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: нет зарегистрированных пользователей


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