Принципиально новый класс ядерного оружия

Существует реакция спонтанного деления атомных ядер (в частности изотопов U, Pu), эта реакция в некотором смысле катализируется нейтронами. То-есть нейтроны могут вызыват эту реакцию, и при этом являются ее продуктами. Поэтому в определенных условиях (например в ядерном реакторе) реакция деления может протекать в самоподдерживающимся режиме, являясь источником тепловой энергии, а также нейтронов и осколков деления. Причем все три "продукта" могут находить определенное применение.

 В последнее время в печати появились сообщения, что могут существовать ядерные (фотоядерные) реакции катализируемые гамма квантами. Механизм таких реакций связан с существованием долгоживущих энергетически возбужденных ядерных состояний - ядерных изомеров. Ядерные изомеры стабильных изотопов, чаще всего, переходят в основное состояние с испусканием гамма квантов, этот процесс харрактеризуется определенным периодом полураспада. Однако, теоретики предсказывают, что такой процесс можно ускорить сообщив ядру с помощью другого гамма кванта, некоторую энергию, как бы помогая ему преодолеть потенциальный барьер отделяющий метастабильное состояние от основного. В результате ядро поглощая один гамма квант испускает один или несколько гамма квантов с суммарной энергие превышающей первоначально вложенную. В такой системе при определенных условиях может возникнуть самоподдерживающаяся (цепная реакция).

Преимущества такой реакции по сравнению с традиционными реакциями цепного деления изотопов U и Pu следующие.

1. Отсутсвие долгоживущих радиоактивных продуктов (если используются изомерные состояния стабильных изотопов).
2. Отсутствие наведенной радиоактивности в конструкционных материалах (поскольку гамма кванты не вызывают наведенной радиоактивности).
3. Меньшие критические размеры "устройства" (из-за того, что критический размер напрямую связан с длиной свободного пробега).

Однако существуют определенные неясности.
1. Существует ли ядерный изомер с походящими параметрами (энергией возбуждения, временем жизни,  спектром индуцированного гамма излучения).
2. Возможность управления такой реакцией (если вспомнить, что возможность управления ядерным реактором основана на существовании запаздывающих нейтронов) в данном случае запаздывающих гамма квантов вроде бы не существует.
3. Доступность/экологичность ядерно-изомерного топлива. Не будет ли оно слишком дорогим либо являтся продуктом ядерной энергетики (как плутоний) или более экзотичных, отнюдь не безотходных, ядерных превращений.

С другой стороны для создания ядерно-изомерной бомбы выполнение двух последних пунктов не обязательно.

Внесите ясность по последним трем пунктам, плиз.

 

Татарин, 14.08.2003 15:32:10:

Самоподдерживающаяся цепная реакция на одних изомерах, ИМХО, - сложная, почти невозможная штука.

 

Большое количество фотонов застрянет на оболочках, большое - выйдет из полосы поглощения ядра и опять же рассеется, а бОльшая часть - сразу выйдет из системы вообще (кто сказал, что тут нет крит. массы? предполагается, что гамма-кванты имеют нулевой пробег и поглощаются абсолютно? ну-ну).

 

на один рентгеновский фотон выходит один гамма

 

Цепная реакция нравится не всем, иначе никто бы не заморачивался с этими изомерами. Интерес представляет именно извлечение энергии ядра без участия реакций деления.

 

цепной реакции там нет - только "разряд" изомера под действием... чего-нибудь

 

Да нет там ни слова о цепной реакции, где вы его увидели???

 

au, 16.08.2003 15:15:46:

Представим что есть некая полая [полу]сфера с дыркой, сделанная из этого m2.

 

Представим что есть некая полая [полу]сфера с дыркой, сделанная из этого m2. Сфера в "собранном" состоянии заполнена.. газом, или плазмой, например, или чем угодно, что способно достаточно ярко светиться рентгеном в течение, скажем, 1 мс и при этом не разрушает сферу, или даже вообще её не разрушает, по крайней мере не в порошок. Также предположим, что этой 1 мс достаточно для разрядки всего изомера, содержащегося в сфере. Вот и вся бомба!!!

 

Но автор подчеркнуто не касается конкретики. Я вот в силу своего разумения посчитал их сигму для того же гафния... :\