Hogyan találhat kritikus tömeget. Mit jelent a "kritikus tömeg". Miért nincs atomi bomba mérete egy cigarettacsomaggal

A gigajoli energiát a leírhatatlan kis idő alatt kiemelésére képes titokzatos eszköz, baljós romantika veszi körül. Mit kell mondanom, a nukleáris fegyverek világméretű munkája mélyen minősült, és a bomba maga a legendák és mítosz tömegét fedte le. Próbáljuk meg kezelni őket rendben.

Andrei Suvorov

Semmi sem okoz ilyen érdeklődést, mint egy atombombát

1945. augusztus. Ernest Orlando Lawrence a laboratóriumban az Atom Bomb fejlesztése érdekében

1954 év. Nyolc évvel a Bikini Atoll robbanás után a japán tudósok felfedezték a helyi vizeken elkapott halak magas szintű sugárzást

Kritikus tömeg

Mindenki hallotta, hogy van egy bizonyos kritikus tömeg, amelyet meg kell nyertünk egy lánc nukleáris reakció elindítására. De az igazi nukleáris robbanás esetén egy kritikus tömeg történt, nem elég - a reakció szinte azonnal megáll, mielőtt az ideje, hogy kiemelkedjen az észrevehető energiához. A teljes körű robbanás néhány kilotonna vagy tíz kilotonne, akkor két-három-három-három vagy három, és a négy vagy öt kritikus tömeg jobb.

Nyilvánvalónak tűnik, hogy két vagy több alkatrészt kell tennie az uránból vagy plutóniumból, és összekapcsolni őket a kívánt pillanatban. A méltányosság érdekében azt kell mondanom, hogy a fizika azt is gondoltam, amikor egy nukleáris bomba kialakítására kerültek. De a valóság saját kiigazításokat tett.

Az a tény, hogy ha nagyon tiszta urán-235 vagy Plutonium-239 lenne, akkor lehetséges, de a tudósoknak valódi fémekkel kellett foglalkozniuk. Gazdagítva természetes uránt, akkor lehet, hogy egy keverék, amely 90% -os urán-235 és 10% urán-238, kísérletet, hogy megszabaduljon a maradék urán-238 ólom igen gyors növekedése a költségek ez az anyag (ez az úgynevezett nagyon dúsított urán). Plutónium-239, amely vegyületet az atomi reaktorban a uranium238 a Division urán-235, szükségszerűen megnehezíti a plutónium 240.

Az urán izotópes235 és a plutonium239 még furcsa, mivel az atomok magjainak egyenletes protont tartalmaznak (92 urán és 94 plutónium) és páratlan számú neutron (143 és 145). Minden egyenletes páratlan nehéz elemnek közös tulajdonsága van: ritkán oszlik meg spontán (a tudósok azt mondják: "spontán"), de könnyen megosztják a neutron magot.

URANIUM-238 ÉS PLUTONIUM-240 - Még egyenletes is. Ezek ellenkezőleg, gyakorlatilag nem osztják meg a kis és mérsékelt energiák neutronát, amelyek kirepülnek az elosztó magokból, de több száz vagy tízezer alkalommal gyakrabban osztva spontán, ami neutron hátteret alkot. Ez a háttér nagyon nehéz megteremteni a nukleáris lőszereket, mert a reakció idő előtti kezdetét okozza, mielőtt két töltés részlete van. Ennek köszönhetően a robbanáshoz előállított kritikus tömeg egy része elég messzire kell elrendezni egymástól, de nagy sebességgel csatlakozik.

Ágyúbomba

Mindazonáltal az 1945. augusztus 6-án a Hiroshima-on eldobott bomba pontosan a fent leírt sémában történt. Két részlete, célja és golyója erősen dúsított uránból készült. A célpont 16 cm átmérőjű henger volt, és 16 cm magassága. Központjában 10 cm átmérőjű lyuk volt. Ennek a lyuknak megfelelően egy golyót készítettek. A teljes bomba 64 kg uránt tartalmazott.

A célt egy héj veszi körül, amelynek belső rétege volfrámkarbidból készült, kültéri - acélból készült. A héj célja kettős volt: tartsa meg a golyót, amikor a célhoz ragaszkodik, és visszahúzza az uránból származó neutronok legalább egy részét. Figyelembe véve a neutron reflektor, 64 kg 2,3 kritikus tömeg. Hogyan jött ki, mert a darabok mindegyike szubkritikus volt? Az a tény, hogy a hengerből származó középső rész kivételével csökkentjük az átlagos sűrűségét és a kritikus tömeg növekedését. Így a rész tömege meghaladhatja a kritikus tömeget egy szilárd fém darabból. De lehetetlen növelni a golyó tömegét, mert szilárdnak kell lennie.

És a célpontot, és a golyót darabokból gyűjtötték össze: egy kis magasságú gyűrűk célpontja, és egy golyó hat alátétből. Az oka az egyszerű - az uránból származó billenők kis méretűek voltak, mert a munkadarab gyártásában (öntés, préselés), az urán teljes mennyisége nem közeledik a kritikus tömeghez. A golyót zárt egy vékonyfalú, rozsdamentes acél köpeny, volfrám-karbid fedelet, mint egy cél-héj.

Annak érdekében, hogy küldjön egy golyót a célpontnak a célponthoz, úgy döntöttek, hogy a 76,2 mm-es kaliberű, szokásos légijármű-pisztolyát használják. Ezért az ilyen típusú bombát néha a kannonegység bombájának nevezik. A törzs 100 mm-ről fúrógott, így egy ilyen szokatlan lövedék belépett. A hordó hossza 180 cm volt. A töltő kamrájában egy szokásos füstmentes por volt betöltve, amely körülbelül 300 m / s sebességgel lőtt egy golyót. És a törzsének másik vége a célhéjban lévő lyukba nyomva.

Ez a design volt sok hibája.

Szörnyen veszélyes volt: Miután a pisztolyt a töltő kamrába töltötték, minden olyan baleset, amely figyelmen kívül hagyná őt, a teljes kapacitású bomba robbanásához vezetne. Emiatt a Pyroxilina töltése már a levegőben volt, amikor a gépet elválasztották a célnak.

Amikor a légi jármű balesete, az uránrészek por nélkül csatlakoztathatók, egyszerűen a talaj erős hatásától. Ennek elkerülése érdekében a golyó átmérője egy milliméter volt, mint a csatorna átmérője a csomagtartóban.

Ha a bomba vízbe esett, akkor a vízben lévő neutronok lassítása miatt a reakció még az összekötő részek nélkül is megkezdődhet. Igaz, míg az atomrobbanás valószínűtlen, de termikus robbanás lenne, az urán pezsgő nagy területre és radioaktív fertőzésre.

Az ilyen kialakítás bombájának hossza meghaladta a két métert, és valójában leküzdhetetlen. Végtére is elérte a kritikus állapotot, és a reakció megkezdődött, amikor a golyó még mindig jó félméter volt!

Végül ez a bomba nagyon pazarló volt: az urán kevesebb mint 1% -a sikerült reagálni benne!

Az ágyú bomba méltósága pontosan egy dolog volt: nem tudott működni. Nem is megtapasztalta! De az amerikaiaknak Plutonium Bombot kellett tapasztalniuk: ez túl november, és a tervezés nehéz volt.

Plutonium foci labda

Amikor kiderült, hogy még egy apró (kevesebb, mint 1%!) A Plutonium-240 keveréke lehetetlenné teszi a Plutonium Bomba ágyú összeszerelését, a fizika kénytelen volt más módon keresni a kritikus tömeg megszerzését. És a legfontosabb, hogy a plutónium robbanóanyagot találtak egy személyt, aki később a leghíresebb „nukleáris kém” - brit fizikus Claus Fuchs.

Az ő elképzelése, hogy később megkapta az "Implosion" nevet, az volt, hogy konvergáló gömb alakú ütéshullám alakuljon ki, az úgynevezett robbanásveszélyes lencsék segítségével. Ez a sokkhullámnak egy plutóniumot kellett nyomnia, hogy sűrűsége kétszer volt.

Ha a sűrűség csökkenése a kritikus tömeg növekedését eredményezi, akkor a sűrűség növekedése csökkentenie kell! A plutónium esetében ez különösen fontos. Plutonium - Az anyag nagyon specifikus. Amikor egy darab plutóniumot fojtogatja az olvadási ponttól a szobába, négy fázisú átmeneten megy keresztül. Az utolsó (kb. 122 fok), a sűrűség 10% -kal növekszik. Ugyanakkor minden öntés elkerülhetetlenül repedez. Ennek elkerülése érdekében a plutonium dop néhány háromértékű fémbe, akkor stabilvá válik stabil állapot. Alumíniumot lehet használni, de 1945-ben attól tartott, hogy az alumínium-magból származó Plutonium magokból származó alfa-részecskék az alumínium nukleei szabad neutronokból kerülnek, növelve a már észrevehető neutron hátteret, így a galliumot az első atombombában használták.

A 98% -os plutonium-239, 0,9% plutónium-240 és 0,8% -os galliumot tartalmazó ötvözetből mindössze 9 cm átmérőjű labdát és körülbelül 6,5 kg súlyú labdát tartalmaz. A golyó közepén 2 cm átmérőjű üreg volt, és három részből állt: két fél és henger, 2 cm átmérőjű. Ez a henger szolgált, amelyen keresztül az iniciátor beilleszthető a Belső üreg - A neutronok forrása, amely bombázáskor kiváltott. Mindhárom részlet nikkelizálódott, mert a plutónium nagyon aktívan oxidálódik levegővel és vízzel, és rendkívül veszélyes, ha az emberi testet injektálják.

A labda körül egy neutron reflektor természetes uranium238 egy vastagság 7 cm és a súlya 120 kg. Az urán a gyors neutronok jó reflektorja, és az összeszerelt formában a rendszer csak egy kicsit szubkritikus volt, ezért plutóniumcső helyett a kadmiumot, az abszorbeáló neutronokat behelyeztük. A reflektor a reakció során a kritikus összeszerelés összes részletét is megtartotta, különben a plutónium nagy része elrepült, és nem volt ideje részt venni nukleáris reakcióban.

Ezután 120 kg súlyú alumíniumötvözet 11,5 centiméter réteg volt. A réteg célja ugyanaz, mint a lencsék lencsék megvilágításával: győződjön meg róla, hogy a robbanó hullám behatol az urán-plutónium-szerelvénybe, és nem befolyásolja azt. Ez a visszaverődés a robbanóanyagok és urán sűrűségének nagy különbsége miatt következik be (kb. 1:10). Ezenkívül az öntés hulláma a sokkhullámban van, az úgynevezett Taylor hatás folyamatban van. Az alumínium réteg gyengítette a vákuum hullámát, ami csökkentette a robbanóanyagok hatását. Az alumíniumot Bornak kellett adnia, amely felszívja a neutronokat, amely az alumínium atomok magjaiból indul, az URANIUM-238 bontásából eredő alfa-részecskék hatása alatt.

Végül, kívül voltak a "robbanásveszélyes lencsék". 32 (20 hatszögletű és 12 öt jelzésű) volt, olyan struktúrát alakítottak ki, mint egy futballgolyó. Minden lencse három részből állt, és az átlag egy speciális "lassú" robbanóanyagból és a külső és belső - a "Fast" -tól származott. A külső rész gömbalakú kívülről, de belülről rajta volt egy kúpos fogás, mint a halmozott díjat, ami csak kinevezéséről más volt. Ezt a kúpot lassú robbanásveszélyes volt, és a robbanó hullám refrakcióját tükrözte a szekció interfészén, mint egy hagyományos fényhullám. De a hasonlóság itt nagyon feltételes. Lényegében a kúp formája a nukleáris bomba valódi titkai.

A 40-es évek közepén nem voltak ilyen számítógépek a világon, amelyen az ilyen lencsék formájának kiszámítására szolgálna, és a legfontosabb dolog nem volt megfelelő elmélet. Ezért kizárólag a tárgyalás és a hiba módszere történt. Több mint ezer robbanást kellett töltenie - és nem csak elvégeznem, hanem készítsen egy képet speciális nagysebességű kamrákról, regisztrálva a robbanó hullám paramétereit. Ha a csökkentett verziót kidolgozták, kiderült, hogy a robbanóanyag olyan egyszerű volt, hogy nem skálázott, és szükséges volt a régi eredmények erősítése.

A formanyomtatvány pontossága szükséges volt, hogy megfigyeljen egy milliméternél kisebb hibát, és a robbanóanyagok összetétele és egyenletessége rendkívül szépen ellenálljon. Lehetőség volt alkatrészek előállítására csak az öntvényhez, így nem minden robbanóanyag alkalmas. A gyors robbanásveszélyes volt hexogén és trotil keveréke, és a hexogén kétszer annyi volt. Lassú - ugyanaz a troil, de az inert bárium-nitrát hozzáadásával. Az első robbanóanyagban lévő retonációs hullám sebessége 7,9 km / s, a második - 4,9 km / s.

A detonátorokat minden lencse külső felületének közepén szerelték fel. Mind a 32 Detonaternek egyidejűleg kellett dolgoznia a pontossággal - kevesebb mint 10 nanosekundum, azaz milliárd dollár másodperc! Így a sokkhullám elülső része nem lett volna torzított több mint 0,1 mm. Ugyanezen pontossággal össze kellett egyesíteniük a lencsék konjugátum felületét, és végül is, a gyártásuk hibája tízszer több volt! Tinkernek kellett tennem, és sok WC-papírt és skótot költöttem, hogy kompenzálja a pontatlanságokat. De a rendszer kevéssé hasonlít az elméleti modellhez.

Új detonátorokat kellett feltalálnom: a régi nem biztosított megfelelő szinkronizálást. Erőteljes impulzus alatt felrobbantott elektromos áramok alapján készültek. Működésükért az akkumulátort 32 nagyfeszültségű kondenzátorból és ugyanolyan számú nagysebességű levezetőknek kellett elvégeznie - az egyes detonátorok számára. Az egész rendszer, valamint a kondenzátorok akkumulátorai és töltője, az első bomba mérlegelve közel 200 kg. Azonban a robbanóanyagok súlyához képest, ami 2,5 tonna volt, kicsit volt.

Végül a teljes kialakítást egy durráumi gömb alakú, amely széles övből és két borítóból - felső és alsó részből áll, mindezen részeket a csavarokra összegyűjtöttük. A bomba kialakítása lehetővé tette, hogy plutónium mag nélkül összeszerelje. Annak érdekében, hogy a plutóniumot az urán reflektoroddal együtt illessze be, csavarja le az eset felső fedelét, és kivette az egy robbanó lencsét.

A háború Japánnal ment végbe, és az amerikaiak nagyon sietettek. De az implóziós bomba szükséges volt tapasztalni. Ezt a műveletet a "Trinity" kód neve ("Trinity") hozzárendelték. Igen, az Atomi Bomba az volt, hogy bemutassa a hatalmat, amely korábban elérhető, mint az istenek.

Ragyogó siker

A vizsgálati helyiséget New Mexico-ban választották ki, a városban, a Geornadddel Muerto (a halál útja) című városban - a terület az Alamago tüzérségi sokszögében szerepel. A bomba 1945. július 11-én gyűjtött össze. Július tizennegyedik júliusában felemeltük egy speciálisan épített torony tetejére, amelynek magassága 30 m, csatlakoztatott vezetékek a detonátorokhoz, és elkezdték az utolsó előkészítési szakaszokat, amelyek nagyszámú mérőberendezéssel vannak ellátva. 1945. július 16-án, féléves reggelen, a készüléket felrobbantották.

A robbanás közepén a hőmérséklet több millió fokot ér el, így a nukleáris robbanás kitörése sokkal világosabb, mint a nap. A tűzgolyó néhány másodperc múlva tart, majd elkezd emelkedni, sötétedik, narancssárga lesz a fehérből, akkor a híres nukleáris gomba alakul ki. Az első gombafelhő 11 km-re emelkedett.

A robbanás energiája több mint 20 ct volt a trillil-egyenértékben. A legtöbb mérőberendezés megsemmisült, mivel a fizikusok 510 tonna volt, és a technikát túl közelítették. Ellenkező esetben siker volt, ragyogó siker!

De az amerikaiak a terep váratlan radioaktív szennyeződését szembesítették. A radioaktív csapadék vonat 160 km-t északkeletre nyúlik. Egy kisvárosból Binghamnak ki kellett ürítenie a lakosság egy részét, de legalább öt helyi lakos kapott egy adagot akár 5760 röntgensugarak is.

Kiderült, hogy a fertőzés elkerülése érdekében a bombát meglehetősen nagy magasságban kell felrobbantani, legalább egy kilométeres és fél, majd a radioaktív bomlás termékeit több százezer vagy akár egyenletes területen eloszlik Több millió négyzetkilométer és feloldódik egy globális sugárzási háttérben.

Az ilyen design második bombáját a Nagasaki-on augusztus 9-én, 24 nappal a tesztelés után és a Hiroshima bombázását követő három nappal visszaállította Nagasaki. Azóta szinte minden atomi lőszer használata implóziós technológiát használ. Az RDS-1 első szovjet bombáját, 1949. augusztus 29-én tesztelték, ugyanazon rendszer szerint készültek.

A webhely felvázolja a galvanizáló technológia alapjait. Az elektrokémiai és kémiai bevonatok előkészítésének és alkalmazásának folyamatait részletesen figyelembe veszik, valamint a bevonatok minőségének szabályozását. A galvanikus műhely fő és kiegészítő berendezéseit ismertetjük. A galvanizáló termelés mechanizálására és automatizálására vonatkozó információk, valamint a higiéniai és biztonsági technikák.

A webhely használható a termelés szakmai képzési munkatársaiban.

A védő-, védő-dekoratív és speciális bevonatok használata lehetővé teszi, hogy sok feladatot megoldhasson, beleértve a fontos helyet is, a fémek korróziójának védelme. A fémek korróziója, azaz a pusztulás a közeg elektrokémiai vagy kémiai hatásainak köszönhetően hatalmas hatalmas károkat okoz a nemzetgazdaságnak. Minden évben a korrózió, az éves termelés 10-15% -a értékes alkatrészek és szerkezetek, komplex eszközök és gépek formájában. Bizonyos esetekben a korrózió balesethez vezet.

A galvanikus bevonatok az egyik hatékony korróziós védelmi módszerek egyike, széles körben alkalmazzák az értékes különleges tulajdonságok részének felületét is: fokozott keménység és kopásállóság, nagy visszaverődés, javított zavartalan tulajdonságok, felületi elektromos vezetőképesség, rövid lecsökkentés és , Végül, csak a külső típusú termékek javítása érdekében.

Az orosz tudósok a fémek elektrokémiai feldolgozásának legfontosabb módszereinek alkotói. Így a galvanoplasztika létrehozása az akadémikusok érdemei B. S. Yakobi (1837). A galvanotechnika területén a legfontosabb munkái az Orosz Tudós E. X. Lenza és I. M. Fedorovsky tartoznak. A galvanotechnika fejlődése az októberi forradalom után elválaszthatatlanul kapcsolódik a professzorok N. T. Kudryavtseva, V. I. Liner, N. P. Fedeva és sok más.

Sok munkát végeztek a bevonási folyamatok szabványosításáról és normalizálásáról. A galvanizáló műhelyek élesen növekvő munkamennyisége, mechanizálása és automatizálása a folyamatok egyértelmű szabályozását, gondos stencileket kellett előírni a bevonathoz, és kiválasztotta a leghatékonyabb módjait a részek felületének előkészítéséhez a galvanikus bevonatok és a záró műveletek lerakódása előtt, valamint a megbízható minőségben Ellenőrzési módszerek. Ilyen körülmények között a képzett munka és galvanizálás szerepe drámaian nő.

Ennek a webhelynek a fő feladata, hogy segítse a hallgatókat a műszaki iskolákban a munkás és galvanizálás szakmájának elsajátításában, amely ismeri a modern technológiai folyamatokat a fejlett galvanikus műhelyekben.

Az elektrolitikus króm hatékony módja a dörzsölő részek kopásállóságának növelésére, a korrózióra való védelme, valamint a védő- és dekoratív díszítés módja. Jelentős megtakarítások krómot adnak a kopott elemek helyreállításakor. A krómozott folyamatot széles körben használják a nemzetgazdaságban. Számos kutatószervezet, intézmény, egyetemek és mérnöki vállalkozás dolgozik a javulásán. Hatékonyabb elektrolitok és króm üzemmódok jelennek meg, a krómozott részek mechanikai tulajdonságainak növelésének módja, amelynek eredményeképpen a króm alkalmazásának területe bővül. A high-end króm technológiájának alapjainak ismerete hozzájárul a szabályozási és műszaki dokumentáció utasításainak végrehajtásához és a gyakorlati munkások széles körű körökének kreatív részvételéhez a króm további fejlesztésében.

A webhely kifejlesztette a króm-erő hatását az alkatrészek erejére, kiterjesztette a hatékony elektrolitok és a technológiai folyamatok használatát, bevezetett egy új részt a krómhatékonyság növelésének módszereiről. A fő részeket újratervezzük, figyelembe véve a króm-technológia Npromium-eredményeit. A felfüggesztett eszközök technológiai utasításai és konstrukcióai példamutatóak, az olvasó orientálása a króm körülményeinek kiválasztásában és a felfüggesztett eszközök megépítésének elvében.

A mérnöki és eszköz összes ágainak folyamatos fejlesztése az elektrolitikus és kémiai bevonatok körének jelentős kiterjedéséhez vezetett.

A fémek kémiai kicsapásával, galvanikusan létrehozott fém bevonatokkal kombinálva a dielektrics széles választékával: műanyagok, kerámia, ferritek, sitalle és egyéb anyagok. Az ilyen anyagokból származó alkatrészek gyártása egy fémezett felületen biztosította az új tervezési és technikai megoldások bevezetését, javítva a termékek minőségét és a berendezések, gépek, széleskörű fogyasztási tételek elterjedését.

A műanyagból készült részleteket a fém bevonatokkal széles körben használják az autóiparban, a rádióiparban és a nemzetgazdaság egyéb ágazatában. A polimer anyagok metallizálásának folyamata különösen fontos a nyomtatott áramköri lapok előállításában, amelyek a modern elektronikus eszközök és a rádióberendezések alapja.

A brosúra rendelkezik a szükséges információkkal a dielektricsok kémiai elektrolitikus metallizációjának folyamatairól, a fémek kémiai kicsapódásának fő mintáiról. Az elektrolitikus bevonatok jellemzői a műanyag metallizáció során. Jelentős figyelmet kell fordítani a nyomtatott áramköri lapok gyártásának technológiájára, valamint a metallizációs folyamatokban alkalmazott oldatok elemzésére szolgáló módszerek és előkészítésük és beállításuk módszerei.

A megfizethető és lenyűgöző formában a helyszín fizikai természetet vezet be az ionizáló sugárzás és a radioaktivitás sajátosságaiban, az élő szervezetek különböző dózisainak hatására, a sugárzás veszélyének védelme és megelőzése, a radioaktív izotópok felhasználásának lehetősége, hogy felismerje és kezelje az emberi betegségeket.

(Marketing) kritikus tömeg

kötelező innovációkat, amelyek a termékben a modernnek kell lenniük.

Enciklopédikus szótár, 1998

kritikus tömeg

az elválasztó anyag minimális tömege, amely biztosítja az önfenntartó nukleáris lánc hasadási reakció áramlását.

Kritikus tömeg

az okozott anyag legkisebb tömege, amelyen az atommagmagok megosztása önfenntartó láncreakciója előfordulhat; Ezt jellemzi a neutron reprodukciós együtthatójának fellebbezése. A megfelelő méretek és az eszköz térfogata, amelyben a láncreakció bevételét kritikusnak nevezik (lásd: nukleáris lánc reakciók, nukleáris reaktor).

Wikipedia

Kritikus tömeg

Kritikus tömeg - a nukleáris fizikában, az okozott anyag minimális tömege, amely szükséges ahhoz, hogy az önmegtartóztató lánc reakciója megoszlassa. A neutron-reprodukció ilyen mennyiségének együtthatója egy ilyen mennyiségben egynél több vagy egyenlő. A kritikus tömegnek megfelelő méreteket is kritikusnak nevezik.

A kritikus tömeg értéke az anyag tulajdonságaitól (például a divízió és a sugárzás rögzítés), a sűrűségtől, a szennyeződések számától, a termék formáitól, a termék formáitól, valamint a környezetből származik. Például a neutron reflektorok jelenléte nagymértékben csökkentheti a kritikus tömeget.

A nukleáris energia, a kritikus tömeg paraméter meghatározása, hogy mikor tervezése és kiszámítjuk a legkülönbözőbb eszközök segítségével különböző izotópokat vagy egy keverék izotópjai elemek képesek bizonyos feltételek mellett, hogy a nukleáris részlege a kiadás egy hatalmas mennyiségű energiát. Például, ha erőteljes radioizotóp generátorok tervezésénél, mely urán és számos transzuranon elemet használnak üzemanyagként, a kritikus tömegparaméter korlátozza az ilyen eszköz teljesítményét. A nukleáris és termonukleáris fegyverek termelésének kiszámításakor a kritikus tömegparaméter jelentősen befolyásolja mind a robbanóeszköz kialakítását, mind a költség- és tárolási idejét. Az atomreaktor kialakítása és kivitelezése esetén a kritikus tömeg paraméterei mind a jövőbeni reaktor minimális és maximális mérete is korlátozottak.

A tiszta nukleidok legkisebb kritikus tömeges megoldásai a vízben lévő vízvisszaverővel rendelkező vízben a legkisebb kritikus tömeggel rendelkeznek. U esetében az ilyen oldat kritikus tömege 0,8 kg, PU-0,5 kg esetén egyes CF sók esetében - 10 g.

A háború emberiség történelmének leginkább szörnyű vége óta, csak két hónap múlva. 1945. július 16-án az első nukleáris bombát az amerikai hadsereg vizsgálta, és a japán városok több ezer lakosa az atomgyűlöletben halt meg. Ezekkel a fegyverekkel, valamint a célok elérésének eszköze, folyamatosan több mint fél évszázadon keresztül javult.

Katonai akart a rendelkezésére, mint nehéz lőszert, egy csapásra elsöprő egész városok és országok rendkívül alacsony, ami illeszkedik a tárca. Egy ilyen eszköz szabotázs háborút adna meg soha nem látott szinten. Az első és a második, ellenállhatatlan nehézségek merültek fel. Bor mindent, az úgynevezett kritikus tömeg. Mindazonáltal minden rendben van.

Egy ilyen robbanómag

A nukleáris eszközök sorrendjének rendezése és megértése, amit kritikus tömegnek neveznek, egy ideig visszatérünk az asztalra. A fizika iskolai menetéből egy egyszerű szabályból emlékezünk: az azonos nevű vádakat visszaszorítják. Ugyanabban a helyen, a középiskolában a diákok leírják a neutronokból álló atommag felépítését, semleges részecskéket és pozitívan feltöltött protonokat. De hogyan lehetséges? A pozitív töltésű részecskék olyan közel vannak egymáshoz, a visszataszítási szilárdságnak hatalmasnak kell lennie.

A protonok együtt tartó belső erők jellege nem ismert a végén, bár az erők tulajdonságait nagyon jól vizsgálták. Az erők csak nagyon szoros távolságban járnak el. De érdemes legalább egy kicsit elválasztó protonok az űrben, mint taszító erőt kezd érvényesülni, és a kernel fog repülni darabokra. És ennek a tekercsnek a hatalma valóban kolossal. Ismeretes, hogy egy felnőtt ember ereje nem lenne elég ahhoz, hogy az ólom atom egyetlen magjának protonjainak tartsa.

Milyen rémült volt

A Mendeleev táblázat legtöbb elemének magjai stabilak. Azonban az atomszám növekedésével ez a stabilitás csökken. Üzlet a magok méretében. Képzeld el, hogy egy uránatom magja, amely 238 nuklidból áll, amelyből 92 proton. Igen, a protonok szoros kapcsolatban állnak egymással, és a belső bérlő megbízhatóan cement az egész tervet. De a rendszermag ellentétes végeivel ellentétes protonok ellenére észrevehető.

Mit tettek a rootford? A neutronatomok bombázását eredményezte (az elektron nem átmennek egy atom elektronikus héján, és egy pozitív feltöltött proton nem lesz képes megközelíteni a rendszermagot a visszataszító erő miatt). A neutron, az atom magjába esve, okozott megosztását. Az oldalakon két különálló fele és két vagy három szabad neutron volt.

Ez a szétesést jelentése a kiömlött részecskék hatalmas sebességének köszönhetően óriási energia kibocsátása kísérte. Volt egy pletyka, hogy Rutherford még azt is akarta elrejteni a felfedezését, megijesztette az emberiségre gyakorolt \u200b\u200blehetséges következményeit, de a legvalószínűbb, mint a tündérmesék.

Szóval mi a tömeg, és miért kritikus

És akkor mi van? Hogyan lehet a protonok áramlása besugárzani elegendő mennyiségű radioaktív fémet, hogy erős robbanást kapjon? És mi a kritikus tömeg? Mindezek azoknak a több szabad elektronról szólnak, amelyek kirepülnek a "bombázható" nukleáris kernelből, viszont más magokkal is szembesülnek, megosztják a divíziójukat. Az úgynevezett megkezdi, azonban rendkívül nehéz lesz futtatni.

Követelje a skálát. Ha egy almát az Atom rendszermaghoz veszi az asztalunkon, akkor egy szomszédos atom magjának elképzelése érdekében ugyanazt az Apple-t kell tulajdonítani és az asztalra kell feltüntetni, még a következő szobában sem. . Egy közeli házban. A neutron lesz a cseresznye csont mérete.

Annak érdekében, hogy a nitrogén neutronok ne repüljenek az urán-ingot határán túl, és több mint 50% -a megtalálja maguk céljait atommagmag formájában, ez az ingotnak megfelelő méretűnek kell lennie. Ez az, amit az urán kritikus tömege - a tömeg, amelynél a kibocsátott neutronok több mint fele más magokkal szembesül.

Valójában ez egy pillanat alatt történik. Az osztott magok száma a lavina-ként növekszik, töredékeik minden irányban rohannak a fénysebességben, a levegőben, a vízben, a vízben, bármely más környezetben. A környezeti molekulákkal való ütközésükből a robbanás területe azonnal felmelegszik több millió fokig, sugárzó hőt, amely mindent a kerületben több kilométert hoz létre.

Az élesen fűtött levegő azonnal növekszik a méretben, ami erőteljes ütéshullámot hoz létre, amely az alapítványokból származik, megfordítja és összeomlik mindent az ösvényen ... Ilyen az atomrobbanás képe.

Hogyan néz ki a gyakorlatban

Az atom bomba eszköze meglepően egyszerű. Az uránok két ingóta (vagy mindegyike más tömege valamivel kevésbé kritikus. Az egyik ingot egy kúp formájában van, a másik - egy tál egy kúp alakú lyukkal. Mivel ez nem nehéz Ahhoz, hogy kitaláljam, hogy összekapcsolják mindkét felét, egy kritikus tömeggel rendelkező labdát el kell érni. Ez a hagyományos legegyszerűbb nukleáris bomba. Két felét egy tipikus TNT töltéssel (a kúpot lőnek a labdába).

De nem gondolhatnád, hogy bárki képes lesz összegyűjteni a "térdet". Az egész fókusz az, hogy az Uranus, hogy a bombát robbantják, nagyon tisztának kell lennie, a szennyeződések jelenléte gyakorlatilag nulla.

Miért nincs atomi bomba mérete egy cigarettacsomaggal

Ugyanezen okból. A 235 urán leggyakoribb izotópjának kritikus súlya körülbelül 45 kg. A nukleáris üzemanyag ilyen számának robbanása már katasztrófa. És lehetetlen kevesebb anyaggal készíteni - egyszerűen nem fog működni.

Ugyanezen okból nem működött, és nem dolgozott, és nagy teherbírású atomi díjakat hozott az urán vagy más radioaktív fémekből. Annak érdekében, hogy a bomba nagyon erős legyen, tucatnyi ingotból készült, amely aláássák, a detonáció a középpontba rohant, narancssárga szeletekként való összekapcsolása.

De mi történt a gyakorlatban? Ha valamilyen oknál fogva két elemet találtak egy pillanatnyi ezred frakciónál, mint a többi, mint a többi, a kritikus tömeg gyorsabban érte el, mint a "leányvállalat" a fennmaradó, a robbanás bekövetkezt, nem pedig a hatalom, amelyre a tervezőket kiszámították. A nehéz nukleáris lőszer problémáját csak a termonukleáris fegyverek megjelenésével oldották meg. De ez egy kicsit más történet.

De hogyan van egy békés atom

Atomerőmű - lényegében ugyanaz a nukleáris bomba. Csak ez a "bomba" az uránból készült (üzemanyag-elemek), amelyek bizonyos távolságban vannak egymástól, ami nem akadályozza meg őket az Exchange Neutron "fúj".

Twisters készülnek formájában rudak, amelyek között a szabályozó rudak készülnek az anyag jól abszorbeáló neutronok. A működés elv egyszerű:

• a szabályozó (abszorbeáló) rudak az urán rudak közötti térbe kerülnek - a reakció egyáltalán leáll, vagy egyáltalán leáll;
• a rudakat a zónából vázolja fel - a radioaktív elemeket aktívan kicserélik a neutronok, a nukleáris reakció intenzívebbé válik.

Valójában ugyanazt az atomi bombát kapják, amelyben a kritikus tömeget olyan simán érik el, és olyan egyértelműen szabályozzák, hogy nem vezet robbanáshoz, hanem csak a hűtőfolyadék melegítésére.

Bár sajnos, mint a gyakorlat, az emberi zseniális nem mindig képes megfékezni ezt a hatalmas és romboló energiát - az atommagok bomlásának energiáját.

A kritikus tömeg, az olyan anyag minimális tömege, amely alkalmas arra, hogy egy láncreakció elindításához szükséges egy atomi bomba vagy atomreaktorban. Az Atom Bombában a robbanó anyag részekre oszlik, amelyek mindegyike kevésbé kritikus ... ... Tudományos és technikai enciklopédikus szótár

Lásd a kritikus tömeget. Rayzberg Ba, Lozovsky L.Sh., Starodubtseva e.b .. modern gazdasági szótár. 2 e., Cselekedet. M.: Infra M. 479 s .. 1999 ... Gazdasági szótár

KRITIKUS TÖMEG - A legkisebb (lásd) elosztó anyag (urán 233 vagy 235, Plutonium 239 stb.), Amelyben az atommagmagok megosztására szolgáló önfenntartó láncreakció előfordulhat és szivároghat. A kritikus tömeg értéke az elosztó anyag típusától függ, ... ... ... Nagy tömegtechnikai enciklopédia

A kritikus tömeg, a feltelőanyag (nukleáris üzemanyag) minimális tömege, amely biztosítja az önmegtartóztatás önfenntartó nukleáris lánc-reakciójának áramlását. A kritikus tömeg (MKR) a nukleáris üzemanyag típusától és annak geometriai függvényétől függ ... ... ... Modern enciklopédia

Az elválasztó anyag minimális tömege, amely biztosítja a hasadás önfenntartó nukleáris lánc-reakciójának áramlását ... Nagy enciklopédikus szótár

Kritikus tömeg Az üzemanyag legkisebb tömege, amelyben az alapelosztás önfenntartó láncreakciója az aktív zóna bizonyos kialakításával és összetételével (számos tényezőtől függ, például az üzemanyag-összetétel, moderátor, formák ... .. . Az atomenergia feltételei

kritikus tömeg - a legkisebb tüzelőanyag-tömeg, amelyben az aktív zóna bizonyos kialakításának és összetételének önfenntartó láncreakciója (számos tényezőtől függ, például: üzemanyag-összetétel, retarder, az aktív zóna formái és .... .. Műszaki fordítókönyvtár

Kritikus tömeg - kritikus tömeg, a felálló anyag (nukleáris üzemanyag) minimális tömege, amely biztosítja az önfenntartó nukleáris lánc reakciójának áramlását. A kritikus tömeg (MKR) a nukleáris üzemanyag típusától és annak geometriai függvényétől függ ... ... ... Illusztrált enciklopédikus szótár

A minimális számú nukleáris üzemanyag tartalmazó elválasztó nuklidokat (233U, 235U, 239PU, 251CF) lehetséges, egy nukleáris lánc hasadási reakció (lásd a mag Division. Atomreaktor, nukleáris robbanás). K. m. A méretétől és alaktól függ ... ... ... Fizikai enciklopédia

Az elválasztó anyag minimális tömege, amely biztosítja az önfenntartó nukleáris lánc hasadási reakció áramlását. * * * Kritikus tömeg kritikus tömeg, a hasadóanyag minimális tömege, amely biztosítja az önfenntartó áramlását ... enciklopédikus szótár

Könyvek

• Kritikus tömeg, Veselova N., Natalia Messerova könyvében, az írók orosz interregionális egyesületének tagja, az orosz irodalom és képzőművészeti akadémia érvényes tagja. G. R. Derzhavin, belépett a választott ... Kategória: Egyéb kiadások
• Kritikus tömeg, Natalia Veselova, Natalia Messerova könyvében, az orosz Irodalmi Szövetség orosz Interregionális Uniójának tagja, az orosz irodalom és képzőművészeti akadémia érvényes tagja. G.R. Idrzhavin, belépett a választott történetbe ... Kategória: