Водородная бомба

[bondkim137]

Читая о науч-поп по термоядерной бомбе, возникло несколько вопросов:

1) Насколько водородная бомба действительно является термоядерной?
Опираясь на данные об испытаниях царь-бомбы, а конкретно на решение снизить 'мощность' вдвое путем замены плутониевой оболочки на свинцовую, напрашивается мысль, что значительная часть энергии (если не бОльшую) в водородной бомбе освобождается благодаря ядерному распаду, а не термоядерному синтезу. Только в отличие от чисто ядерной бомбы, присутсвует дейтерий, который при высокой температуре превращается в гелий и бомбит плутоний быстрыми нейтронами, значительно повышая процент ядер, вступивших в реакцию деления - т.е. эффективность реакции.
Понятно, что энергия выделяется как за счет термоядерного синтеза, так и деления тяжелых ядер - вопрос, в каких пропорциях это происходит. С учетом того, что при испытаниях Царь-бомбы экспериментальное энерговыделение и расчетное разошлись на десятки процентов - это вопрос, может быть, до сих пор не однозначный.

2) Водородная бомба - это точечный источник гамма/x-квантов или это тепловая бомба?
При испытаниях в атмосфере образуется сфера высокотемпературной плазмы довольно внушительных размеров. Сфера эта, обязана своим существованием высокотемпературным фотонам, которые застряют в воздухе, нагревают его, делают непрозрачным. Вроде как, на эти фотоны приходится бОльшая часть выделенной энергии. Иногда, из сферы вылезают какие-то артефакты - это газ в-ва самой бомбы, который разлетается в пространстве медленнее, чем растет эта сфера и наносит меньше вреда.
Вопрос - эти высокотемпературные фотоны рождаются во время самой реакции, и проходят сквозь бомбу, как сквозь прозрачное в-во наружу, но потом каким-то магическим образом останавливаются в атмосфере? Или все-таки в-во бомбы в большей степени непрозрачно, она испаряется, нагревается до огромных температур, и небольшой шар этих испарений уже чернотельно светится этими высокотемпературными фотонами?

[Osmiy]

bondkim137 в сообщении #1091632 писал(а):

Насколько водородная бомба действительно является термоядерной?

При взрыве термоядерная энергия в десятки раз превосходит ядерную.

bondkim137 в сообщении #1091632 писал(а):

2) Водородная бомба - это точечный источник гамма/x-квантов или это тепловая бомба?

В первую очередь тепловая.

[DimaM]

bondkim137 в сообщении #1091632 писал(а):

1) Насколько водородная бомба действительно является термоядерной?
Опираясь на данные об испытаниях царь-бомбы, а конкретно на решение снизить 'мощность' вдвое путем замены плутониевой оболочки на свинцовую, напрашивается мысль, что значительная часть энергии (если не бОльшую) в водородной бомбе освобождается благодаря ядерному распаду, а не термоядерному синтезу. Только в отличие от чисто ядерной бомбы, присутсвует дейтерий, который при высокой температуре превращается в гелий и бомбит плутоний быстрыми нейтронами, значительно повышая процент ядер, вступивших в реакцию деления - т.е. эффективность реакции.
Понятно, что энергия выделяется как за счет термоядерного синтеза, так и деления тяжелых ядер - вопрос, в каких пропорциях это происходит. С учетом того, что при испытаниях Царь-бомбы экспериментальное энерговыделение и расчетное разошлись на десятки процентов - это вопрос, может быть, до сих пор не однозначный.

Пишут, что у АН602 выход за счет синтеза был 97%.

[Magnus Magnificus]

bondkim137 в сообщении #1091632 писал(а):

Опираясь на данные об испытаниях царь-бомбы, а конкретно на решение снизить 'мощность' вдвое путем замены плутониевой оболочки на свинцовую, напрашивается мысль, что значительная часть энергии (если не бОльшую) в водородной бомбе освобождается благодаря ядерному распаду, а не термоядерному синтезу.

Нет, изначально это была бы трехступенчатая (а не термоядерная) бомба, в которой уран-238 (а не плутоний) делился бы быстрыми нейтронами термоядерного взрыва.

[Евгений Машеров]

0. Никакой плутониевой оболочки в "кузькиной матери" не было. Там могла бы быть оболочка из урана-238 (обеднённого или природной смеси). Необходимость в ней связана с тем, что для создания нужного давления требуется слой тяжёлого тугоплавкого металла.
1. Такой металл может быть индифферентным к облучению (вольфрам, свинец), распадаться под действием нейтронного облучения (уран) или превращаться в высокорадиоактивный изотоп (кобальт). В первом случае т.н. "чистая бомба", основной выход энергии которой за счёт реакции синтеза, реакция деления только в "запале" (который плутониевый) и в центральном стержне внутри слоя дейтрида лития (уран-235 или плутоний), которые важны для инициации, но собственный их энергетический вклад мал. Второй вариант, многоступенчатая бомба, примерно удваивает выход энергии и примерно на порядок - радиоактивное заражение местности. Третий вариант существует, как чисто теоретический и не испытывался (хотя фантасты его любят).

[bondkim137]

Magnus Magnificus в сообщении #1093116 писал(а):

Нет, изначально это была бы трехступенчатая (а не термоядерная) бомба, в которой уран-238 (а не плутоний) делился бы быстрыми нейтронами термоядерного взрыва

А потом поняли, что уран не нужен и бомба превратилась из трехступенчатой ядерной с катализатором в двухступенчатую термоядерную?

-- 22.01.2016, 14:31 --

Евгений Машеров в сообщении #1093187 писал(а):

"чистая бомба"

Спасибо!
А что вы думаете по второму вопросу - бОльшая часть гамма/x квантов идет из бомбы прямо во время реакции, или 'чернотельно' выделяется облаком испарившейся бомбы, имеющим огромную температуру?

[Magnus Magnificus]

bondkim137 в сообщении #1093188 писал(а):

А потом поняли, что уран не нужен и бомба превратилась из трехступенчатой ядерной с катализатором в двухступенчатую термоядерную?

Нет, конкретно тогда уран-238 был заменен свинцом для снижения мощности (а вообще-то самая первая трехступенчатая бомба была испытана США еще в марте 1954-го г., тогда как РДC-202 - только в октябре 1961-го). А сейчас реакция Джекилла-Хайда вроде бы не используется по причине образования в ее результате большого количества радиоактивных осадков (а вместо урана-238 в "грязных" бомбах использовался также кобальт).

[Евгений Машеров]

bondkim137 в сообщении #1093188 писал(а):

А потом поняли, что уран не нужен и бомба превратилась из трехступенчатой ядерной с катализатором в двухступенчатую термоядерную?

Нет, первична именно термоядерная. Мощность взрыва которой можно дёшево и просто удвоить, заменив вольфрам или свинец ураном-238 (то есть не меняя конструктив), причём уран является отходом производства 235-го, почти что бесплатен. Недостаток - резкое, на порядок, увеличение радиационного заражения территории. Что скорее достоинство, если бомбим противника, умеренный недостаток, если разбомбленную и завоёванную территорию оккупируем (хотя часть изотопов к этому времени распадётся) или через зону поражения будут двигаться наши войска (у них есть средства защиты, и экспозиция невелика, но вредность есть), большой недостаток, если взрываем на своей территории (испытывая или обороняясь). Поэтому бомбы делают в обоих вариантах (третий, с кобальтом, реально не испытывался, хотя вот Макартур предлагал во время Корейской войны бомбить Корею вдоль границы с СССР и Китаем; и она же лежит в основе проекта "машины Судного Дня"). А поскольку сам эффект усиления был уже экспериментально подтверждён, то "кузькину мать" решили испытывать в "чистой" ипостаси.
(Тут могут быть терминологические недоразумения - некоторые авторы именуют "чистой" термоядерный заряд без атомного запала, но он покамест теория; "грязной" же, помимо ТЯО с усилением, именуют и радиологическую бомбу, в которой ядерного взрыва вовсе нет, а разбрасываются заранее заготовленные изотопы, и "шипучку", атомную бомбу, которая из-за ошибки в конструкции не обеспечила полноценного взрыва, и значительная часть делящегося материала не прореагировала, а была рассеяна).