В принципе то автору зачёт - но про "Трёхслойку Нэймана" стоит немного развернуть.
Про деление всё правильно, только для плутония 239 фигурирует не "критическая масса" , а "критическая плотность".
Принцип достижения это критической хрени чисто геометрический - при распаде ядра плутония вылетевшие нейтроны захватываются ядрами с какой-то вероятностью, которая зависит сколько вещества(плутония) этот нейтрон пролетает.
Аналогично с ураном.
Но с плутнием получается проще шарик полый сделать, а потом его быстро обжать взрывом. Полый шарик - критической плотности нет, обжали - всё, достаточные геометрически условия что бы вероятность захвата вторичного нейтрона больше 1.
Уран надо собирать выстрелом двух частей, так "Малыш" упавший на Хироиму был устроен, там в обрезанном стволе морского орудия 406мм это собиралось, буквально с помощью стандартной гильзы - поршень с клиновидным выступом и кольцо ответной формы соединялись в цилиндр.
Для урана да - "критическая масса". А для плутония "критическая плотность".
Дальше начали городить термояд на синтезе, но там температуры и давления потребные можно достичь только подрывом заряда на распаде.
Вообще синтеза реакций много, самая базовая это слияние протон-протон. Проще говоря водород-водород.
Это то что обеспечивает нашу с вами жизнь и происходит в центре Солнца и прочих звёзд.
Достичь этой реакции в лабораторных условиях(даже при взрыве заряда) до сих пор проблематично - очень высокие параметры энергии ядер требуются.
Помимо водород-водород реакция с требованием пониже это дейтерий-дейтерий. Водород он вообще элемент несколько странный, у всех нормальных элементов наиболее распространённый изотоп(вариант комбинации ядра) это когда на протон один нейтрон приходится.
Но педрила Боб водород он не такой. Обычный водород - это один протон, вокруг котого свернулся один электрон, где он проебал свой нейтрон спросите у того кто всё это придумал.
Дейтерий это как раз "правильный водород" с точки зрения таблицы известной, к протону прилагается нейтрон - но почему то процент его относительно мал. Хотя из обычной воды тяжёлая (с правильными дейтронами) добывается вообще ректификацией.
Но есть ещё и тритий. Это водород с одним протоном и двумя нейтронами - довольно таки нестабильный, но зато реакция дейтерий-тритий требует наименьших энергий из всех, наиболее легко достижимая.
На Бикини американцы замутили охеренный холодильник, где был заморожен дейтерий до жидкого состояния - ну молекулярно это тот же водород практически - но при запуске реакции синтеза использовалась "свечка" из заранее полученного в реакторе трития, которая запустилась путём подрыва плутониевого детонатора, начался синтез тритий-дейтерий, а за ним уже дейтерий-дейтерий. С научной точки зрения это был крутейший эксперимент.
Е6ануло там знатно, племенами живущими на близлежащих островах американцы пожертвовали ради научного прогресса, их просто никто не вспоминал - пока не понадобилось вспомнить.
Но тут надо отметить что холодильник весом тон в 80 с самолёта то кидать чёт неудобно и военные от учёных(со свистящей крышей) таки потребовали сделать что то такое что бы можно было скинуть на головы себе подобных с обычного самолёта...
...и при этом у военных и политиков крыша то чё-то не разу не засвистела... ну да откуда там крыша, нет крыши - соответственно свистеть нечему. Отвага и безумие.
Ну а дальше учёные посвистывая своей крышей придумали схему подходящую - плутониевый детонатор обкладывается дейтеридом лития, а дальше при подрыве детонатора излучение разваливает литий на тритий ещё там всякое - но важен тритий.
Который тут же начинает соединятся с дейтерием. Который тут же в соединении молекулярном с литем распадающимся.
На самом деле всё несколько сложнее, идет 7 реакций синтеза - тритий сливается с дейтерием, тритием и всем вообще со всем с чем может слится, выдавая нестабильный гелий который в свою очередь сливается ещё кое с чем - в общем происходит натуральная оргия.
С выделением просто коллосальной энергии на массу.
Но что бы всё это происходило получше - желательно что бы всё это разлеталось помедленнее.
Поэтому всю эту оргию надо упаковать в какую-нибудь тяжёлую оболочку, на которой этот дейтерид лития превратившись плазму запресуется излучением детонатора...
...ну скажем до плотности грамм 60 на кубический сантиметр - на самом деле цифра другая:)
Ну и чем плотнее оболочка - тем понятно лучше, больше процент оргазма у сливающихся элементов.
Так вот. Джон фон Нейман, еврей венгерский, хороший математик придумавший многое, в том числе организацию передачи данных в памяти вашего компьютера("треугольник Неймана") придумал ещё чего покруче - обложить это ураном 238. У урана 238 плотность - 19 грамм на кубический сантиметр. Свинец - 11.34, золото 19.3 - но золотом както накладно обкладывать.
Уран 238 ни разу не самораспадающийся(к цепной реакции способен уран 235), но его в любом руднике 99,3% - за исключением только одного африканского, где естественный ядерный реактор работал в незапамятные времена - как раз примерно тогда когда Homo Sapiens возник из предыдущих моделей обезъян.
Уран 238 под влиянием того же излучения, но уже не только детонатора, излучения 7и этих реакции слияния - начнёт превращаться в плутоний 239, оружейный, тот самый который в реакторах так и получают. Подвергая бомбардировке "быстрыми", высокоэнергетичными нейтронами.
Ну а плутоний 239 глядя на всю эту оргию - естественно тоже в стороне не останется, будет распадаться выделяя просто оргомное количество всякого радиоктивного говна - будучи в том же нейтронном поле которое разваливает литий, но плутоний то разваливается попроще.
Это "трёхслойка Неймана". По этой схеме сделано было большое количество ядерных боеголовок, тот же W88 американский который на "Трайдентах" раньше стоял - кому интересно схему в интернете может найти, конус из 238го урана, внутри 2 сферы - между ними дейтерид лития.
По той же схеме была сделана "Царь-бомба" наша, хотя та была в виде гантели - детонаторы были крупные шарики по бокам, зажигали цилиндр из дейтерида лития между ними.
Предполагалась что ручка этой гантели будет как раз из урана 238, тогда бы выхлоп был под 100 мегатон - но Сахаров убедил руководство что оболочку из урана 238 не надо, надо свинец положить. А то не только стёкла в ООН затрясутся, как бы самим ласты не кинуть.
В результате вместо 100 мегатон получилось около 48.
Учитывая, что то что взрывалось на Новой Земле атмосферным циклом выкидывалось в стратосферу, а дальше высыпалось на на Канаду и северные районы США(в СССР нормально так расчитывали места полигонов для ядерных испытаний) - интересно что бы было сейчас там, после трансмутации урана 238 в плутоний 239 с эквивалентным выделением энергии 52 мегатонны... дело в том что этот распад реально очень грязный, не знаю что может быть грязнее.
Как бы там себя господин Нейман чувствовал...
...
Ну а фляга у учёных конечно свистит, как без этого - у политиков, военных, финансистов она не свистит, свистит у учёных.
Ну ТС я рекомендовал бы дойти для начала до уровня развития Опенгеймера того же или Сахорова - прочитать столько же, расчитать столько же, познать то же количество абстракций - ну что бы свист фляги точно определить.

Небольшое отступление. Хочу сказать огромное спасибо всем тем, кто поддержал плюсом, добрым словом, ценным уточнением и даже, внезапно, деньгами (очень странное, но приятное ощущение) прошлые посты. Долго думал, что вам зайдёт больше: пост про испытания и взрывы или про судный день (это когда отбомбятся прям вообще все и всем, что есть). Даже голосование хотел устроить, но голос разума велел не пороть горячку и написать и про это и про то. Но, всему своё время.

Из чего делают бабахи и как они устроены мы с вами уже разобрались, а сегодня поговорим и посмотрим про то, как их взрывали... Я встречал мнение в комментариях, что вы любите читать много букв и смотреть картинки, но сегодня без видеоряда ну никак не обойтись — никакие фотографии и цифры не передадут до конца, что такое ядерное испытание. Прошу принять и простить.

Начнем, пожалуй, с самого первого в мире испытания, которое провели в США в 1945 году. Началом ядерной эпохи стало испытание "Тринити", название которого является отсылкой к святой сонете №14 Джона Донна — английского поэта XVII века, которого Оппенгеймер любил и цитировал.

Batter my heart, three-person'd God for you
As yet but knock, breathe, shine, and seek to mend…
Разбей моё сердце, о Бог в трёх лицах,
Пока ты лишь стучишь, дышишь, светишь...

Видимо он чувствовал, что создаёт что-то божественное и разрушительное одновременно. Позже Оппенгеймер, увидев взрыв Trinity, вспоминал уже другую строку, из "Бхагавадгиты":

Now I am become Death, the destroyer of worlds.
(Теперь я стал смертью, разрушителем миров)

Не просто учёный, но философ, эрудит и немного (это я так отдаю дань его гению, на самом деле мужик конкретно с ебанцой) сумасшедший. Я бы сказал что у него засвистела фляга при взрыве его устройства, но почитав про него, понял, что это произошло сильно заранее.

Впрочем, это всё лирика... Взрывали устройство "устройство" — с неймингом у светил науки беда, впрочем, они отлично компенсируют это смекалкой — начинённое плутонием имплозивного типа Рвануло бодро, на 21 килотонну, что было немного больше расчётного. Из интересного: на месте взрыва песок пустыни спекся в стекло, а ещё образовался из зерен кварца и полевого шпата тринитит, также известный как атомит или стекло Alamogordo. Образцы которого были собраны и проданы коллекционерам минералов в качестве новинки.

А ещё было мнение, что силу взрыва недооценили в расчетах, и бомба уничтожит весь штат, а то и планету. Ох уж эти первопроходцы... Президент США Гарри Трумэн после успешного испытания бабахи сразу поверил в себя, что и отразилось на его поведении в ходе встрече со Сталиным и Черчелем. От чего СССР, я думаю, сильно ускорилась в создании аналогичного ответа штатам.

Первый блин, хоть и не комом, но самый скучный в нашей подборке, в отличие от второго.

Айви Майк — самая огромная бомба взорванная США, весила она почти 74 тонны и первое в мире испытание термоядерного взрывного устройства. Взрыв получился мощностью около 12 мТ (мегатонн) в тротиловом эквиваленте. По результатам было уничтожено несколько маленьких островов, на их месте остался кратер шириной 2 км и глубиной 50 метров. Тогда же были открыты два новых элемента: эйнштейний и фермий.

Такую бомбу ни на один самолет не погрузить... Представляю войну в параллельной вселенной, где противника нужно застроить такими бабахами.

Касл Браво, 1 марта 1954 года, атолл Бикини... Самый мощный бабах американцев. Бомба, названная "креветкой" весила 10.5 тонны и была призвана стать "мобильным" оружием в отличие от предыдущего инженерного сооружения, идейным продолжением которого и являлась. Очень западу не нравилось отставание от советов (догнали и перегнали!!) в гонке атомного вооружения, потому как СССР хоть и немного позже, но собрали бомбу, которую можно сбросить с самолёта. Креветка должна была показать величие американского гения. И показала.

Грибовидное облако взрыва через минуту достигло высоты 15 км. Наибольшего размера оно достигло спустя 8 минут после взрыва. Диаметр «шляпки гриба» составил около 100 км, толщина «ножки» — 7 км. После взрыва образовалась гигантская воронка диаметром около 1,8 км, которая, заполнившись водой, сильно изменила очертания атолла Бикини

Мощность взрыва в 2,5 раза превысила расчётную и составила 15 Мт, из которых 5 это реакция синтеза и 10 — деление урановой оболочки из природного урана, окружавшей термоядерный заряд, то есть взрывное устройство оказалось фактически трёхступенчатым, по принципу деление—синтез—деление. Это и стало причиной самого сильного радиоактивного заражения за всю историю американских ядерных испытаний.

Уже через 15 минут после взрыва радиоактивность в бункере была 40 рентген в час. Людей из него вывели спустя 11 часов. Через 5 часов после взрыва корабли, находившиеся в 55 километрах от атолла, также подверглись заражению уровнем примерно 5 рентген в час, что вынудило их экипажи укрываться во внутренних помещениях.

Серьёзному заражению подверглась зона в форме овала длиной свыше 550 км и шириной 100 км. Вытянутым он стал из-за ветра, несшего радиоактивные осадки — у меня до сих пор вызывает когнитивный диссонанс, что на ничтожно малые, практически пустоту, частицы несущие смерть влияет ветер. Хотя, умом понимаю, что тут принцип как у блох в собачьей подстилке.

Через 7,5 часов после испытания на атолле Ронгерик, в 240 км от взрыва,подскочила радиация. Да так сильно, что на следующий день 28 американских военных, находившихся там, были экстренно эвакуированы самолётом; причём все они успели хапнуть опасную для здоровья дозу облучения — от 70 до 100 рентген.

Уровень радиации даже в десятках километров от места испытания был намного выше, чем в эпицентре многих ядерных испытаний на полигоне в Неваде. Так, на северном краю атолла Ронгелап в 192 км от Бикини уровень радиации достиг колоссальной величины в 1 000 рентген в час, при смертельной дозе в 600 рентген. Серьёзному облучению подверглись 82 жителя атоллов. При этом американские военные не стали откладывать испытание, зная, что ветер дует в сторону обитаемых островов. Островитян даже не предупредили об испытаниях и об опасности выпавшей радиоактивной пыли

Радиоактивная пыль, выпавшая из облака взрыва, поперчила сантиметровым слоем японское рыболовное судно «Фукурю-Мару». Судно пришло в Японию только 14 марта. Груз рыбы, щедро приправленный радиацией, был тут же изъят. Заражение вызвало тяжёлую лучевую болезнь у всех членов команды, которые получили дозу облучения около 300 рентген каждый и стали инвалидами, а радист судна Айкити Кубояма через полгода умер

В целом, по данным японского министерства здравоохранения, в результате испытания «Касл Браво» заражению различной степени подверглось 856 японских рыболовных судов с общей численностью экипажей около 20 тыс. чел

Вообще, почти каждое испытание ядрёной бомбы заканчивалось либо открытиями, либо потрясениями. Это привело к существенному пересмотру оценок радиационных последствий ядерного взрыва, которые прежде недооценивались. Что-то зачесалось в тыквах у... нет не учёных. Для тех всё земное глубоко второстепенно, дай только базы материальной побольше для опытов. Я про лидеров мира и элитные элиты. Именно они принимают решения и сидят на финансовых потоках. Бывают и перегибы на местах, конечно, но даже это лежит на плечах принимающих решения — все те тысячи облучённых солдат и гражданских вольно или невольно принимавших участие в испытаниях. Но то лично моё мнение, могу быть не прав.

Что мы всё про Америку, да про Америку. РДС-37 первая советская термоядерная бомба мощностью 1.6 Мт. Испытана 22 ноября 1955 года. Взрыв подтвердил возможность преодоления 1 Мт отметки. Более того, уже сильно после этого события, 2 февраля следующего года были произведены расчёты в ходе которых шла речь о бомбе мощностью до 150 Мт в реале и 1 гигатонны!!!! на бумаге. Я не представляю, что взрывать такой бабахой... И именно РДС-37 стала предшественником самого мощного взорванного человечеством ядерного заряда, о котором сразу после видео взрыва.

Ну и шикарное видево взрыва на месте:

А теперь давайте поговорим про наш ответ на заокеанскую угрозу — жемчужина нашей коллекции "Кузькина мать". АН-602, также известная, как "Царь-бомба" — почти 59 Мт в тротиловом эквиваленте при весе в 24 тонны, а ещё: спортсменка, комсомолка, и просто красавица... И, по совместительству, самая мощная взорванная (я специально уточняю, потому как одному богу известно, что ждёт своего часа в ракетных шахтах ядерных держав...) бабаха за всю историю человечества. Испытание "Царь-бомбы" наглядно продемонстрировало владение Советским Союзом неограниченным по мощности оружием массового поражения. У меня, вообще впечатление сложилось, что всё вот это бряцанье оружием исследовательский дух носило по остаточному принципу. А в основном служило мерилом крутости и средством запугивания возможных врагов (не будем показывать пальцем)

Испытания АН602 состоялись 30 октября 1961 г. Бабаху скинули с Ту-95В на ядерном полигоне «Сухой Нос» на Новой Земле. Взрыв АН602 по классификации ядерных взрывов был низким воздушным ядерным взрывом сверхбольшой мощности. Результаты его впечатляли: вспышка была видна на расстоянии более 1000 км

• ядерный гриб взрыва поднялся на высоту 67.3 километров, форма «шляпки» двухъярусная, диаметр верхнего яруса оценен в 95 километров, нижнего — 70, облако наблюдали за 800 км от места взрыва

• взрывная волна трижды обогнула земной шар, первый раз за 36 ч. 27 мин.

• в 780 км от взрыва в посёлке на о. Диксон выбило стёкла в окнах.

• звуковая волна, порождённая взрывом, докатилась до острова Диксон на расстоянии около 800 километров

• ионизация атмосферы стала причиной помех радиосвязи даже в сотнях километров от полигона в течение около 40 минут

Кстати, сначала планировали сделать бабаху в 100 Мт мощностью (что могло в итоге быть и 150 Мт — я прилично начитался и насмотрелся на предсказуемость ЯО), но в итоге решили, что землю на полигоне можно убить и меньшей силой. Потому уран в бомбе заменили на свинец. Светлые головы, моё почтение. Интересно, что самолёт для доставки этого заряда был изготовлен специальный и в единственном числе. Возможно, именно это испытание и послужило Распространению риторики о "красной угрозе"....

Этот взрыв доказал, что если у вас уже есть адская машинка на водороде, то увеличивать её мощность можно практически бесплатно и сколь угодно долго. Килотонна за 60 центов (правда по ценам 1950-х годов, но это всё равно почти даром) — это действительно перестаёт быть просто оружием... Средство истребления и геноцида, страшная вещь. Даже в одной этой бабахе можно было оставить уран и вот вам удвоение мощности, а можно, вместо этого добавить термоядерного топлива, которое сильно дешевле и урана и плутония...

Более подробно о влиянии радиации я хочу поговорить в посте о "Судном дне". А сейчас вскользь отмечу, что все ядерные взрывы приводят к образованию кучи херни, в том числе и углерода-14 — это радиоактивный изотоп, который отлично встраивается в ДНК растений и животных, что приводит к мутациям, раку и смертям по всему миру в течении очень продолжительного времени. Именно это и стало началом морального прозрения Сахарова. Он понял, что термоядерная война — это не просто военный конфликт, а долговременное уничтожение человечества, в том числе не участвующих в войне людей.

Operation Grapple Y — серия ядерных взрывов в Великобритании, в подборку попал по 2-м причинам. Эти испытания привели к появлению ещё одной ядерной державы и очень уж красивые кадры взрыва. Мощность взрыва около 3 Мт и это самое большое что взрывали англичане.

Было 2 интересных момента в операции Plumbbob — серии ядерных взрывов с 28 мая по 7 октября 1957 года в США. Взрыв "John", 19 июля 1957 — испытывали безвредность воздушных взрывов на объекты на земле. Для этого под эпицентром взрыва разместили 5 человек. Но, как по мне, такие испытания делаются для того, чтобы показать, что всё под контролем, это безопасно и мы абсолютно точно знаем, что делаем. Судите сами: всего 2 килотонны и высота 6 км...

А второй момент был связан с подземными взрывами. "Pascal-A". Ученые хотели измерить скорость газа из шахты при взрыве. Для этого приварили 900-килограммовую крышку из стальной пластины над скважиной. Взрыв прошел прямо по испытательной шахте, запустив крышку люка со скоростью более 66 км/с (240 000 км/ч). Взрыв в сочетании с особой конструкцией шахты разогнал крышку примерно в шесть раз быстрее второй космической скорости Земли. Неизвестно смогла крышка люка покинуть Землю или нет — из-за аэродинамического сопротивления объект, движущийся на столь большой скорости, нагревается до значительных температур, поэтому наиболее вероятно, что крышка испарилась в атмосфере до того, как смогла отправиться в космос

Стоит сказать, что не всегда всё гладко шло с ядерными зарядами. Например был случай, когда термоядерные бомбы отвалились от самолёта, терпящего крушение под Голдсборо. Одна бомба на парашюте спустилась, правда помимо срабатывания парашютной системы отключились и три из четырёх предохранителей, приводя бомбу в боевую готовность... А вот вторая бомба упала в болото и разрушилась, или сначала разрушилась, потом утонула. Впрочем важно не это, а то, что обломки ушли в грунт на значительную глубину. Часть деталей, включая тритиевый резервуар и плутониевый заряд нашли, но урановый сердечник и другие детали второй термоядерной ступени остались на дне болота. Инженерные войска США впоследствии выкупили участок радиусом 200 метров футов вокруг их предполагаемого местонахождения.

Или Starfish Prime — один из проектов США по изучению воздействия ядерного взрыва в условиях космического пространства. Запущенную ракету с ядерной боеголовкой мощностью 1,5 мегатонны взорвали на высоте 400 километров над атоллом Джонстон в Тихом океане.

На такой высоте воздуха почти нет, потому и грибка не получилось, зато на Гавайях (1500 км) перегорело 300 уличных фонарей, а так же вышли из строя бытовые электроприборы.

Взрыв повлиял и на космические аппараты. Три спутника наебнулись от ЭМ импульса. А из-за высокой радиации в атмосфере отрыгнули солнечные батареи и электроника ещё у семи спутников. В общей сложности взрыв вывел из строя треть космических аппаратов, находившихся на низких орбитах в момент взрыва. Хорошо бахнули.

И ещё, очень важное дополнение. Я уже вскользь касался того, что ядерные взрывы чрезвычайно опасны для испытателей. И в этом посте мы говорили про Касл браво, и ранее я упоминал Тоцкие учения. Были ещё испытания Desert Rock, на которых прямо испытывали влияние ядерных взрывов и радиации на людей (находил кадры, на которых солдаты друг с друга смахивают радиоактивную пыль вениками...), Семипалатинский полигон... Да практически все испытания вредны для людей в первом приближении и АБСОЛЮТНО все на долгой дистанции.

А, да, кстати, Семипалатинский полигон... В 1996—2012 годах Казахстан, Россия и США проводили на полигоне секретную операцию по поиску и сбору плутония (200 кг собрали), а также оборудования, использовавшегося для создания и испытания ядерного оружия. Наличие этого плутония и точная информация об операции были скрыты от МАГАТЭ. На эти работы было потрачено 150 млн долларов США. Полигон практически не охранялся, и плутоний, собранный на нём, гипотетически мог быть использован для актов ядерного терроризма или передан в третьи страны для создания ядерного оружия. А мы потом думаем откуда ЯО у Пакистана, Израиля... Откуда надо.

В заключении хочу сказать, что у меня в процессе сбора материала двоякое чувство возникло. С одной стороны всё это очень эпично, зрелищно, красиво, монументально и ещё куча других возвышенных эпитетов. Гордость берёт за человечество, которое оперирует такими знаниями и масштабами. А с другой стороны... Видел как-то ролик, где парню петардой палец оторвало — всё это забавно, но есть цена. И цена эта — здоровье и благополучие тысяч и миллионов людей. У мирного атома хотя бы плюсы есть, несомненные, а у бабах вместо плюсов кресты...

Всех благ, вам, здоровья и материального достатка.

Единственный факт, который может нуждаться в пруфе: США, Россия и Казахстан обеспечили безопасность плутония, не дав ему попасть в руки террористов, пишет » Большой тираж » Архив » www.24.kg - КЫРГЫЗСТАН. Всё остальное до 2001 года.