Рад?ац?йна ?мплоз?я

Матер?ал з В?к?пед?? ? в?льно? енциклопед??.
Перейти до нав?гац?? Перейти до пошуку

Рад?ац?йна ?мплоз?я ( англ. Radiation implosion ) ? стиснення м?шен? за допомогою високого р?вня електромагн?тного випром?нювання . Основне використання ц??? технолог?? ? досл?дження термоядерного синтезу в бомбах ? ?нерц?йному утриманн? .

?стор?я

[ ред. | ред. код ]

Рад?ац?йну ?мплоз?ю вперше розробили Клаус Фукс ? Джон фон Нейман у Сполучених Штатах у рамках ?хньо? роботи над ориг?нальним дизайном воднево? бомби ≪Класичного Cупер≫. Результатом ?хньо? роботи став секретний патент, поданий у 1946 роц?, який п?зн?ше був переданий СРСР Фуксом у рамках його ядерного шпигунства . Однак ?х схема не була такою, як у остаточному проект? воднево? бомби, ? н? американська, н? радянська програми не змогли використати ?? безпосередньо при розробц? воднево? бомби (?? ц?нн?сть стане очевидною лише п?сля факту). Модиф?кована верс?я схеми Фукса-фон Неймана була включена в кадр ≪Джордж≫ операц?? ≪Теплиця≫ [1] .

У 1951 роц? у Стан?слава Улама виникла ?дея використати г?дродинам?чний удар збро? д?лення, щоб стиснути б?льшу к?льк?сть матер?алу, що розщеплю?ться, до неймов?рно? щ?льност?, щоб створити двоступенев? бомби д?лення мегатонного д?апазону. Пот?м в?н зрозум?в, що цей п?дх?д може бути корисним для запуску термоядерно? реакц??. В?н представив ?дею Едварду Теллеру , який зрозум?в, що рад?ац?йне стиснення буде швидшим ? ефективн?шим, н?ж механ?чний удар. Ця комб?нац?я ?дей, а також ≪св?чка запалювання≫ д?лення, вбудована в термоядерне паливо, стала так званою конструкц??ю Теллера?Улама для воднево? бомби.

Джерело випром?нювання ядерно? бомби

[ ред. | ред. код ]

Б?льша частина енерг??, що вид?ля?ться бомбою д?лення, ? у форм? рентген?вського випром?нювання . Спектр приблизно дор?вню? спектру чорного т?ла при температур? 50 000 000 кельв?н?в (трохи б?льше н?ж у три рази вище температури ядра Сонця ). Ампл?туду можна змоделювати як трапец??под?бний ?мпульс ?з часом наростання в одну м?кросекунду, плато в одну м?кросекунду та часом спаду в одну м?кросекунду. Для 30-к?лотонно? бомби д?лення загальний вих?д рентген?вського випром?нювання становитиме 100 тераджоул?в (б?льше 70% в?д загального виходу).

Транспорт рад?ац??

[ ред. | ред. код ]

У бомб? Теллера-Улама об'?кт, який вибуха?, назива?ться ≪вторинним≫. В?н м?стить термоядерний матер?ал, такий як дейтерид л?т?ю , а його зовн?шн? шари ? матер?алом, непрозорим для рентген?вських промен?в, таким як свинець або уран-238 .

Для того, щоб отримати рентген?вське випром?нювання в?д поверхн? первинно?, бомби д?лення, на поверхню вторинно?, використову?ться система ≪рентген?вських в?дбивач?в≫ рефлектор?в.

Рефлектор зазвичай явля? собою цил?ндр, виготовлений з такого матер?алу, як уран. Первинна ступ?нь розташована на одному к?нц? цил?ндра, вторинна ? на ?ншому к?нц?. Внутр?шню частину цил?ндра зазвичай заповнюють п?ною, яка здеб?льшого прозора для рентген?вських промен?в, наприклад, пол?стиролом .

Терм?н ≪рефлектор≫ вводить в оману, оск?льки в?н да? читачев? уявлення про те, що пристр?й працю? як дзеркало . Частина рентген?вського випром?нювання розс?яна, але б?льша частина переносу енерг?? в?дбува?ться за допомогою двоетапного процесу: рефлектор рентген?вського випром?нювання нагр?ва?ться до високо? температури потоком в?д первинного випром?нювання, а пот?м випром?ню? рентген?вське випром?нювання промен?, як? рухаються до вторинного. Для покращення ефективност? процесу рефлекс?? використовуються р?зн? класиф?кован? методи.

Процес ?мплоз?? в ядерн?й збро?

[ ред. | ред. код ]

Терм?н ≪рад?ац?йна ?мплоз?я≫ передбача?, що вторинний елемент розчавлю?ться рад?ац?йним тиском , ? розрахунки показують, що хоча цей тиск дуже великий, тиск матер?ал?в, випарованих рад?ац??ю, набагато б?льший. Зовн?шн? шари вторинки стають наст?льки гарячими, що випаровуються ? в?дл?тають з поверхн? на високих швидкостях. В?ддача в?д цього викиду поверхневого шару створю? тиск, який на порядок сильн?ший, н?ж простий рад?ац?йний тиск. Таким чином, так звану рад?ац?йну ?мплоз?ю в термоядерн?й збро? вважають рад?ац?йною абляц?йною ?мплоз??ю.

Був великий ?нтерес до використання великих лазер?в для запалювання невеликих к?лькостей термоядерного матер?алу. Цей процес в?домий як ?нерц?йний термоядерний синтез (ICF). У рамках цього досл?дження багато ?нформац?? про технолог?ю рад?ац?йно? ?мплоз?? було розсекречено.

При використанн? оптичних лазер?в розр?зняють системи ≪прямого приводу≫ та ≪непрямого приводу≫. У систем? прямого приводу лазерний пром?нь (промен?) спрямову?ться на ц?ль, а час наростання лазерно? системи визнача?, якого проф?лю стиснення буде досягнуто.

У систем? непрямого приводу ц?ль оточена оболонкою (званою Hohlraum) з деякого пром?жного Z-матер?алу, такого як селен . Лазер нагр?ва? цю оболонку до тако? температури, що вона випром?ню? рентген?вське випром?нювання, яке пот?м транспорту?ться до термоядерно? м?шен?. Непрямий привод ма? ряд переваг, включаючи кращий контроль над спектром випром?нювання, менший розм?р системи (довжина хвил? вторинного випром?нювання зазвичай у 100 раз?в менша, н?ж драйверний лазер) ? б?льш точний контроль над проф?лем стиснення.

Прим?тки

[ ред. | ред. код ]
  1. Jeremy Bernstein, "John von Neumann and Klaus Fuchs: an Unlikely Collaboration", Physics in Perspective 12, no. 1 (March 2010), 36-50.

Посилання

[ ред. | ред. код ]