Прецизионный одноступенчатый ядерный заряд мощностью до 1 Ктн. Новая надежда Америки?

Vanguard1802>> На этих схемах есть экран состоящий из смеси лития-6 и бора-10, как вы думаете, что этим хотел добиться автор схем?
Naib> Какая-то патентованная хрень.
Naib> Слишком переусложнённо с сфероконно.
Мне кажется это такой специфический юмор.
Поймите.
По-настоящему передовые термоядерные устройства мало чем отличаются от первых. Что бы понять в чем их продвинутость, надо глубоко понимать физику процессов.
То что нам рассказывают на просторах интернета про термоядерное оружие - это "организованная утечка" про самые простейшие, общие, начальные принципы.
Лучшая ложь - неправильно понятая правда.
Устаревшая правда - лучшее прикрытие новых тайн.
Я думаю и 6 кт/кг, предел Тейлора, это тоже подобная "утечка", которую не жалко слить.
Да, действительно, я думаю было поколение ядерного оружия, которое осталось нереализованным.
Те самые сверхурожайные бомбы что вы копаете. 8 кт/кг, 10 кт/кг... Возможно даже 13 кт/кг.
Я это называю поколение два-штрих.
Ну ядерное оружие, условно, делят на четыре поколения.

Первое - это первые ядерные бомбы.До начала 50-х.
Второе - это бустированные ядерные и первые термоядерные. До конца 50-х тут был очень быстрый прогресс. Именно тут появились "грязные" и "чистые" заряды до 6 кт/кг.
Но уже в конце 1950-х появились наброски на новое поколение.
Я думаю все дело в компьютерных кодах. Моделях. Появились вычислительные модели, которые показывали удивительные возможности по увеличению мощности заряда (повышению эффективности сжатия). Это то за чем вы тут все время гоняетесь. Но я думаю что секрет этого оружия в особо эффективной гидродинамике. Например действительно добились детонации (для чего надо давление в несколько раз выше). Мы знаем только об отказе от свечи. Но что случилось с темпером? Насколько тонким он стал? Тут все покрыто мраком.
Самое главное. Такое оружие осталось невостребовано заказчиком. Ему не нужна была такая удельная мощность. Возможно потому что за это пришлось бы заплатить куда меньшей объемной мощностью. Учитывая курс на разделяющиеся боеголовки и повышение точности (не нужны стали мегатонны), то что нарыли физики стало невостребовано. Поэтому я это поколение называю поколением два-штрих.
Почему не плюс? Потому что поколением два-плюс я называю те заряды, которые таки пошли заказчику в 70-х-80-х и которые мы знаем. Они до сих пор стоят на боеголовках. Это явно ГРЯЗНЫЕ заряды обильно использующие 235-й уран (мы тут это обсуждали) в темперах вторички. Типичный представитель W-88.
Это все то же поколение два. Но с плюсом.
Они не имею высокую удельную мощность (~1-2 кт/кг) зато они компактны и очень грязные. Они идеально выполняют роль оружия-жупела (вместе со своими носителями).
Кроме того. Из поколения два-штрих в конце 60-х родилось ядерное оружие третьего поколения. Сначала противоракеты (та же W-71). Потом шороху наделала нейтронная бомба например. Сюда обычно относят рентгеновский лазер ну и B-61 - подземный пенетратор. То есть СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ядерные заряды. Но что еще есть в закромах? Направленные взрывы? Да, разумеется есть. Но мы ничего об этом толком не знаем. Много что осталось невостребовано, так как с середины 1970-х началась разрядка и замораживание арсеналов.
Наверняка есть и сверхчистые заряды для особых задач.
Но они тоже спрятаны.
Мы о них можем догадываться только по мирным программам. Но почему-то закрыли и мирные программы.
Хотя казалось бы, зачем?!!!
Борьба за мир. И желательно весь! (глобализация).
Ну и постоянно (уже не одно десятилетие) идут слухи про оружие четвертого поколения. Это абсолютно чистое (в смысле без продуктов деления, только ядерный синтез) оружие, небольшой мощности 10-100 тонн тнт, которое, если появится, можно будет применять на поле боя наряду с обычной химической взрывчаткой.
Этого опасался еще Дайсон в 1960-м.
И обратите внимание. Тут гонятся не за мощностью. Не урожайностью. Напротив. Тут гонятся за чистотой. Такое оружие должно НЕ ПОПАДАТЬ под конвенции по ЯО...
Исключить любой намек на продукты деления и... нарастающий цепной ядерный процесс деления.
Андре Госпонер (кстати, швейцарец! ) - один из немногих кто эту тему очень активно исследует.
Результатов тут мало. Но мало ли?
Скажем, открытие в области лазеров (те же оптоволокновые лазеры - настоящий прорыв!) или металлического водорода могли бы сильно приблизить появление такого ядерного оружия. Но пока тут по всем направлениям надежный тупик. Насколько мне известно.

Vanguard1802> На этом сайте http://extremal-mechanics.org/archives/716 в комментариях участник с именем stalker написал про проекты термоядерных зарядов с кпд 13 кт/кг. У меня вопрос — какая должна быть конструкция термоядерного заряда чтобы у него был кпд не менее 13 кт/кг?

Ну давайте прикинем.
Плотность лидочки?
720-820 кг/м³
Калорийность, мы договорились 50 кт/кг.
Допустим мы хотим иметь бомбу в 1 мегатонну (хотя сейчас такие бомбы - избыточно мощные).
Мы договорились, что это должна быть чистая двухступенчатая бомба. Для начала.
Если мы делаем КЛАССИЧЕСКУЮ термоядерную бомбу, то вот ее расчет.
Допустим, мы добиваемся в ней 50-75% выгорания топлива. Это очень круто.
В первых выгорало лишь 15-25%. 50% - это уже круто. Но при 50-75% выгорания мы получаем калорийность лидочки в 25-36 кт/кг.
То есть для 1 мегатонны нам нужно... 40-27 кг лидочки это 0,056-0,033 м³. Шар из нее (это идеальная форма) радиусом...24-20 см. Представили?
Диаметр от 40 см до полуметра.
Сразу. Площадь поверхности такого шара 0,5-0,7 м² Хотя мы тут не учитываем возможность неких полостей-пустот внутри (которые могут быть просто необходимы по условиям оптимальной гирдродинамики! Вспомните те же мишени для лазерного УТС!)
В качестве темпера возьмем лучший материал. Вольфрам. Плотность 19 250 кг/м³
Какая нужна толщина темпера h?
Если подходить из идеи примитивной гидродинамики, то



ро-2- плотность тэмпера, ро-1-плотность термоядерного горючего. Вольфрам в 24-27 раза плотней лидочки и значит h в 4,8-5 раз меньше R, то есть 5-4 см. Умножаем толщину на поверхность и на плотность вольфрама получаем 650-350 кг. То есть весь вторичный узел уже получился 700-400 кг.
То есть уже 1.5-2.5 кт/кг.
5-4 см - это явно избыточная толщина. У того же Госпонера в реконструкции Майка указано "всего" 2.8 см урана. Но если мы уменьшим толщину в 2 раза то и получим 3-5 кт/кг.
Но это только вторая ступень. А нам нужно еще учесть массу триггера (а она ~1 кт/кг то есть 50 кт запал это 50 кг не меньше. А скорей все 100 кг! И это очень крутое, компактное устройство уже) ну и "световой канал", корпус все объединяющий. Даже если вы делаете его из алюминия, хитро покрывася тоникими слоями от меди, стали, вольфрама (делаете брегговское зеркало для рентгена) и заполняете канал чем-то типа пенополистерола (а лучше как у Тома Кленси использовать множество трубочек-световодов для рентгена), то все равно это будет весить примерно столько же сколько и сама термоядерная ступень (просто сядьте, нарисуйте это все и посчитайте, все данные можно взять в сети по плотности материалов).
То есть даже уменьшив толщину толкателя вы весь выигрыш съели за счет остального оборудования и вышли на те же 1.5-2.5 кт/кг.
Таким образом, если вы замените вольфрам ураном (или сделаете что-то чудо-слоеное) и поднимите мощность в 2 раза за счет деление-синтез-деление, то вы и получите 3-5 кт/кг. Те же 6 кт/кг. Ну играясь с толщиной тэмпера вы можете, скажем дойти до 7 или даже 10 кт/кг... Но это у вас уже совсем-совсем какой-то легкий девайс получается.
Можете просто все рассчитать в обратную сторону.
Какая должна быть толщина темпера h, что бы все устройство было 10 кт/кг. Там меньше 1 см получается... кажется...
Представляете что значит воткнуть мегатонну в... 100 кг?!!!
В тонну - можно.
Лучшее изделие Ливермора W-59 воткнули мегатонну (даже чуть больше 1.2) в 250 кг!



Но ужать это еще минимум в два раза...
Я просто не представляю как!

Тут же не надо быть физиком.
Просто инженером. Даже можно быть школьником с мозгами. Нарисуйте и посчитайте в excel все компоненты. Триггер считайте просто из расчета 1 кт/кг (устройство деления просто нельзя сделать мощней).
Я когда-то игрался и как на мой вкус, выше 10 кт/кг ужать конструкцию... просто немыслимо!
13 кт/кг... Я очень сомневаюсь!
При этом самое узкое место (где можно выжимать удельную мощность) - темпер. Его толщина влияет на удельную мощность ну очень сильно!

Кстати. Вот вам пример расчета "плоского" заряда (это не для военных. Это для звездолетов) в обратную сторону. То есть от желаемгого. При этом я желал очень скромно 7.5 кт/кг (что бы вписаться в задачу Дайсона, разогнать взрыволет до 3.3% от скорости света):



И то я получил по голове за фантастические параметры, которые пришлось заложить.
Кстати, не удивляйтесь конфигурации темпера. Это гипотетическая схема направленного заряда.
Вот пояснение, в чем разница:



А направленность нужна вот для чего:



Хотя и военное применение этой идее (если она рабочая) тоже нашлось бы и ни одно.
Но главное.
Я считаю что 8 кт/кг еще помыслить может и можно. Но это уже чудовищно сложно!!!
То есть борьба за каждую следующую килотонну на кг - это я не знаю что нужно придумать!!!

Wyvern-2> Прочитай про устройство Моргенштерн TX-22, в серии Castle. Там конкретно описан "пшик" в 110кт вместо 3Мт

Что вы хотите этим сказать?
Что если смешать литий-6 с бором-10, то характеристики бора-10 ухудшиться?

Vanguard1802>> Возможно ли увеличить кпд термоядерных зарядов до 13 кт/кг используя в качестве тампера уран-235?
Xan> Американцы какую-то свою боеголовку так усовершенствовали: в тампере тонкий внутренний слой простого урана заменили на 235.
Xan> Говорят, энергия увеличилась процентов на 20...30.

Насколько я знаю все современные (поколение 2+) боеголовки США усовершенствованы так.
Я выше писал (и это даже в англоязычной вики описано)...
Вот:

In 1958, Cohen investigated a low-yield "clean" nuclear weapon and discovered that the "clean" bomb case thickness scales as the cube root of yield. So a larger percentage of neutrons escapes from a small detonation, due to the thinner case required to reflect back X-rays during the secondary stage (fusion) ignition. For example, a 1-kiloton bomb only needs a case one-tenth the thickness of that required for 1-megaton.

 

В 1958 году Коэн исследовал маломощное «чистое» ядерное оружие и обнаружил, что толщина «чистого» корпуса бомбы масштабируется как кубический корень из мощности. Таким образом, больший процент нейтронов ускользает от небольшой детонации из-за более тонкого корпуса, необходимого для отражения рентгеновских лучей во время вторичной стадии (термоядерного) зажигания. Например, для бомбы мощностью в 1 килотонну нужен только корпус, составляющий одну десятую толщины, необходимой для 1 мегатонны.

Одна десятая толщины. То есть если в мегатонной бомбе делились 10% урана в темпере, то в килотонной тэмпер становится "невидимым" для нейтронов.
Как с этим бороться если вы хотите оставить бомбу "грязной" но снизить ее мощность, скажем в 10 раз (заказчик хочет так)? Делать стенку из менее прозрачного для нейтронов материала.
Конечтно замена 238 на 235-й не бог весть что по прозрачности для быстрых нейтронов:



Лучше уж на плутоний. Но плутоний куда более дорогой материал и плохой в обращении.
Кроме того 235-й делится любыми нейтронами. И быстрыми и медленными. Это тоже добавка. Да и затухающие цепные процессы, возникшие даже в докритическом темпере (а его, делая из 235-го, делают именно докритическим, от греха подальше) успевают развиться дальше. В итоге добавлением в тэмпер 235-го маломощных бомб (~100 кт), типа W-88, добиваются тех же ~10% деления материала темпера что и в мощных бомбах у 238-го. То есть увеличение энергии в два раза без увеличения массы заряда и для маломощных грязных бомб. Да, дорогое решение. Но военные готовы за него платить! Тем более что и обогащение урана подешевело в 100 раз.
Вот вам "знай и умей!":



(кстати, картинка содержит ряд неточностей-мифов. Но полезной информации все же в ней больше).

Xan> Весь тампер делать из 235 не имеет смысла. А тонкий внутренний слой при сжатии становится толстым и непрозрачным, так что нейтроны расходуются в основном на деление 235.

Я не понял этой мысли. Разъясните.
Логика изложенная выше не делает различия между тем собран ли весь 235-й в тонкий прилегающий к пламе слой или распределен в толщи всего темпере из 238 (скажем обогащение 40%).
Если и есть смысл так делать, то это уже чуть иные резоны. Например как-то "стимулировать" саму термоядерную плазму в процессе горения. То есть эти 20-30% могут отноститься не к эффету Дэекила-Хайда, а к более тонким эффектам в термоядерном горючем.
Так?

ЗЫ... кстати. резон собирать 235-й на внутренней поверхности тэмпера есть даже исходя из вышесказанного мною. Ведь внешняя поверхность темпера при сжатии вторички аблирует и несколько расширяется (во всяком случае не становится плотней первоначальной плотности) и сжимается до 8 раз только внутренняя (неабелировавшая) часть тэмпера. Так что да...
Вообще резонов может быть несколько сразу.
Современные устройства очень изощрены в логике принятых для них решений.
Например второй внутренний слой.
Это же возврат к сахаровской "слойке" (выше это названо "свечой" но я думаю это ошибка)! Со всеми вытекающими проблемами (именно наличие таких слоев внутри и привело к серии отказов во второй половине 50-х в СССР!). Но тут на это пошли. Значит победили все минусы и получили все плюсы?

Wyvern-2>> Прочитай про устройство Моргенштерн TX-22, в серии Castle. Там конкретно описан "пшик" в 110кт вместо 3Мт
Vanguard1802> Что вы хотите этим сказать?
Vanguard1802> Что если смешать литий-6 с бором-10, то характеристики бора-10 ухудшиться?

Нет. Он хочет сказать что если вы тщательно не изолируете вторичку от нейтронного потока, который идет от первички (для чего и используют "линзу"-перегородку из бора-10), то ваша вторичка нагреется раньше, чем успеет сжаться и она не сработает, поджиг второй ступени не случится, что и произошло в тесте "утренней звезды" (линза там наверняка была, но неправильная). На схеме W-88 такой перегородки, кстати, нет. И это означает что схема - кривая (некий вброс?)
Необходимость такой "перегородки" появляется еще в знаменитой запске Зельдовича 14 января 1954-го года:



По-началу, я думал что именно к этой перегородке (плюс сам хохраум) и относится его знаменитое восклицание "будем выпускать!" (мол, закроем от втрички первичку перегородкой и создадим "печь" для равномерного обжатия со всех сторон вторички из толстых стенок!)
Но чисто по-датам это не так. Риснуок - середина зимы, а восклицание - ранняя весна.
Кроме того. Вот тут русским по белому написано:

Впервые фраза Зельдовича «будем выпускать излучение» появилась в ином контексте, в статье 1996 года Ю. Харитона, В. Адамского и Ю. Смирнова: «И вот однажды Зельдович, ворвавшись в комнату [своих сотрудников] молодых теоретиков Г. М. Гандельмана и В. Б. Адамского, находившуюся против его кабинета, радостно воскликнул: „Надо делать не так, будем выпускать из шарового заряда излучение!“

 

Видимо, возглас Зельдовича был связан с тем, что в ТЕХ зарядах вокруг плутония был толстенный темпер из урана-238, который "задерживал" излучение (в смысле оно выбиралось на поверхность по их расчетам слишком медленно), поэтому Зельдович и думал как же "выпустить" его из шарового заряда побыстрей.
Сейчас эта проблема решена тем, что все заряды бустируются и поэтому не нуждаются в толстом темпере вообще. Но тогда, возможно, решение было в отказе от урана-238 (который, кстати добавлял до 30% энергии взрыва!) и переход к темперу-отражателю из бериллия или оксиду бериллия.
Идеальный "проводник" рентгеновского излучения.
Конечно это только догадки.
Но то что бериллий используют как "новый", легкий отражатель (что для темпера как бы и плохо) в критсборках заряда деления было известно "широкой публике" еще в конце 50-х. И это - надежная информация. Хотя тут, есть подозрение, нам тоже не все рассказали...
У меня есть подозрение что бериллий используется не только как отражатель нейтронов с альбедо выше 1 и даже не только как хороший проводник рентгеновского излучения. Возможно его "алюминиевая" гидродинамика (чем меньше Z металла, тем лучше он сжимается) позволяет его сильней сжать чем само плутониевое ядро (для чего нужна еще правильная схема имплозии) и это приводит к заметному улучшению эффекта отражателя и опять таки заметному повышению критичности сборки (или снижению массы делящегося материала, заложенного в заряд).

Xan>> Весь тампер делать из 235 не имеет смысла. А тонкий внутренний слой при сжатии становится толстым и непрозрачным, так что нейтроны расходуются в основном на деление 235.
A.s.> Я не понял этой мысли. Разъясните.

Ну вот сжали лиду в 1000 раз, поверхность шара уменьшилась в 100 раз, и теперь нейтрону надо пролететь не через 1 мм урана, а через (как бы) 100.

Это короткий ответ.
А вот длиннее:

Плотность урана при том давлении будет, в нулевом приближении, равна плотности лиды.
То есть около 1000 — в 52 раз плотнее, чем 19.3.
Или даже плотнее, например в 235 / 92 / 2 = 1.28 — в 66 раз плотнее, чем при "при комнатной".

Потому что если раздавить все оболочки, то плотность вырожденного электронного газа будет для всех веществ одинаковой, потому что плотность газа и определяет давление (пока не сильно горячо). А у урана нуклонов на электрон больше.

Но уран, конечно, в бомбе до конца не раздавится, а плотность нераздавленного остатка будет больше плотности окружающей среды. Так что уран лиду будет всегда обгонять по плотности, и за счёт нуклонов, и за счёт остатков.
Так что вполне может получиться плотность в 100 раз от комнатной.


A.s.> в знаменитой запске Зельдовича

Как мне нравится это: "Совершенно секретно", "в одном экземпляре"!!!

Полл> Ты хотел сказать, что бомбардировки Германии не сказались на объемах выпуска военной продукции.
Полл> Во-первых - сказались: объем выпуска синтетического горючего вместо планировавшегося роста к концу 44-го даже начал сокращаться.

Да ушш, достаточно почитать историю Фау и боданий за ресурсы для размещения пр-ва. Особливо после бомбёжки Пенемюнде.

Ну еще можно поинтересоваться у Леонтьева.

Vanguard1802> Думаю на этой фотографии запечатлён наш аналог боевого блока Mk5. Мощность 5 Мт, масса 450 кг, диаметр ~71 см, длина ~178 см.

Гм.. Вы скажите, а ЗАЧЕМ нужна такая высокая плотность мощности?
Какой военный смысл?
5 мегатонн?
Зачем?
Под какую боевую задачу?

Vanguard1802>> Думаю на этой фотографии запечатлён наш аналог боевого блока Mk5. Мощность 5 Мт, масса 450 кг, диаметр ~71 см, длина ~178 см.
A.s.> Гм.. Вы скажите, а ЗАЧЕМ нужна такая высокая плотность мощности?
A.s.> Какой военный смысл?
A.s.> 5 мегатонн?
A.s.> Зачем?
A.s.> Под какую боевую задачу?
Американцы когда разрабатывали W88 скорее всего хотели с помощью него иметь возможность повреждения излучателей низкочастотной антенны запасного центрального командного пункта Генерального Штаба Вооруженных Сил России. Потом официально ВНИИТФ создал наш аналог такого блока, но уже для нанесения ответного ядерного удара, благодаря высокой мощности возможно уничтожать объекты противника на большой площади и наносить долговременное радиоактивное заражение местности.

A.s.> Гм.. Вы скажите, а ЗАЧЕМ нужна такая высокая плотность мощности?
A.s.> Какой военный смысл?
A.s.> 5 мегатонн?
A.s.> Зачем?
A.s.> Под какую боевую задачу?

Излучатели антенны по данным патентов находятся на глубинах 100...120 метров чтобы их повредить нужны боевые блоки большого класса мощности.

Vanguard1802> Американцы когда разрабатывали W88 скорее всего хотели с помощью него иметь возможность повреждения излучателей низкочастотной антенны запасного центрального командного пункта Генерального Штаба Вооруженных Сил России. Потом официально ВНИИТФ создал наш аналог такого блока, но уже для нанесения ответного ядерного удара, благодаря высокой мощности возможно уничтожать объекты противника на большой площади и наносить долговременное радиоактивное заражение местности.
Даже если так.
Хотя бить по площадям 5 мегатоннаями - давно пройденный этап. Именно из-за того что раньше не было нужной точности наведения. Но сейчас...
Ладно.
Главный вопрос. Допустим 5 мегатонн - надо военным. Почему нельзя это упаковать в 1 тонну?
Почему надо непременно упаковывать это в 450 кг?
Есть принципиальная разница? Я не вижу тонна, пол тонны...
Я почему удивляюсь?
Конечно, если физика позволяет ЛЕГКО создавать такие заряды - то ради бога.
Но я просто не вижу легкого пути к этому.
Я конечно могу быть не в курсе.
Но насклько я знаю, почти все головки (замороженные в 90-х) с обеих сторон ядерного противостояния имеют 2-3 кт/кг. Не более. И военных это вполне устраивало.

Vanguard1802> Излучатели антенны по данным патентов находятся на глубинах 100...120 метров чтобы их повредить нужны боевые блоки большого класса мощности.
Может быть.
Почему пол тонны а не тонна?

A.s.> Главный вопрос. Допустим 5 мегатонн - надо военным. Почему нельзя это упаковать в 1 тонну?
A.s.> Почему надо непременно упаковывать это в 450 кг?
A.s.> Есть принципиальная разница? Я не вижу тонна, пол тонны...
Ракета Трайдент-2 имеет максимальную массу головной части в 2800 кг, я предполагаю задача была создать боевой блок, который в количестве четыре изделия помещался бы в головную часть ракеты.

A.s.> Но насклько я знаю, почти все головки (замороженные в 90-х) с обеих сторон ядерного противостояния имеют 2-3 кт/кг. Не более. И военных это вполне устраивало.

Американцы в конце 60-х в начале 70-х годов провели десятки различных испытаний устройств характеристики, которых в открытом доступе нету. Более того в СССР 27 октября 1973 года на полигоне Новая Земля было взорвано устройство мощностью 4 Мт характеристики, которого тоже неизвестны ни тип заряда (чистый/грязный), ни габариты. И вы говорите про какие-то 2...3 кт/кг.

Vanguard1802>> Излучатели антенны по данным патентов находятся на глубинах 100...120 метров чтобы их повредить нужны боевые блоки большого класса мощности.
A.s.> Может быть.
A.s.> Почему пол тонны а не тонна?

КПД заряда в районе 13 кт/кг с учётом теплозащитного покрытия, теплоизоляции, силового каркаса масса боевого блока будет ~450 кг.
~30 процентов энергии даёт синтез, 70 процентов энергии даёт деление.

Vanguard1802>И вы говорите про какие-то 2...3 кт/кг.

Nuclear weapon yield



W-78

Вес одной боеголовки составляет от 180 до 270 кг...Заявленная мощность — в пределах от 335 до 350 кт.
350/180 = 1,94 кт/кг

W87

мощность 300 Кт
масса боеголовки 220—260 кг
300/220 = 1.36 кт/кг

W88

мощность 475 кт
масса боеголовки менее 350 кг
475/350 = 1,36 кт/кг

W-80

Mass 290 lb (130 kg)
Blast yield 5 or 150 kilotonnes of TNT
150/130=1,15 кт/кг

То есть 100-500 кт одна боеголовка. Масса 100-300 кг.
Это СТАНДАРТ на котором остановилась гонка ядерных вооружений.

Можно проделать то же и о наших основных боеголовках (хотя и сложней найти). И поверьте, будет то же самое. Я помню статью середины 80-х в "В мире науки" где американские специалисты именно по данным подземных испытаний и всяким там косвенным измерениям пытаются понять насколько русские отстают от США по параметрам боегологвок. И делался вывод что совсем не отстают. Достигнут ПАРИТЕТ.
Даже была табличка по кт/кг.
Кстати. Вот нашел где есть попытка свести удельную мощность зарядов по типам и странам:



Вот статья лепшего друга Морланда, Аекса Велейрстайна (Alex Wellerstein) на тему удельной мощности бомб Kilotons per kilogram




Тут даже предпринята попытка увидеть как развивалось оружие в этом смысле по времени:




Почитайте это через гугл-переводчик, если что. Он сейчас отлично переводит!

Сначала движение вниз и вправо (меньше веса, больше мощности - улучшенные бомбы деления); есть также движение резко вверх и вправо (большой вес, очень высокая мощность - термоядерное оружие), которое затем движется вниз и снова влево (высокая мощность, меньший вес - улучшенное термоядерное оружие). Также есть осколок легкого и маломощного тактического оружия, который уходит в нижний левый угол. Справа посередине находится то, что кажется изощренным «золотым пятном», место, где все американское оружие, находящееся в настоящее время на складах, оказывается в диапазоне 0,1–3 кт / кг, особенно в диапазоне 2–3 кт / кг:

 

Там тоже есть про непонятки с тестом "Доминик" и про то что есть следы поколения 2' (в моей терминологии). Но факт есть факт. Арсеналы США находятся много десятилетий в "золотом пятне" 2-3 кт/кг и из него не выходят.
Все признаки выхода технологии "на плато".
Кстати, еще в 1963-м году, когда подписывался Московский договор, отправным тезисом к его подписанию (см. то же письмо Адамского к Никите Хрущеву), мол, ядерное оружие достигло предела своих возможностей. Мол, можно еще долго совершенствовать, но основные принципы открыты, поняты и сильно не изменятся.
Ясно что это было не совсем так. Появилось оружие 3-го поколения. Та же нейтронная бомба и еще масса мелких открытий. Но все равно в целом это была правда. Это все вариации на некую одну тему.

Vanguard1802> КПД заряда в районе 13 кт/кг с учётом теплозащитного покрытия, теплоизоляции, силового каркаса масса боевого блока будет ~450 кг.
Vanguard1802> ~30 процентов энергии даёт синтез, 70 процентов энергии даёт деление.

То есть без учета, еще минус 30%?
Откуда эти ФАНТАСТИЧЕСКИЕ данные?
Мне кажется это какие-то нездоровые фантазии.

Xan> Ну вот сжали лиду в 1000 раз, поверхность шара уменьшилась в 100 раз, и теперь нейтрону надо пролететь не через 1 мм урана, а через (как бы) 100.
Xan> Это короткий ответ.

Да. Согласен. Этот же принцип достижения критичности (уменьшения длины свободного пробега нейтрона) в обычной критсборке имплозией!
И это же ответ почему американцы ушли от удобного цилиндра к неудобной сфере. У сферы при сжатии уменьшение поверхности происходит в большей степени...

Но, кстати 1000-кратное сжатие - это очень крутое сжатие. Может где-то так и жмут, но в Майке едва было 300 раз.
По моделям у Госпонера при сжатии за 450-500 (это считается очень круто уже) возможна детонация.
1000-кратное сжатие - это, я думаю, некий предел. А вообще говоря, я подозреваю что это просто перенос из ICF. Там 1000 кратное сжатие микромишини - отправная точка...

Кстати. Я знаю откуда 1000.
Вот. Sublette. Это по-сути отправной, наиболее авторитетный источник:

The pressure exerted by the plasma causes cylindrical (or spherical) implosion of the fusion capsule, consisting of the pusher/tamper, fuel, and the axial fissionable rod. The capsule is compressed to perhaps 1/30 of its original diameter for cylindrical compression (1/10 for spherical compression), and thus reaches or exceeds 1000 times its original density. It is noteworthy that at this point the explosive force released by the trigger, an amount of energy sufficient to destroy a small city, is being used simply to squeeze several kilograms of fuel!

 

Давление, оказываемое плазмой, вызывает цилиндрическую (или сферическую) имплозию термоядерной капсулы, состоящей из толкателя/тампера, топлива и осевого делящегося стержня. Капсула сжимается примерно до 1/30 от своего первоначального диаметра при цилиндрическом сжатии (до 1/10 для сферического сжатия) и, таким образом, достигает или превышается 1000-кратная плотность от своей первоначальной плотности. Примечательно, что в этот момент энергии взрыва, выделенной триггером, количественно достаточное для разрушения небольшого города, используется просто для того, чтобы сжать несколько килограммов топлива!

A.s.> Но, кстати 1000-кратное сжатие - это очень крутое сжатие.

Ну я просто для примера — из 1000 очень хорошо извлекается кубический корень!

A.s.> Кстати, да. На самом деле мгновенным результатом захвата нейтрона и ДЕЛЕНИЯ бора-10, будет гелий-4 и литий-7. Который, как мы знаем, если поймает, в свою очередь "тритиевый" нейтрон (14-мэв) мало того что превратится в тритий (будущий источник нейтрона), так еще и выдаст еще один нейтрон. То есть в итоге "чисто арифметически" поглотив (бор-10) нейтрон, мы по-сути родим два.
A.s.> Хотя тут нужно сравнивать сечения реакций (то есть вероятности) но и они похоже фифти-фифти (около 1 барна).

При использовании бора-10 или карбида бора-10 возможно увеличить поток нейтронов от лития-6д и соответственно увеличить кпд тампера из урана-238? И тут недавно речь шла, что в каком-то американском термоядерном заряде тонкий внутренний слой тампера сделали из урана-235, в таком случае для увеличения кпд тампера возможно ли между ураном-238 и ураном-235 разместить экран из карбида бора-10?

A.s.> Ну и постоянно (уже не одно десятилетие) идут слухи про оружие четвертого поколения. Это абсолютно чистое (в смысле без продуктов деления, только ядерный синтез) оружие, небольшой мощности 10-100 тонн тнт, которое, если появится, можно будет применять на поле боя наряду с обычной химической взрывчаткой.
A.s.> Этого опасался еще Дайсон в 1960-м.
A.s.> И обратите внимание. Тут гонятся не за мощностью. Не урожайностью. Напротив. Тут гонятся за чистотой. Такое оружие должно НЕ ПОПАДАТЬ под конвенции по ЯО...

Обратил внимание - вы же ранее в топике писали что уже есть мегатонные заряды после которых можно в шортах ходить. Просто не афишируются, чтоб борьбу против ЯО не сорвать. Как то непонятно простите. То уже есть, то еще нет

И что это значит - такое ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ которое будет НЕ ПОПАДАТЬ под конвенции по ЯДЕРНОМУ ОРУЖИЮ?

Как думаете, это не напоминает "продайте мне зеленый материал на платье, только чтоб он зеленым не был"

В конвенциях ничего не говорится про чистоту. В конвенциях говорится про принцип работы. Как очистив бомбу сделать ее неядерной?

A.s.> Как делали чистые заряды? Хрен его знает. У меня есть идея-догадка что использовали бораны.
A.s.> И если это ¹⁰B₂D₆, обратите внимание на тонкость. На 3 дейтрона приходится 1 атома бора-10. Это как раз по атому бора на каждый нейтрон, рожденный в цепочке сгорания 6-и дейтронов (полный цикл цепочки горения DD). То есть, атомов бора-10 тут, чисто арифметически как раз хватает чтобы сожрать все нейтроны, которые рождаются при горении чистого дейтерия. При этом сама реакция поглощения нейтрона бором-10 дает дополнительную энергию (в виде движения заряженных частиц что очень даже кстати, скажем при детонации).
A.s.> Но как на самом деле все это будет гореть?
Может так?

или так?

Ученые рассказали что по их расчетам можно сделать термоядерный реактор на основе линейной плазменной ловушке. Расчеты показали что при длине камеры реактора 30 метров и ее радиусе 1 метр можно использовать в качестве топлива пару протон бор 11(1H + 11B → 3 4He) . Данная реакция не выделяет нейтронов. Таким образом не требуется радиационная защита, не происходит активация стенок реактора. 

Амбициозные цели проекта ГДМЛ в виде термоядерного реактора без использования трития “не противоречат законам природы”, а значит, могут быть реализованы при условии упорной работы, креативности и удачи.

 

ИМХО, то, что можно теоретически сделать в реакторе возможно сделать и в бомбе. В качестве третьей или четвёртой ступени. Не только поглощение нейтронов бором-10, но и термоядерная безнейтронная реакция водород + бор11.
Может быть в сильно сжатой смеси боранов разного изотопного состава?

ttt> Обратил внимание - вы же ранее в топике писали что уже есть мегатонные заряды после которых можно в шортах ходить. Просто не афишируются, чтоб борьбу против ЯО не сорвать. Как то непонятно простите. То уже есть, то еще нет

Есть оружие устройства с МАКСИМАЛЬНО ПОНИЖЕННЫМ выходом радиации.
Это устройства 3-го поколения.
По-сути обратная сторона нейтронной бомбы. Есть бомбы с повышенным выходом нейтронов (и их энергии) - нейтронная бомба. А есть с пониженным. То самое "сверхчистое" устройство, в котором при 150 кт 99.85% энергии была термоядерной. То есть 0,15% была энергия деления триггера. Считаем 0.0015*150=0,225 кт - мощность триггера деления в этой сверхчистой бомбе. Если килограмм дает 17.6 кт, то 0.225/17,6=0,0128 кг - количество разделившегося в триггере делящегося материала (скорей всего U-235). То есть 13 грамм. При взрыве этой бомбы образовалось 13 грамм миноров, всяких радоиоактивных продуктов деления.




При первых термоядерных тестах (учитывая 70% энергии от деления 238-го) рождались до полутонны осколков (не говоря уже о наведенной радиации ибо рвали прямо на поверхности поднимая в небо целые атоллы и испаряя озера морской воды с массой всяких элементов)! Чудовищные выбросы и загрязнение!
В обычной, "номинальной" бомбе (типа хиросимской или тоцкой) делится что то 1-1.5 кг. Но в "очищенном" заряде для инициации термоядерных каскадов делится в 100 раз меньше.
Что это значит?
Вот из советского учебника ЗОМП табличка:



Снижение активности продуктов деления по времени. Видно, что через час после взрыва активность падает мене чем до 1%. И на всяких там учениях типа тоцких или невадских, пехоту поднимали в учебную атаку через взрыв где-то через такое время....




Смысл всех этих игрищь с ядерными грибами и пехотой в чем был? Понять как быстро войска смогут проходить через зону, подвергшуюся ядерному удару.
Так вот смотрите на табличку. Если у вас продуктов деления при взрыве образовалось в 100 раз меньше, то это означает что через час у вас будет в 100 раз меньше активность (или вы могли поднять пехоту и боросить под гриб уже через минуту с тем же эффектом что и у обычной, "тоцкой" бомбы через час).
Ну а через сутки активность продуктов деления будет такой же как будто прошла неделя после обычного взрыва.
Продуктов образуется так мало (но они образуются!) что на передний план как источник радиации выходит не радиоактивное облако со всякими там стронциями и цезиями, а наведенная вспышкой нейтронов радиация. Она, как оказалось, тоже может быть очень разной. Особенно если взрыв произошел на поверхности или под землей. Землица содержит разные элементы (целый букет) и тот же, например, кобальт. А активированный нейтронами кобальт - дрянь еще та! Именно это активация на месте наземных взрывов (самых первых мирных эксковаций по плану типа "Плаушер") и вызывает ужастики, мол до сих пор земля помнит. Никто не проводит детальный анализ грунтов перед взрывом. Бахнули. Предполагали что фон упадет. А он, падла, держится. Почему? А потому что в грунте были элементы типа кобальта и они после трансмутации по гадским цепочкам распада не хотят быстро терять активность.
Если взрыв высоко наз землей (а кстати, чем мощней взрыв, тем выше его производят если бьют по площадям) тем меньше наведенки на местности от нейтронной вспышки. Поэтому, если вы взорвали над городом 150 килотонн (или мегатонну!) то можно уверенно сказать что наведенки почти не будет. Ну а 13 грамм продуктов деления имеют ту же активность что и килограмм через неделю.
Поэтому я и говорю - на следующий день можно гулять в шортах по развалинам.
На самом деле (будем предельно честными) даже пониженный выход продуктов деления - никогда не будет безобидно.
Суть в чем? Неприятная. Оказалось, что испарившийся материал бомбы не рассеивается в газ. Металлы в облаке быстро конденсируются в микрошарики. Пылинки металла. И тут как с осколками зеркала Снежной королевы. Кому эта пылинка попадет внутрь, кому нет.... Может никому не попадет (если их мало и вся она удачно осела, унесло ветром, буквально!). Поймать такую пылинку прибором почти нельзя. Ибо альфа или бета активность приборам издалека "не заметна". Но попав внутрь человека (легкие, пищеварительный тракт. На коже тоже плохо, но не так. Оттуда она смоется...) такая частица вас и прикончит через пару лет. Тихо и незаметно. Откуда все эти ужастики.
То есть, те самые 15 грамм - это ЯД, который распылен в воздухе. Килограмм яда или 15 грамм - есть разница. Но полной безопасности нет. Ну и время. Как говориться, лечит. И тут оно "лечит" по экспоненте...
Главное не попасть под подобный яд первые часы, а лучше сутки...
Хотя если там стронций-90, то он "действует" десятилетиями. То есть хвост всегда есть и неустраним.
Поэтому солдат и одевают "в резину":




В общем.
Пониженная активность это не полное ее исключение. Хотя, где вы видели полное исключение каких-либо рисков? Риски снижаются до "невидимых" значений.
Если сравнивать риск поймать пылинку оказавшись сразу на месте из тех самых 15 грамм (раз их в 100 раз меньше то и риск в 100 раз ниже чем, скажем на тоцких или невадских учениях), то он будет ниже чем попасть в автомобильную аварию. Попасть в аварию у каждого из нас - куда больший (на порядки!) риск. Но вы же не шарахаетесь от автомобилей?
Но от радиации мы шарахаемся и требуем ПОЛНОГО исключения риска. На поле боя в реальной войне, случись такая, на этот риск никто бы и не обратил внимания. Пылинка, которая тебя убъет через 10 лет или пуля, осколок, которые убьют тебя через минуту?

То есть. У нас есть "очищенное" (от продуктов деления) оружие. И скорей всего даже с хорошо подавленной нейтронной вспышкой (что бы снизить наведенную и применять такие заряды на поверхности или даже под поверхностью). Это оружие 3-го поколения.
Но не чистое. В смысле полностью лишенное продуктов деления. Улавливаете разницу?
Оружие, где нет деления, есть только синтез и называют ядерным оружием 4-го поколения (и наведенная радиация от него тоже будет!).
Так принято.
И такого оружия пока нет. Говорят вообще никогда не будет. Но вокруг него много разговоров.

ttt> И что это значит - такое ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ которое будет НЕ ПОПАДАТЬ под конвенции по ЯДЕРНОМУ ОРУЖИЮ?

Это очень интересный нюанс. Надо читать того же швейцарца Андрэ Гспонера. У него разбору правовых актов, ограничивающих, скажем, испытания ядерного оружия посещены целые разделы исследований.
По-сути, если вы можете поджечь термоядерный синтез у себя в сарая, вы не занимаетесь ничем противозаконным.

Более того! Даже ЗАТУХАЮЩИЕ цепные процессы деления (того же урана) не попадают под ограничение испытаний. Потому что хотели вывести из-под ограничений так называемые "гидроиспытания". Взрывы без взрывов (на грани взрыва). Поэтому, уверяет швейцарец, страна, которая сделает устройство деление на ЗАТУХАЮЩЕМ цепном процессе, тоже формально не попадает под нарушение договоров о запрещении ядерных испытаний.
Но все испытания в области инерционного УТС (ICF) - точно считаются "неподсудными". Япония, Германия, кстати последнее время Бразилия, Корея, которая южная, более-менее активно ведут исследования в инерционном УТС. Типа в мирных целях! И возможно там прям сейчас создают (чем черт не шутит?) ЯО 4-го поколения (кстати, есть гипотеза что уже создали но запрятали и молчат как рыба об лед!). И если кому-то так повезло сделать такой прорыв, то он может применять такие боеприпасы НЕ ОПАСАЯСЬ что на него наедет мировая общественность за применение ЯО. Это ЯО по-факту ядерное, но формально неподсудное.
Нет. Она (общественность) наедет, конечно.
Ибо наведенная радиация все равно появится.
Но ФОРМАЛЬНО такая страна и обладатель такого ЯО никакие правила не нарушал.
Никакие конвенции и договора.
Нет в его бомбах (боеголовках, снарядах) нарастающего цепного процесса деления? Нет и претензий.
Те же американцы широко использовали с "бородавочников" снаряды с обедненным ураном?



А 238-й уран, он, гад, даже активней 235-го в смысле нейтронного фона. Да, его активность в сотни тысяч раз ниже чем у капелек-пылинок ядерного взрыва (скажем через месяц после, когда активность такой пылинки уже ощутимо почти и не падает). И тем не менее...

ttt> Как думаете, это не напоминает "продайте мне зеленый материал на платье, только чтоб он зеленым не был"
ttt> В конвенциях ничего не говорится про чистоту. В конвенциях говорится про принцип работы. Как очистив бомбу сделать ее неядерной?

Поджечь DT капельку без ядерного триггера.
Пока это не получается. И есть сомнения что вообще когда-либо получится.

А вот подавить радиацию помаксимому (на порядки!) в современных боеприпасах так, чтобы при применении о радиации можно было особо и не заботится (хотя совсем исключить нельзя), - задача давно решена и спрятана с глаз подальше.
Я почти уверен в этом.
15 грамм продуктов деления в триггере-инициаторе можно же иметь и в 150 килотоннах и в 1.5 мегатонне. Просто увеличивает число чистых термоядерных каскадов или вообще запускаете термоядерную детонацию (мечта Тэллора о детонации, о безграничной термоядерной мощи ведь в итоге по-сути осуществима)...



Другое дело что мегатонна по-сути если и нужна, то для очень специальных целей, типа приведенных тут выше заглубленных антенн и командных бункеров (которых раз два и обчелся). Военные давно сказали: нам массово нужно от килотонн до сотен килотонн. А еще лучше 100 тонн в снаряде. Это - вообще идеально! И желательно что бы мы могли регулировать мощность.
Кстати. Зачем вообще нужна регулируемая мощность ядерных боеприпасов?
Пилот (мне рассказывал) может задать мощность взрыва перед сбросом бомбы переключателем на пульте.
Зачем?
Интересный вопрос?

A.s.>> Под какую боевую задачу?
Vanguard1802> Американцы когда разрабатывали W88 скорее всего хотели с помощью него иметь возможность повреждения излучателей низкочастотной антенны запасного центрального командного пункта Генерального Штаба Вооруженных Сил России.

Это идиотизм Система низкочастотной и сверхнизкочастотной связи работает от обратного Т.е. пока излучает - фсё в порядке, она передает степени готовности. Прекращение излучение (= разрушение антенн) на высшей ступени готовности = сигнал к началу спектакля. Американцы что - суицидники?