Ядерная и углеводородная энергетики

Цитата: ILPetr от 05.03.2018 15:23:52Так термоядерной реакции нам не надо, поэтому давления и температуры могут быть много меньше.

"Мощность взрыва пропорциональна кубу начальной надкритичности"^тм
Даже самый лучший по конструкции заряд может дать шипучку, если в момент прохождения границы критичности в нём случайно окажется 1 (прописью "один") нейтрон от спонтанного распада, космических лучей или откуда угодно. Это чисто вероятностный процесс. Ну и мощность при этом упадёт раз в 10-20 от номинала.
А в реакторе нейтроны есть всегда, даже если его заглушить, идут запаздывающие, поэтому там практически никакая надкритичность недостижима. Самоподдерживающейся реакции и размножения нейтронов не будет, сколько нейтронов от боеголовки прилетит, максимум столько дополнительных ядер и разделят.

Цитата: Senya от 05.03.2018 15:42:52Даже самый лучший по конструкции заряд может дать шипучку, если в момент прохождения границы критичности в нём случайно окажется 1 (прописью "один") нейтрон от спонтанного распада, космических лучей или откуда угодно. Это чисто вероятностный процесс. Ну и мощность при этом упадёт раз в 10-20 от номинала.
А в реакторе нейтроны есть всегда, даже если его заглушить,

Тогда получается нам реактор и ББ надо заранее разделить. То есть или подняться над целью, или парашют.

Цитата: Luddit от 05.03.2018 15:52:52Тогда получается нам реактор и ББ надо заранее разделить. То есть или подняться над целью, или парашют.

Сбрасываемая боеголовка кстати вполне может быть. И на парашюте. И несколько сбрасываемых, если все договорённости коту под хвост уйдут.
Но может быть достаточно будет слоя поглотителя весом в десяток килограммов.

Цитата: Senya от 05.03.2018 15:42:52"Мощность взрыва пропорциональна кубу начальной надкритичности"^тм
Даже самый лучший по конструкции заряд может дать шипучку, если в момент прохождения границы критичности в нём случайно окажется 1 (прописью "один") нейтрон от спонтанного распада, космических лучей или откуда угодно. Это чисто вероятностный процесс. Ну и мощность при этом упадёт раз в 10-20 от номинала.
А в реакторе нейтроны есть всегда, даже если его заглушить, идут запаздывающие, поэтому там практически никакая надкритичность недостижима. Самоподдерживающейся реакции и размножения нейтронов не будет, сколько нейтронов от боеголовки прилетит, максимум столько дополнительных ядер и разделят.

Не ядерщик, но если бы оно было так, то "ежиков" и ИНИ туда не встраивали бы. Или их встраивают поскольку тело подкритично и именно плотность потока нейтронов от внешнего источника создает необходимую степень надкритичности. Если второе, то инициирующий заряд и обеспечит необходимую степень надкритичности своим нейтронным потоком. (Что, собственно и предполагает схема).
 
Ну будет мощность не 15 кТ, а 15-25. Генштаб будет в свои расчеты закладывать 15, а они будут обеспечиваться с некоторым превышением, как правило. Мы ж не в себя струляем, а в супостата на том конце земного шарика.  

Цитата: Luddit от 05.03.2018 15:44:22Не-а. Вот ночью на самолете летишь, смотришь вниз и видишь потери

Попав в глаз в итоге они превратятся в тепло. Да и не попавшие тоже - энтропия... 

Цитата: ILPetr от 05.03.2018 16:05:57Не ядерщик, но если бы оно было так, то "ежиков" и ИНИ туда не встраивали бы. Или их встраивают поскольку тело подкритично и именно плотность потока нейтронов от внешнего источника создает необходимую степень надкритичности. Если второе, то инициирующий заряд и обеспечит необходимую степень надкритичности своим нейтронным потоком. (Что, собственно и предполагает схема).

Над- и подкритичность от нейтронного потока не зависят. Это характеристики изделия. Если внутрь объёма делящегося материала залетел нейтрон, мы посмотрели через секунду - там по прежнему один нейтрон, через минуту - снова один, значит наша система строго критична. Понятно, что этот нейтрон миллион раз в секунду вызывает деление очередного ядра, с получением 2-3 новых нейтронов на выходе, но вероятности таковы, что из них 1-2 лишние вылетят за пределы сборки, так и не провзаимодействовав с ядром, а "останется только один"(с).
Если залетел один нейтрон, а через некоторое время мы "увидели" там два, а ещё через такое время - 4, система надкритична. И чем быстрее 2 превратятся в 4, а 4 в 8, тем больше показатель надкритичности, коэффициент размножения нейтронов. При отсутствии инициатора пока 1 нейтрон превратится в 10¹⁷ (что примерно соответствует энерговыделению обычно взрывчатки на килограмм, после чего всё гарантированно начнёт разлетаться в стороны) проходит много времени, материал греется, максимальная плотность, достигнутая после обжатия пропадает и общее энерговыделение падает. А если в момент максимального обжатия мы запулим из ИНИ порядка 10¹²  нейтронов, практически проскочим промежуточный этап и получим заметно большее (и главное - заметно более стабильное) энерговыделение. 
Ну а если случайный нейтрон полетал-полетал (пусть и вызвав цепочку распадов), но в конце-концов снова никакого нейтрона внутри не осталось - значит система подкритична. И чем быстрее вылетит, чем короче случайная цепочка инициированных распадов, тем более подкритична ситема.
Если мы в надкритичную систему плюнем триллион неййтронов из инициатора, будет бадабум. Если проделаем то же самое со строго критичной системой, этот триллион так и будет летать внутри, правда очень скоро у нас всё расплавится. А точнее как только система нагреется и расширится, так критичность и потеряет. Ну а с подкритичной системой ничего особенного не произойдёт, количество нейтронов в ней будет непрерывно уменьшаться, пока снова не останется ни одного.
Реактор при работе подкритичен по мгновенным нейтронам, при любой попытке перевода его в надкритичное состояние (изменение размеров, формы, удаление поглотителя) он закипит раньше, чем мы чего-то достигнем.

Цитата: ILPetr от 05.03.2018 16:05:57Ну будет мощность не 15 кТ, а 15-25. Генштаб будет в свои расчеты закладывать 15, а они будут обеспечиваться с некоторым превышением, как правило. Мы ж не в себя струляем, а в супостата на том конце земного шарика. 

Если мы возьмем обычный заряд современной конструкции с бустированием, его мощность находится в районе 50-70 килотонн. Стандартный (в плане небольших размеров и без особых ухищрений) со ступенью синтеза - 150-200. Если её уменьшают, то для каких-то важных целей, и уж позаботятся, чтобы реактор сюда не вмешался. А если не уменьшают, добавка реактора в любом случае будет в пределах погрешности самого заряда.

Цитата: Senya от 05.03.2018 16:55:38Над- и подкритичность от нейтронного потока не зависят. Это характеристики изделия. Если внутрь объёма делящегося материала залетел нейтрон, мы посмотрели через секунду - там по прежнему один нейтрон, через минуту - снова один, значит наша система строго критична. Понятно, что этот нейтрон миллион раз в секунду вызывает деление очередного ядра, с получением 2-3 новых нейтронов на выходе, но вероятности таковы, что из них 1-2 лишние вылетят за пределы сборки, так и не провзаимодействовав с ядром, а "останется только один"(с).
Если залетел один нейтрон, а через некоторое время мы "увидели" там два, а ещё через такое время - 4, система надкритична. И чем быстрее 2 превратятся в 4, а 4 в 8, тем больше показатель надкритичности, коэффициент размножения нейтронов. При отсутствии инициатора пока 1 нейтрон превратится в 10¹⁷ (что примерно соответствует энерговыделению обычно взрывчатки на килограмм, после чего всё гарантированно начнёт разлетаться в стороны) проходит много времени, материал греется, максимальная плотность, достигнутая после обжатия пропадает и общее энерговыделение падает. А если в момент максимального обжатия мы запулим из ИНИ порядка 10¹²  нейтронов, практически проскочим промежуточный этап и получим заметно большее (и главное - заметно более стабильное) энерговыделение. 
Ну а если случайный нейтрон полетал-полетал (пусть и вызвав цепочку распадов), но в конце-концов снова никакого нейтрона внутри не осталось - значит система подкритична. И чем быстрее вылетит, чем короче случайная цепочка инициированных распадов, тем более подкритична ситема.
Если мы в надкритичную систему плюнем триллион неййтронов из инициатора, будет бадабум. Если проделаем то же самое со строго критичной системой, этот триллион так и будет летать внутри, правда очень скоро у нас всё расплавится. А точнее как только система нагреется и расширится, так критичность и потеряет. Ну а с подкритичной системой ничего особенного не произойдёт, количество нейтронов в ней будет непрерывно уменьшаться, пока снова не останется ни одного.
Реактор при работе подкритичен по мгновенным нейтронам, при любой попытке перевода его в надкритичное состояние (изменение размеров, формы, удаление поглотителя) он закипит раньше, чем мы чего-то достигнем.

Если мы возьмем обычный заряд современной конструкции с бустированием, его мощность находится в районе 50-70 килотонн. Стандартный (в плане небольших размеров и без особых ухищрений) со ступенью синтеза - 150-200. Если её уменьшают, то для каких-то важных целей, и уж позаботятся, чтобы реактор сюда не вмешался. А если не уменьшают, добавка реактора в любом случае будет в пределах погрешности самого заряда.

Не согласен. Если мы возьмем сугубо подкритичное тело из плутония, например, и от внешнего ИНИ дадим импульс нейтронного излучения такой интенсивности, чтобы каждое ядро получило свой нейтрон - тело бабахнет со 100% выхродом энергии деления. Оставаясь по Вашему абсолютно подкритичным. (В этом случае даже цепной реакции не будет - все бабахнет от внешнего потока нейтронов.)

Цитата: ILPetr от 05.03.2018 17:29:59Не согласен. Если мы возьмем сугубо подкритичное тело из плутония, например, и от внешнего ИНИ дадим импульс нейтронного излучения такой интенсивности, чтобы каждое ядро получило свой нейтрон - тело бабахнет со 100% выхродом энергии деления.

Абсолютно точно.

Цитата: ILPetr от 05.03.2018 17:29:59Оставаясь по Вашему абсолютно подкритичным.

Абсолютно точно.

Цитата: ILPetr от 05.03.2018 17:29:59(В этом случае даже цепной реакции не будет - все бабахнет от внешнего потока нейтронов.)

Абсолютно точно.
Полный Конь Сенсус.

Цитата: mse от 05.03.2018 17:59:00Дык... Этта... Тактическое от стратегического отличается только глубиной поражения и задачами

Повторю свой пост с Передела

Цитата: Senya от 18.02.2018 20:40:18Определение разновидностей ядерного оружия России и СЩА сегодня имеют смысл только те, что зафиксированы в договорах.
К стратегическому оружию относятся:
Баллистические ракеты дальностью свыше 600 км, размещаемые на подводных лодках.
Крылатые ракеты дальностью свыше 600 км, размещаемые на самолётах.
Баллистические ракеты наземного базирования с дальностью свыше 5500 км.
Бомбардировщики, способные пролететь 8000 км с нагрузкой 7500 кг и полностью заправленными внешними и внутренними баками (либо способные нести крылатые ракеты большой дальности).

Отдельным договором запрещены два вида оружия - баллистические ракеты наземного базирования дальностью в диапазоне от 500 до 5500 км, и крылатые ракеты большой дальности в свете последних изменений поправка - дальностью в диапазоне от 500 до 5500 км - наземного базирования.

Всё ядерное оружие, не попадающее в эти рамки,  на сегодня условно называется ТЯО, независимо от дальности, мощности и возможных способов применения.

Цитата: Senya от 04.03.2018 20:53:11Там ярко светящиеся части и/или факел. Я бы брал 1000^оС-1500^оС.

Я бы не отталкивался от мутного видео.

Тут возникают несколько вопросов:
А нахрена вписываться в габариты «стандартной» КР, если запускать её будут с нашей территории, с суши, т.к. у неё неограниченный радиус действия.
Засовывать туда «стандартный» заряд 100 – 300 ктн не экономично, т.к. стоимость пепелаца будет на порядок больше.
 Поэтому габариты пепелаца могут быть гораздо больше. Крылышки то же побольше можно сделать, чтоб лучше летал.
Поэтому и температуру факела 1000^оС-1500^оС  можно считать завышенной, и сточки зрения конструктива, не оптимальной.

Цитата: Senya от 04.03.2018 20:53:11Так, мы пляшем от расхода керосина 170 кг в час (пусть 47 грамм в секунду). Это кстати соответствует тепловой мощности 2 МВт.
Прищурившись на 14 грамм керосина нам нужно 48 грамм кислорода, т.е. расход по кислороду 162 г/с, по воздуху (делим на 0,21)  771 г/с.
Теплоёмкость воздуха примерно 1 кДж/кг, т.е. 2 МДж нагреют наши 771 грамм на 2594 градуса. Ну и какая-то температура на входе, не будем мелочиться, возьмем на выходе 3000^оС. Чтобы снизить до взятых мной пределов, нам нужно удвоить-утроить расход воздуха по сравнению с проходящим через Х-101. Вроде ничего нереального. Степень двухконтурности не рассматриваем, у американского F107-WR-100 он единица, у нас скорее всего тоже.

Забываем про керосин. У нас «керосина» неограниченное количество. При делении 1 г U-235 высвобождается 1 МВт/сут. энергии.
При оптимизации керосиновых двигателей, в первую очередь (наверное) думают о КПД и расходе на км и т.д.
Нам же это по барабану.
Для наглядности, чего я хочу сфероконически прикинуть, возьмём из ВИКИ схему:
Прямоточный воздушно-реактивный двигатель

Чтобы не было фантастических конструкционных материалов, возьмём температуру нагрева воздуха в активной зоне 1500 – 2000 ^оС , а на выходе сопла 500^оС и того дельта будет 1000 ^оС. Т.е. для охлаждения АЗ (1 МВт) нам нужно, грубо, 1 кг (или кубометр при н.у.) воздуха в секунду. Вполне пойдёт. Даже если  кратно увеличить мощность.

Твэлы – оболочки ниобий, тантал – несколько десятков часов простоят. Топливо: карбид-нитрид урана.

Цитата: ILPetr от 05.03.2018 17:29:59Не согласен. Если мы возьмем сугубо подкритичное тело из плутония, например, и от внешнего ИНИ дадим импульс нейтронного излучения такой интенсивности, чтобы каждое ядро получило свой нейтрон - тело бабахнет со 100% выхродом энергии деления. Оставаясь по Вашему абсолютно подкритичным. (В этом случае даже цепной реакции не будет - все бабахнет от внешнего потока нейтронов.)

Всё украдено до нас. 
См. трёхступенчатые ядрён батоны по схеме яд - термояд - яд. 
Только наружная оболочка не из плутония а из U-238, т.к. для 14 МэВ термоядерных нейтронов, пофигу, что делить, что U-235, что Pu-239, что U-238. 
Дёшево и сердито. Правда "грязи" по самое не балуйся.

Цитата: ДядяВася от 05.03.2018 19:50:46Я бы не отталкивался от мутного видео.

Тут возникают несколько вопросов:
А нахрена вписываться в габариты «стандартной» КР, если запускать её будут с нашей территории, с суши, т.к. у неё неограниченный радиус действия.
Засовывать туда «стандартный» заряд 100 – 300 ктн не экономично, т.к. стоимость пепелаца будет на порядок больше.
 Поэтому габариты пепелаца могут быть гораздо больше. Крылышки то же побольше можно сделать, чтоб лучше летал.

Тогда уж сделать похожим на какой-нибудь Боинг или что там в Америке на короткие дистанции летает (эконом-вариант - купить б/у и поставить атомные движки), раскрасить как следует - в общем, наделать двойников, и алга 

Кстати - туда же можно будет послать беспилотные истребители с командой валить все что летает. И тамошнему борту № 1 станет резко неуютно

Цитата: Luddit от 05.03.2018 20:04:28Тогда уж сделать похожим на какой-нибудь Боинг или что там в Америке на короткие дистанции летает (эконом-вариант - купить б/у и поставить атомные движки), раскрасить как следует - в общем, наделать двойников, и алга

Не, типа:

Беспилотный разведчик Lockheed D-21B (США). ПВРД с осесимметричным входным устройством с центральным телом.

Цитата: ДядяВася от 05.03.2018 19:50:46Я бы не отталкивался от мутного видео.

Прочитал даже, что возможно в факел присадки типа ионов натрия вводились, чтобы картина для изучения отчётливее была.

Цитата: ДядяВася от 05.03.2018 19:50:46Тут возникают несколько вопросов:
А нахрена вписываться в габариты «стандартной» КР, если запускать её будут с нашей территории, с суши, т.к. у неё неограниченный радиус действия.

С одной стороны радиус неограниченный, но время на выполнение задачи может и нет. Маршруты в обход густонаселённых территорий и зон обнаружения (не всё же через Северный полюс и Аляску пойдёт). Могут быть предусмотрены и пуски с подводных лодок в южной Атлантике и Тихом океане, у них самые жёсткие ограничения.

Цитата: ДядяВася от 05.03.2018 19:50:46Засовывать туда «стандартный» заряд 100 – 300 ктн не экономично, т.к. стоимость пепелаца будет на порядок больше.

Томагавк нёс полутонную конвенциональную боеголовку (за счёт меньшего запаса топлива). Так что мегатонный боеприпас не проблема. Или несколько меньших, потому что с нынешней точностью даже мегатонна в одной точке лютый перебор для большинства задач. И насчёт стоимости... только что в ветке РВСН высказали мнение, что далеко не факт, что ББ стоит меньше МБР.

Цитата: ДядяВася от 05.03.2018 19:50:46Поэтому и температуру факела 1000^оС-1500^оС  можно считать завышенной, и сточки зрения конструктива, не оптимальной.

Хотелось как-то обозначить верхний предел.

Цитата: ДядяВася от 05.03.2018 19:50:46Забываем про керосин. У нас «керосина» неограниченное количество.

Мне было интересно, сколько воздуха по минимуму должен пропускать через себя существующий двигатель КР. Получилось 770 грамм.

Цитата: ДядяВася от 05.03.2018 19:50:46Чтобы не было фантастических конструкционных материалов, возьмём температуру нагрева воздуха в активной зоне 1500 – 2000 ^оС , а на выходе сопла 500^оС и того дельта будет 1000 ^оС. Т.е. для охлаждения АЗ (1 МВт) нам нужно, грубо, 1 кг (или кубометр при н.у.) воздуха в секунду. Вполне пойдёт. Даже если  кратно увеличить мощность.

Так я к тому же порядку величин пришёл, только из других соображений. Если температуру снизим вчетверо, понадобится 3 кг, мощность снизили вдвое, 1.5 кг. Разница меньше чем на двоичный порядок, что для прикидки на пальцах не так плохо.
Вот только насколько требуется увеличить мощность (и как ухудшатся с увеличением скорости потока условия для теплоотдачи) при переходе к сверхзвуку и тем более к гиперзвуку, я не знаю. Но на мой взгляд это вопрос не военный (разные категории целей и разные задачи), а гражданского космоса. Первая ступень воздушного старта. Там естественно габариты и мощности совсем другие будут.

Цитата: ДядяВася от 05.03.2018 19:59:22Всё украдено до нас. 
См. трёхступенчатые ядрён батоны по схеме яд - термояд - яд. 
Только наружная оболочка не из плутония а из U-238, т.к. для 14 МэВ термоядерных нейтронов, пофигу, что делить, что U-235, что Pu-239, что U-238. 
Дёшево и сердито. Правда "грязи" по самое не балуйся.

Да при работе любой СБЧ в КР с массой тонну-две-пять грязи будет в достатке. Разве что из человеколюбия боевой блок заранее отделять. 

Цитата: ILPetr от 05.03.2018 20:30:21Да при работе любой СБЧ в КР с массой тонну-две-пять грязи будет в достатке. Разве что из человеколюбия боевой блок заранее отделять.

Не, Вы путаете термины "в достатке" и "по самое не балуйся". Понятно, что для КР третью ступень никто делать не будет, в первую очередь из за массы. Т.к. урановая третья ступень сотни, если не тысячи килограмм. Вспоминаем "Кузькину мать", но там в третьей ступени свинец уложили, а не уран. Из за этого мощность была "всего" 60Мтн,  а не 100.

А "Сахаровская слойка", где слоями шёл дейтерид лития и уран оказалась одной из самых "грязных" бомб, при относительно небольшой мощности.

Цитата: ILPetr от 05.03.2018 20:30:21Да при работе любой СБЧ в КР с массой тонну-две-пять грязи будет в достатке.

по сравнению с 20 000 тонн азота в зоне активации, несколько тонн ракеты (да и нет в результате особо страшных изотопов) незаметны. Ну и всё это всё равно в верхние слои атмосферы улетит.

Цитата: ДядяВася от 05.03.2018 20:37:41А "Сахаровская слойка", где слоями шёл дейтерид лития и уран оказалась одной из самых "грязных" бомб, при относительно небольшой мощности.

Её на башне, практически над землёй взорвали. Больше так не делали.

Цитата: Senya от 05.03.2018 20:40:28Её на башне, практически над землёй взорвали. Больше так не делали.

Башня башней, но много грязи было именно "осколочной" от деления U-238.

Цитата: ДядяВася от 05.03.2018 20:06:57Не, типа:

Беспилотный разведчик Lockheed D-21B (США). ПВРД с осесимметричным входным устройством с центральным телом.

Наступило время перелистывать старые подшивки "Мурзилки", "Пионера", "Техники молодежи" и "Науки и жизни" — в них столько найдется откровений...

Подкину к праздничному столу слышанное давным давно:  при М выше десятки в камере сгорания прямоточника развивается турбулентность такая, что топливо всю дорогу гаснет. И что якобы с этим десятилетиями справиться не могли.

Но это для химического топлива. Могёт быть, что если "камера сгорания" — это активная зона ядерного реактора, то проблемы-то и нет? Вдруг это в какой-нибудь "Мурзилке" уже было разжевано?