Изделия W62, W78, W87 и другие.

uagg> 64 кг - масса делящегося вещества в little Boy
uagg> 0,16(235) 5,51(238) 460(234) - нейтронов в с/кг

Ты слегка попутал число делений и количество нейтронов А так все в порядке
И считать надо количество нейронов на единицу ОБЪЕМА критмассы, а не вообще.

Wyvern-2> Ты слегка попутал число делений и количество нейтронов А так все в порядке
Wyvern-2> И считать надо количество нейронов на единицу ОБЪЕМА критмассы, а не вообще.
А. Ну да. Согласен.
При делении как плутония, так и урана выделяется 2-3 нейтрона в среднем. Разница в десятых и сотыз долях. Вроде, по памяти, не хочу в гугл лезть - 2,42 у урана, 2,6 - у плутония. Так что пропорциональное изменение этого параметра существенно на картинку не влияет.
Далее - плутоний и уран имеют примерно одинаковую плотность, менее 20 т на кубометр, но больше 16 т (опять не хочу никуда лезть). Тогда разница в объеме практически пропорциональна разнице в массе. Там 65, здесь - 12, итого - в 5-6 раз в плутонии на единицу объема нейтронов больше. Удельно.
Следовательно, получается, плутониевая сборка будет засорена нейтронами также, как и урановая.


Вот только вопрос, а почему на единицу ОБЪЕМА критмассы ?
Ведь греться она будет пропорционально количеству нейтронов, а не пропорционально количеству нейтронов на единицу объема?
Тогда уже нужно брать не пропорционально объему критмассы, а пропорционально отношениям объема критмассы ее площади!
Т.е. на пальцах:
У урана заряд - большой цилиндр, с относительно маленькой площадью, засеяный примерно 660*2,4=1600 нейтронами.
У плутония - маленький объем, относительно большой площади, засеянный 120*2,6=320 нейтронами.
Из-за того, что площадь плутониевого цилиндра относительно велика - больше нейтронов убегут не поучавствовав в празднике размножения. И суммарно выделят меньше энергии.

Но, в общем, всё равно вроде всё получается.

uagg> Вот только вопрос, а почему на единицу ОБЪЕМА критмассы ?
Потому что

uagg> Ведь греться она будет пропорционально количеству нейтронов, а не пропорционально количеству нейтронов на единицу объема?
Причем тут "греться"? Чай не печку-буржуйку лабаем

uagg> Тогда уже нужно брать не пропорционально объему критмассы, а пропорционально отношениям объема критмассы ее площади!
Нет. У нас это соотношение ОДИНАКОВО - обе критмассы имеют форму шары А именно сколько нейтронов на единицу объема - главный показатель при РАЗМНОЖЕНИИ (не половом ) нейтронов

uagg>> Ведь греться она будет пропорционально количеству нейтронов, а не пропорционально количеству нейтронов на единицу объема?
Wyvern-2> Причем тут "греться"? Чай не печку-буржуйку лабаем
А греться - потому что количество прореагировавших ядер (и, следовательно - выделевшийся энергии) - пропорционально количеству нейтронов, а не удельному (в объеме) количеству. Больше начальных нейтронов - быстрее развивается цепная реакция (правда не намного).

uagg>> Тогда уже нужно брать не пропорционально объему критмассы, а пропорционально отношениям объема критмассы ее площади!
Wyvern-2> Нет. У нас это соотношение ОДИНАКОВО - обе критмассы имеют форму шары
А вот как раз ничего подобного! . Т.к. у меньших по размеру шаров площадь относительно БОЛЬШЕ.
Т.к. площадь шара растёт пропорционально квадрату радиуса, а масса шара - пропорционально кубу радиуса.
Из этого напрямую следует больший коэффициент утечки нейтронов через поверхность для меньшего шара. (Или для цилиндра - всё равно).

uagg> При делении как плутония, так и урана выделяется 2-3 нейтрона в среднем. Разница в десятых и сотыз долях. Вроде, по памяти, не хочу в гугл лезть - 2,42 у урана, 2,6 - у плутония. Так что пропорциональное изменение этого параметра существенно на картинку не влияет.

Нифига себе, существенно не меняет! Ты вообще-то в курсе, что энерговыделение цепной реакции от времени при неизменной геометрии сборки растет по экспоненте? Так во коэффициент размножения нейтронов стоит в показателе этой экспоненты, поэтому каждая десятая меняет картину очень существенно. В плутонии цепная реакция развивается заметно более резче, чем в уране-235. Это, кстати, и ограничивает возможность применения плутония в энергетических реакторах: у него меньше доля запаздывающих нейтронов, что сильно ухудшает управляемость реактора на плутонии.

uagg> Кстати... По поводу стоимости чистого Pu-239 и обогащению плутония (не помню, чей вопрос был, вроде davex спрашивал).
Меня больше интересовало как соотносятся себестоимости производства "генерация" оружейного плутония и обогащение оружейного урана. Обозначенное тобой сравнение было мной упомянуто, но речь шла несколько о другом...

uagg> Основная проблема оружейного плутония - это наличие Pu-238, существенно склонного к спонтанному делению. Именно из-за его наличия нельзя сделать пушечную схему и приходится изголяться с имплозией. Если бы в наличии имелось нужное количество изотопно чистого Pu-239, то пушечная схема была бы возможной. Ну, или парамеры имплозии оооочень сильно стали бы проще.

Тут наткнулся на некоторые вещи: Ещё один Атомный секрет!Из за него америкосы во многих странах запретили уран 238. Вполне можно генерировать плутоний 239, используя резонансный захват,без ядерного реактора. причём плутоний весьма чистый получается.

В большинстве крупных городов с населением более миллиона, в краевых и республиканских столицах находятся онкологические центры, имеющие в своём составе отделения лучевой терапии.
В отделениях лучевой терапии установлены гамма - терапевтические установки внешнего облучения, конструктивно состоящие из облучающей головки и перемещающего механизма.
Облучающая головка-это грушевидная ёмкость из урана 238 с массивным стальным затвором. Внутри находится источник гамма квантов активностью порядка 3 - 5 кило - кюри. Обычно кобальт 60. Вес головки порядка 1-1,5 тонны. Было бы заманчиво сделать следующее:
Когда заряжают облучающую головку, в неё впереди источника можно вставить прокладку из фотоядерного материала - того же бериллия и получить тихий генератор плутония. Работает себе аппарат, вроде как людей лечит или просто стоит. А в нём всё время накапливается плутоний. Не бридерный реактор конечно, но сойдёт, если время терпит. К сожалению энергия гамма- квантов от распада кобальта 60 не позволяет. Ниже порога реакции 1.67 МэВ. А вот с гамма -активным изотопом радия эта схема работает.


Химии-это разумеется не отменяет.

Гм, я думаю что производительность такого метода будет настолько низка, что нужного для бомбы количества плутония ни в какие обозримые сроки не получишь: поток нейтронов уж слишком мал по сравнению с реактором

U235> Гм, я думаю что производительность такого метода будет настолько низка, что нужного для бомбы количества плутония ни в какие обозримые сроки не получишь.

НУ источники разные бывают. Да и ускорители. к тому же можно взять количеством установок.

Jerard> Тут наткнулся на некоторые вещи:
Нуна просто сравнить нейтронный поток реактора с нейтронным потоком источников. Наработать плутоний конечно можно - если ты бессмертный Горец

Jerard> НУ источники разные бывают. Да и ускорители. к тому же можно взять количеством установок.

Подозреваю, что для этого нужно скупить количества радиоизотопов сопоставимые с их мировым производством: проще уж тогда эти изотопы сразу к куску тротила привязать :-/ , иначе крылатые ракеты прилетят раньше, чем плутоний в значимых количествах удастся наработать. Про ускорители я уже и не говорю: ядерный котел дешевле и проще. Проверенно Занусси, то бишь манхеттенским и саровским проектами. Там на ускорителях получили какие-то микрограммы плутония за сумашедшие деньги.

Jerard>> НУ источники разные бывают. Да и ускорители. к тому же можно взять количеством установок.
U235> Подозреваю, что для этого нужно скупить количества радиоизотопов сопоставимые с их мировым производством...

Вот, нашел знаменитый ответ Татарина


lenivec>>> Если кому нужны генераторы нейтронов, то добро пожаловать на поисковики по установкам типа "ПЛАЗМЕННЫЙ ФОКУС"
Wyvern-2>> Интересно, интересно...за сколько времени вот при помощи ЭТОГО: SciTecLibrary - Новые Промышленные Разработки можно наработать 10 кг Pu239?

Татарин> Если не учитывать размножения нейтронов и их потери, то около 30 миллиардов лет
Татарин> Это для ИНГ-103, того, что помощнее. Для ИНГ-102 - соответственно больше времени: 30 триллионов лет
Татарин> Без учета распада плутония, ессно.
Татарин> И без учета распада установок (1Е12 нейтронов - полная наработка за ресурс). На 10 кило плутония их потребуется тоже где-то около 1Е12 штук

U235> Нифига себе, существенно не меняет! Ты вообще-то в курсе, что энерговыделение цепной реакции от времени при неизменной геометрии сборки растет по экспоненте?
Гм... В курсе, разумеется.
U235> Это, кстати, и ограничивает возможность применения плутония в энергетических реакторах: у него меньше доля запаздывающих нейтронов, что сильно ухудшает управляемость реактора на плутонии.
Ну... Этот пассаж не в тему. Бомба разгоняется на мгновенных нейтронах. Запаздывающие не интересны вообще.

Хотя да, согласен, ламерство.
Правильно считать надо "по сложному".
Имеем реактор с переменной реактивностью. Когда половинка пушечной схемы начинает двигаться, реактивность выростает от 0 до некой N, характерной для полностью собраной схемы. Кстати, не факт, что она растер равномерно.
Полёт подвижной части занимает столько-то микросекунд.
Для того, чтобы ответить, возможна ли пушечная схема, нужно посчитать, сколько энергии выделится за это время, и не окажется ли этой энергии достаточно, чтобы испарить систему.
Думаю, что сверху оценить эту энергию можно, посчитав, сколько энергии выделит полностью собранная сборка за время, равное полёту подвижной части схемы, приняв во внимание, что реакция начинается от 600 нейтронов, а полностью собраная сборка представляет собой сферу, массой равной критической (ну, или равнобокий цилиндр. Тогда масса будет немного больше).

В принципе, задачка для второго курса непрофильной специальности, но считать лень. Замнём

U235> Гм, я думаю что производительность такого метода будет настолько низка, что нужного для бомбы количества плутония ни в какие обозримые сроки не получишь.
Jerard> НУ источники разные бывают. Да и ускорители. к тому же можно взять количеством установок.
Опять же, оценить довольно просто. На килограмм плутония нужно будет килограмм нейтронов (даже больше, но для простоты пусть так).
Это значит, нужно взять килограмм дейтонов (опять же больше, но для простоты, в сфероконном смысле), разогнать до 12 МэВ (я ничего не напутал?), посветить этим пучком на бериллий, полученные нейтроны замедлить до энергий, соответствующих резонансному захвату (тут опять кпд процесса вылезет, ну да бог с ним), и этими нейтронами посветить на уран (тут тоже кпд).
Отсюда вывод - минимум сколько понадобиться электричества на 1 кг плутония по данной схеме - это количество молей вещества в 1 кг водорода (ну ладно, половина, у водорода 2 атома в молекуле) * необходимую энергию каждой частицы (пусть в МэВ, потом в квт-ч переведем) * некий коэффициент, общее кпд процесса.

Считать, честно говоря, лень. Да и не помню я, какая энергия должна быть у дейтона, чтобы произожла соответствующая реакция...

Может кто посчитает? Задачка то чисто арифметическая, в одно действие?

uagg> Это значит, нужно взять килограмм дейтонов (опять же больше, но для простоты, в сфероконном смысле), разогнать до 12 МэВ

Вот это обойдется в 600тыс гигаджоулей, и это без учета мизерных КПД ускорителей. Если по простому, то - 600 тыс часов работы гигаватной электростанции. Так что на счетах за электричество явно разоритесь

P.S. Еще ошибку нашел

uagg> Опять же, оценить довольно просто. На килограмм плутония нужно будет килограмм нейтронов (даже больше, но для простоты пусть так).

Вообще-то без учета КПД килограмма нейтронов хватит на 239кг плутония. Но это при условии, что все нейтроны родят ядро плутония, что сильно не так.

Убедили.

uagg>> Это значит, нужно взять килограмм дейтонов (опять же больше, но для простоты, в сфероконном смысле), разогнать до 12 МэВ
U235> Вот это обойдется в 1,2 млн гигаджоулей, и это без учета мизерных КПД ускорителей. Если по простому, то - 1,2 млн часов работы гигаватной электростанции. Так что на счетах за электричество явно разоритесь

Да и ладно бы со счетами - "Родина в опасности!" (с) Но только вот 1,2млн.часов - это ~137 лет
Начинаешь уважать мудрость американцев похеривших больше $100М и закрывших MFTF-B еще до запуска...

U235> Вообще-то без учета КПД килограмма нейтронов хватит на 239кг плутония. Но это при условии, что все нейтроны родят ядро плутония, что сильно не так.
Ага. Согласен. "Моя, аднака, лопух". Просто внимание обратил когда ошибку уже нашли

Wyvern-2> Да и ладно бы со счетами - "Родина в опасности!" (с) Но только вот 1,2млн.часов - это ~137 лет
Wyvern-2> Начинаешь уважать мудрость американцев похеривших больше $100М и закрывших MFTF-B еще до запуска...
Однако, чтобы иллюзий не было, скажу, что вообще-то способ на 100% реалистичный, просто "ускорители бывают разные"
Если в качестве ускорителя выступает ТОКАМАК - всё срастается
И, даже более того - для первых коммерческих ТОКАМАКов такая схема и предусмотрена - дополнительное тепловыделение в урановом бланкете (+наработка в нем трития) + наработка в нем же плутония.
Правда, с изотопной чистотой продукта будут как бы проблемы :-), как бы не худшие, чем в обычном ВВЭР.

uagg> Правда, с изотопной чистотой продукта будут как бы проблемы :-), как бы не худшие, чем в обычном ВВЭР.

С получаемым продуктом в бланкете термоядерного реактора будет полная жопа: высокоэнергетичные сверхбыстрые нейтроны не поглощаются ядрами урана-238, а делят их. Поэтому с КПД будет полная катастрофа. Разве что только толстый-толстый слой замедлителя ставить, но боюсь что поглощение нейтронов при такой степени замедления будет просто жутким. Кроме того Токомак - явно не случай "атомной бомбы из подвала". Его способны построить еще меньше стран, чем ядерный реактор

au> Дык народ.. Каков вердикт на выбивание нейтронов нужной энергии из бериллия электронным ускорителем?
au> з.ы. Или не из бериллия, а ещё чего-то. Дейтерия, например.

Что таким макаром получить макроколичества плутония сможет только Дункан Маклауд
Слишком уж малы получаемые таким образо нейтронные потоки

U235> Слишком уж малы получаемые таким образо нейтронные потоки

Хочу увидеть салфеточный расчёт.

au> Хочу увидеть салфеточный расчёт.

Ок. Итак, самый мощный изотопный источник который я нашел, НК252М41.59, выдает 5 млрд нейтронов в секунду. Причем это уже источник на калифорнии. Источники на бериллии слабей будут. Умножаем это на 1 атомную единицу массы выраженную в килограммах, т.е. на 1.66*(10 в степени -27) и получаем производство нейтронов в килограммах в секунду. Как уже было замечено выше, на получение 239 кг плутония необходим 1 кг нейтронов. Т.е. на получение критической массы 8кг плутония необходимо 8/239 кг нейтронов. Делим это количество на рассчитанное выше секундное производство нейтронов и получаем время необходимое для наработки заданного количества нейтронов в секундах. У меня получилось 4.18*(10 в 15 степени) секунд или 3.1 млрд лет. В общем, задача не для слабонервных, особенно учитывая что период полураспада плутония-239 всего то 24тыс лет

Wyvern-2>> Начинаешь уважать мудрость американцев похеривших больше $100М и закрывших MFTF-B еще до запуска...

uagg> Если в качестве ускорителя выступает ТОКАМАК - всё срастается
uagg> И, даже более того - для первых коммерческих ТОКАМАКов такая схема и предусмотрена ...

И именно это причина того, что УТС "лепят" именно на Токамаках Ни одна страна, даже США (вне рамок гиперпроекта, типа "Манхэтенского") не способна построить Токамак.
Все дело в том, что на термоядерных нейтронах плутоний получается гораздо быстрее и (поэтому) чище чем на любом реакторе деления. Я ж не даром про MFTF-B упомянул

Wyvern-2> Все дело в том, что на термоядерных нейтронах плутоний получается гораздо быстрее и (поэтому) чище чем на любом реакторе деления. Я ж не даром про MFTF-B упомянул

На самом деле, 14-мэвные нейтроны - это довольно круто.

Беглый просмотр Эксфора показывает, что там возможны очень даже разные варианты - и деление нахрен, и вылет нескольких нейтронов, и много чего другого (в т.ч. и образование u-239 с вылетом гаммы, да).



Чего будет больше... ой, задолбишься считать.
Но очень не факт что всё будет в шоколаде. Скорее-таки именно деление.