Come funziona una bomba nucleare?
Una bomba nucleare usa una reazione nucleare per produrre energia (calore irradiato e particelle). L'energia rilasciata è di milioni o, in alcuni casi, di miliardi di tempo più forte di TNT; l'intero processo si svolge in un tempo molto breve, fornendo enorme potere distruttivo.
Ci sono due tipi di reazioni nucleari, fissione e fusione. Nel corso della fissione del nucleo sono rotto di là e in fusione, essi crollo uno verso l'altro. Elementi molto pesanti come l'uranio e il plutonio sono usate bombe a fissione e idrogeno (l'elemento più leggero) è utilizzato per la fusione.
Diversi modelli di bomba nucleare sono stati sviluppati nel corso del tempo, con l'obiettivo di massimizzare l'efficienza. La ricerca di efficienza ha un duplice scopo, da un lato al fine di massimizzare il suo potere distruttivo, dall'altro lato a ridurre distruttivo aftereffects. Moderna fusione bombe sono più puliti e più efficienti di quelli più anziani bombe a fissione. In una bomba di fissione in cui l'efficienza è basso (come le bombe utilizzate negli Stati Uniti d'America di Giappone nella seconda guerra mondiale), la reazione nucleare non si esaurisce con l'esplosione della bomba; le restanti nucleo pesante degrado a mantenere la sua normale tasso di avvelenamento tutto intorno a radiazioni per milioni di anni (il suo tempo di dimezzamento di U-235 è 7,1 x 10 a 8 anni di potere).
Una bomba nucleare ha tre elementi fondamentali:
- Un guscio per contenere la bomba al fine di massimizzare l'efficienza
- Un trigger
- Combustibile nucleare
Il modo in cui diversi elementi sono risolti conduce a diversi modelli di bombe.
Le bombe a fissione
Per creare la reazione a catena che si concluderà in su in l'esplosione della bomba è necessario per raggiungere una massa supercritica. Del combustibile nucleare deve essere mantenuto in sotto-critica fino a quando il tempo di detonazione. Le prime bombe raggiunto la massa supercritica di cottura due accuse di uranio a un altro in una piccola camera. Aggiornato in disegni e modelli, un forte nucleo è circondato da alto esplosivo modifiche volte a comprimere il nucleo su di detonazione, la compressione è la seconda strada per raggiungere gli supercritici Stato.
Limitazioni di fissione Bombe: L'efficienza di bombe a fissione è bassa, anche nel migliore dei disegni e modelli (circa 25%). Sono molto pesanti e utilizzare elementi difficili da produrre o conservare. Essendo l'elemento base instabile in natura, la manipolazione è pericoloso rendere l'intero processo molto costoso.
Per scopi storici stiamo per andare oltre i tre versioni di bombe a fissione: bambino (utilizzato in Hiroshima), uomo grasso (utilizzato a Nagasaki) e una versione moderna di fissione bomba.
Little Boy
Little Boy è stato attivato un cannone fissione bomba.
La shell: La shell è stato un lungo tubo che termina in una sfera con il combustibile nucleare da un lato e il grilletto a lato. L'intera serie di sfere è conosciuta come la "manomissione".
Il grilletto: il grilletto è stato un piccolo puntino di U-235 e una grande carica di esplosivi normale. Lo scopo degli esplosivi è stato a propulsione U-235 puntino verso il combustibile nucleare.
Combustibile nucleare: U-235 è stato collocato in una sfera di circa il generatore di neutroni. E 'stato progettato per comprimere quando è giunta la U-235 bullet.
Efficienza: 1,5%
L'uomo grasso
L'uomo grasso è stato un Implosion attivato fissione-bomba atomica
Shell: La shell consisteva in due sfere che circondano l'un l'altro.
Il trigger: Il trigger si trovava nello spazio tra le due sfere. Essa è consistita in plutonio-239 circondata da cariche esplosive.
La Carburante: Il carburante è stato di uranio-235 situata all'interno della sfera interna.
Efficienza: 17%. La progettazione ha permesso tramite la compressione del nucleo che una buona quantità di materiale combustibile ha reagito la prima esplosione.
"Moderno" Fissione Bombe
Disegni e modelli moderni sono potenziate le versioni di Fat Man. Sono inoltre attivato Implosion-Bombe fissione.
Shell: Due sfere concentriche costituiscono ancora una volta la shell.
Il trigger: plutonio assialmente pezzi distribuiti in tutto il Core sono proiettate come proiettili verso il nucleo attraverso detonazione esplosiva.
La Carburante: Il carburante in questo caso è una combinazione di berillio - polonio.
Efficienza energetica: circa il 25%.
Esplosive lenti: Implosion innescato disegni uso di esplosivi per avviare l'onda d'urto che la compressione del nucleo. Gli esplosivi non può essere semplice anche se gli oneri distribuiti intorno alla manomissione, sono organismi a forma di esplosivo al fine di massimizzare l'efficienza noto come esplosivi lenti.
Fusione bombe
Fusione bombe utilizzare materiali leggeri: deuterio e trizio (isotopi di idrogeno), come combustibili. Il processo di fusione è più sicuro e più pulito, ma può essere raggiunto solo a temperature molto elevate e pressioni. Questo fatto è responsabile di chiamandoli termonucleare bombe. Tutti i modelli di fusione bombe finora uso della fissione come parte del processo, una pura fusione bomba non è stato ancora raggiunto.
Ci sono due tipi di bombe che utilizzano fusione:
- Potenziati fusione bomba
- Teller-umano design
Da loro, solo il secondo utilizza fusione come il processo principale e che è quella denominata termonucleare. Le informazioni sulla fusione bombe non è stato completamente declassificati, ma si sa abbastanza per avere un buon idea di come il modello originale.
Tutto ciò che stiamo per parti si basa su documenti declassificati e scientifico ipotesi di sviluppo cerchio.
Potenziati fusione bomba
Incrementata la fusione bomba è essenzialmente una bomba a fissione che usa la fusione come parte del processo di accendere.
Shell: Il doppio sferica modello si applica ancora, ma il cuore è pieno di materiale fusibili mentre la fissione del combustibile è in camera circostante.
Il trigger: Non vi è un insieme di processi che attivano a vicenda.
- Detonatore lenti avviare il processo di fissione,
- Il processo di fissione comprime il nucleo dandogli abbastanza temperatura e di pressione per la generazione di fusione,
- I neutroni espulso nel processo di fusione attacco fissible il restante materiale che non si accendono in una prima reazione.
Questa doppia reazione a catena si verificano molto veloce che consente prestazioni migliori rispetto ad un tradizionale fissione bomba.
Il carburante: nel disegno di base la fusione del combustibile è il trizio e il combustibile è fissione di plutonio.
Vi è un secondo modello di innesco che riproduce la stessa idea, ma l'aggiunta di più strati di fissione-fusione camere. È noto come "sveglia" negli Stati Uniti o "Layer Cake" in URSS.
Queste bombe sono essenzialmente le armi di fissione in quanto il solo l'1% dell 'esplosione è fornito da una parte la fusione. L'inclusione del processo di fusione aumenta notevolmente l'efficienza; quasi tutti i presenti fissione armi figurare il potenziamento in un modo o in un altro.
Efficienza: 40%
Teller-umano bombe idrogeno
Questi sono anche noti come "armi in scena termonucleare" o "bombe idrogeno". La principale reazione in questo tipo di bomba è fusione, che utilizza un fissione bomba come detonatore. L'intero processo segue una serie di passi o fasi di ottenere più grandi esplosioni.
Shell: La bomba consiste in una testa sferica contenente un impulso bomba, e un corpo cilindrico con Litio-6 deuteride inserita come combustibile da altri due cilindri: uranio-238 (cilindro esterno) e di plutonio (interno cilindro). Entrambi i contenitori sono per fare il bagno in polistirene espanso (un'altra linea di ricerca ritiene che la schiuma non è necessario) all'interno di un caso riflettente.
Il trigger: Ogni parte funziona come la visualizzazione della fase successiva. Il primo è il limite di dare impulso bomba nella testa. La maggior parte delle radiazioni di aumentare le bombe è in raggi X, sono il riflesso di involucro in metallo pareti e costretti a convergere verso il cilindro esterno fusione e la schiuma trasformando in un plasma allo stesso tempo, il cilindro esterno implodes con grande forza , Sia materiali di fissione entrare in contatto e raggiungere la massa critica detonanti una seconda bomba a fissione. Questa esplosione fornisce le alte temperature e pressioni necessarie per avviare il processo di fusione del deuterio, che si trasforma in elio e neutroni emette. Questi neutroni rafforzare la fissione parte della bomba di sollevamento ancora di più la temperatura e l'altro ondata di fissione-fusione ricominciare.
Il carburante: Vedi "La Shell".
Efficienza: la maggior parte delle esplosioni energia è fornita dalla fusione fase finale. L'intero processo dura circa 20-40 ns. La più grande bomba detonate raggiunto 50 milioni di tonnellate, il che implica una potenza equivalente a 1% del potere esterno del sole.
Per saperne di più su come le bombe nucleari di lavoro, visitare la guerra nucleare pagina.
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