Каков спектр ядерной бомбы в вакууме?

В этом вопросе о «ядерном оружии в космосе» упоминается, что две формы энергии, высвобождаемой ядерной бомбой, исходят от нейтронов и фотонов (последнее примерно в 10 4 раз больше первого).

Упоминается, что фотоны имеют форму рентгеновских лучей, но каков фактический спектр излучаемого света? Сколько света исходит от

  • деление (для простоты предположим, что это бомба чистого деления), где 239 Pu расщепляется на мешанину из более легких элементов (квантована ли эта энергия, т.е. имеет ли она «пики»?)
  • излучение черного тела (результаты нагреваются до 10 x K; это непрерывно или при очень высоких температурах происходят странные вещи?)
  • чрезвычайно короткоживущие продукты деления
Сочетание всего этого будет зависеть от конкретной конструкции бомбы. Было проведено много исследований в области «чистых» конструкций ядерного оружия, в которых, вероятно, используется меньше тяжелых элементов в материале оружия, чем в более эффективной, но более «грязной» бомбе. Чтобы сделать полезный прогноз, нужно было бы детально смоделировать взрыв, используя, по крайней мере, модель оболочки конструкции бомбы. У вас есть подробный план строительства одного из них? Я никогда не видел ни одного.
@CuriousOne для простоты, я полагаю, что 6,2-килограммовая сфера Pu-239 волшебным образом становится сверхкритической и теряет 88 ТДж/1 г энергии. Я бы предположил, что корпус в любом случае относительно инертен и просто преобразует фотоны деления в тепловые?
Зависит от того, что в корпусе. В настоящих ядерных бомбах, судя по тому немногому, что доступно, часть волшебства заключена в корпусе. Однако в вашем примере, если на самом деле делится лишь небольшая часть материала, должен быть нечернотелый спектр (я сомневаюсь, что рентгеновские фотоны могут термализироваться в истончающейся расширяющейся плазме, но я могу ошибаться в этом) затем несколько релятивистских электронов, нейтронов и затем плазма ионов Pu и электронов с небольшими примесями продуктов скалывания.

Ответы (1)

Два десятилетия назад я работал над программой, в рамках которой мы должны были определить, создают ли страны «XYZ» ядерное оружие на основе данных разведки «ABC». До того, как я сделал это, я прошел курс Министерства энергетики, посвященный ядерному оружию среднего уровня (210). Многие данные по этому поводу засекречены, и для того, чтобы это знать, нужен Q-допуск CWDI. Много усилий было потрачено на измерение именно этих физических параметров. После того, как договор о ядерных испытаниях 1963 года ограничил испытания подземными (действительно хорошая вещь), в этих испытаниях использовались детекторы и кабели, которые измеряли эти вещи. Бомба под землей будет регистрировать данные на детекторе, который испаряется, и данные будут передаваться по линиям передачи к разрушению. Многие собранные данные строго засекречены.

Можно получить эмпирическое понимание вещей. Температура в непосредственной близости от ядерной бомбы составляет около 5 × 10 7 K. Использование закона Вейна ν м а Икс   ≃   ( 2,9 / час с ) к Т для частоты на пике черного тела для этой температуры ν   "="   3.3 × 10 18 Гц и эквивалентно λ   "="   9 × 10 − 11 м . Мы также можем рассчитать энергию Е   "="   час ν то есть 12 кэВ. Это в рентгеновском диапазоне энергий. Если бы вы разместили фотонный детектор в космосе для измерения ядерного взрыва, это было бы примерно там, где был бы пик электромагнитного спектра.

Эти фотоны являются вторичными после взаимодействия с материалами бомбы. Начальные ядерные фотоны имеют более высокую энергию. Ядерный процесс в первую очередь не генерирует фотоны, которые генерируются взаимодействиями КЭД. Однако движение продуктов деления и синтеза, вызванное ядерным взаимодействием, производит фотоны, поскольку эти ионы рассеиваются друг от друга своими электростатическими потенциалами. Эти фотоны находятся в 100 кэВ к 1 МэВ диапазон энергий.

Образуются нейтроны, и в случае синтеза они составляют 18 МэВ энергии, произведенной за синтез Д   +   Т   →   2 4 ЧАС е   +   н , которые, в свою очередь, производят фотоны как вторичные при взаимодействии с материей. Есть нейтронная бомба Т − Т ядерная бомба, предназначенная для производства большого количества нейтронов. У них есть магнитный момент, благодаря которому они взаимодействуют с материей, и они повреждают биологические молекулы. Таким образом, нейтронная бомба в значительной степени является противопехотным оружием и превращена в мини-водородную бомбу.

В качестве комментария в целом, будет интересно посмотреть, избавится ли наш вид, наконец, от одержимости ими, прежде чем мы закончим использовать их в глобальной войне.

Лоуренс, вы работали над проектом Морская звезда Прайм ?
Это было в начале 1960-х, когда я родился. Моя работа над этим была после холодной войны, 30 лет спустя. Нас интересовали определенные обозначенные страны, пытающиеся получить атомную бомбу. Некоторые страны, которые мы рассмотрели, недавно были в новостях по этому поводу. В мире около 20 стран с инфраструктурой, способной создать атомную бомбу в довольно короткие сроки, если у них есть какая-то политическая «потребность» в этом.
Каков спектр ядерной бомбы в вакууме?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v