2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Можно ли затухать ядерный взрыв?
Сообщение27.09.2014, 20:33 
Аватара пользователя


16/08/13
84
Представим, что надо (не важно для чего) взорвать ядерную бомбу высоко в атмосфере, допустим на высоту 40-50 км. После ядерного взрыва образуется ударная волна и световое излучение. Их сила можно как-то измерять (для ударной волны это наверно его давление и скорость распространение, а для светового излучения это интенси́вность) и вот требуется как-то уменьшить интенси́вность светового излучения но так чтоб сила ударной волны был (почти) тем же. Короче говоря нужен мощный ядерный взрыв без света, это возможно?
Цитата:
In general, denser media around the bomb, like water, absorb more energy, and create more powerful shockwaves while at the same time limiting the area of its effect.

http://en.wikipedia.org/wiki/Effects_of ... explosions
Так вот, если я правильно понял для того чтоб затухать свет ядерного взрыва нужно окружать ядерную бомбу дополнительным слоем который будет изготовлен из такого материала у которого высокий показатель удельной теплоёмкости. Это слой поглотить свет ядерного взрыва и потом наверно медленно его отпускает, это возможно? :roll:
Изображение

 Профиль  
                  
 
 Re: Можно ли затухать ядерный взрыв?
Сообщение27.09.2014, 20:45 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Сделайте вокруг бомбы 10-километровое облако плотной пыли, взвешенной в воздухе. Свет через неё не пройдёт, а ударная волна - легко. (Свет нагреет внутреннюю часть пыли, до свечения и даже испарения, но если правильно подобрать параметры, наружу не пробьётся.)

 Профиль  
                  
 
 Re: Можно ли затухать ядерный взрыв?
Сообщение28.09.2014, 06:35 
Заслуженный участник


28/12/12
7931
Gilgamesh в сообщении #912883 писал(а):
требуется как-то уменьшить интенси́вность светового излучения но так чтоб сила ударной волны был (почти) тем же

Когда и где планируется экспериментальная проверка?

 Профиль  
                  
 
 Re: Можно ли затухать ядерный взрыв?
Сообщение28.09.2014, 08:26 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


31/01/14
11308
Hogtown
Цитата:
Можно ли затухать ядерный взрыв?

А куда его следует затухать?

 Профиль  
                  
 
 Re: Можно ли затухать ядерный взрыв?
Сообщение28.09.2014, 19:22 
Аватара пользователя


16/08/13
84
Munin в сообщении #912890 писал(а):
Сделайте вокруг бомбы 10-километровое облако плотной пыли, взвешенной в воздухе. Свет через неё не пройдёт, а ударная волна - легко. (Свет нагреет внутреннюю часть пыли, до свечения и даже испарения, но если правильно подобрать параметры, наружу не пробьётся.)

Понятно, значит это в принципе возможно, хотя чересчур трудно. А если взять тот дополнительный слой примерно таких же характеристик то тогда этот эффект (затухания) все-таки будет, но гораздо слабее, верно?
DimaM в сообщении #913029 писал(а):
Когда и где планируется экспериментальная проверка?

Пока что в моих фантазиях :lol:
Red_Herring в сообщении #913036 писал(а):
А куда его следует затухать?

Что значит «куда»?

 Профиль  
                  
 
 Re: Можно ли затухать ядерный взрыв?
Сообщение28.09.2014, 19:34 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Gilgamesh в сообщении #913297 писал(а):
А если взять тот дополнительный слой примерно таких же характеристик то тогда этот эффект (затухания) все-таки будет, но гораздо слабее, верно?

Я думаю, что если "дополнительный слой" будет близко к центру взрыва, то он весь просто моментально нагреется до температур, на которых и сам будет излучать ровно тот же самый свет. Не считая испарения. Собственно, откуда свет в самом взрыве появляется? Просто оттого, что вещество (бомба плюс окружающий воздух) сильно нагрето, и излучает.

Смысл моего предложения - в том, чтобы загородить свет там, где энергия этого света не нагреет экран настолько сильно, чтобы экран сам стал вторичным источником света.

Gilgamesh в сообщении #913297 писал(а):
Что значит «куда»?

Ну, глагол "затухать" непереходный...

 Профиль  
                  
 
 Re: Можно ли затухать ядерный взрыв?
Сообщение28.09.2014, 19:41 


21/08/13

784
Смотрится правильно, но на деле может получиться и что размеры оболочки слишком велики для практического применения, и что толщина оболочки потребуется такая, что и ударная волна существенно ослабнет. А так - очень может быть. Считать надо (если кому-то действительно надо).

 Профиль  
                  
 
 Re: Можно ли затухать ядерный взрыв?
Сообщение28.09.2014, 19:45 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Взвесь пыли в воздухе должна ослабить ударную волну пренебрежимо слабо.

 Профиль  
                  
 
 Re: Можно ли затухать ядерный взрыв?
Сообщение29.09.2014, 20:10 
Аватара пользователя


16/08/13
84
Munin в сообщении #913304 писал(а):
Я думаю, что если "дополнительный слой" будет близко к центру взрыва, то он весь просто моментально нагреется до температур, на которых и сам будет излучать ровно тот же самый свет. Не считая испарения. Собственно, откуда свет в самом взрыве появляется? Просто оттого, что вещество (бомба плюс окружающий воздух) сильно нагрето, и излучает.

Смысл моего предложения - в том, чтобы загородить свет там, где энергия этого света не нагреет экран настолько сильно, чтобы экран сам стал вторичным источником света.

Понятно, этот экран должно быть сравнительно далеко от взрыва.

ratay в сообщении #913311 писал(а):
Смотрится правильно, но на деле может получиться и что размеры оболочки слишком велики для практического применения

Конечно, это вполне возможно, но меня сейчас интересует принципиальная сторона вопроса а не технические мелочи.

 Профиль  
                  
 
 Re: Можно ли затухать ядерный взрыв?
Сообщение02.10.2014, 16:29 


05/06/10
123
Донецк, Украина
Пыль не обязательно должна быть везде. Если сделать так, чтобы она двигалась вместе с взрывной волной - то ничего не будет видно до момента удара. Высоко в атмосфере - это в том числе при тех давлениях, где пыль полетит почти не сбавляя скорости. Что касается нагрева - надо просто сделать пыль молекулярной. Вот и все дела. Т.е. корка вокруг бомбы должна быть распата на пыль до удара.
Нагрева не будет, т.к. движение упорядочено от бомбы, и столкновений между элементами "пылевого тела" нет. Ну а воздух, мы договорились, разреженный. Лучше вообще в космосе взрывать, для надежности.
Но остается проблема - полностью задача не решена. Световое излучение все-равно будет, и станет видимым после ударной волны.

Но эта же проблема есть и в решении с пылью в воздухе - ведь взрыв ее растолкает.

 Профиль  
                  
 
 Re: Можно ли затухать ядерный взрыв?
Сообщение02.10.2014, 20:52 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Mentat в сообщении #914581 писал(а):
Если сделать так, чтобы она двигалась вместе с взрывной волной

Этого, мягко говоря, сделать нельзя.

Mentat в сообщении #914581 писал(а):
Что касается нагрева - надо просто сделать пыль молекулярной.

Тогда она не будет загораживать свет. Чтобы пылинка загораживала свет, её размеры должны быть больше длины волны света.

Mentat в сообщении #914581 писал(а):
Нагрева не будет, т.к. движение упорядочено от бомбы, и столкновений между элементами "пылевого тела" нет.

Нагрев будет от света от взрыва. (От ударной волны тоже, но поменьше, им можно пренебречь.)

Mentat в сообщении #914581 писал(а):
Но остается проблема - полностью задача не решена. Световое излучение все-равно будет, и станет видимым после ударной волны. Но эта же проблема есть и в решении с пылью в воздухе - ведь взрыв ее растолкает.

Нет. С пылью в воздухе - взрыв её растолкает сильно позже, чем когда отсветится весь свет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Можно ли затухать ядерный взрыв?
Сообщение02.10.2014, 22:45 


05/06/10
123
Донецк, Украина
Munin в сообщении #914665 писал(а):
Этого, мягко говоря, сделать нельзя.

Можно. Года два назад статью видел. Как раз о взрывах при низком давлении. Частицы будут двигаться с первичной скоростью, затухание за счет повышения температуры среды, статистическое. Граница по плотности размазывается по всему пути, средняя скорость волны падает. Скорость же таких частиц выше скорости звука в среде, и может в принципе быть даже больше скорости ударки. Круто, правда? Просто плотность можно разными способами повышать. В разреженной среде можно вообще пренебречь столкновениями, и сказать что у нас два меченых газа, один в другом. И градиент плотности становится полностью функцией количества частиц (которая расчитывается из геометрии), и игнорирует всю получившуюся газовую динамику. Сам не знаю, где в таком случае считается, что находится фронт волны, но если определять стандартными методами - получается, что он сопровождает отлетевшие частицы.
Munin в сообщении #914665 писал(а):
Тогда она не будет загораживать свет. Чтобы пылинка загораживала свет, её размеры должны быть больше длины волны света.

А что, в газе поглощения не существует? Бугер - это во-первых. Во-вторых для частиц наноразмеров понятие температуры все еще мало применимо. А эффект на свете уже есть (линейчатый с. поглощения на системах наночастиц и дефектах стекла при прохождении не очень большого слоя (пример - витражные стекла. Плотность не_стекла там крайне мала, а пропускают они только один цвет)).
Это и к нагреву тоже. (ударная скорость априори выше среднеквадратичной скорости внутри каждой частицы. Запасенная энергия должна распределяться также неравномерно.) Ну не сможет такой крошечный комочек вещества раскалиться до состояния собственного излучения в видимом спектре. Стефана-Больцмана никто не отменял, конечно, но сами знаете, какая часть энергии уйдет в этой полосе частот у частички с почти счетным количеством степеней свободы.
Munin в сообщении #914665 писал(а):
Нет. С пылью в воздухе - взрыв её растолкает сильно позже, чем когда отсветится весь свет.

На первый взгляд, скорость света конечно больше. Но если свет не ушел в тепло - то он никуда не делся. т.к. бомба у нас "невидима", то свет пылевого облака не покидает. Если энергия остается в пыли, тогда она раскаляется и светится сама. Если он не поглощается и не улетает в наблюдателя - он должен оставаться внутри этой замкнутой системы, многократно отражаясь от пылинок, пока область "видимости" не включит в себя наблюдателя. Тут он и увидит свет. Но, конечно, сбой в цепочке рассуждений я тут вижу уже на этапе температуры.

 Профиль  
                  
 
 Re: Можно ли затухать ядерный взрыв?
Сообщение02.10.2014, 23:05 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Mentat в сообщении #914688 писал(а):
А что, в газе поглощения не существует?

Его, какбе, недостаточно. Взрыв в воздухе - всё равно видно хорошо.

Mentat в сообщении #914688 писал(а):
Ну не сможет такой крошечный комочек вещества раскалиться до состояния собственного излучения в видимом спектре.

Это от крошечности не зависит, а зависит только от температуры. Как только тысячи кельвин - так сразу видимый (кстати, даже сотни градусов дают красное свечение, но это мелочь).

Mentat в сообщении #914688 писал(а):
но сами знаете, какая часть энергии уйдет в этой полосе частот у частички с почти счетным количеством степеней свободы.

Довольно большая, на первый взгляд.

Mentat в сообщении #914688 писал(а):
Но если свет не ушел в тепло - то он никуда не делся.

Именно туда он и ушёл. Никто ещё не научился запасать свет в кувшине.

Единственное уточнение: вспышка после взрыва видна десятки секунд, так что "пылевая завеса" тоже должна держаться порядка такого же времени.

 Профиль  
                  
 
 Re: Можно ли затухать ядерный взрыв?
Сообщение02.10.2014, 23:27 


05/06/10
123
Донецк, Украина
Munin в сообщении #914693 писал(а):
Это от крошечности не зависит, а зависит только от температуры.

А какая температура у фуллерена 60? Куда ему энергию-то запасать? И чем таким на него светить из центра взрыва надо?
Ну не будет там температуры. Температура - это штука чтобы описывать процессы в штуках побольше. А здесь просто воздействие света непосредственно на атомы. И причем тут уже нужны определенные частоты, которые будут вбираться, и с некоторой вероятностью излучаться в том же направлении распространения.
Munin в сообщении #914693 писал(а):
Довольно большая, на первый взгляд.

Ладно, у нас взгляды не сошлись :( Пойду оценку сделаю.
Munin в сообщении #914693 писал(а):
Именно туда он и ушёл.

Ну так если он туда ушел - тогда он нагрел пыль, и она начала светиться. А если пыль не светится, то он туда и не ушел. не так ли?

 Профиль  
                  
 
 Re: Можно ли затухать ядерный взрыв?
Сообщение03.10.2014, 02:27 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Mentat в сообщении #914695 писал(а):
А какая температура у фуллерена 60? Куда ему энергию-то запасать?

Во внутримолекулярные колебания. Они, кстати, у него весьма развесистые. Это вам не $\mathrm{CO_2}.$

И потом, повторяю, я под пылью имел в виду совсем не фуллерен-60.

Mentat в сообщении #914695 писал(а):
Ну не будет там температуры. Температура - это штука чтобы описывать процессы в штуках побольше.

А вы попробуйте чётко сформулировать, где проходит эта граница. Всерьёз попробуйте, с учебником теорфизики в руках (том "Статфизика", например, Киттель "Стат. термодинамика").

И вы обнаружите интересную вещь. Нету такой границы. А есть просто два взгляда на физические системы. Один - точный, а другой - усреднённый. Оба применимы к одним и тем же системам. Так же, как одно и то же движение можно описывать в разных системах отсчёта.

И если у нас внешние условия сами по себе известны не точно, а усреднённо, то мы можем применять только второй способ. Если мы не можем точно описать все и каждый падающий фотон, а можем задать только спектр падающего излучения (статистическое распределение фотонов). Тогда получится и статистическое распределение по энергии (и другим "макропараметрам") - по разрешённым уровням энергии; и температура, как параметр этого распределения. А редкий спектр состояний всего лишь осложняет теплообмен данной системы с другими, но не лишает её такого параметра, как температура, вообще.

(Более того, в таком смысле, температура бывает даже у вакуума. А не бывает её у систем, не пришедших в термодинамическое равновесие. Но там часто можно присвоить какие-то температуры подсистемам, степеням свободы.)

Mentat в сообщении #914695 писал(а):
А здесь просто воздействие света непосредственно на атомы. И причем тут уже нужны определенные частоты, которые будут вбираться, и с некоторой вероятностью излучаться в том же направлении распространения.

Скорей всё-таки, во все стороны.

Mentat в сообщении #914695 писал(а):
Ну так если он туда ушел - тогда он нагрел пыль, и она начала светиться. А если пыль не светится, то он туда и не ушел. не так ли?

Тут как с Землёй около Солнышка. Падает на Землю видимый свет, световая температура 6000 К. Но падает его мало, недостаточно, чтобы нагреть Землю до 6000 К (такое количество падало бы, если бы Земля находилась ровно на поверхности Солнца). В результате Земля нагревается всего лишь до 300 К, и светит в космос невидимым инфракрасным светом. Для человеческого глаза - ночная сторона Земли чёрная.

Такой же "преобразователь цветовой температуры" нужно сделать и из пыли. Во-первых, пыль, нагретая светом взрыва, пусть светится сама в диапазоне, который мы как свет не воспринимаем. Во-вторых, в толстом слое пыли, пусть переизлучение энергии от слоя к слою занимает весьма большое время, чтобы быстрая вспышка оказалась растянута в очень долгий процесс переизлучения.

-- 03.10.2014 03:29:18 --

В общем, с пылью - это я не сам придумал, это в астрономии постоянная ситуация, например, вокруг молодых звёзд и других интересных излучающих объектов.

А, кстати, вот рентген сквозь пыль бьёт. Хотя, наверняка, тоже ослабляется.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 26 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: epros


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group