explozie nucleară
Fig. 1. Schema bombei atomice
Spre deosebire de reactoarele nucleare, în care este controlată de reacție de fisiune nucleară în explozie nucleară are loc cu eliberare exponențială rapidă a unor cantități mari de energie nucleară, continuând până consumat până când întreaga energie nucleară. Energia nucleară poate fi eliberată în cantități mari în cele două procese - în reacția în lanț de neutroni de fisiune și nuclee grele în reacția compusului (sinteza) nucleelor ușoare. De obicei, încărcătura nucleară folosind pur izotopilor 235 U și 239 Pu. Schematic, dispozitivul bombei atomice este prezentată în Fig. 1.
Pentru o explozie nucleară, ca urmare a reacției de fisiune în lanț este necesar ca masa substanței fisionabile (uraniu-235, plutoniu-239, etc.) Depășit critice (50 la 235 kg U și 11 kg pentru 239 Pu). Înainte de sistemul de explozie trebuie să fie subcritic. De obicei, o structură multi-strat. Tranziția în stare supercritică se datorează materialului fisionabil printr-o deflagrație convergentă val sferic. Pentru această convergență este utilizat în mod obișnuit substanțe chimice explozie din aliaj de TNT si RDX. La Full 1 kg de uraniu de fisiune eliberează energie egală cu eliberarea de energie în explozia de 20 de kilotone de TNT. explozie atomică se dezvoltă ca urmare a creșterii exponențiale a lungul timpului, numărul de partiții ale nucleelor.
Timpul mediu între două acte succesive de divizare 10 -8 sec. Prin urmare, este posibil să se obțină o valoare de 10 -7-1 timp fisiunea completă a explozivilor nucleari kg - 10 -6 sec. Acest lucru determină timpul bombardamentelor atomice.
Ca urmare a energiei mari în centrul atomice temperatura crește la 10 bombă 8 K și o presiune - 12 bar la 10. Substanța este transformată în plasmă în expansiune.
Pentru utilizarea unei termonucleare sinteză explozie nuclee ușoare de reacție.
d + t 4 He + n 17.588 MeV
d + d 3 He + n + 3,27 MeV
d + D t + p + 4,03 MeV
3 A + d 4 A + p + 18,34 MeV
6 Li + n ® t + 4 He + 4,78 MeV
Fig. 2. Schema bombei termonucleare
Însăși ideea de bomba cu hidrogen este extrem de simplu. Acest recipient cilindric cu deuteriu lichid. Deuteriul trebuie încălzit după explozia unei bombe convenționale. La încălzire suficient de puternică trebuie să fie alocată o cantitate mare de energie, ca rezultat al reacțiilor de fuziune între nuclee de deuteriu. Temperatura necesară pentru a iniția o reacție de fuziune ar trebui să fie un milion de grade. Cu toate acestea, un studiu detaliat al reacțiilor de fuziune secțiunilor transversale deuteriu, care determină viteza de propagare a unei reacții de ardere a arătat că acesta curge insuficient eficient și rapid. Energia termică care este eliberat din cauza reacțiilor termonucleare este disipata mult mai rapid decât este alimentată de reacții de fuziune ulterioare. Desigur, în acest caz, procesul de exploziv nu va avea loc. Nu va împrăștia materiale combustibile. Fundamental nouă soluție a fost de a iniția o reacție termonucleară a avut loc ca rezultat crearea mediului deuteriu ultra-dens. Mi sa oferit o modalitate de a crea deuteriu ultra-dens, mediul sub influența razelor X produse de explozia bombei atomice. Ca urmare a comprima un material combustibil are loc o reacție de fuziune autoîntreținută. Schematic, punerea în aplicare a acestei abordări este prezentată în Fig. 2.
După explozia încărcăturii nucleare, raze X, din sarcina nucleară a redus distribuite peste umplutura din plastic atomi de carbon și hidrogen ionizante. ecran de uraniu situat între zona încărcăturii nucleare și de volum cu deuteriura de litiu, pentru a preveni încălzirea prematură a deuteriura de litiu. Sub efectul raze X și la temperaturi ridicate, ca urmare a ablației se produce capsule enorme de compresiune presiune cu deuteriura de litiu. Densitatea creșterii materialului capsulei în zeci de mii de ori. Situat în centrul tijei plutoniu, ca urmare a unui puternic val de șoc comprimă, de asemenea, de mai multe ori, ajungând într-o stare supercritică. neutroni rapizi generate de explozia încărcăturii nucleare, deuteriura de litiu a încetinit la vitezele termice conduc la Pu reacții în lanț de fisiune care acționează ca o siguranță suplimentară, provoacă creșterea suplimentară a presiunii și temperaturii. Temperatura rezultată din reacția de fuziune este crescută la 300 Mill. K. și acest lucru duce în final la procesul exploziv. Întregul proces de explozie durează zecimi de microsecundă.
bombă termonucleară este mult mai puternic decât atomică. De obicei, echivalentul TNT de 100 - 1000 ct (in bombe atomice unul 1 - 20 kT).
O explozie nucleară a produs un puternic val de șoc în aer. Raza de distrugere este invers proporțională cu rădăcina cub de energia exploziei. bombă nucleară de 20 kilotone timp de circa 1 km. eliberarea de energie pentru câteva microsecunde se transmite mediului înconjurător. A format o minge stralucitoare de foc. După 10 -2-10 -1 secunde se ajunge la raza maximă de 150 m, temperatura scade la 8000 K (unda de șoc se deplasează departe înainte). Pentru un timp luminos (secunde) în radiația electromagnetică trece 10 - 20 de% din energia exploziei. aer sparse încălzit care transportă ridicat de praf radioactiv la sol, la câteva minute până la o înălțime de 10 - 15 km. Mai mult, norul radioactiv se intinde pe sute de kilometri. Explozia nucleară însoțită de un flux de neutroni puternic și radiații electromagnetice.