Informacje zawarte w notatce poruszają kwestie takie jak: źródło energii, masa krytyczna, bomba fuzyjna, skutki zniszczeń.
Broń nuklearnaWstępBomba jądrowa jest przedmiotem nie tylko intensywnych badań i rozlicznych kontrowersji, ale i niesamowicie fascynującym "laboratorium" arcyciekawych procesów fizycznych czy chemicznych. Niezwykła siła rażenia tej broni polega na wykorzystaniu rozlicznych zjawisk zachodzących przy procesach nuklearnych. Fizyczne i chemiczne podstawy działania bomby jądrowej to zjawiska naprawdę niezwykłe, a ich poznanie pozwala w pełni zrozumieć złowrogi cień zagłady, jaki niesie ze sobą hasło "bomba jądrowa"...Jednym z głównych atutów bomby jądrowej jest niezwykła wręcz ENERGIA WYBUCHU, wielokrotnie przekraczająca energię wyzwalaną przez konwencjonalne materiały wybuchowe. Źródło energiiPrzedział możliwej wytwarzanej energii (20 kiloton - 25 megaton) wynika z różnych rozwiązań jej otrzymywania. Biorąc pod uwagę źródło energii, a tym samym zasadę działania bomby, dzieli się je na trzy rodzaje: · bomba o ładunku jednofazowym (zwana bomba atomową lub bombą A); · bomba o ładunku dwufazowym (zwana bombą wodorową, bombą H, bombą neutronową lub bombą termojądrową); · bomba o ładunku trójfazowy (zwana bombą kombinowaną, wodorowo-uranową lub termojądrową wielkiej mocy). We wszystkich rodzajach bomb jednak pierwszą fazą ( w przypadku bomby jednofazowej jedyną) jest rozszczepienie materiału radioaktywnego, którym w bombie jest uran wzbogacony o pluton. Bomba atomowa (jednofazowa)Reakcja rozszczepieniaReakcja rozszczepiania polega na rozpadzie jądra atomowego w wyniku wychwytu neutronu (stad w bombie jądrowej niezbędne jest źródło neutronów, rozpoczynające reakcję) na dwa nietrwałe jądra potomne. Źródłem energii jest energia wiązań nukleonów (protonów i neutronów w jądrze). Im mniejsze jest jądro, tym większa jest energia wiązania nukleonów, zatem różnica energii włożonej w rozerwanie jądra uranu i uzyskanej przez utworzenie jąder potomnych ma znaczący wymiar. Przykładową reakcją rozpadu jest rozpad jądra uranu (236) na ksenon(140) i stront(93): 236U + n ----> 140Xe + 93Sr +3nEnergia wiązania na nukleon uranu wynosi 7.6 MeV, ksenonu - 8.4 MeV, strontu - 8.7 MeV. Zatem wyzwolona energia wyniesie: 140*8.4+93*8.7-236*7.6=191.5 MeVIlość ta może wydawać się niewielka, jednak należy pamiętać, że jest to energia wyzwolona przy rozpadzie zaledwie jednego jądra! Teoretycznie, przy założeniu 100% wydajności reakcji oraz doskonałego źródła neutronów o odpowiednich prędkościach (co oczywiście jest stanem wyidealizowanym) do osiągnięcia energii bomby nominalnej potrzeba niecałego 1kg uranu (!!!). W praktyce doprowadza się do łańcuchowej ("samonapędzającej") reakcji niekontrolowanej, co możliwe jest przy użyciu masy przekraczającej krytyczną [45 kg dla uranu(235) i 10 kg dla plutonu(239)]Masa krytycznaPluton i uran rozszczepiane są po pochłonięciu dodatkowych neutronów, podobnie przy rozszczepieniu emitują neutrony. Kiedy w pewnej masie materiału rozszczepialnego reakcja rozszczepienia zaczyna zachodzić łańcuchowo (prawdopodobnie liczba neutronów emitowanych i pochłanianych jest wtedy zrównoważona), mówi się o tzw. masie krytycznej. Jest ona określona dla danych warunków (temperatura, ciśnienie, gęstość materiału) i zmiana tych warunków powoduje zmianę jej wartości. Przekroczenie tej masy - wartości progowej (tzw. masa nadkrytyczna) powoduje wybuchową reakcję łańcuchową. Zjawisko to, wykorzystane w bombie jądrowej jest niepożądane np. w
(…)
… o ładunku dwufazowym - faza pierwsza dostarcza energii do zainicjowania fazy drugiej. W fazie drugiej zachodzą dwie podstawowe reakcje: · -synteza deuteru i trytu w jądro helu H(2) + H(3) -----> He(4) + n 17.4 MeV · synteza deuteru i litu w dwa jądra helu H(2) +Li(6) -----> He(4) + He(4) 24 MeV W procesach tych przebieg reakcji uzależniony jest również od gęstości materiałów, stąd stosowanie gazowego wodoru (tzn. jego izotopów deuteru i trytu) jest ekonomicznie nieuzasadnione, zaś przeprowadzenie go w stan ciekły wymaga schłodzenia do temperatury kilkunastu kelwinów. W związku z tym stosuje się materiał stały, tzn. deuterek litu LiH. Materiał ten wypełnia wnętrze bomby, a ładunki pierwszego stopnia umieszczone są w jego wnętrzu. LiH jest źródłem zarówno deuteru jak i litu, tryt zaś uzyskiwany…
… skażenia (trwającego dni), tantal i cynk dla skażenia pośredniego (trwającego miesiące), kobalt zaś stosuje się do skażania długoterminowego (lata). Eksplozje jądrowe wytwarzają zarówno bezpośrednie jak i opóźnione w czasie skutki destrukcyjne. Efekty bezpośrednie (fala uderzeniowa, promieniowanie cieplne czy jonizujące) powodują poważne zniszczenia w ciągu sekund lub minut po wybuchu nuklearnym. Efekty…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)