720

Ответ на пост «Стереотипы о ядерном оружии»

Очень странный первоначальный пост, если честно.

Сразу прошу прощения за неточную терминологию, может где-то не то слово использую, но постараюсь просто смысл передать.
Всё оружие, которое мы привыкли называть ядерным, делится на два основных типа: непосредственно ядерное и термоядерное. При этом они основаны на двух противоположных физических принципах: деление ядер "тяжёлых" элементов (ядерное) или синтез лёгких ядер (термоядерное).
1. Энерговыделение при ядерном взрыве происходит за счёт цепной ядерной реакции деления тяжёлых элементов (это те, что подальше в таблице Менделеева живут). Вначале использовали оружейный уран, потом на плутоний перешли. Ядра большие, тяжёлые, межядерные связи не самые крепкие. Находятся эти ядра в нестабильном состоянии, потому и распадаются даже если их не трогать (естественная радиация). А мы можем помочь. Запускаем в ядро нейтроном с необходимыми энергетическими характеристиками и оно точно разваливается на части, при этом, испускает ещё 2-3 нейтрона, которые летят дальше и каждый из них разваливает следующее ядро. А каждое из них тоже не забывает испустить 2-3 нейтрона. И так пока уран не кончится. Поэтому реакция и называется цепной. А нахер это вообще нужно? Дело в том, что при каждом акте деления выделяется энергия. Если не ошибаюсь около 200 мегаэлектронвольт. Звучит жутко, но на самом деле это даже меньше, чем тратит человек, чтобы моргнуть веком. В чем смысл? А в том, что таких актов деления происходит сотни миллиардов за тысячные доли секунды. И вот уже Хиросима подъехала!
2. Термоядерная бомба основана на противоположном по смыслу физическом принципе: синтезе лёгких ядер. То есть надо взять два ядра полегче и настолько сильно их сблизить, чтоб они слились и образовали новый элемент. Используются изотопы водорода: дейтерий и тритий. Но, блин, все те же силы ядерного взаимодействия мешают и здесь и не дают им близко приближаться друг к другу. Учёные все посчитали и поняли, что для преодоления этого сопротивления и протекания реакции необходимы два условия: огромное давление и температура. А как сделать так, чтобы в нужном месте и в нужное время получить эти два компонента? Если вы доктор Браун и Марти МакФлай, то знаете когда и куда ударит молния, поэтому можете воспользоваться ей для начала термоядерного синтеза. Но если вы не они, то надо думать. А чего думать-то?! Ответ выше. Надо взорвать ядерную бомбу, и она даст нам необходимую температуру и давление, и запустит термоядерную реакцию! Тем более ядерную бомбу мы уже взрывать умеем. Потому в любом без исключения термоядерном оружии имеется и ядерный заряд, который называется первичным ядерным инициатором. По названию понятно, да, для чего он предназначен? Вначале подрывается он, тем самым создавая условия для реакции термоядерного синтеза. Ну, и какой-никакой вклад в общее энерговыделение при термоядерном взрыве тоже вносит.
Закономерный вопрос: а нахер вообще придумывать термоядер, если и ядерное оружие вполне бабахает. Помимо того, что обогатить уран или получить оружейный плутоний - это намного дороже, чем добыть изотопы водорода, так ещё у первых есть ограничение по критической массе. В теории получив большой кусок урана вы рискуете увидеть несанкционированный самоподрыв, инициатором которого станет какой-нибудь одинокий быстрый нейтрон из космического пространства. С водородом таких проблем нет. Энерговыделение при каждом акте синтеза, кстати, всего около 17-18 мегаэлектронвольт, то есть в 11 раз меньше, чем при акте деления. Однако, ничем не ограниченная величина термоядерного заряда позволяет создавать монстров какой угодно разрушительной силы.
3. По поводу мощности. У ядерного оружия она измеряется в килотонна в тротиловом эквиваленте. На Хиросиму и Нагасаки упало примерно по 20 килотонн . Это означает, что при взрыве данных боеприпасов выделилось такое же количество энергии, как и при подрыве 20 тысяч тонн тротила. Термоядерное оружие оперирует мощностями в мегатоннах в тротиловом эквиваленте. Царь-бомбу на Новой земле взорвали, если не ошибаюсь, с мощностью 50 мегатонн. Апокалипсис может и не настанет, но и мелкими повреждениями там тоже не ограничится.

Интересовался этой темой пару десятков лет назад, так что память могла и подвести, но общий смысл передал верно.

Показать полностью
7

Стереотипы о ядерном оружии

В связи с периодически всплывающей актуальностью топика немного расскажу о том, как я научился не волноваться и полюбил атомную ядерную бомбу.

  1. Терминология. В СМИ и даже в околопрофессиональных кругах очень много путаницы вокруг терминов "атомный" и "ядерный". Будем исходить из соображения, что всё атомное основано на атомной реакции. А всё ядерное -- на ядерной реакции.

    Атомная и ядерная реакции -- абсолютно разные физические процессы, не имеющие между собой ничего общего. Всё равно что путать кипение и горение. Вроде, и там, и там "дым".

    Если говорить только о серийном производстве, то все электростанции атомные. Не существует "ядерных АЭС". Точнее, термояд пока только в глубоко экспериментальной разработке.

  2. Аналогично, все состоящие на вооружении бомбы, ракеты, боеголовки, снаряды ядерные. В настоящий момент ни одно государство (в том числе и неофициально располагающее ОМП) не содержит в своем арсенале атомных бомб.

    Еще раз: все существующие боеприпасы ядерные или термоядерные. Атомных бомб на вооружении ни у кого не состоит.

  3. Радиоактивность. Ядерные боеприпасы не создают вторичную радиоактивность. Совсем. После того как первичное воздействие взрыва пройдет, можно без всяких опасений и без средств защиты входить в зону поражения. Атомные бомбы создавали вторичное радиоактивное заражение, поэтому зона поражения оставалась опасной течение десятков лет. Но атомных бомб сейчас никто не делает и не содержит (см. п. 2). На раннем этапе в термоядерном оружии в качестве инициатора ядерной реакции использовалась маленькая атомная бомба (не забываем, что атомная и ядерная реакции -- не одно и то же). Но такие тоже уже давно не производятся, а их заряды деградировали.

  4. Мощность. СМИ создают такое ощущение, что любая ядерная бомба, буквально, вызывает диавола из-под земной коры. На самом деле, пара вагонов тротила это не дохуя сколько много. Близко к эпицентру лучше, конечно, не стоять. Но и уничтожить в нулину даже небольшой город ни одна ядерная бомба не в состоянии. Хиросиму и Нагасаки уничтожил пожар, т. к. архитектура была, преимущественно, деревянная и очень скученная.

    Важный момент: по территории в пределах зоны поражения может применяться только один боеприпас. Иначе бомбы могут друг друга вывести из строя (из-за рассинхронизации взрыва).

  5. Ядерная зима. Это сродни глобальному потеплению. Преподносится как абсолютная истина в формате религиозных скрижалей. На самом деле, всего одна из гипотез, у которой есть как сторонники, так и противники. Причем, ни у кого нет настолько серьезных доказательств, чтобы какое-то из предположений стало подавляющим. А натурный эксперимент еще не проводили.

    Кроме того, ядерная зима, как она представлена сторонниками гипотезы, требует обязательного одновременного подрыва всего имеющегося арсенала ОМП. Что, в свою очередь, требует политического согласия на массовое самоубийство всех воюющих сторон.

Могу еще немного написать про радиоактивность, сколько времени она бывает опасна и в каких количествах. Какие бывают ядерные заряды, для чего, и вообще, где это может пригодиться. Про т. н. "грязную бомбу". Здесь не пишу, чтобы не удлинять чрезмерно пост.

Показать полностью
Отличная работа, все прочитано!