"Чистая" термоядерная бомба

[Partizan]

В эпопеи Розова (Розофф) был описан термоядерный боеприпас с лазерным зажиганием термоядерной реакции, т.е. без уранового/плутониевого инициатора. вопрос знатокам - возможна ли такая бомба в принципе (именно как боеприпас разумных габаритов а не как установка с многоэтажку) на современных или чуть опережающих технологиях?

[Серая Зона]

Нууу... я не профессиональный физик, но вот что писал профессиональный физик на одном форуме по теме (цитирую без правок):

"Термоядерный взрыв" (реакция синтеза лёгких элементов) не может быть инициирован ничем, кроме ядерной бомбы (реакции деления урана/трансуранов).

Для бомбы (т.е. более-менее портативного девайса, "заточенного" под пиковый выброс энергии) данная аксиома абсолютна, для реакции синтеза вообще - она имеет два исключения, причём оба категорически не подходят для использования в военных целях по причине низкой энергоовооружённости на единицу массы (грубо говоря, если пытаться устроить взрыв при их помощи - то равный им по весу кусок тола рванёт сильно лучше... ):

1) установки лазерной имплозии ("Кальмар", "Дельфин" и им подобные) - угробища минимум с подъезд пятиэтажки размером, обжимающие всего полтора миллиграмма дейтериевого льда (причём с весьма низкой эффективностью).

2) Токамаки. Распиарены сильно шире, чем 1), и соотношение массогабарита к энерговооружённости можно почитать чуть ли не в любой жёлтой прессе.

Почему так:

Потому что для того, чтобы рекация синтеза пошла - надо ядром дейтерия стукнуть по ядру трития с достаточной силой (условие на самом деле не достаточное, а необходимое - для того, чтобы акт синтеза действительно произошёл - у этих ядер ещё должны быть "правильные" значения квантовых чисел, т.е. реакция пойдёт не при каждом таком столкновении). ЕМНИП (а если таки И - то Dobryak поправит - у него таблицы под руками точно есть. ) высота барьера (точнее, энергия, необходимая для сближения двух ядер на расстояние, меньшее 0,03 ферми (1 ферми = 10^-13 мм)) для данной реакции - 129 КЭв, т е если считать потребную температуру из E=3/2kT, то имеем ~ 2,7 млрд кельвин. Сильно извратившись (в частности, допустив, что эту разогретую плазму мы каким-то образом можем ...хм-м... того-с, попридержать, чтобы она сразу не разлетелась, и, следовательно на один акт реакции таких столкновений может быть сильно больше одного) мы сможем от этой температуры отрезать полтора-два порядка, но не больше. Приятно, но, увы, не лечит, ибо ниже 10^7 кельвин ловить нам всё равно нечего, а предел для любой химии, которую мы можем использовать в качестве "спички" для поджига" - это что-то между 10^3 и 10^4, т.е. трёх порядков не хватает устойчиво.

Так что все устройства, которые используются сейчас и у ведущих держав и у последователей чучхэ и даже у потомков буров (равно как и все, когда-либо в истории ядрёна бомбоделия использовавшиеся) - имеют ядерную первую ступень (т.е. реакцию синтеза трансуранов (у 99,9% - всяческий плутоний) или урана ("Малыш", РДС-1 и те одиннадцать бонб, которые у ЮАР были, пока они их не попилили)). Извращаться над ней можно разнообразно (бустировать тритием ядро пакета, его темпер, вводить всяческие отражатели, играться с удержанием, и.т.д., и.т.п...), но от этого такой девайс ядерным быть не перестаёт.

Изменено 21 Feb 2015 пользователем Серая Зона

[VIR]

у этих ядер ещё должны быть "правильные" значения квантовых чисел,

А какие у ядра квантовые числа окромя спина?

необходимая для сближения двух ядер на расстояние, меньшее 0,03 ферми (1 ферми = 10^-13 мм))

Т.е. это 3Х10^(-16) см??? Радиус действия ядерных сил 10^(-13) см. Не обманывают ли нас на 2 с половиной порядка?

[Граф Цеппелин]

Теоретически, это возможно. На практике... это сложнее чем даже рентгеновский лазер.

[elind]

Чтобы создать термоядерный заряд совсем без делящихся элементов, необходимо не менее 5*10¹² Дж (как её упихать в приемлемых габаритов аккумулятор думайте сами) и, либо, совершенно конский источник нейтронов - на пять-шесть порядков мощнее инициатора обычной АБ, либо - делать первую ступень на дейтерий-тритиевой смеси.

Кроме того, даже так бомба не будет "чистой" - всё равно нейтронами шваркнет дай боже, а все компрессионные оболочки бомбы - свинец или вольфрам - активируются только в путь.

Чистый заряд должен работать на бор-протонной или литий-7-протонной реакциях, но такое - не на "современных или чуть опережающих технологиях".

[vashu1]

Если у вас есть НАСТОЛЬКО крутые лазеры, какие нужны для такой бомбы, то такие бомбы будут далеко не самым заметным следствием.

Военщина в принципе давно облизывается на бомбы с инициацией от антивещества, ядерных изомеров, моюнов и прочей фигни с высокой плотностью энергии. Проблема в том как получать инициаторы в заметных количествах. Если получится то будут маломощные(тонны-сотни тонн тнт) термоядерки, относительно чистые именно вследствии маломощности.

НО, если использовать такой инициатор и гелий-3, то можно добиться очень даже чистой реакции.

[sergey289121]

На современных - никак. Чистая реакция это Гелий 3 + Дейтерий с лазерным инициированием, либо магнитный монополь, ЕМНИП всего один монополь при аннигиляции дает 50кт эквивалента и полностью чист.

[VIR]

Вот как надо сделать. Берем звиздолет с ТЯРД, отламываем этот самый ТЯРД, и вот она чистая бонба

[vashu1]

На современных - никак. Чистая реакция это Гелий 3 + Дейтерий с лазерным инициированием, либо магнитный монополь, ЕМНИП всего один монополь при аннигиляции дает 50кт эквивалента и полностью чист.

Чистая реакция идет в чистом гелии-3, с дейтерием она почти такая же грязная как и обычные. А про монополи можно придумывать что угодно, их никто не видел.

[prostak_1982]

А что считать "чистым" взрывом?

Вроде бы при всех известных реакциях вырабатывается заметное количество рентгеновского и гамма излучения. То есть возможен эффект наведенной радиации.

Для "чистого" взрыва нужно чтобы все перешло в ИК и видимый спектр, ну максимум УФ. Возможно ли такое?

[Граф Цеппелин]

Я так понимаю, идея "чистого" взрыва в том, чтобы оставался минимум непрореагировавшего радиоактивного вещества (элементы которого составляют большую часть долговременного заражения).

[Граф Цеппелин]

Если я правильно помню рассчеты, то было вычислено, что на современном уровне технологии реально создать "чистую" бомбу на основе ударно-волнового излучателя, которая при весе около 3-х тонн будет иметь тротиловый эквивалент... около 3-х тонн.

Правда, есть одно "но"; такая бомба будет выделять значительную часть энергии в виде выброса нейтронов, т.е. ее реальный радиус поражения будет куда больше чем просто у трех тонн взрывчатки.

[Граф Цеппелин]

В общем, по поражающей способности такая бомба будет примерно эквивалентна субкилотонному нейтронному заряду (при значительно больших размерах и весе), но зато будет оставлять очень мало долговременной радиации. Теоретически, может быть эффективна в некоторых ситуациях, например, при поражении с воздуха колонн бронетехники.

[Граф Цеппелин]

Ага, вот!

http://www.princeton.edu/sgs/publications/sgs/pdf/7_2Jones.pdf

[vashu1]

А что считать "чистым" взрывом?

Вроде бы при всех известных реакциях вырабатывается заметное количество рентгеновского и гамма излучения. То есть возможен эффект наведенной радиации.

Для "чистого" взрыва нужно чтобы все перешло в ИК и видимый спектр, ну максимум УФ. Возможно ли такое?

Наведение без нейтронов возможно, но это частные случаи. Специальные вещества, вроде бериллия, высокие даже для термояда энергии и тп

Не считал, но уверен если собрать всю пыль с места недавнего подрыва 10 тонной бомбы на очень чистом гелии-3, то даже если обсыпать ею человека то ничего страшного с ним не произойдет.

В крайнем случае окружаем зону реакции не шибко тяжелым тампером из самого пассивного к наведению материалу и абзац выше исполняется.

Идеальной чистоты термояда добиться невозможно, когда в ход идут Мэв материя в любом случае услышит зов предков из недр сверхновой. Но чистота сравнимая с современными снарядами из обедненного урана вполне реальна.

[Серая Зона]

Т.е. это 3Х10^(-16) см??? Радиус действия ядерных сил 10^(-13) см. Не обманывают ли нас на 2 с половиной порядка?

Повторюсь - я не физик, я всего лишь физика процитировал.

Но насколько понимаю приведённую выше цитату (вполне могу ошибаться) - тут ядерные силы должны не просто начать действовать, а стать сильнее кулоновских сил - а ведь те тоже растут по мере сближения.

[VIR]

тут ядерные силы должны не просто начать действовать, а стать сильнее кулоновских сил

Размер ядра 10^(-13) см, и ядерные силы на этом расстоянии удерживают протоны, несмотря на кулоновское отталкивание

[taras-proger]

Какого ядра? Вот в чём вопрос. Не все ядра одинаково велики, протон, например, меньше альфачастицы. Так вот, дейтрон с ядром трития надо сблизить на такое расстояние, где ядерные силы гарантированно удержат протоны в ядре 4He, а это не особо много.

[Наполускр]

Немалую часть поражающих факторов дает именно излучение.

Да и в РИ ТЯЗ относительно "чистые". Та же кузькина мать не так уж и сильно нагадила.

[Nicsamarsci]

Под чистым ядерным зарядом можно понимать и заряд который при взрыве не даёт долгоживущих изотопов, это самый опасный для окружающей среды фактор, а вовсе не гамма или нейтронное излучение. Такие изотопы образуются только как продукты деления урана и плутония, следовательно нужно создать заряд на другом веществе, каком нибудь трансуране, которого можно взять меньше и который не даёт долгих продуктов распада. И на базе этого можно и чистый термояд делать