
Projekt Slunečník nebo tak nějak...

Stuka · Příspěvek od **Stuka** » 17/12/2010, 09:33

Jersey.se - tiež mi to nedá nenapísať k tomu, čo si nadhodil, svoj názor. Áno, vzhľadom na obrovské priestory vo vesmíre je i dosiahnutie rýchlosti svetla pomalé, neberúc do úvahy to, že k jej priblíženiu máme riadne ďaleko. Je jasné, že týmto smerom - vývojom pohonu motora -cesta nevedie. Pokiaľ sa človeku raz podarí cestovať vesmírom tak len s pomocou zakrivenia priestoru alebo nejakou inou skratkou.
Okrem toho, dochádza k stagnácii (od 20.7.1969 sa žiaden väčší a významný výlet človeka do vesmíru neuskutočnil). Na to, že sme kedysi snívali, že v 21.storočí budeme lietať do vesmíru, je to smutná bilancia. Peniaze sa vkladajú nesprávnym smerom a výskum vesmíru tým trpí. Verím aj tomu, že keby niekto prišiel na možnosť ako ľahko a lacno získať energiu, tak dokiaľ budú zásoby ropy a lobistické skupiny z nej žijúce, tak sa tento objav ututlá a utají, len aby sa ešte nabalili.
Čo sa týka antihmoty, vidím, že si možno niektorí z vás myslia, že ide o sci-fi. Alebo nemajú dôveru v jej skúmanie.
Keď sa vysporiadam s fúziou - ešte robím na doplnenie tohto článku - tak môžem napísať niečo o antihmote.

A nebude to sci-fi poviedka.

Inak neskutočne som potešená záujmom, ktorí môj článok vyvolal. Vidím, že tu na Paľbe je veľa ľudí, ktorých zaujímajú široké oblasti a dokonca sú tu aj fyzici, čo ma nesmierne teší. Bez fyzikov a matematikov a počítačových expertov nie je v dnešnej dobe možný (aspoň ja si to myslím) vývoj v žiadnej oblasti - a o armádnej výstroji, výzbroji a technike - to platí dvojnásobne.

jersey.se · Příspěvek od **jersey.se** » 17/12/2010, 09:42

Zájem je skutečně velký a těším se na pokračování. Ohledně využití antihmoty - netvrdím že patří pouze do oblasti sci-fi, ale že náklady na její výrobu a uchování jsou takové že pro ní nemáme a v dohledné době nebudeme mít praktické vyžití. Měl jsem profesora fyziky který rád zacházel do extrémů současné vědy, takže možná časem dle poznámek z jeho hodin napíšu něco o "zastaveném světle", entanglovaných částicích a provedené teleportaci atomu.