Может ли кто-нибудь из здешних спецов пояснить:
1. Каков максимальный практически достигнутый КПД бомбы на оружейном уране в одну критмассу?
2. Каков килотоннаж вышеупомянутой бомбы?
3. Верно ли, что бомба на оружейном уране - наиболее "чистый" вариант? Чистоту предлагаю определить как относительную величину, определяемую суммой радиотоксичных продуктов деления и исходного материала бомбы, выраженной в баллах шкалы ИНЕС (с коэффициентами к йоду), делённой на килотонну мощности.

Не совсем корректный вопрос. Поскольку подразумевает встречные вопросы.
1) Какова истинная степень обогащения ядерного материала подразумеваемого под "оружейным ураном"?
2) Какой тип имплозии боезаряда подразумевается?
3) Какова масса делящегося ядра боезаряда?
Понятие критмасса для ядерных взрывных устройств довольно размытое, поскольку заметно сильно зависит от геометрии устройства, принципиальной схемы нейтронной инициации, реализации имплозивного процесса и особенностей его газодинамики, типа используемых нейтронных отражателей и тамперов.

Тут работы на кандидатскую с грифом ДСП. Наверняка такие в соответствующих архивах имеются
Чисто интуитивно, наиболее чистым будет боезаряд на высыкообогащенном уране-233, затем на уране-235 и лишь потом на плутонии. Причем в зависимости от чистоты плутониевого материала по изотопам 238Pu и 240Pu "чистота" заряда будет очень сильно варьироваться.

По американским испытаниям на уране-235 есть такие данные для боезарядов без бустирования.
Yoke (30 April 1948) с массой ядра на уране-235 около 18 кг дал 49 кт. Т.е. выход энергии деления около 9%.
Ivy King (15 November 1952) с сверхкритической массой ядра на уране-235 около 60 кг дал около 500 кт. Т.е. выход энергии деления около 27.7%.
Оба типа зарядов не являлись как таковыми боевыми, а были скорее экспериментально-научными экспериментами.
По нашим испытаниям много недостоверности.

Благодарю. Про King И других я знаю, но не ясно, была ли использована ОДНА критмасса. В Кинге, что-то мне подсказывает, критмасс было несколько.
По КПД я имел в виду практически достигнутый результат. Т.е. уже реализованный на практике. Все детали - на усмотрение конструкторов, с меня только условие - одна критмасса.

Невыполнимо условие, т.к. свойства очень разные критмассы различаются в разы.

Хорошо. Изменим условия - лучшая бомба по соотношению удельной радиотоксичности к килотонне эквивалента. Любой дизайн из созданных.

Тогда тоже надо разделить на краткосрочный и долгосрочный период.
В первом варианте та, которая имеет наименьшую критическую массу, т.е. Pu239.
Во втором - определяется уже свойствами актиноидов - и здесь однозначно U233.

Вроде бы боезарядов на индивидуальном уране-233 не было. Что американцы, что наши попробывали уран-233 с использованием схемы композитного ядра боезаряда, где малый плутонивый шар окружался полусферами из урана-233. Т.е. ораллой заменялся на уран-233.
В принципе со схемой имплозии типа "swan" на боезаряде из урана-233 с массой ядра в 2.5-2.7 кг можно в нынешних условиях было бы снять около 45-50 килотонн чисто на делении без бустирований разных. По видимому это и был бы наиболее "чистый" боеприпас на делении. Однако для боезарядов на уране-233 есть проблемы с максимизацией кпд (писалось, что за счет меньшего коэффициента "относительно запаздывающих" нейтронов в уране-233 его сложнее "раскачать" при имплозии по сравнению с ураном-235 и плутонием-239).
Тем не менее по соотношению удельной радиотоксичности к килотонне эквивалента вышеописанный заряд заметно уступит бустированным версиям с D-T газовой капсулой (65-70 кт).
Ну а вообще по "чистоте" вне конкуренции видимо двустадийная водородная бомба с D-T синтезом. Заряды на дейтериде лития-6 видимо погрязнее будут в этом отношении.
Т.е. IMHO (деление урана-233)+(D-T синтез)="лучшая бомба по соотношению удельной радиотоксичности к килотонне эквивалента".

Сообщение отредактировал VBVB - 5.9.2012, 8:51

Большое спасибо, буду искать компоненты.

Поздно, конечно, месяц прошел, но можно добавить...
Если разбираются реально существующие варианты бомб, то больше нечего добавить, если же рассматривать более фантастические, то, насколько я помню, всерьез рассматривался еще Am-241, который можно выделить из ОЯТ. В нем критмасса что-то типа 3.5 кг. Это к вопросу об эффективности. О его токсичности, по правде сказать, ничего не знаю, но вряд ли она сильно лучше плутония из общехимических соображений. Ну, во всяком случае, у меня есть данные, что значение ПДК для америция в воздухе около 1·10-4 Бк/л, в воде водоемов около 70-80 Бк/л, к тому же он образует в два раза больше подвижных форм, относительно Pu. К слову сказать, опять же если правильно помню, то в чернобыльской почве Am больше, чем Pu, хотя активность последнего раза в полтора-два выше.
Могу при случае дотянуться до хим.параметров.

Am-242m ещё классная штука.
Только именно "m", а не просто Am-242.

Ну, строго говоря, Cf еще лучше
Только там даже до проектов не дошли, насколько мне тут сказки рассказывают

Калифорний охлаждать надо.

Я уже приводил пример, почему не появились калифорниевые пули. Строго говоря, сделать такой заряд технически можно было бы, если поднапрячься. Но применение его выглядело бы следующим образом. Впереди к цели крадётся секретный спецназовец, а за ним, делая вид что просто прогуливается, едет фура-холодильник с калифорниевым патроном

P.S. Ну и дороговизна калифорния в виду его сверхмалой наработки. С америцием в этом плане проще - он нарабатывается напрямую из плутония, и суммарно (по всем его изотопам) его получают в значимых количествах.

Для реальных боевых зарядов Am-241 не подойдет, поскольку он в металлическом виде на 1 кг 112-114 Вт непрерывного тепловыделения дает.
Критмасса сферического ядра металлического Am-241 около 57.5 кг, с 10 см бериллиевым отражателем около 36-37 кг.
Кроме того спонтанная нейтронная эмиссия Am-241 составляет 1375 (нейтронов/кг*сек) и гамма-доза 50 мЗв*час/кг на расстоянии 1 см от ядра.
Реальный боезаряд на Am-241 создать сложно, поскольку с ядра придется снимать 4.1 киловатта тепловыделения, иначе ВВ облицирующее поплавится, высока вероятность преддетонации из самопроизвольной генерации нейтронов, ну и сборка боезаряда должна проходить в перчаточном боксе, ну и детонация только на быстрых нейтронах.
Т.е. экспериментальный девайс создать на америции-241 можно, но для боевых зарядов как делящийся материал Am-241 непригоден.

Сообщение отредактировал VBVB - 20.10.2012, 19:43

Беспорно для целей создания малогабаритных ядерных реакторов как с гомогенной, так и гетеррогенной зоной 242mAm прекрасная вещь.
Am-242m имеет следующие ядерно-физические характеристики:
- критмасса сферического ядра металла около 8.8-9.0 кг, с 10 см бериллиевым отражателем около 3.8-3.9 кг.
- спонтанная нейтронная эмиссия составляет 46000 (нейтронов/кг*сек) для свежевыделенного продукта и возрастает при старении до 6.5Е+7 за счет накопления дочерних изотопов кюрия
- гамма-доза 6500 мЗв*час/кг на расстоянии 1 см от ядра заряда
- самопроизвольное тепловыделение 1.5 Вт/кг для свежевыделенного продукта и резко растет до 380 Вт/кг при старении за счет накопления дочерних изотопов кюрия
- детонация возможна как на промежуточных, так быстрых нейтронах
Т.о. видно, что с такими характеристиками для боевых зарядов Am-242m малопригоден, созданее экспериментального или специального малогабаритного диверсионного устройства принципиально возможно.

Сообщение отредактировал VBVB - 20.10.2012, 19:44

А, точно, мои извинения.
241 с 242м спутала.

Здесь стоит разобрать некую тонкость.
Как делящийся материал Am-241 непригоден для боевых зарядов с предполагаемыми длительными сроками хранения.
Однако может при его характеристиках быть относительно легко использован для создания среднемощного ядерного взрывного устройства с композитным ядром для быстрого использования (мобилизационный девайс). Только те страны у которых имеется достаточно много выделенного Am-241 уж тем более имеют и более пригодные для ЯО делящиеся материалы.
Или например, другой гипотетический случай, когда некие инсургенты добыли 20 кг ВОУ, но не имеют технологических и инженерных возможностей сделать современный имплозивный девайс с этой массой ВОУ. А тут "случайно" у них еще появляется 30-35 кг концентрата Am2O3.
Тогда эти персонажи могут попытаться соорудить несложное устройство на принципе или цилиндрической имплозии или по старой пушечной схеме с высоким радиологическим эффектом. При отсутствии в группе инсургентов инженеров-расчетчиков наверняка выход у такого устройства будет совсем небольшим (при не очень высокой вероятности успешного срабатывания). Скорее всего в районе 100-400 тонн т.э. Но это довольно немалая мощь, могущая сильно разрушить какой-нибудь важный индустриальный объект и создать мощный уровень радиационного загрязнения.
IMHO, описанный выше случай чистая фантастика. Слишком маловероятное сочетание событий.

Сообщение отредактировал VBVB - 20.10.2012, 22:27

Как случайно найду Am-241, Am-242m или калифорний 252 какой-нибудь (вдруг в хозяйстве пропадает мешок-другой) - сразу к Вам. Там, сообразим, что делать.

а на химическом обжатии чистый синтез когда хотят сооружить?)

А это как?