А как же оно тикает?

Цитата: slavae от 14.08.2017 20:28:23А теперь вспоминаем о том, что плутоний нужно периодически чистить, потому что он активничает. В зависимости от качества очистки опять-таки меняется состав элементов. После третьей чистки изотопные пропорции тоже изменятся так, что никакие реакторы не вычислишь.

Не правильные рассуждения.

Соотношение изотопов 239/240/242 практически не изменяется вследствие большого периода полураспада. Отсюда легко вычисляется первоначальная концентрация 238 и 241. Никакая чистка соотношение изотопов плутония не изменит.

Цитата: slavae от 14.08.2017 20:28:23А можно ещё подмешивать, чтобы изменить пропорции.

Подмешивание даже небольшого количества "реакторного" плутония идентифицируется резким, непропорциональным, увеличением содержания "тяжёлых" изотопов плутония и трансплутониевых элементов.

Цитата: slavae от 14.08.2017 20:28:23Ещё например, что приходит в голову - заряд может взорваться несимметрично, бОльшая часть непрореагировавшего материала полетит в одну сторону, меньшая - в другую. Опять-таки получается неравномерность облучения нейтронами. Да там десятые доли процентов, думаю, даже замечать никто не будет после этого.

Не симметрично, заряд может только "чихнуть" с мизерным выхлопом.

Цитата: Юрий Аникин от 20.08.2017 10:06:11думаю, и "шипучки" хватило бы сравнять пару кварталов вместе с попрыгунчиком ГГ.

"Шипучка" - это когда имплозия идёт правильно, но сразу после прохождения границы критмассы начинается цепная реакция. Чисто вероятностный процесс, ну произошёл акт спонтанного распада именно в этот момент и побежали шальные нейтроны. Как только её энерговыделение сравняется (плюс-минус лапоть) с энерговыделением взрывчатки, обжатие сменится расширением, а после прохода границы критмассы в противоположную сторону реакция прекращается. При нарушении формы заряда критмассы скорее всего вообще не образуется, а заряд при прохождении ударной волны просто сменит фазу рассыпаясь порошком.

UPD. Ходят грязные слухи, что одно из предназначений зарядов эллипсоидной формы - сделать невозможной имплозию даже при строго синхронном подрыве. Только с запрограммированными и прошитыми в предохранительных устройствах задержками. Но это так, на уровне конспирологии.

Цитата: Senya от 20.08.2017 10:19:51"Шипучка" - это когда имплозия идёт правильно, но сразу после прохождения границы критмассы начинается цепная реакция. Чисто вероятностный процесс, ну произошёл акт спонтанного распада именно в этот момент и побежали шальные нейтроны. Как только её энерговыделение сравняется (плюс-минус лапоть) с энерговыделением взрывчатки, обжатие сменится расширением, а после прохода границы критмассы в противоположную сторону реакция прекращается. При нарушении формы заряда критмассы скорее всего вообще не образуется, а заряд при прохождении ударной волны просто сменит фазу рассыпаясь порошком.

UPD. Ходят грязные слухи, что одно из предназначений зарядов эллипсоидной формы - сделать невозможной имплозию даже при строго синхронном подрыве. Только с запрограммированными и прошитыми в предохранительных устройствах задержками. Но это так, на уровне конспирологии.

Если на пальцах, то задача квазисферического обжатия в артиллерийском снаряде с его несферической геометрией решена так:
Плутоний обкладывают слоями взрывчатки с разной скоростью волны детонации.  по оси снаряда волна бежит медленно, по периферии быстрее, да еще вдобавок фронт искривляется, так что в конце плутоний сжимают почти сферически.

Цитата: Dobryаk от 20.08.2017 10:38:48Если на пальцах, то задача квазисферического обжатия в артиллерийском снаряде с его несферической геометрией решена так:
Плутоний обкладывают слоями взрывчатки с разной скоростью волны детонации.  по оси снаряда волна бежит медленно, по периферии быстрее, да еще вдобавок фронт искривляется, так что в конце плутоний сжимают почти сферически.

тут сомнений вроде и не было. Это необходимо соблюсти и для сферического заряда. Даже если есть несколько десятков точек детонации, для получения строго сферической волны нужны были свои хитрости.
Но "было высказано мнение"^тм (возможно Мимохожим, не помню), что современный заряды делаются так, чтобы при строго синхронном подрыве всех детонаторов просто распылять плутоний. И если для сферического заряда даже с технологическими возможностями крупных корпораций хотя бы теоретически можно ободрать чужую взрывчатку и просчитать собственную конструкцию, то для эллиптического нужно знать столько же, сколько изготовитель.

Цитата: Юрий Аникин от 20.08.2017 11:00:04Я по наивности своей думал, что тот самый первый, спонтанный, нейтрон наличествует, условно говоря, всегда и во все объеме. Ну то есть всегда имеется такое себе нейтронное польце. И когда критмасса пройдена - цепная реакция стартует тут же, но взрывчатка успевает ужать до нужных размеров прежде чем реакция разойдется во всю ширь.    
А тут получается, насколько я понял Сеню, спонтанный нейтрон так редок, что взрывчатка успевает обжать плутоний до его появления?

У чистого Pu239 порядка 10 спонтанных делений в секунду на килограмм. Учитывая скорость этих нейтронов порядка 2000 км/с, через десяток наносекунд они покинут объём. Окна между их появлениями в районе десятков миллисекунд. На обжатие (внешние слои, метаемые со скоростью несколько км/с, должны пройти несколько миллиметров) уходит порядка нескольких микросекунд, в 10 000 раз меньше. Вероятность, что мы нормально уложимся в окно близка к единице.
Но обязательно есть ещё и Pu240 с его 420 000 спонтанных делений на килограмм. Если в исходной смеси его всего 1%, окно уменьшается до сотен микросекунд. Больше - пропорционально ещё сжимается. Если мы попали в промежуток, сжатие без помех, а в конце нейтронный источник даёт импульс порядка 10^12, и спонтанные нейтроны больше никого не волнуют. Если нам не повезло, и спонтанный нейтрон появился на этапе сжатия, чем ближе к концу - тем меньше влияние, чем ближе к началу - тем меньше полное энерговыделение вплоть до шипучки.

Цитата: Юрий Аникин от 20.08.2017 11:00:04Погодите Добряк, подтвердите, пожалуйста, предыдущее сообщение от Сени:


Я по наивности своей думал, что тот самый первый, спонтанный, нейтрон наличествует, условно говоря, всегда и во все объеме. Ну то есть всегда имеется такое себе нейтронное польце. И когда критмасса пройдена - цепная реакция стартует тут же, но взрывчатка успевает ужать до нужных размеров прежде чем реакция разойдется во всю ширь.    
А тут получается, насколько я понял Сеню, спонтанный нейтрон так редок, что взрывчатка успевает обжать плутоний до его появления?

Нейтроны "впрыскиваются" инициатором, который должен устроить "плевок" прежде чем будет раздавлен — одних спонтанных нейтронов маловато для полноценного запуска цепной реакции. 

Смысл критмассы в том, чтобы нейтроны не смогли бездарно улететь из заряда, что они и делают, если обжатие не полное.  

К черту двойки. Вся игра на разнице двух скоростей. 

Скорость звука дает масштаб скорости обжатия — это 10 км/с. У нейтрона с энергией в несколько МэВ скорость 15  000 км/с, так что с точки зрения нейтрона вещество в процессе обжатия как-бы и не движется — разница в скоростях в тыщу раз. Вот с этой тыщи процентов бомбоделы и зарабатывают на хлеб с маслом и икорочкой.

Хорошо обжатый заряд имеет радиус в несколько сантиметров. Нейтрон с указанной выше скоростью пролетает это до следующего акта цепной реакции за доли наносекунды.  Для хорошего кпд заряда, с точностью до тех же двоек, желателен каскад в эдак полста-сотню последовательных цепных реакций, т.е., это времена в десятки наносекунд.  

При 10 км/с это смещения в миллиметры.  Т.е., до разбухания на сантиметры имеется еще порядок, и цепные реакции могут продолжаться до сотен наносекунд.

Дальше можно долго размышлять, сколько нейтронов улетит впустую с поверхности заряда. Число этих сотен наносекунд зависит именно от этой утечки, которая растет с разбуханием.  Улетит много, так что число каскадов я скорее всего занизил, но это совсем неважно.  

Сравните с любимым учебником бомбодела и вы найдете там цифры именно этого порядка величины, так что счет в уме даже без конторских счетов дает вполне удовлетворительный ответ.

Цитата: Юрий Аникин от 20.08.2017 11:53:56А как делают нейтронный импульс?

Как рентгеновская трубка в медицинском кабинете - электроны разгоняются напряжением в несколько киловольт, бьют в мишень.
Только здесь напряжение должно быть сотню киловольт, разгоняют не электроны, а ядра дейтерия, а мишень содержит тритий (в виде гидрида). При удачном попадании не просто выделяется энергия в виде тормозного излучения, а происходит настоящая термоядерная реакция с выходом нейтрона. Миллиграмм дейтерия уже 3*10^20 ядер. Пусть сработает каждое стомиллионное - уже достаточно.

Цитата: Senya от 20.08.2017 10:49:21 тут сомнений вроде и не было. Это необходимо соблюсти и для сферического заряда. Даже если есть несколько десятков точек детонации, для получения строго сферической волны нужны были свои хитрости.
Но "было высказано мнение"^тм (возможно Мимохожим, не помню), что современный заряды делаются так, чтобы при строго синхронном подрыве всех детонаторов просто распылять плутоний. И если для сферического заряда даже с технологическими возможностями крупных корпораций хотя бы теоретически можно ободрать чужую взрывчатку и просчитать собственную конструкцию, то для эллиптического нужно знать столько же, сколько изготовитель.

При эллиптической форме наверное можно добиться различной длиной детонационных дорожек. Но и при сферической форме тоже не просто симметрично обжать. О хитростях детонации:

Цитата...чтобы сберечь нейтроны, надо и при взрыве хоть и уменьшить радиус сборки, но сохранить ее благородную форму шара, для чего подорвать слой взрывчатого вещества одновременно по всей его внешней поверхности, обжав сборку равномерно со всех сторон. Для этого служит детонационная разводка из поликарбоната - также в форме шарового слоя, плотно прилегающего к заряду взрывчатки.
Для инициирования в трех точках вспоминаем планиметрию (правда, у нас поверхность не плоская, а сферическая, но - пойдем на такое упрощение): через три точки можно провести окружность одного-единственного радиуса (в центр ее и поместим детонатор), делать засечки произвольным радиусом уже нельзя. Для четырех точек - следующая ступень усложнения: одну из них (ближайшую к детонатору) придется соединять с детонатором не прямой, а ломаной канавкой, чтобы обеспечить равное с остальными тремя время пробега детонации.

Рис. 3.10. Слева - элемент детонационной разводки. Справа - детонационная линза, состоящая из взрывчатых веществ с разной скоростью детонации (у внешнего слоя она выше). Форма зарядов подобрана так, что если инициировать этот конус на вершине, то к его основанию придет детонационная волна сферической формы
А если точек - несколько десятков, да еще они должны равномерно покрывать всю сферическую поверхность заряда? Такая задача решается с применением методов геометрии Римана. Элемент разводки выглядит как на рис. 3.10, и не на всяком станке, даже - с числовым программным управлением, его можно изготовить, зато применение разводки позволило существенно уменьшить диаметры зарядов, по сравнению с первыми образцами, в которых для тех же целей использовались детонационные линзы. Кроме того, для заряда с разводкой необходимы всего несколько электродетонаторов в специальных, плоских розетках (рис. 3.11), в то время как для каждого "линзового" заряда их требуются десятки.
…Как-то автору потребовалось сформировать сходящуюся к оси цилиндрическую волну. Конечно, восемь использованных им электродетонаторов не были "товарами народного потребления" из тех, что используют в забоях и штреках. Все восемь были соединены последовательно, но, несмотря на то, что запускающий их импульс максимально форсировали, данные скоростной съемки показали, что они не сработали одновременно (рис. 3.13). Для устройства автора такое катастрофой не явилось: исследуемое явление не было очень уж чувствительно к симметрии сжатия. Ядерный заряд в аналогичной ситуации слегка "недодал" бы энерговыделения: отклонение формы сборки от шаровой увеличило бы потери нейтронов.

Источник

Цитата: Юрий Аникин от 20.08.2017 11:53:56Век живи, век учись.
А как делают нейтронный импульс?

Нейтронные генераторы разработки ВНИИА имеют уникальные характеристики:

• нейтронный выход до 10¹¹ нейтр./с;
  


• длительность импульсов излучения от 0,01 мкс до 10 мс;
  


• частоты повторения импульсов от одиночных до 10 кГц.
  

Эти источники нейтронов, выйдя из ядерных боеприпасов, успешно применяются в народном хозяйстве, а именно:

• каротаж нефтегазовых и урановых скважин;
  


• обнаружение и идентификация отравляющих и взрывчатых веществ;
  


• нейтронная терапия;
  


• нейтронная радиография и томография;
  


• исследования по физике ядерных реакторов и критсборок;
  


• обнаружение и контроль содержания ядерных материалов.
  

А принцип действия можно почитать тут: ИМПУЛЬСНЫЕ НЕЙТРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ВНИИА НА ОСНОВЕ ПЛАЗМЕННОГО ФОКУСА

Цитата: Юрий Аникин от 20.08.2017 12:35:48У меня потихоньку складывается впечатление, что Бомбу могла бы сделать даже какая-нибудь Словения, будь у нее из чего ее делать:)

Да. Наверное это так. Контроль над делящимися материалами, контроль над прецизионной управляющей электроникой (лет 30 назад "пикосекундные конденсаторы" вполне себе назывались компонентами для изготовления ЯО), контроль над технологиями носителей (сделать можно, но в первом приближении будет масса несколько тонн, как у американцев в 1945). Насколько долго можно удержать? Не знаю. Навечно точно не получится.

Цитата: Юрий Аникин от 20.08.2017 12:58:04А, кстати. Я пропустил, где Ким достал материал, неужели у него свои обогатительные мощности?

Он свой оружейный плутоний на своих реакторах нарабатывает (там вся фишка иметь возможность вытащить и переработать "стержень"-ТВЭЛ, когда Pu239 из U238 уже получилось заметное количество, а Pu240 из Pu239 наработалось немного). Кто дал ему технологии - существуют бо-о-ольшие разногласия, я даже гадать не буду.

Цитата: Юрий Аникин от 20.08.2017 13:12:19Да нет я в курсе, конечно, за получение оружейного плутония. Но что бы реакторы работали все таки нужен обогащенный уран, из какой тумбочки Ким его берет?

Есть свои месторождения, мощности по обогащению.
Сугубо официально: http://svr.gov.ru/material/2-13-10.htm

Цитата: Юрий Аникин от 20.08.2017 13:12:19Да нет я в курсе, конечно, за получение оружейного плутония. Но что бы реакторы работали все таки нужен обогащенный уран, из какой тумбочки Ким его берет? Если ему его дает какой-нибудь Китай, то почему пиндосы не рвали волосы с попы по этому поводу?

Первый свой плутоний все нарабатывали на уран-графитовых реакторах, где достаточно природного урана. Такой наработчик у чучхэйцев есть.

Опять поиграем в числа, игнорируя двойки. В 10 кило плутония всего 1/25 числа Авогадро, т.е., 2.5е+22 атомов.  Источник нейтронов впрыскивает около е+10  нейтронов. Чтобы как-то "охватить"  весь плутоний, надо число нейтронов размножить в 2.5 е+12 раз. Если каждый захваченный нейтрон после деления скушавшего его ядра даст 1+х  полезных нейтронов, то нужен каскад из N поколений, где число поколений можно грубо оценить из  (1+х)^N  = 10^0.4Nх  =  2.5 е+12 , т.е., 
N = 31/х 
 
Чем мы жаднее по ядерному материалу и чем ближе к предельно возможной критмассе, тем больше роль утечки нейтронов с поверхности и тем меньше эта "полезность" х. В бесконечно большом ядерной заряде она была бы почти полтора, в реале речь о нескольких десятых. Точные числа мне не докладывали.  Вот Вам и числа поколений, о которых я писал.
  
Вдогонку важная поправка от Дяди Васи:

Выше я бездарно принял 10 кило за 10 граммов и занизил количество чисел Авогдаро в тыщу раз. Не буду заметать следы, а просто скажу, где правильная цифирь: надо число нейтронов размножить в 2.5 е+15 раз, и тогда будет N = 39/х, что меняет общую картину не столь существенно.
 

Цитата: Senya от 20.08.2017 12:22:13Как рентгеновская трубка в медицинском кабинете - электроны разгоняются напряжением в несколько киловольт, бьют в мишень.
Только здесь напряжение должно быть сотню киловольт, разгоняют не электроны, а ядра дейтерия, а мишень содержит тритий (в виде гидрида). При удачном попадании не просто выделяется энергия в виде тормозного излучения, а происходит настоящая термоядерная реакция с выходом нейтрона. Миллиграмм дейтерия уже 3*10^20 ядер. Пусть сработает каждое стомиллионное - уже достаточно.

Во, напомнили. В книжке А.Б. Прищепенко "Шелест гранаты" описывается устройство такого нейтронного источника, и делается оговорка, что, мол, настоящим термоядерным синтезом происходящую там реакцию считать нельзя. Я запомнил, потому что не понял почему, и ещё хотел спросить на "Как оно тикает", но забыл.
Лучше цитату из книжки приведу.

ЦитатаВсе происходит в вакуумной нейтронной трубке (рис. 2.9). Между насыщенной тритием мишенью (катодом) 1 и анодным узлом 2, прикладывается импульсное напряжение в сотню тысяч вольт. Когда напряжение максимально, необходимо, чтобы между анодом и катодом оказались ионы дейтерия, которые и требуется ускорить. Для того служит ионный источник. На его анод 3 подастся «поджигающий импульс» и разряд, проходя по поверхности насыщенной дейтерием керамики 4, образует ионы (дейтоны, D). Поджигающий импульс должен быть сформирован в строго определенный момент времени: чуть раньше, чем ускоряющее напряжение достигнет максимума, потому что дейтонам требуется несколько десятых долей микросекунды, чтобы, продрейфовав внутри анодного узла, оказаться в ускоряющем промежутке. Ускорившись, они бомбардируют мишень, насыщенную тритием (Т), в результате чего образуются нейтроны (п) и альфа-частицы:
D + Т → Не⁴ + n + 17,6 МэВ

Рис. 2.9. Схема питания нейтронной трубки
По составу частиц, и даже по энергетическому выходу эта реакция идентична синтезу — процессу слияния легких ядер. Синтезом происходящее в трубке в 50 годах считали многие, но позже выяснилось, что это реакция другого класса — «срыва»: либо протон, либо нейтрон (из которых состоит ион дейтерия, разогнанный электрическим полем) «увязает» в ядре мишени (трития). Если «увязает» протон, го нейтрон «отрывается» и становится свободным.

Собственно и вопрос: а в чём разница?

Цитата: Alexxey от 20.08.2017 14:58:15Во, напомнили. В книжке А.Б. Прищепенко "Шелест гранаты" описывается устройство такого нейтронного источника, и делается оговорка, что, мол, настоящим термоядерным синтезом происходящую там реакцию считать нельзя. Я запомнил, потому что не понял почему, и ещё хотел спросить на "Как оно тикает", но забыл.
Лучше цитату из книжки приведу.
Собственно и вопрос: а в чём разница?

По аналогии с "цепной ядерной реакцией" встречался термин "цепной термоядерный синтез", хотя мне он очень не нравится и я вообще не понимаю, как он образован. Но смысл, что термоядерная реакция поддерживается за счёт внешних условий (температура, давление), которые в том числе обеспечиваются и энерговыделением реакции синтеза. В нейтронном источнике энерговыделение порядка единиц джоулей и ни на что не влияет. В этом смысле термоядерный синтез там не идёт. Но - реакция слияния ядер дейтерия и трития с образованием ядра гелия (альфа-частицы) и нейтрона - самая что ни на есть честная.

Цитата: Dobryаk от 20.08.2017 14:22:35В 10 кило плутония всего 1/25 числа Авогадро, т.е., 2.5е+22 атомов.

Немножко поправлю.

Всё таки, число Авогадро указывает на число атомов в грамм-атоме вещества. А атомный вес любимого плутония - 239.
Стало быть 10 кило, ни много ни мало 42 г-атома или 2,5*10²⁵ атомов.

Ну, и далее по тексту.

Цитата: ДядяВася от 20.08.2017 19:46:05Немножко поправлю.

Всё таки, число Авогадро указывает на число атомов в грамм-атоме вещества. А атомный вес любимого плутония - 239.
Стало быть 10 кило, ни много ни мало 42 г-атома или 2,5*10²⁵ атомов.

Ну, и далее по тексту.

Cпасибо, дядя Вася! Было временное помутнение разума. Килограммы принял за граммы. Принципиально оценок это не меняет.

Цитата: Senya от 20.08.2017 15:21:47По аналогии с "цепной ядерной реакцией" встречался термин "цепной термоядерный синтез", хотя мне он очень не нравится и я вообще не понимаю, как он образован. Но смысл, что термоядерная реакция поддерживается за счёт внешних условий (температура, давление), которые в том числе обеспечиваются и энерговыделением реакции синтеза. В нейтронном источнике энерговыделение порядка единиц джоулей и ни на что не влияет. В этом смысле термоядерный синтез там не идёт. Но - реакция слияния ядер дейтерия и трития с образованием ядра гелия (альфа-частицы) и нейтрона - самая что ни на есть честная.

Термин "цепной термоядерный синтез" как то не попадался, да и в кратком гуглении ничего не обнаружил.
Вообще термин, и соответственно, сами цепные реакции появились задолго до ядерных. Читаем в ВИКИ

ЦитатаЦепная реакция в химии — реакция, в ходе которой исходные вещества вступают в цепь превращений с участием промежуточных активных частиц (интермедиатов) и их регенерацией в каждом элементарном акте реакции.

Всё то же и для цепных ядерных реакций, только роль интермедиатов в ядерной реакции играют нейтроны.
В термояде, таких частиц, принципиально нет. Да и в мюонном катализе, механизмы другие. Поэтому его и называют катализом.

А по что обижают нейтронные трубки, непонятно. Оттого, что электричеством частицы разгоняют а не температурой, не повод.
 В таком случае и инерциальный термояд и магнитные ловушки, в настоящее время, термоядом назвать нельзя, т.к. до положительного (в смысле превышения над затратами) нам так же далеко. 

Цитата: Zkvxz от 25.08.2017 14:30:51Сегодня на Армии-17 подходит к нашему стенду человек. Порасспросил о продукции, то да се, взял каталогов, сувенирку и в качестве алаверды дарит книгу. Йа как увидел хто автор, то сразу с расспросами на него накинулся об РЧЭМИ, СЯС а так же ТЯО...
 Короче, теперь у меня с авторской подписью книга Прищепенко "Шипение снарядов" 
П.С. Не смог удержаться, шоб не похвастаться 

Читаем книгу здесь
http://www.rulit.me/…069-4.html

Цитата: Dobryаk от 26.08.2017 11:24:54Читаем книгу здесь
http://www.rulit.me/…069-4.html

Так шелест гранаты или Шипение снаряда? Или может это новая?