Бомба деления: сколько она сгорает?

Меня интересуют измеренные данные о том, насколько эффективными были бомбы деления, скажем, первые.

Поскольку деление в цепной реакции высвобождает большое количество энергии за доли секунды, я полагаю, что материал взорвется, когда быстрое повышение температуры обеспечит необходимую энергию теплового движения для расширения.

Но я могу себе представить, что это может произойти до того, как весь делящийся материал будет сожжен, и, может быть, знание относительных долей продуктов (делящихся осколков) могло бы дать такую ​​оценку.

Вы можете измерить энергию взрывной волны, измерив изменение давления в ударной волне. См., например, ответ http://physics.stackexchange.com/a/222184/59023 . Получив это, вы сможете определить (приблизительно) энергию, выделившуюся при взрыве, что даст вам оценку того, сколько атомов расщепилось...
Как писал Никола, анализ бомб, сброшенных на Хиросиму и Нагасаки, показывает, что делению подверглось лишь несколько процентов существующего расщепляющегося материала. Предположительно, современные бомбы гораздо более эффективны (употребляя слово «эффективные» в ужасном смысле).

Ответы (1)

По сути, эффективность бомбы деления существенно зависит от интенсивности потока нейтронов, прежде чем она разорвется на части, поэтому следует учитывать следующие элементы:

  • механизм, используемый для достижения сверхкритической массы
  • стратегия «нейтронного бустинга»

Что касается механизма создания критической массы, насколько я помню, Малыш использовал пистолетный тип, и он был очень неэффективен (менее 2%) [1]. Большое улучшение на один порядок [1] ​​было впервые испытано на Толстяке. а затем доработали с помощью Explosive Lens [2] для преобразования расходящегося волнового фронта, создаваемого обычным взрывчатым веществом, в сходящийся. Этот метод используется для создания имплозии для достижения критической массы, намного большей, чем может произвести любой механизм пушечного типа.

Что касается стратегии форсирования нейтронов , она в основном использует высокую температуру, достигаемую на первых стадиях цепной реакции деления, для запуска ядерного синтеза в небольшом количестве дейтерия и трития, чтобы произвести дополнительные нейтроны и увеличить эффективный поток, взаимодействующий с топливом. Повышение должно обеспечить еще один порядок улучшения по сравнению с имплозивными устройствами.

[1] http://www.atomicheritage.org/history/little-boy-and-fat-man

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Взрывная_линза

Значение 2% относится к «проценту делящегося материала, подвергшегося делению»? Любая ссылка на это значение?
Отредактировано добавление ссылки на эффективность, а также ее определение