И опять об имплозии

Цитата: South Wind от 07.06.2019 21:32:24Для меня остался тёмным лишь один (один это по гамбургскому счёту само собой) момент в имплозивной схеме — сжатие.

Итак, произошёл одновременный подрыв шаровой взрывчатки, внутрь плутониевого шара пошла ударная волна, превращая бета-фазу плотностью 17.8 в альфа-фазу плотностью 19.84. Скорость ударной волны превышает скорость звука, т.е. больше 5-6 км/с. Не нашёл цифры, но допустим что фазовый переход происходит очень быстро (мгновенно), иначе в чём смысл имлозивной схемы как таковой? Спустя какое то время волна прошла какое то расстояние и в этом слое уже произошло фазовое превращение, плутоний сжался на требуемые 12%. Но ведь центральная часть шара осталась ещё прежнего размера, а это значит что верхний слой увеличивая плотность будет дробиться! И после прихода волны в центр шара и завершения фазового перехода диаметр шара останется прежним, он будет состоять из плотного альфа-порошка с пустотами и для дальнейшего сжатия необходимо ещё обжатие (малоскоростной взрывчаткой?).

Где ошибка в моих умопостроениях?

может здесь ответ http://arch19.narod.ru/plutonium.htm

• +0.04 / 2
• • 2

Цитата: South Wind от 08.06.2019 05:43:08Спасибо за ссылку. Говорится о дельта-фазе (15.9) в альфа (19.84), т.е. 25%. Но о скорости превращения ничего нет. Можно лишь предполагать что она ниже скорости дробящей ударной волны.

Скорость звука в плутонии - раз в 20 больше, чем в воздухе. Значит, чтоб ударная волна прошла всю болванку, нужно не более 50мкс. Основная масса шарика расположена в наружных слоях (т.к. площадь слоя растет ~R²). Т.е. для того, чтоб 3/4 болванки перешли в тяжелую фазу нужно микросекунд 10-15.

За это время в самых наружных слоях, конечно, уже попрет выделение тепла, его не хватит, чтоб заряд поплыл. С другой стороны, нейтронный поток на единицу массы будет нарастать с каждой микросекундой. И в центре, который еще не "сплющило", будет максимальная плотность нейтронного потока тупо за счет геометрии заряда.

Т.е. необязательно, чтоб вся масса сразу в тяжелую фазу улетела - даже если центр шарика еще не в альфа-фазе, он уже получит достаточную накачку нейтронами..
P.S. Исправил опечатки.

• +0.06 / 4
• • 4

Цитата: South Wind от 08.06.2019 05:43:08Спасибо за ссылку. Говорится о дельта-фазе (15.9) в альфа (19.84), т.е. 25%. Но о скорости превращения ничего нет. Можно лишь предполагать что она ниже скорости дробящей ударной волны.

Два момента:
1). Сжатие плутониевого шара происходит не только за счёт увеличения плотности при фазовом переходе, но и за счёт физического движения вещества к центру по действием обжимающего заряда. Для усиления этого эффекта используется например "левитирующее ядро" - между плутониевым ядром и предыдущим слоем темпера (например урановым - для увеличения скорости обжимающей ударной волны плотность к центру должна нарастать) оставляется небольшой зазор. Материал в нём дополнительно разгоняется и бьёт в ядро на километровых скоростях.
2). Фазовый переход конечно вызывает колоссальные напряжения в материале, но процесс разрушения гораздо сложнее и занимает много времени. Например при взрыве обычного артиллерийского снаряда корпус не просто разрывается давлением газов. Ударная волна, образовавшаяся при детонации, многократно отражается от внешних и внутренних стенок корпуса интерферируя сама с собой, и там. где пики напряжений в материале совпадают с различными дефектами металла, начинается процесс развития трещин, которому способствует внутреннее давление, а под конец оно же осуществляет метание образовавшихся осколков со скоростями 1-2 км/с.. В случае с плутониевым ядром наоборот, наружное давление препятствует развитию трещин и не ускоряет, а замедляет процесс.
Ну и чтобы окончательно запутать картину, представим, что обжимается не шар, а эллипсоид со значительной внутренней полостью в которой размещён дейтерий-тритиевый бустер. Перед начальным нейтронным импульсом материал принимает уже шарообразную форму, уменьшившись в объёме не на 15%-25%, а в разы. По крайней мере двукратное обжатие обычным ВВ декларировалось. Такое возможно, если представить его поведение не как твёрдого тела, а как вязкой жидкости. Обычно к этой модели обращаются когда рассматривают кумулятивную струю с характерными скоростями 10-20 км/с, но возможно что-то работает и на 2-3 км/с скоростях метания в ядерных зарядах.
В целом из того, что я в разное время читал, сложил такую картину - фазовый переход в плутонии только уменьшает сопротивление материала сжатию, но непосредственно сжатие обеспечивается сферической сходящейся ударной волной.

• +0.20 / 16
• • 16

Цитата: rommel.lst от 08.06.2019 08:30:59Скорость звука в плутонии - раз в 20 больше, чем в воздухе. Значит, чтоб ударная волна прошла всю болванку, нужно не более 50мс. Основная масса шарика расположена в наружных слоях (т.к. площадь слоя растет ~R⁴). Т.е. для того, чтоб 3/4 болванки перешли в тяжелую фазу нужно миллисекунд 10-15.

За 50 мс ударная волна, скорость которой "раз в 20 больше, чем в воздухе", пройдет треть километра. Что это за "болванка такая"?
С выделенным тоже что-то не так – площадь не может быть пропорциональна четвертой степени линейного размера.

• +0.05 / 2
• • 2

Цитата: adolfus от 09.06.2019 09:41:12За 50 мс ударная волна, скорость которой "раз в 20 больше, чем в воздухе", пройдет треть километра. Что это за "болванка такая"?
С выделенным тоже что-то не так – площадь не может быть пропорциональна четвертой степени линейного размера.

Да, опечаток нагородил, когда тот пост писал Голова была забита работой..
Конечно, микросекунды и R²

• +0.03 / 1
• • 1

Цитата: rommel.lst от 09.06.2019 10:23:00Конечно, микросекунды и R²

Для сплошного шара волне нужно пройти где-то 50 мм, так что в районе 10 мкс.

• +0.01 / 1
• • 1

Цитата: South Wind от 09.06.2019 12:30:59Почему-то всегда считал что с отражателем достаточно 2 кг, где то меньше шести сантиметров диаметром.

Только нужно помнить, что фотонный, который непокрашенный нейтронный отражатель это не тонкое зеркало, а достаточно толстый слой материала, в котором работает линейная толщина, а его масса (и масса всех следующих слоёв) растёт при этом кубически. Можно сэкономить делящийся материал, но не факт что заряд при этом не получится в разы габаритнее. Сегодня, когда только излишний плутоний считают десятками тонн, может и не оправдаться.

• +0.08 / 6
• • 6

Цитата: Senya от 09.06.2019 15:00:08Только нужно помнить, что фотонный, который непокрашенный нейтронный отражатель это не тонкое зеркало, а достаточно толстый слой материала, в котором работает линейная толщина, а его масса (и масса всех следующих слоёв) растёт при этом кубически. Можно сэкономить делящийся материал, но не факт что заряд при этом не получится в разы габаритнее. Сегодня, когда только излишний плутоний считают десятками тонн, может и не оправдаться.

Это сегодня плутоний оружейный излишний -а ещё 30лет назад вполне востребованный...да и непонятно прибудет ли он снова востребован снова  уже через 5-10лет.

• +0.03 / 1
• • 1

Цитата: South Wind от 10.06.2019 18:41:54Окей, допустим применяют 6 кг. Но шесть кг это 60 кт.

Если с момента перехода границы критики и до полного обжатия  в образце не будет ни одного нейтрона, а в нужный момент источник (или несколько) даст их порядка 10^12 степени. В любом другом случае такого выхода (50% это overдофига) достичь не удастся. Без ухищрений хорошо если 20 кт выжмем.

Цитата: South Wind от 10.06.2019 18:41:54А как же тогда боеголовка изменяемой мощности которая стандарт на западе? У англичан сейчас меняется от 1 до 150 кт.

Ну до 150 понятно с задействованием либо нет ступени синтеза.

Цитата: South Wind от 10.06.2019 18:41:54Как может триггер в 6 кг дать килотонну непонятно.

Если на момент достижения критической массы образец находится в нейтронном потоке, получим шипучку мощностью 1%-3% от номинала. В нашем случае 0.2-0.6 кт. Чем позже нейтроны появятся (чем большей надкритичности удасться достигнуть до начала цепной реакции, потому что когда она начнётся уже ничего не обжать, хиловата химическая взрывчатка против ядерных процессов), тем выше будет энерговыделение. Единичные нейтроны, впрыснутые после полного обжатия дадут 1-5 кт (увы, цифры основаны только на моём представлении о процессе и достоверность их крайне низка). Полноценный нейтронный источник с порядком частиц в триллион позволит выйти на 20 кт. Бустирование и прочие тонкости конструкции дадут ещё сколько-то.
Вобщем, играя временем и мощностью нейтронного импульса можно варьировать энерговыделение взрыва в широких пределах. Ну и обратная сторона медали - взрыв атомной бомбы вообще вероятностный процесс, и если спонтанный распад (не альфа, а с выделением нейтронов) произойдёт в неудачный момент, шипучку может дать самый лучший заряд и ничего с этим не поделаешь. Вероятность очень низкая, но наверняка учитывается при планировании для важных целей.

• +0.12 / 7
• • 7

Цитата: Senya от 10.06.2019 19:24:37Если с момента перехода границы критики и до полного обжатия  в образце не будет ни одного нейтрона, а в нужный момент источник (или несколько) даст их порядка 10^12 степени. В любом другом случае такого выхода (50% это overдофига) достичь не удастся. Без ухищрений хорошо если 20 кт выжмем.

Ну до 150 понятно с задействованием либо нет ступени синтеза.

Если на момент достижения критической массы образец находится в нейтронном потоке, получим шипучку мощностью 1%-3% от номинала. В нашем случае 0.2-0.6 кт. Чем позже нейтроны появятся (чем большей надкритичности удасться достигнуть до начала цепной реакции, потому что когда она начнётся уже ничего не обжать, хиловата химическая взрывчатка против ядерных процессов), тем выше будет энерговыделение. Единичные нейтроны, впрыснутые после полного обжатия дадут 1-5 кт (увы, цифры основаны только на моём представлении о процессе и достоверность их крайне низка). Полноценный нейтронный источник с порядком частиц в триллион позволит выйти на 20 кт. Бустирование и прочие тонкости конструкции дадут ещё сколько-то.
Вобщем, играя временем и мощностью нейтронного импульса можно варьировать энерговыделение взрыва в широких пределах. Ну и обратная сторона медали - взрыв атомной бомбы вообще вероятностный процесс, и если спонтанный распад (не альфа, а с выделением нейтронов) произойдёт в неудачный момент, шипучку может дать самый лучший заряд и ничего с этим не поделаешь. Вероятность очень низкая, но наверняка учитывается при планировании для важных целей.

На эту тему (я уже давал, кому интересно) ссылочка - ВЗРЫВНЫЕ СВОЙСТВА РЕАКТОРНОГО ПЛУТОНИЯ .

• +0.14 / 8
• • 8

Цитата: ДядяВася от 10.06.2019 21:02:06На эту тему (я уже давал, кому интересно) ссылочка - ВЗРЫВНЫЕ СВОЙСТВА РЕАКТОРНОГО ПЛУТОНИЯ .

В интернете есть и такой текст:

ЦитатаКакова роль тритий-дейтериевого газового бустирования в современных боезарядах?
Например, известная термоядерная бомба B61 в некоторых вариантах имела/имеет
следующие уровни переключения мощности 0.3, 1.5, 5, 10, 60, 80, 170 или 340 кт.
Переключение мощности могло достигаться следующими операциями:
ограничение/отключение подачи бустирующей D-T смеси во вторую и/или первую
ядерную ступень, удалением/оставлением кадмиевого стержня из праймера,
механическим смещением/перекрыванием рентгеновской линзы, отключением
импульcного нейтронного источника (ИНИ), ассиметричной имплозией ядерного
праймера.

Как могло бы управляться переключение мощности в B61?
При всех максимально выключенных устройствах оптимизации энерговыхода
с ассиметричной имплозией будет только 300-тонный "пшик" праймера.
Без подачи D-T смеси в праймер при невытащенном Cd-стержне и с отключенным
ИНИ и полностью "выключенной " второй термоядерной ступенью с дейтеридом лития-6
- энерговыход 1.5 кт.С вытащенным стержнем - 5 кт. С включенным ИНИ - 10 кт.
С бустированием D-T смеси в праймер - 60 кт и немалый нейтронный и рентгеновский
поток.Все предыдущие механизмы + открытая рентгеновская линза (т.е. с включением
второй ядерной и термоядерной ступени) -170 кт. Полный выход в 340 кт будет при всех
включенных устройствах оптимизации и инжекции D-T смеси во вторую ядерную ступень.

• +0.14 / 7
• • 7

Цитата: South Wind от 07.06.2019 21:32:24Для меня остался тёмным лишь один (один это по гамбургскому счёту само собой) момент в имплозивной схеме — сжатие.
Итак, произошёл одновременный подрыв шаровой взрывчатки, внутрь плутониевого шара пошла ударная волна, превращая бета-фазу плотностью 17.8 в альфа-фазу плотностью 19.84. Скорость ударной волны превышает скорость звука, т.е. больше 5-6 км/с. Не нашёл цифры, но допустим что фазовый переход происходит очень быстро (мгновенно), иначе в чём смысл имлозивной схемы как таковой? Спустя какое то время волна прошла какое то расстояние и в этом слое уже произошло фазовое превращение, плутоний сжался на требуемые 12%. Но ведь центральная часть шара осталась ещё прежнего размера, а это значит что верхний слой увеличивая плотность будет дробиться! И после прихода волны в центр шара и завершения фазового перехода диаметр шара останется прежним, он будет состоять из плотного альфа-порошка с пустотами и для дальнейшего сжатия необходимо ещё обжатие (малоскоростной взрывчаткой?).
Где ошибка в моих умопостроениях?

не будет никакого дробления .
при таком давлении практически все металлы пластичны .
а вы таки с какой целью интересуетесь ?

• +0.00 / 0

Цитата: __Alex_loki_ от 17.06.2019 11:04:28не будет никакого дробления .
при таком давлении практически все металлы пластичны .

Ну тогда уж скорее жидкости.

ЦитатаЗдесь в первую очередь речь идет о так называемых гидроядерных испытаниях.
При их проведении обеспечивается взрывное сжатие делящегося ядерного
вещества с помощью оболочки из химического ВВ до такой степени, при которой
плутоний теряет свою механическую прочность и начинает вести себя как жидкость.

http://old.nasledie.….php?art=8

• +0.00 / 0

Цитата: DMAN от 17.06.2019 12:05:41Ну тогда уж скорее жидкости.\n\nhttp://old.nasledie.ru/voenpol/14_9/article.php?art=8

"Секретная конференция! Максимальная безопасность! Было бы больше толку, если бы нас показывали по телевизору. По крайней мере, об этом узнало бы гораздо меньше людей!" - Гарри Гаррисон «Ты нужен Стальной Крысе»

• +0.01 / 1
• • 1

Цитата: DMAN от 17.06.2019 12:05:41Ну тогда уж скорее жидкости.\n\nhttp://old.nasledie.ru/voenpol/14_9/article.php?art=8

Фраза "В то же время энергии взрыва ВВ должно быть недостаточно для того, чтобы плутоний превратился в плазму, что необходимо для инициирования цепной ядерной реакции." убивает всю серьёзность.

• +0.10 / 7
• • 7

Цитата: Senya от 18.06.2019 07:57:17Фраза "В то же время энергии взрыва ВВ должно быть недостаточно для того,
чтобы плутоний превратился в плазму, что необходимо для инициирования
цепной ядерной реакции." убивает всю серьёзность.

Так ведь писал профессор Академии военных наук, генерал-майор в отставке,
в 2000 году. Слегка толкнул дезу. Военная тайна, подписка о неразглашении,
и все такое прочее. На даче клубнику выращивать, всяко лучше, чем на
шконке прохлаждаться.
 

• +0.03 / 1
• • 1