วิธีค้นหามวลวิกฤต "มวลวิกฤต" หมายถึงอะไร? ทำไมไม่มีระเบิดปรมาณูขนาดเท่าซองบุหรี่

อุปกรณ์ลึกลับที่สามารถปล่อยพลังงานกิกะจูลในช่วงเวลาสั้น ๆ สุดจะพรรณนานั้นรายล้อมไปด้วยความโรแมนติกที่เป็นลางไม่ดี จำเป็นต้องพูดทั่วโลกทำงานต่อไป อาวุธนิวเคลียร์ถูกจำแนกอย่างลึกซึ้ง และตัวระเบิดเองก็เต็มไปด้วยตำนานและตำนานมากมาย ลองจัดการกับพวกเขาตามลำดับ

อันเดรย์ ซูโวรอฟ

ไม่มีอะไรสร้างความสนใจได้มากเท่ากับระเบิดปรมาณู

สิงหาคม 2488 Ernest Orlando Lawrence ในห้องแล็บพัฒนา ระเบิดปรมาณู

1954 แปดปีหลังจากการระเบิดที่บิกินีอะทอลล์ นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นค้นพบ ระดับสูงรังสีจากปลาที่จับได้ในน่านน้ำท้องถิ่น

มวลวิกฤติ

ทุกคนได้ยินมาว่ามีมวลวิกฤติที่ต้องได้รับเพื่อเริ่มปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ แต่สำหรับการระเบิดนิวเคลียร์จริงๆ ที่จะเกิดขึ้น มวลวิกฤตเพียงมวลเดียวนั้นไม่เพียงพอ ปฏิกิริยาจะหยุดเกือบจะทันที ก่อนที่พลังงานที่เห็นได้ชัดเจนจะมีเวลาถูกปล่อยออกมา สำหรับการระเบิดเต็มขนาดหลายกิโลตันหรือหลายสิบกิโลตัน จำเป็นต้องรวบรวมมวลวิกฤตสองหรือสามมวลพร้อมกัน และควรเป็นมวลวิกฤตสี่หรือห้าก้อน

ดูเหมือนชัดเจนว่าควรทำสองส่วนขึ้นไปจากยูเรเนียมหรือพลูโทเนียมและเชื่อมต่อกันในเวลาที่ต้องการ ในความเป็นธรรมต้องบอกว่านักฟิสิกส์ก็คิดแบบเดียวกันเมื่อพวกเขาออกแบบระเบิดนิวเคลียร์ แต่ความเป็นจริงได้ปรับเปลี่ยนตัวเองแล้ว

ประเด็นก็คือ ถ้าเรามียูเรเนียม-235 หรือพลูโทเนียม-239 ที่บริสุทธิ์มาก เราก็สามารถทำได้ แต่นักวิทยาศาสตร์ต้องจัดการกับโลหะจริง เพิ่มคุณค่า ยูเรเนียมธรรมชาติคุณสามารถสร้างส่วนผสมที่ประกอบด้วยยูเรเนียม-235 90% และยูเรเนียม-238 10% ความพยายามที่จะกำจัดยูเรเนียม-238 ที่เหลือทำให้ต้นทุนของวัสดุนี้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (เรียกว่ายูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง) . พลูโทเนียม-239 ซึ่งได้จากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จากยูเรเนียม-238 ระหว่างฟิชชันของยูเรเนียม-235 จำเป็นต้องมีส่วนผสมของพลูโทเนียม-240 อยู่ด้วย

ไอโซโทปยูเรเนียม 235 และพลูโทเนียม 239 เรียกว่าคู่คี่เพราะนิวเคลียสของพวกมันประกอบด้วย เลขคู่โปรตอน (92 สำหรับยูเรเนียมและ 94 สำหรับพลูโตเนียม) และนิวตรอนจำนวนคี่ (143 และ 145 ตามลำดับ) นิวเคลียสเลขคู่ของธาตุหนักทั้งหมดมี ทรัพย์สินส่วนกลาง: พวกมันแทบจะไม่เกิดฟิชชันตามธรรมชาติ (นักวิทยาศาสตร์พูดว่า "ตามธรรมชาติ") แต่จะเกิดฟิชชันได้ง่ายเมื่อนิวเคลียสนิวตรอนถูกโจมตี

ยูเรเนียม-238 และพลูโทเนียม-240 มีความสม่ำเสมอ ในทางตรงกันข้าม พวกมันจะไม่เกิดปฏิกิริยาฟิชชันกับนิวตรอนที่มีพลังงานต่ำและปานกลางซึ่งลอยออกมาจากนิวเคลียสฟิสไซล์ แต่ในทางกลับกัน พวกมันจะเกิดฟิชชันตามธรรมชาติบ่อยขึ้นหลายร้อยหรือหมื่นเท่า ก่อให้เกิดพื้นหลังของนิวตรอน พื้นหลังนี้ทำให้ยากมากที่จะสร้างอาวุธนิวเคลียร์ เพราะมันทำให้ปฏิกิริยาเริ่มต้นก่อนเวลาอันควร ก่อนที่ประจุทั้งสองส่วนจะมาบรรจบกัน ด้วยเหตุนี้ ในอุปกรณ์ที่เตรียมไว้สำหรับการระเบิด ส่วนของมวลวิกฤติจึงต้องอยู่ห่างจากกันพอสมควร และเชื่อมต่อด้วยความเร็วสูง

ระเบิดปืนใหญ่

อย่างไรก็ตาม ระเบิดที่ทิ้งลงที่ฮิโรชิมาเมื่อวันที่ 6 สิงหาคม พ.ศ. 2488 นั้นเป็นไปตามแผนข้างต้นทุกประการ สองส่วนของเป้าหมายและกระสุนทำจากยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง เป้าหมายคือทรงกระบอกเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 ซม. และสูง 16 ซม. ตรงกลางมีรูเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 ซม. กระสุนถูกสร้างขึ้นตามรูนี้ ระเบิดดังกล่าวบรรจุยูเรเนียมได้ 64 กิโลกรัม

เป้าหมายถูกล้อมรอบด้วยเปลือก โดยชั้นในทำจากทังสเตนคาร์ไบด์ ส่วนชั้นนอกทำจากเหล็ก วัตถุประสงค์ของเปลือกนั้นมีสองเท่า: เพื่อยึดกระสุนเมื่อโดนเป้าหมาย และเพื่อสะท้อนนิวตรอนอย่างน้อยส่วนหนึ่งที่ปล่อยออกมาจากยูเรเนียมกลับ เมื่อคำนึงถึงตัวสะท้อนนิวตรอนแล้ว 64 กิโลกรัมคือมวลวิกฤต 2.3 มันเกิดขึ้นได้อย่างไร เพราะงานแต่ละชิ้นนั้นไม่มีความสำคัญเลย? ความจริงก็คือโดยการเอาส่วนตรงกลางของกระบอกสูบออก เราจะลดความหนาแน่นเฉลี่ยของมันลง และทำให้ค่าของมวลวิกฤตเพิ่มขึ้น ดังนั้นมวลของชิ้นส่วนนี้อาจเกินมวลวิกฤติสำหรับชิ้นโลหะที่เป็นของแข็ง แต่จะเพิ่มมวลกระสุนด้วยวิธีนี้ไม่ได้ เพราะมันจะต้องแข็ง

ทั้งเป้าหมายและกระสุนถูกประกอบขึ้นเป็นชิ้น ๆ ได้แก่ เป้าจากวงแหวนสูงต่ำหลายวง และกระสุนจากลูกยางหกลูก เหตุผลง่ายๆ - ช่องว่างยูเรเนียมจะต้องมีขนาดเล็ก เนื่องจากในระหว่างการผลิต (การหล่อ การกด) ช่องว่าง ปริมาณยูเรเนียมทั้งหมดไม่ควรเข้าใกล้มวลวิกฤต กระสุนถูกหุ้มไว้ในปลอกหุ้มสเตนเลสสตีลผนังบาง โดยมีปลอกทังสเตนคาร์ไบด์เหมือนกับปลอกเป้า

เพื่อที่จะนำกระสุนไปที่ศูนย์กลางของเป้าหมาย เราจึงตัดสินใจใช้ลำกล้องของปืนต่อต้านอากาศยานแบบธรรมดาขนาดลำกล้อง 76.2 มม. ด้วยเหตุนี้บางครั้งจึงเรียกระเบิดประเภทนี้ว่าระเบิดปืนใหญ่ ลำกล้องถูกเจาะจากด้านในถึง 100 มม. จึงมีกระสุนปืนที่ผิดปกติเข้ามา ความยาวของลำกล้องคือ 180 ซม. ผงไร้ควันตามปกติถูกบรรจุเข้าไปในห้องชาร์จซึ่งยิงกระสุนด้วยความเร็วประมาณ 300 ม. / วินาที และปลายอีกด้านของลำกล้องถูกกดเข้าไปในรูในกระสุนเป้าหมาย

การออกแบบนี้มีข้อบกพร่องมากมาย

มันอันตรายอย่างยิ่ง: เมื่อดินปืนถูกบรรจุเข้าไปในห้องชาร์จ อุบัติเหตุใด ๆ ที่อาจติดไฟได้จะทำให้ระเบิดระเบิดเต็มกำลัง ด้วยเหตุนี้ pyroxylin จึงถูกชาร์จในอากาศแล้วเมื่อเครื่องบินบินขึ้นไปถึงเป้าหมาย

ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุทางเครื่องบิน ชิ้นส่วนยูเรเนียมสามารถเชื่อมต่อกันได้โดยไม่ต้องมีดินปืน เพียงแค่ถูกกระแทกอย่างรุนแรงจนถึงพื้น เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ เส้นผ่านศูนย์กลางของกระสุนจึงใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของรูในลำกล้องเพียงเศษเสี้ยวมิลลิเมตร

หากระเบิดตกลงไปในน้ำ เนื่องจากการพอประมาณของนิวตรอนในน้ำ ปฏิกิริยาจึงอาจเริ่มต้นขึ้นแม้ว่าจะไม่ได้แยกส่วนต่างๆ เข้าด้วยกันก็ตาม จริงอยู่ ในกรณีนี้ไม่น่าจะเกิดการระเบิดของนิวเคลียร์ แต่อาจเกิดการระเบิดเนื่องจากความร้อน โดยที่ยูเรเนียมถูกพ่นไปทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่และมีสารกัมมันตภาพรังสีปนเปื้อน

ความยาวของระเบิดรูปแบบนี้เกิน 2 เมตร และแทบจะผ่านไม่ได้ หลังจากนั้น สภาพวิกฤติสำเร็จและปฏิกิริยาก็เริ่มขึ้นเมื่อยังเหลืออีกครึ่งเมตรก่อนที่กระสุนจะหยุด!

ในที่สุด ระเบิดลูกนี้สิ้นเปลืองมาก มียูเรเนียมน้อยกว่า 1% มีเวลาทำปฏิกิริยากับมัน!

ข้อได้เปรียบของระเบิดปืนใหญ่มีเพียงอย่างเดียว: มันไม่สามารถทำงานได้เลย เธอจะไม่ถูกทดสอบด้วยซ้ำ! แต่ชาวอเมริกันต้องทดสอบระเบิดพลูโตเนียม เนื่องจากการออกแบบของมันใหม่เกินไปและซับซ้อน

ลูกฟุตบอลพลูโตเนียม

เมื่อปรากฎว่าส่วนผสมของพลูโทเนียม-240 เพียงเล็กน้อย (น้อยกว่า 1%) ทำให้ไม่สามารถประกอบระเบิดพลูโทเนียมด้วยปืนใหญ่ได้ นักฟิสิกส์จึงถูกบังคับให้มองหาวิธีอื่นเพื่อให้ได้มวลวิกฤติ และกุญแจสำคัญในการระเบิดพลูโทเนียมนั้นถูกค้นพบโดยชายคนหนึ่งซึ่งต่อมาได้กลายเป็น "สายลับนิวเคลียร์" ที่โด่งดังที่สุด - นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Klaus Fuchs

ความคิดของเขาซึ่งต่อมาเรียกว่า "การระเบิด" คือการสร้างคลื่นกระแทกทรงกลมที่มาบรรจบกันจากคลื่นกระแทกที่แยกออก โดยใช้สิ่งที่เรียกว่าเลนส์ระเบิด คลื่นกระแทกนี้ควรจะบีบอัดชิ้นส่วนพลูโตเนียมเพื่อให้ความหนาแน่นเพิ่มขึ้นสองเท่า

หากความหนาแน่นลดลงทำให้มวลวิกฤตเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นก็ควรจะลดลง! สำหรับพลูโตเนียม นี่เป็นเรื่องจริงอย่างยิ่ง พลูโทเนียมเป็นวัสดุที่มีความเฉพาะเจาะจงมาก เมื่อชิ้นส่วนของพลูโทเนียมถูกทำให้เย็นลงจากอุณหภูมิหลอมละลายจนถึงอุณหภูมิห้อง พลูโตเนียมจะผ่านสี่ การเปลี่ยนเฟส. อย่างหลัง (ประมาณ 122 องศา) ความหนาแน่นของมันจะเพิ่มขึ้นทันที 10% ในกรณีนี้การหล่อใด ๆ จะแตกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ พลูโทเนียมจะถูกผสมกับโลหะไตรวาเลนต์บางชนิด จากนั้นสถานะหลวมจะคงตัว สามารถใช้อะลูมิเนียมได้ แต่ในปี 1945 มีความกังวลว่าอนุภาคอัลฟาที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสพลูโทเนียมในระหว่างการสลายตัวจะทำให้นิวตรอนอิสระจากนิวเคลียสของอะลูมิเนียมหลุดออกไป ส่งผลให้พื้นหลังของนิวตรอนที่เห็นได้ชัดเจนเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงมีการใช้แกลเลียมในระเบิดปรมาณูลูกแรก

จากโลหะผสมที่ประกอบด้วยพลูโทเนียม-239 98% พลูโทเนียม-240 0.9% และแกลเลียม 0.8% ได้ลูกบอลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 9 ซม. และมีน้ำหนักประมาณ 6.5 กก. ตรงกลางของลูกบอลมีช่องที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 ซม. และประกอบด้วยสามส่วน: สองซีกและทรงกระบอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 ซม. กระบอกนี้ทำหน้าที่เป็นปลั๊กซึ่งสามารถสอดตัวริเริ่มเข้าไปได้ ช่องภายใน - แหล่งกำเนิดนิวตรอนที่ทำงานเมื่อระเบิด ทั้งสามส่วนจะต้องชุบนิกเกิล เนื่องจากพลูโตเนียมถูกออกซิไดซ์อย่างแข็งขันโดยอากาศและน้ำ และเป็นอันตรายอย่างยิ่งหากเข้าสู่ร่างกายมนุษย์

ลูกบอลถูกล้อมรอบด้วยแผ่นสะท้อนนิวตรอนยูเรเนียม-238 ธรรมชาติ ซึ่งมีความหนา 7 ซม. และน้ำหนัก 120 กก. ยูเรเนียมเป็นตัวสะท้อนแสงที่ดีของนิวตรอนเร็ว และระบบที่ประกอบขึ้นนั้นมีจุดวิกฤตเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ดังนั้นจึงใช้ปลั๊กแคดเมียมแทนพลูโทเนียมซึ่งดูดซับนิวตรอน ตัวสะท้อนแสงยังทำหน้าที่เก็บรายละเอียดทั้งหมดของส่วนประกอบที่สำคัญในระหว่างการเกิดปฏิกิริยา ไม่เช่นนั้นพลูโทเนียมส่วนใหญ่จะแยกออกจากกัน ไม่มีเวลาที่จะมีส่วนร่วมในปฏิกิริยานิวเคลียร์

ถัดมาเป็นชั้นอลูมิเนียมอัลลอยด์หนา 11.5 ซม. หนัก 120 กก. วัตถุประสงค์ของชั้นนั้นเหมือนกับการเคลือบบนเลนส์ของวัตถุประสงค์: เพื่อให้แน่ใจว่าคลื่นระเบิดทะลุผ่านชุดประกอบยูเรเนียม-พลูโตเนียม และไม่มีการสะท้อนกลับ การสะท้อนนี้เกิดจากความหนาแน่นที่แตกต่างกันอย่างมากระหว่างวัตถุระเบิดและยูเรเนียม (ประมาณ 1:10) นอกจากนี้ ในคลื่นกระแทก คลื่นอัดจะตามมาด้วยคลื่นการทำให้บริสุทธิ์ ซึ่งเรียกว่าเอฟเฟกต์เทย์เลอร์ ชั้นอะลูมิเนียมทำให้คลื่นการทำให้บริสุทธิ์อ่อนลง ซึ่งลดผลกระทบของการระเบิด อลูมิเนียมจะต้องเจือด้วยโบรอนซึ่งดูดซับนิวตรอนที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสของอะตอมอลูมิเนียมภายใต้อิทธิพลของอนุภาคอัลฟาที่เกิดจากการสลายตัวของยูเรเนียม-238

ในที่สุด "เลนส์ระเบิด" เหล่านั้นก็อยู่ข้างนอก มีทั้งหมด 32 ชิ้น (หกด้าน 20 ชิ้นและห้าด้าน 12 ชิ้น) มีโครงสร้างคล้ายลูกฟุตบอล เลนส์แต่ละชิ้นประกอบด้วยสามส่วน โดยส่วนตรงกลางทำจากวัตถุระเบิด "ช้า" แบบพิเศษ และส่วนด้านนอกและด้านในเป็น "เร็ว" ส่วนด้านนอกมีลักษณะเป็นทรงกลม แต่ด้านในมีช่องรูปกรวย เหมือนกับประจุที่มีรูปร่าง มีเพียงจุดประสงค์เท่านั้นที่แตกต่างกัน กรวยนี้เต็มไปด้วยระเบิดช้า และคลื่นระเบิดก็หักเหที่ส่วนต่อประสานเหมือนกับคลื่นแสงธรรมดา แต่ความคล้ายคลึงกันที่นี่มีเงื่อนไขมาก ที่จริงแล้ว รูปร่างของกรวยนี้เป็นหนึ่งในความลับที่แท้จริงของระเบิดนิวเคลียร์

ในช่วงกลางทศวรรษที่ 1940 ไม่มีคอมพิวเตอร์ในโลกที่สามารถคำนวณรูปร่างของเลนส์ดังกล่าวได้ และที่สำคัญที่สุด ไม่มีแม้แต่ทฤษฎีที่เหมาะสมด้วยซ้ำ ดังนั้นพวกเขาจึงถูกสร้างขึ้นโดยการลองผิดลองถูกเท่านั้น ต้องทำการระเบิดมากกว่าพันครั้ง - ไม่ใช่แค่ดำเนินการ แต่ถ่ายภาพด้วยกล้องความเร็วสูงพิเศษโดยบันทึกพารามิเตอร์ของคลื่นระเบิด เมื่อทำเวอร์ชันที่เล็กกว่า ปรากฎว่าระเบิดไม่ได้ขยายขนาดได้ง่ายนัก และจำเป็นต้องแก้ไขผลลัพธ์แบบเก่าอย่างมาก

ต้องสังเกตความถูกต้องของแบบฟอร์มโดยมีข้อผิดพลาดน้อยกว่าหนึ่งมิลลิเมตร และต้องรักษาองค์ประกอบและความสม่ำเสมอของวัตถุระเบิดด้วยความระมัดระวังสูงสุด ชิ้นส่วนสามารถทำได้โดยการหล่อเท่านั้น ดังนั้นจึงไม่ใช่วัตถุระเบิดทุกชนิดที่จะเหมาะสม วัตถุระเบิดเร็วเป็นส่วนผสมของเฮกโซเจนและทีเอ็นที โดยมีเฮกโซเจนมากกว่าสองเท่า ช้า - TNT เดียวกัน แต่มีการเติมแบเรียมไนเตรตเฉื่อย ความเร็วของคลื่นระเบิดในการระเบิดครั้งแรกคือ 7.9 กม. / วินาที และในวินาที - 4.9 กม. / วินาที

ตัวจุดระเบิดถูกติดตั้งไว้ที่กึ่งกลางของพื้นผิวด้านนอกของเลนส์แต่ละตัว ตัวจุดระเบิดทั้ง 32 ตัวต้องทำงานพร้อมกันด้วยความแม่นยำที่ไม่เคยมีมาก่อน - น้อยกว่า 10 นาโนวินาที ซึ่งก็คือหนึ่งในพันล้านของวินาที! ดังนั้นไม่ควรบิดเบือนด้านหน้าของคลื่นกระแทกเกิน 0.1 มม. ด้วยความแม่นยำเท่ากัน จึงจำเป็นต้องรวมพื้นผิวคู่ของเลนส์เข้าด้วยกัน แต่ข้อผิดพลาดในการผลิตกลับเพิ่มขึ้นถึงสิบเท่า! ฉันต้องใช้กระดาษชำระและเทปจำนวนมากเพื่อชดเชยความไม่ถูกต้อง แต่ระบบกลับกลายเป็นเหมือนแบบจำลองทางทฤษฎีเพียงเล็กน้อย

ฉันต้องประดิษฐ์ตัวจุดชนวนใหม่: อันเก่าไม่ได้ให้การซิงโครไนซ์ที่เหมาะสม พวกมันถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของการระเบิดข้างใต้ แรงกระตุ้นอันทรงพลัง กระแสไฟฟ้าการผัดวันประกันพรุ่ง ในการทำงานจำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่ที่มีตัวเก็บประจุไฟฟ้าแรงสูง 32 ตัวและตัวปล่อยประจุความเร็วสูงจำนวนเท่ากัน - หนึ่งก้อนสำหรับตัวจุดชนวนแต่ละตัว ระบบทั้งหมด พร้อมด้วยแบตเตอรี่และเครื่องชาร์จตัวเก็บประจุ มีน้ำหนักเกือบ 200 กิโลกรัมในการระเบิดครั้งแรก อย่างไรก็ตามเมื่อเทียบกับน้ำหนักของระเบิดซึ่งกินเวลา 2.5 ตันถือว่าไม่มากนัก

ในที่สุดโครงสร้างทั้งหมดถูกปิดล้อมด้วยตัวเรือนทรงกลมดูราลูมินซึ่งประกอบด้วยเข็มขัดกว้างและฝาปิดสองอัน - ด้านบนและด้านล่างชิ้นส่วนทั้งหมดเหล่านี้ประกอบขึ้นด้วยสลักเกลียว การออกแบบระเบิดทำให้สามารถประกอบได้โดยไม่ต้องใช้แกนพลูโตเนียม เพื่อใส่พลูโทเนียมเข้าที่ พร้อมด้วยแผ่นสะท้อนแสงยูเรเนียม ฝาครอบด้านบนของเคสจึงถูกคลายเกลียวออก และถอดเลนส์วัตถุระเบิดออกหนึ่งอัน

สงครามกับญี่ปุ่นกำลังจะสิ้นสุดลง และชาวอเมริกันก็รีบร้อน แต่ต้องทดสอบระเบิดระเบิด การดำเนินการนี้ได้รับชื่อรหัสว่า "Trinity" ("Trinity") ใช่แล้ว ระเบิดปรมาณูควรจะแสดงให้เห็นถึงพลังที่แต่ก่อนมีให้เฉพาะเหล่าเทพเจ้าเท่านั้น

ความสำเร็จที่ยอดเยี่ยม

สถานที่สำหรับการทดสอบได้รับเลือกในรัฐนิวเม็กซิโก ในสถานที่ที่มีชื่อที่งดงามว่า Jornadadel Muerto (วิถีแห่งความตาย) - ดินแดนนี้เป็นส่วนหนึ่งของแนวปืนใหญ่ Alamagordo ระเบิดเริ่มประกอบเมื่อวันที่ 11 กรกฎาคม พ.ศ. 2488 เมื่อวันที่ 14 กรกฎาคม เธอถูกยกขึ้นไปบนยอดหอคอยที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษซึ่งมีความสูง 30 เมตร สายไฟเชื่อมต่อกับตัวจุดชนวน และขั้นตอนสุดท้ายของการเตรียมการก็เริ่มขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ตรวจวัดจำนวนมาก วันที่ 16 กรกฎาคม 1945 เวลาตีห้าครึ่ง อุปกรณ์ดังกล่าวถูกระเบิด

อุณหภูมิที่ศูนย์กลางการระเบิดสูงถึงหลายล้านองศา ดังนั้น แฟลชของการระเบิดนิวเคลียร์จึงมีมาก สว่างกว่าดวงอาทิตย์. ลูกไฟคงอยู่ไม่กี่วินาที จากนั้นก็เริ่มสูงขึ้น มืดลง จากสีขาวเป็นสีส้ม ตามด้วยสีแดงเข้ม และเห็ดนิวเคลียร์ที่โด่งดังในขณะนี้ก็ก่อตัวขึ้น เมฆรูปเห็ดก้อนแรกสูงถึง 11 กม.

พลังงานของการระเบิดมีมากกว่า 20 นอตของทีเอ็นที อุปกรณ์ตรวจวัดส่วนใหญ่ถูกทำลาย เนื่องจากนักฟิสิกส์นับน้ำหนักได้ 510 ตันและวางอุปกรณ์ไว้ใกล้เกินไป นอกจากนั้น มันยังประสบความสำเร็จ ประสบความสำเร็จอย่างยอดเยี่ยม!

แต่ชาวอเมริกันต้องเผชิญกับการปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสีอย่างไม่คาดคิดในพื้นที่ กลุ่มควันกัมมันตรังสีแผ่ขยายออกไปเป็นระยะทาง 160 กม. ไปทางตะวันออกเฉียงเหนือ ประชากรส่วนหนึ่งต้องอพยพออกจากเมืองเล็กๆ อย่างบิงแฮม แต่อย่างน้อยห้าคน ผู้อยู่อาศัยในท้องถิ่นได้รับปริมาณมากถึง 5,760 เรินต์เกน

ปรากฎว่าเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนจะต้องระเบิดที่ระดับความสูงที่สูงพอสมควรอย่างน้อยหนึ่งกิโลเมตรครึ่งจากนั้นสารกัมมันตภาพรังสีสลายตัวจะกระจายไปทั่วพื้นที่หลายแสนหรือล้านตารางกิโลเมตร และสลายไปในพื้นหลังการแผ่รังสีทั่วโลก

ระเบิดลูกที่สองของการออกแบบนี้ถูกทิ้งที่นางาซากิเมื่อวันที่ 9 สิงหาคม 24 วันหลังจากการทดสอบนี้ และสามวันหลังจากการทิ้งระเบิดที่ฮิโรชิมา ตั้งแต่นั้นมา อาวุธนิวเคลียร์เกือบทั้งหมดได้ใช้เทคโนโลยีการระเบิด อันดับแรก ระเบิดโซเวียต RDS-1 ทดสอบเมื่อวันที่ 29 สิงหาคม พ.ศ. 2492 สร้างขึ้นตามรูปแบบเดียวกัน

ไซต์นี้สรุปพื้นฐานของเทคโนโลยีการชุบด้วยไฟฟ้า มีการพิจารณารายละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการเตรียมและการประยุกต์ใช้การเคลือบเคมีไฟฟ้าและเคมี ตลอดจนวิธีการควบคุมคุณภาพการเคลือบ มีการอธิบายอุปกรณ์หลักและอุปกรณ์เสริมของร้านชุบด้วยไฟฟ้า ให้ข้อมูลเกี่ยวกับการใช้เครื่องจักรและระบบอัตโนมัติของการผลิตกัลวานิก ตลอดจนข้อควรระวังด้านสุขอนามัยและความปลอดภัย

สามารถใช้เว็บไซต์ได้ อาชีวศึกษาคนงานในการผลิต

การใช้สารเคลือบป้องกันป้องกันตกแต่งและพิเศษทำให้สามารถแก้ไขปัญหาต่าง ๆ มากมายซึ่งในนั้นสถานที่สำคัญนั้นถูกครอบครองโดยการปกป้องโลหะจากการกัดกร่อน การกัดกร่อนของโลหะ เช่น การทำลายเนื่องจากการกระทำทางเคมีไฟฟ้าหรือเคมีของสิ่งแวดล้อม ทำให้เกิดความเสียหายอย่างใหญ่หลวงต่อเศรษฐกิจของประเทศ ทุกปีอันเป็นผลมาจากการกัดกร่อน ผลผลิตโลหะมากถึง 10-15% ต่อปีในรูปแบบของชิ้นส่วนและโครงสร้างที่มีคุณค่า เครื่องมือและเครื่องจักรที่ซับซ้อนจะเลิกใช้งาน ในบางกรณี การกัดกร่อนทำให้เกิดอุบัติเหตุได้

การชุบด้วยไฟฟ้าเป็นหนึ่งใน วิธีการที่มีประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อน ยังใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อให้คุณสมบัติพิเศษอันมีค่าจำนวนหนึ่งแก่พื้นผิวของชิ้นส่วน: เพิ่มความแข็งและความต้านทานการสึกหรอ, การสะท้อนแสงสูง, คุณสมบัติต้านการเสียดสีที่ดีขึ้น, การนำไฟฟ้าของพื้นผิว, ความสามารถในการบัดกรีได้ง่ายขึ้น และสุดท้ายก็เพียงเพื่อ ปรับปรุงรูปลักษณ์ของผลิตภัณฑ์

นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียเป็นผู้สร้างวิธีการสำคัญมากมายในการแปรรูปโลหะด้วยไฟฟ้าเคมี ดังนั้น การสร้างการขึ้นรูปด้วยไฟฟ้าจึงเป็นข้อดีของนักวิชาการ B. S. Jacobi (1837) งานที่สำคัญที่สุดในด้านการชุบด้วยไฟฟ้าเป็นของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย E. Kh. Lenz และ I. M. Fedorovsky พัฒนาการของการชุบด้วยไฟฟ้าภายหลัง การปฏิวัติเดือนตุลาคมเชื่อมโยงอย่างแยกไม่ออกกับชื่อของศาสตราจารย์วิทยาศาสตร์ N. T. Kudryavtsev, V. I. Liner, N. P. Fedotiev และคนอื่น ๆ อีกมากมาย

มีการทำงานหลายอย่างเพื่อสร้างมาตรฐานและทำให้กระบวนการเคลือบเป็นมาตรฐาน ปริมาณงาน กลไก และระบบอัตโนมัติของร้านชุบด้วยไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจำเป็นต้องมีการควบคุมกระบวนการที่ชัดเจน การเลือกอิเล็กโทรไลต์อย่างระมัดระวังสำหรับการเคลือบ การเลือกวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการเตรียมพื้นผิวของชิ้นส่วนก่อนที่จะสะสมของการเคลือบด้วยไฟฟ้าและการทำงานขั้นสุดท้าย เช่น ตลอดจนวิธีการที่เชื่อถือได้ในการควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ บทบาทของช่างชุบโลหะที่มีทักษะจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

วัตถุประสงค์หลักของเว็บไซต์นี้คือเพื่อช่วยเหลือนักเรียน โรงเรียนเทคนิคในการเรียนรู้วิชาชีพของช่างชุบโลหะด้วยไฟฟ้าที่รู้กระบวนการทางเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่ใช้ในร้านชุบด้วยไฟฟ้าขั้นสูง

การชุบโครเมียมด้วยไฟฟ้าคือ วิธีที่มีประสิทธิภาพเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของชิ้นส่วนที่เสียดสีปกป้องชิ้นส่วนจากการกัดกร่อนตลอดจนวิธีการป้องกันและการตกแต่งขั้นสุดท้าย ประหยัดได้มากด้วยการชุบโครเมียมเมื่อซ่อมแซมชิ้นส่วนที่สึกหรอ กระบวนการชุบโครเมียมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบเศรษฐกิจของประเทศ องค์กรวิจัย สถาบัน มหาวิทยาลัย และองค์กรด้านการสร้างเครื่องจักรหลายแห่งกำลังดำเนินการปรับปรุง อิเล็กโทรไลต์และโหมดการชุบโครเมียมที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นกำลังเกิดขึ้น และกำลังพัฒนาวิธีการเพิ่มขึ้น คุณสมบัติทางกลชิ้นส่วนที่ชุบโครเมียมส่งผลให้ขอบเขตของการชุบโครเมี่ยมขยายออกไป ความรู้พื้นฐานของเทคโนโลยีการชุบโครเมียมสมัยใหม่มีส่วนช่วยในการปฏิบัติตามคำแนะนำของเอกสารด้านกฎระเบียบและทางเทคนิค และการมีส่วนร่วมอย่างสร้างสรรค์ของผู้ปฏิบัติงานที่หลากหลายใน การพัฒนาต่อไปชุบโครเมี่ยม

ไซต์งานได้พัฒนาประเด็นเกี่ยวกับอิทธิพลของการชุบโครเมียมต่อความแข็งแรงของชิ้นส่วน ขยายการใช้อิเล็กโทรไลต์ที่มีประสิทธิภาพ และ กระบวนการทางเทคโนโลยีแนะนำส่วนใหม่เกี่ยวกับวิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพการชุบโครเมียม ส่วนหลักได้รับการออกแบบใหม่โดยคำนึงถึงความก้าวหน้าของ nporpecsivnyh ในเทคโนโลยีการชุบโครเมี่ยม คำแนะนำทางเทคโนโลยีและการออกแบบอุปกรณ์ติดตั้งระบบกันสะเทือนที่ให้มานั้นเป็นตัวอย่างที่ดี โดยให้คำแนะนำแก่ผู้อ่านในเรื่องของการเลือกเงื่อนไขการชุบโครเมียม และหลักการออกแบบอุปกรณ์ติดตั้งระบบกันสะเทือน

การพัฒนาอย่างต่อเนื่องของสาขาวิศวกรรมเครื่องกลและการผลิตเครื่องมือทุกสาขาได้นำไปสู่การขยายขอบเขตการประยุกต์ใช้การเคลือบด้วยไฟฟ้าและเคมีอย่างมีนัยสำคัญ

ทาง การสะสมทางเคมีโลหะเมื่อใช้ร่วมกับการเคลือบโลหะกัลวานิกจะถูกสร้างขึ้นบนไดอิเล็กทริกหลากหลายชนิด: พลาสติก เซรามิก เฟอร์ไรต์ แก้วเซรามิก และวัสดุอื่นๆ การผลิตชิ้นส่วนจากวัสดุเหล่านี้ด้วยพื้นผิวที่เป็นโลหะทำให้มั่นใจได้ว่าจะมีการออกแบบใหม่และโซลูชันทางเทคนิค คุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้น และการผลิตอุปกรณ์ เครื่องจักร และสินค้าอุปโภคบริโภคที่ถูกกว่า

ชิ้นส่วนพลาสติกเคลือบโลหะมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในยานยนต์ วิศวกรรมวิทยุ และอุตสาหกรรมอื่นๆ เศรษฐกิจของประเทศ. โดยเฉพาะ ความสำคัญอย่างยิ่งกระบวนการเคลือบโลหะของวัสดุโพลีเมอร์ได้มาจากการผลิตแผงวงจรพิมพ์ซึ่งเป็นพื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่และผลิตภัณฑ์วิศวกรรมวิทยุ

โบรชัวร์ให้ข้อมูลที่จำเป็นเกี่ยวกับกระบวนการของการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าด้วยสารเคมีของไดอิเล็กทริก โดยจะให้ความสม่ำเสมอหลักของการสะสมทางเคมีของโลหะ ระบุคุณสมบัติของการเคลือบด้วยไฟฟ้าระหว่างการเคลือบโลหะของพลาสติก ความสนใจอย่างมากนั้นจ่ายให้กับเทคโนโลยีการผลิตแผงวงจรพิมพ์ตลอดจนวิธีการวิเคราะห์โซลูชันที่ใช้ในกระบวนการเคลือบโลหะตลอดจนวิธีการเตรียมและแก้ไข

เว็บไซต์แนะนำด้วยวิธีที่เข้าถึงได้และสนุกสนาน ธรรมชาติทางกายภาพในคุณสมบัติของรังสีไอออไนซ์และกัมมันตภาพรังสีโดยผลของรังสีในปริมาณต่าง ๆ ต่อสิ่งมีชีวิตวิธีการป้องกันและป้องกันอันตรายจากรังสีความเป็นไปได้ของการใช้ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีในการรับรู้และรักษาโรคของมนุษย์

(ในด้านการตลาด) มวลวิกฤต

ชุดนวัตกรรมบังคับที่ต้องมีอยู่ในผลิตภัณฑ์เพื่อที่จะได้รับการพิจารณาให้ทันสมัย

พจนานุกรมสารานุกรม, 1998

มวลวิกฤติ

มวลขั้นต่ำของวัสดุฟิสไซล์ที่รับประกันการไหลของปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ฟิชชันที่ยั่งยืนในตัวเอง

มวลวิกฤติ

มวลที่เล็กที่สุดของวัสดุฟิสไซล์ซึ่งสามารถเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่แบบยั่งยืนได้เองของการฟิชชันของนิวเคลียสของอะตอม โดดเด่นด้วยการแปลงปัจจัยการคูณนิวตรอนให้เป็นเอกภาพ ขนาดและปริมาตรที่สอดคล้องกันของอุปกรณ์ที่เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่เกิดขึ้นเรียกว่าวิกฤต (ดูปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์)

วิกิพีเดีย

มวลวิกฤติ

มวลวิกฤติ- วี ฟิสิกส์นิวเคลียร์มวลขั้นต่ำของวัสดุฟิสไซล์ที่จำเป็นในการเริ่มต้นปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชันแบบยั่งยืนในตัวเอง ปัจจัยการคูณนิวตรอนในปริมาณของสสารนั้นมากกว่าเอกภาพหรือ เท่ากับหนึ่ง. มิติที่สอดคล้องกับมวลวิกฤตก็เรียกว่าวิกฤตเช่นกัน

ค่าของมวลวิกฤตขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสสาร (เช่น หน้าตัดฟิชชันและการจับรังสี) ความหนาแน่น ปริมาณของสิ่งเจือปน รูปร่างของผลิตภัณฑ์ และต่อสิ่งแวดล้อมด้วย ตัวอย่างเช่น การมีอยู่ของตัวสะท้อนนิวตรอนสามารถลดมวลวิกฤติได้อย่างมาก

ใน พลังงานนิวเคลียร์พารามิเตอร์มวลวิกฤตนั้นมีความสำคัญในการออกแบบและการคำนวณของอุปกรณ์หลากหลายชนิดที่ใช้ในการออกแบบไอโซโทปต่างๆ หรือส่วนผสมของไอโซโทปขององค์ประกอบที่มีความสามารถในการแยกตัวของนิวเคลียร์ภายใต้เงื่อนไขบางประการด้วยการปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาล ตัวอย่างเช่น เมื่อออกแบบเครื่องกำเนิดไอโซโทปรังสีที่ทรงพลังซึ่งใช้ยูเรเนียมและธาตุทรานยูเรเนียมจำนวนหนึ่งเป็นเชื้อเพลิง พารามิเตอร์มวลวิกฤตจะจำกัดกำลังของอุปกรณ์ดังกล่าว ในการคำนวณและการผลิตอาวุธนิวเคลียร์และเทอร์โมนิวเคลียร์ พารามิเตอร์มวลวิกฤติส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อทั้งการออกแบบอุปกรณ์ระเบิด ต้นทุนและเวลาในการจัดเก็บ ในกรณีของการออกแบบและการสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ พารามิเตอร์ของมวลวิกฤติยังจำกัดทั้งขนาดต่ำสุดและสูงสุดของเครื่องปฏิกรณ์ในอนาคตด้วย

สารละลายเกลือของนิวไคลด์ฟิสไซล์บริสุทธิ์ในน้ำที่มีตัวสะท้อนนิวตรอนของน้ำมีมวลวิกฤติต่ำที่สุด สำหรับ U มวลวิกฤตของสารละลายดังกล่าวคือ 0.8 กก. สำหรับ Pu - 0.5 กก. สำหรับเกลือ Cf บางส่วน - 10 กรัม

เวลาผ่านไปกว่าสองเดือนเล็กน้อยนับตั้งแต่สิ้นสุดสงครามที่เลวร้ายที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติ และเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2488 ครั้งแรก ระเบิดนิวเคลียร์และหนึ่งเดือนต่อมา ผู้อยู่อาศัยในเมืองญี่ปุ่นหลายพันคนก็พินาศในนรกปรมาณู ตั้งแต่นั้นมา อาวุธ ตลอดจนวิธีการส่งมอบไปยังเป้าหมาย ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องมานานกว่าครึ่งศตวรรษ

กองทัพต้องการครอบครองทั้งกระสุนทรงพลังพิเศษ กวาดล้างเมืองและประเทศทั้งหมดออกจากแผนที่ด้วยการโจมตีเพียงครั้งเดียว และกระสุนขนาดเล็กพิเศษที่ใส่ในกระเป๋าเอกสารได้ อุปกรณ์ดังกล่าวจะนำสงครามการก่อวินาศกรรมไปสู่ระดับที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน ทั้งครั้งแรกและครั้งที่สองมีความยากลำบากที่ผ่านไม่ได้ เหตุผลของสิ่งนี้คือสิ่งที่เรียกว่ามวลวิกฤต อย่างไรก็ตามสิ่งแรกสุดก่อน

แกนระเบิดขนาดนั้น

เพื่อทำความเข้าใจวิธีการทำงาน อุปกรณ์นิวเคลียร์และทำความเข้าใจกับสิ่งที่เรียกว่ามวลวิกฤต กลับไปที่โต๊ะกันสักพัก จาก หลักสูตรของโรงเรียนในวิชาฟิสิกส์ เราจำกฎง่ายๆ อย่างหนึ่ง: เหมือนประจุที่ผลักกัน ที่นั่นใน มัธยมนักเรียนจะได้ฟังเกี่ยวกับโครงสร้างของนิวเคลียสของอะตอม ซึ่งประกอบด้วยนิวตรอน อนุภาคที่เป็นกลาง และโปรตอนที่มีประจุบวก แต่สิ่งนี้เป็นไปได้อย่างไร? อนุภาคที่มีประจุบวกอยู่ใกล้กันมากจนแรงผลักจะต้องมีขนาดมหึมา

วิทยาศาสตร์ไม่เข้าใจธรรมชาติของแรงภายในนิวเคลียร์ที่ยึดโปรตอนไว้ด้วยกันอย่างถ่องแท้ แม้ว่าคุณสมบัติของแรงเหล่านี้จะได้รับการศึกษามาค่อนข้างดีก็ตาม กองกำลังจะกระทำในระยะใกล้เท่านั้น แต่ทันทีที่โปรตอนถูกแยกออกจากกันเล็กน้อยในอวกาศ แรงผลักก็เริ่มมีชัย และนิวเคลียสก็แตกออกเป็นชิ้น ๆ และพลังของการขยายตัวดังกล่าวก็มหาศาลอย่างแท้จริง เป็นที่ทราบกันดีว่าความแข็งแกร่งของผู้ชายที่โตเต็มวัยนั้นไม่เพียงพอที่จะยึดโปรตอนของอะตอมตะกั่วเพียงนิวเคลียสเพียงอันเดียว

รัทเทอร์ฟอร์ดกลัวอะไร?

เมล็ดของธาตุส่วนใหญ่ในตารางธาตุมีความเสถียร อย่างไรก็ตามด้วยการเติบโต เลขอะตอมความมั่นคงนี้กำลังลดลง มันมีขนาดประมาณแกนกลาง ลองนึกภาพนิวเคลียสของอะตอมยูเรเนียมซึ่งประกอบด้วยนิวไคลด์ 238 ตัว โดยในจำนวนนี้มีโปรตอน 92 ตัว ใช่ โปรตอนสัมผัสกันอย่างใกล้ชิด และแรงภายในนิวเคลียร์ก็ยึดโครงสร้างทั้งหมดไว้อย่างแน่นหนา แต่แรงผลักของโปรตอนที่อยู่ที่ปลายอีกด้านของนิวเคลียสจะสังเกตเห็นได้ชัดเจน

รัทเธอร์ฟอร์ด มีอะไรทำ? เขาระดมยิงอะตอมด้วยนิวตรอน (อิเล็กตรอนจะไม่ผ่าน เปลือกอิเล็กตรอนอะตอมและโปรตอนที่มีประจุบวกจะไม่สามารถเข้าใกล้นิวเคลียสได้เนื่องจากแรงผลักกัน) นิวตรอนเข้าสู่นิวเคลียสของอะตอมทำให้เกิดฟิชชัน สองซีกที่แยกจากกันและนิวตรอนอิสระสองหรือสามตัวบินออกจากกัน

การสลายนี้เนื่องมาจากความเร็วอันมหาศาลของอนุภาคที่บินได้ มาพร้อมกับการปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลออกมา มีข่าวลือว่ารัทเทอร์ฟอร์ดต้องการซ่อนการค้นพบของเขาด้วยซ้ำเพราะกลัวเขา ผลที่ตามมาที่เป็นไปได้สำหรับมนุษยชาติ แต่นี่คงไม่มีอะไรมากไปกว่าเทพนิยาย

มวลเกี่ยวข้องอะไรกับมัน และเหตุใดจึงสำคัญ

แล้วไงล่ะ? เราจะฉายรังสีโลหะกัมมันตภาพรังสีเพียงพอด้วยกระแสโปรตอนเพื่อสร้างการระเบิดที่ทรงพลังได้อย่างไร และมวลวิกฤตคืออะไร? มันเป็นเรื่องของอิเล็กตรอนอิสระเพียงไม่กี่ตัวที่บินออกมาจากนิวเคลียสของอะตอมที่ "ถูกระเบิด" ในทางกลับกัน เมื่อชนกับนิวเคลียสอื่นก็จะทำให้เกิดฟิชชัน สิ่งที่เรียกว่าจะเริ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม การเปิดตัวจะเป็นเรื่องยากมาก

มาปรับแต่งสเกลกันเถอะ ถ้าเราเอาแอปเปิ้ลมาวางบนโต๊ะเป็นนิวเคลียสของอะตอมเพื่อที่จะจินตนาการถึงนิวเคลียสของอะตอมข้างเคียงจะต้องขนแอปเปิ้ลตัวเดียวกันมาวางบนโต๊ะไม่แม้แต่ในห้องถัดไป แต่ .. . ในบ้านหลังถัดไป นิวตรอนจะมีขนาดเท่าหลุมเชอร์รี่

เพื่อไม่ให้นิวตรอนที่ปล่อยออกมาลอยออกไปอย่างไร้ผลนอกแท่งยูเรเนียม และมากกว่า 50% พบเป้าหมายในรูปของนิวเคลียสของอะตอม แท่งโลหะนี้ต้องมีขนาดที่เหมาะสม นี่คือสิ่งที่เรียกว่ามวลวิกฤตของยูเรเนียม - มวลที่นิวตรอนที่ปล่อยออกมามากกว่าครึ่งหนึ่งชนกับนิวเคลียสอื่น

ในความเป็นจริงมันเกิดขึ้นในทันที จำนวนนิวเคลียสที่แยกออกเพิ่มขึ้นเหมือนหิมะถล่ม เศษของพวกมันพุ่งไปทุกทิศทางด้วยความเร็วที่เทียบได้กับความเร็วแสง ฉีกอากาศเปิด น้ำ และตัวกลางอื่น ๆ จากการชนกันของโมเลกุล สิ่งแวดล้อมบริเวณที่เกิดการระเบิดจะร้อนขึ้นทันทีถึงหลายล้านองศา แผ่ความร้อนที่เผาทำลายทุกสิ่งในรัศมีหลายกิโลเมตร

อากาศที่ร้อนจัดอย่างรวดเร็วจะเพิ่มขนาดทันที ทำให้เกิดคลื่นกระแทกอันทรงพลังที่พัดอาคารออกจากฐานราก พลิกคว่ำและทำลายทุกสิ่งที่ขวางหน้า ... เช่นภาพการระเบิดปรมาณู

สิ่งที่ดูเหมือนในทางปฏิบัติ

อุปกรณ์ของระเบิดปรมาณูนั้นเรียบง่ายอย่างน่าประหลาดใจ มีแท่งยูเรเนียมสองแท่ง (หรืออย่างอื่นซึ่งมีมวลน้อยกว่าแท่งวิกฤตเล็กน้อยแท่งหนึ่งถูกสร้างขึ้นในรูปกรวยส่วนอีกแท่งหนึ่งทำเป็นรูปลูกบอลที่มีกรวย หลุมรูปทรง ดังที่คุณอาจเดาได้ เมื่อคุณรวมทั้งสองซีกเข้าด้วยกัน คุณจะได้ลูกบอลที่มีมวลวิกฤต นี่คือระเบิดนิวเคลียร์มาตรฐานที่ง่ายที่สุด ทั้งสองซีกเชื่อมต่อกันโดยใช้ประจุ TNT แบบธรรมดา (กรวยถูกยิงเข้าไปในลูกบอล) .

แต่อย่าคิดว่าใครก็ตามสามารถประกอบอุปกรณ์ดังกล่าว "บนเข่า" ได้ เคล็ดลับทั้งหมดก็คือยูเรเนียมเพื่อให้ระเบิดระเบิดได้นั้นจะต้องบริสุทธิ์มากการมีอยู่ของสิ่งเจือปนนั้นแทบจะเป็นศูนย์

ทำไมไม่มีระเบิดปรมาณูขนาดเท่าซองบุหรี่

ทั้งหมดด้วยเหตุผลเดียวกัน มวลวิกฤตของไอโซโทปยูเรเนียม 235 ที่พบมากที่สุดคือประมาณ 45 กิโลกรัม การระเบิดของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในปริมาณดังกล่าวถือเป็นหายนะแล้ว และเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างสารในปริมาณน้อย - มันก็จะไม่ทำงาน

ด้วยเหตุผลเดียวกัน จึงไม่สามารถสร้างประจุอะตอมมิกที่ทรงพลังอย่างยิ่งจากยูเรเนียมหรือโลหะกัมมันตภาพรังสีอื่นๆ ได้ เพื่อให้ระเบิดมีพลังมากมันถูกสร้างขึ้นจากแท่งโลหะจำนวนหนึ่งโหลซึ่งเมื่อประจุระเบิดถูกจุดชนวนก็พุ่งไปที่ตรงกลางเชื่อมต่อกันเหมือนชิ้นส้ม

แต่จริงๆ แล้วเกิดอะไรขึ้น? ด้วยเหตุผลบางประการ หากองค์ประกอบทั้งสองมาบรรจบกันเร็วกว่าองค์ประกอบอื่นหนึ่งในพันวินาที มวลวิกฤติก็มาถึงเร็วกว่าองค์ประกอบอื่นที่ "มาถึงทันเวลา" การระเบิดจะไม่เกิดขึ้นในกำลังที่นักออกแบบคาดหวังไว้ ปัญหาของอาวุธนิวเคลียร์ที่ทรงพลังอย่างยิ่งนั้นได้รับการแก้ไขด้วยการถือกำเนิดของอาวุธแสนสาหัสเท่านั้น แต่นั่นเป็นเรื่องราวที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย

อะตอมที่สงบสุขทำงานอย่างไร?

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์นั้นเป็นระเบิดนิวเคลียร์ชนิดเดียวกัน เฉพาะ "ระเบิด" นี้เท่านั้นที่มีแท่งเชื้อเพลิง (องค์ประกอบเชื้อเพลิง) ที่ทำจากยูเรเนียมซึ่งอยู่ห่างจากกันซึ่งไม่ได้ป้องกันการแลกเปลี่ยน "การโจมตี" นิวตรอน

แท่งเชื้อเพลิงทำในรูปแบบของแท่งซึ่งมีแท่งควบคุมที่ทำจากวัสดุที่ดูดซับนิวตรอนได้ดี หลักการทำงานนั้นง่าย:

• แท่งควบคุม (ดูดซับ) ถูกนำเข้าไปในช่องว่างระหว่างแท่งยูเรเนียม - ปฏิกิริยาช้าลงหรือหยุดโดยสิ้นเชิง
• แท่งควบคุมจะถูกลบออกจากโซน - ธาตุกัมมันตภาพรังสีแลกเปลี่ยนนิวตรอนอย่างแข็งขันปฏิกิริยานิวเคลียร์จะเกิดขึ้นอย่างเข้มข้นยิ่งขึ้น

อันที่จริงปรากฎว่าเป็นระเบิดปรมาณูแบบเดียวกันซึ่งมีการเข้าถึงมวลวิกฤติอย่างราบรื่นและได้รับการควบคุมอย่างชัดเจนจนไม่ทำให้เกิดการระเบิด แต่เพียงเพื่อให้ความร้อนแก่สารหล่อเย็นเท่านั้น

แม้ว่าน่าเสียดายที่การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าอัจฉริยะของมนุษย์ไม่สามารถควบคุมพลังงานมหาศาลและทำลายล้างนี้ได้เสมอไป - พลังงานแห่งการสลายตัวของนิวเคลียสของอะตอม

มวลวิกฤต คือมวลขั้นต่ำของวัสดุที่สามารถแยกตัวได้ซึ่งจำเป็นต่อการเริ่มต้นปฏิกิริยาลูกโซ่ในระเบิดปรมาณูหรือเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู ในระเบิดปรมาณู วัสดุที่ระเบิดจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ ซึ่งแต่ละส่วนมีค่าน้อยกว่าวิกฤต ... ... พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิค

ดูวิกฤตการณ์ครั้งใหญ่ Raizberg B.A., Lozovsky L.Sh., Starodubtseva E.B. พจนานุกรมเศรษฐศาสตร์สมัยใหม่ ฉบับที่ 2, ฉบับที่ 2 ม.: INFRA M. 479 วิ .. 1999 ... พจนานุกรมเศรษฐศาสตร์

มวลวิกฤต- สารฟิสไซล์ที่เล็กที่สุด (ดู) (ยูเรเนียม 233 หรือ 235, พลูโทเนียม 239 เป็นต้น) ซึ่งปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ยั่งยืนในตัวเองของฟิชชันของนิวเคลียสของอะตอมสามารถเกิดขึ้นและดำเนินต่อไปได้ ค่าของมวลวิกฤตขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุฟิสไซล์ โดย ... ... สารานุกรมโพลีเทคนิคผู้ยิ่งใหญ่

มวลวิกฤต คือมวลขั้นต่ำของวัสดุฟิสไซล์ (เชื้อเพลิงนิวเคลียร์) ที่ทำให้มั่นใจได้ถึงการไหลของปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ฟิชชันที่ยั่งยืนในตัวเอง ค่ามวลวิกฤต (Mcr) ขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และรูปทรงเรขาคณิต ... ... สารานุกรมสมัยใหม่

มวลขั้นต่ำของวัสดุฟิสไซล์ที่รับประกันการไหลของปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์แบบยั่งยืนในตัวเอง ... ใหญ่ พจนานุกรมสารานุกรม

มวลวิกฤตคือมวลเชื้อเพลิงที่เล็กที่สุด ซึ่งปฏิกิริยาลูกโซ่แบบยั่งยืนของการแยกตัวของนิวเคลียร์สามารถดำเนินการกับการออกแบบและองค์ประกอบของแกนกลางได้ (ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น องค์ประกอบของเชื้อเพลิง ตัวหน่วง รูปร่าง ... .. . เงื่อนไขพลังงานนิวเคลียร์

มวลวิกฤติ- มวลเชื้อเพลิงที่เล็กที่สุดซึ่งปฏิกิริยาลูกโซ่ยั่งยืนของนิวเคลียสฟิชชันสามารถดำเนินการกับการออกแบบและองค์ประกอบของแกนกลางได้ (ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยเช่นองค์ประกอบของเชื้อเพลิง ตัวหน่วง รูปร่างแกนกลาง และ ... .. . คู่มือนักแปลด้านเทคนิค

มวลวิกฤติ- มวลวิกฤต ซึ่งเป็นมวลขั้นต่ำของวัสดุฟิสไซล์ (เชื้อเพลิงนิวเคลียร์) ซึ่งรับประกันการไหลของปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ฟิชชันที่ยั่งยืนในตัวเอง ค่ามวลวิกฤต (Mcr) ขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และรูปทรงเรขาคณิต ... ... พจนานุกรมสารานุกรมภาพประกอบ

ปริมาณเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ขั้นต่ำที่มีนิวไคลด์ฟิสไซล์ (233U, 235U, 239Pu, 251Cf) โดยมีโครเมียม ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชันนิวเคลียร์ได้ (ดู ฟิชชันนิวเคลียร์ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ การระเบิดของนิวเคลียร์). ก.ม. ขึ้นอยู่กับขนาดและรูปร่าง ... ... สารานุกรมกายภาพ

มวลขั้นต่ำของวัสดุฟิสไซล์ที่รับประกันการไหลของปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์แบบยั่งยืนในตัวเอง * * * มวลวิกฤต มวลวิกฤต มวลขั้นต่ำของวัสดุฟิสไซล์ที่รับประกันการไหลของวัสดุที่ยั่งยืนในตัวเอง ... พจนานุกรมสารานุกรม

หนังสือ

• มวลวิกฤต Veselova N. ในหนังสือของ Natalia Veselova สมาชิกของสหภาพนักเขียนระหว่างภูมิภาครัสเซีย สมาชิกที่ใช้งานอยู่สถาบันวรรณคดีและวิจิตรศิลป์รัสเซีย G. R. Derzhavin ผู้ถูกเลือกเข้ามา ... หมวดหมู่:สิ่งพิมพ์อื่นๆ
• มวลวิพากษ์วิจารณ์ Natalia Veselova ในหนังสือของ Natalia Veselova สมาชิกของ Russian Interregional Union of Writers ซึ่งเป็นสมาชิกเต็มรูปแบบของ Academy of Russian Literature and Fine Arts G.R. Derzhavin รวมเรื่องราวที่เลือกไว้ ... หมวดหมู่: