Wie funktioniert eine Atombombe?
Eine Atombombe verwendet eine Kernreaktion zu erzeugen Energie (Wärme und strahlte Teilchen). Die freigesetzte Energie wird Millionen oder in einigen Fällen Milliarden Mal stärker als TNT, der gesamte Prozess erfolgt in einer sehr kurzen Zeit, die riesigen zerstörerischen Kraft.
Es gibt zwei Arten von Kernreaktionen, Kernspaltung und Kernfusion. Während der Kernspaltung Kern auseinander gebrochen sind und in fusion, ein Zusammenbruch sie in Richtung der anderen Seite. Extrem schwere Elemente wie Uran und Plutonium werden in Spaltprodukte Bomben und Wasserstoff (die leichteste Element) wird für die Fusion.
Verschiedene Modelle der Atombombe entwickelt wurden im Laufe der Zeit mit dem Ziel der Maximierung der Effizienz. Die Suche nach Effizienz hat einen doppelten Zweck, auf der einen Seite zur Maximierung seiner zerstörerischen Kraft, auf der anderen Seite zu verringern zerstörerischen Folgen. Moderne Fusion Bomben sind sauberer und effizienter als die älteren Kernspaltung Bomben. In einer Kernspaltung Bombe, wo die Effizienz gering ist (wie die Bomben, die von den USA über Japan im Zweiten Weltkrieg), die Kernreaktion endet nicht mit der Explosion der Bombe, die restlichen schweren Kern halten verfallenden auf ihrer normalen Satz alles Vergiftung Um mit Strahlung für Millionen von Jahren (die Halbwertszeit von U-235 ist 7,1 x 10 an die Macht 8. Jahre).
Eine Atombombe hat drei Grundelemente:
- Ein Shell, um die Bombe zur Maximierung der Effizienz
- Ein Trigger
- Kernbrennstoff
Die Art und Weise verschiedene Elemente sind gelöst führt zu unterschiedlichen Modelle von Bomben.
Fission Bombs
So erstellen Sie die Kettenreaktion, die schließlich in der Explosion der Bombe ist es notwendig, zu einer überkritischen Masse. Der Kernbrennstoff muss beibehalten werden in Subsahara-kritischen Zustand, bis die Detonation Zeit. Die ersten Bomben erreicht die überkritische Masse durch ein Exekutionskommando zwei Kategorien von Uran zu einander in einer kleinen Kammer. In aktualisiert Designs, eine schwere Kern ist umgeben von hoch-explosiven Änderungen mit dem Ziel zu komprimieren, auf den Kern Detonation, Kompression ist der zweite Weg zur Erreichung der überkritischen Zustand.
Einschränkungen der Kernspaltung Bombs: Die Effizienz der Kernspaltung Bomben niedrig ist sogar in den besten Designs (ca. 25%). Sie sind sehr schwer und Nutzung Elemente schwierig zu erzeugen oder zu speichern. Als Grundelement instabil in der Natur, Manipulation ist gefährlich, den ganzen Prozess sehr teuer.
Aus historischen Sinne werden wir gehen über einen Zeitraum von drei Versionen von Spaltprodukten Bomben: kleiner Junge (in Hiroshima), Fat Man (verwendet in Nagasaki) und eine moderne Version von Spaltprodukten Bombe.
Little Boy
Little Boy war eine Pistole passen Kernspaltung Bombe.
Die Shell: Die Shell war ein langes Rohr endet in einer Kugel mit der Kernbrennstoff auf der einen Seite und der Trigger auf der anderen Seite. Der vollständige Reihe von Bereichen ist bekannt als die "manipulieren".
Der Auslöser: Der Auslöser war ein kleiner Punkt von U-235 und eine große Belastung der normalen Sprengstoffen. Der Zweck der Sprengstoff wurde zum Antrieb von U-235 bullet gegenüber den nuklearen Brennstoff.
Atombrennstoff: U-235 wurde in einen Bereich rund um die Neutronen-Generator. Es wurde entwickelt, um Zusammenbruch erreicht, wenn durch die U-235 Bullet.
Effizienz: 1,5%
Fat Man
Fat Man war eine Implosion-Triggered Kernspaltung Bomb
Die Shell: Die Shell bestand in beiden Sphären miteinander Umgebung.
Der Auslöser: Der Trigger befand sich in dem Raum zwischen den beiden Sphären. Es bestand in der Plutonium-239, umgeben von explosiven Geschossen.
Der Kraftstoff: Der Kraftstoff wurde Uran-235 liegt innerhalb der internen Sphäre.
Wirkungsgrad: 17%. Das Design erlaubt über Kompression der Kern, dass eine gute Menge an Kraftstoff Material reagierte vor der Explosion.
"Moderne" Kernspaltung Bombs
Moderne Designs sind verbesserte Versionen von Fat Man. Sie sind auch Implosion-Triggered Kernspaltung Bomben.
Die Shell: zwei konzentrischen Sphären bilden wieder die Shell.
Der Auslöser: Plutonium Stücke verteilt axial rund um den Kern projiziert werden wie Kugeln in Richtung der Kern über explosive Detonation.
Der Brennstoff: Der Brennstoff ist in diesem Fall eine Kombination aus Beryllium - Polonium.
Wirkungsgrad: ca. 25%.
Explosive-Objektive: Implosion ausgelöst Designs verwenden Sprengstoff zu Beginn der Stoßwelle komprimiert werden, dass der Kern. Der Sprengstoff kann aber nicht einfach Gebühren verteilt rund um die manipulieren, sie sind explosiv Stellen geformt, um die Effizienz bekannt als explosionsgefährlich Objektive.
Fusion Bomben
Fusion Bomben verwenden leichte Werkstoffe: Deuterium und Tritium (beide Isotope des Wasserstoffs), als Brennstoffe. Der Prozess der Fusion ist sicherer und sauberer, aber sie kann nur erreicht werden, bei extrem hohen Temperaturen und Drücke. Diese Tatsache ist verantwortlich Aufruf ihnen thermonukleare Bomben. Alle Modell der Fusion Bomben bisher nutzen Kernspaltung als Teil des Prozesses, eine reine Fusion Bombe wurde nicht erreicht, noch nicht.
Es gibt zwei Arten von Bomben, die Fusion:
- Fusion steigerte Bombe
- Teller-Design Uman
Von ihnen, nur die zweite verwendet Kernfusion als wichtigste Prozess, und es ist der sogenannte thermonukleare. Die Informationen über Fusion Bomben noch nicht vollständig freigegeben, aber es ist bekannt genug, um eine faire Vorstellung davon, wie das ursprüngliche Modell funktioniert.
Alles, was wir wollen Aktie basiert auf Dokumente freigegeben und wissenschaftlichen Annahmen aus der Entwicklung Kreis.
Fusion steigerte Bombe
Die Fusion steigerte Bombe ist im Wesentlichen eine Kernspaltung Bombe, die Fusion als Teil der Zündung.
Die Shell: Der Doppel-sphärische Modell nach wie vor gilt, aber der Kern ist gefüllt von schmelzbar Material während der Kernspaltung Brennstoff wird in den umliegenden Kammer.
Der Auslöser: Es gibt eine Reihe von Prozessen, die einander auslösen.
- Detonator Linsen Start der Kernspaltung,
- Die Spaltprodukte Prozess komprimiert die Kernkompetenzen, die es genug Temperatur und Druck zu erzeugen, Fusion,
- Die Neutronen ausgewiesen im Prozess der Fusion Angriff der verbleibenden spaltbarem Material, das nicht entzünden in der ersten Reaktion.
Diese doppelte Kettenreaktion sehr schnell auftreten, so dass eine bessere Leistung als eine herkömmliche Kernspaltung Bombe.
Der Brennstoff: In den grundlegenden Design der Fusion Brennstoff Tritium und die Kernspaltung Brennstoff Plutonium.
Es gibt noch ein zweites Modell der Booster reproduziert, dass die gleiche Idee, aber mehr Schichten der Kernspaltung-Fusion Kammern. Es ist bekannt als "Wecker" in den USA oder "Layer Cake" in der UdSSR.
Diese Bomben sind im Wesentlichen Kernspaltung Waffen, weil die nur 1% der Explosion wird durch die Fusion. Die Einbeziehung der Fusion Prozess erhöht die Effizienz; fast alle Anwesenden Kernspaltung Waffen gehören die Förderung auf die eine oder andere Weise.
Wirkungsgrad: 40%
Teller Uman Wasserstoff-Bomben
Diese sind auch bekannt als "inszenierte thermonuklearen Waffen" oder "Wasserstoff-Bomben". Die wichtigste Reaktion auf diese Art von Bombe ist Fusion, sondern benutzt eine Bombe Spaltprodukte wie Sprengkapsel. Der gesamte Prozess folgt eine Reihe von Schritten oder Phasen zu erhalten größere Explosionen.
Die Shell: Die Bombe besteht aus einem kugelförmigen Kopf mit einer Steigerung der Bombe, und ein zylindrischer Körper mit Lithium-6 deuteride als Brennstoff Sandwich von zwei weiteren Zylinder: Uran-238 (äußeren Zylinder) und Plutonium (Innen-Zylinder). Beide Behälter sind Schwimmen im Polystyrol-Schaum (eine andere Linie der Forschung der Auffassung, dass der Schaum ist nicht erforderlich) in einem reflektierenden Fall.
Der Auslöser: Jeder Teil arbeitet als Auslöser der nächste Schritt. Der erste Trigger ist die Steigerung der Bombe auf den Kopf. Der größte Teil der Strahlung der Bomben Steigerung ist in x-rays, sie spiegeln sich durch die Metall-Gehäuse Wände und gezwungen zu konvergieren in Richtung der äußeren Zylinder Schmelzen und die Umwandlung der Schaum in ein Plasma in der gleichen Zeit, die äußeren Zylinder implodiert mit riesigen Stärke Beide Spaltprodukte Materialien geben Sie in Kontakt und kritische Masse erreichen detonating Kernspaltung eine zweite Bombe. Diese Explosion sieht die hohen Temperaturen und Druck erforderlich, um den Prozess der Verschmelzung der Deuterium, das verwandelt sich in Helium und Neutronen emittiert. Diese Neutronen verstärken die Kernspaltung betreffenden Teil des Bombe Aufhebung noch die Temperatur und anderen Welle Kernspaltung-Fusion erneut zu starten.
Der Treibstoff: Siehe "Die Shell".
Effizienz: Die meisten der Explosion Macht wird von der endgültigen Fusion Bühne. Der gesamte Prozess dauert etwa 20-40 ns. Die größte Bombe gezündet erreichte 50 Mio. t, was bedeutet, ein Kraftwerk entspricht 1% der äußere Kraft der Sonne.
Um zu erfahren Sie mehr darüber, wie Atombomben Arbeit finden Sie auf den Atomkrieg.
Bookmark Wie funktioniert eine Atombombe?
