Ядерные испытания, Различные интересные моменты Опции

[VBVB]

Предлагаю в эту тему скидывать интересную информацию по известным ядерным испытаниям.

Например, известен такой интересный эпизод из воспоминаний В.Н. Михайлова и Р. Тимербаева.

В 1988 г. на Невадском полигоне проводился совместный американо-советский эксперименте по мерам обеспечения взаимоконтроля мощности ядерного взрыва испытываемых боезарядов. В ходе предварительно заключенных в 1974-1976 гг. пороговых договоров по ограничению мощности подземных ядерных взрывов, проводимых как для испытания оружия, так и в мирных целях, оговаривался верхний предел допустимой мощности одного взрыва в 150 кт. Соответственно, в 1988 году условились, что мощность контрольных подземных взрывов не должна была превышать 150 кт (как у американцев на Невадском полигоне, так и в СССР на Семипалатинском полигоне).

Произвели американцы свой испытательный взрыв, его зафиксировала американская и наша аппаратура. Наши быстро обработали данные и передали их американцам, а те тянули несколько часов с передачей своих данных. Оказалось, что в итоге по советским данным мощность американского контрольного взрыва около 180 кт, но американцы утверждали, что по их данным чуть более 150 кт. Все же американцы попросили наших участников не афишировать сей конфуз.
Позднее даже на месте этого испытания провальная воронка образовалась, что подтвердило энерговыход боезаряда больше ожидаемого. А в американских указаниях к мощности боезаряда крылатой ракеты ALCM вместо верхнего предела в 150 кт, стал указываться интервал возможного максимального энерговыхода 150-170 кт.

Сообщение отредактировал VBVB - 30.10.2013, 0:52

[Ano]

По воронке все просто - диаметр в сухих песчаных и глинистых грунтах = 38 умножить на корень кубический из мощности взрыва в килотоннах
А по данным других замеров - радиохимическому (+- 10%), гидродинамическому (+-30%) и сейсмическому все зависит от приборов


 

[VBVB]

Посмотрел как-то видеоподборку по американским ядерным испытаниям.
http://www.youtube.com/watch?v=ZDgC2V8Av14

В одном из испытаний имеется интересный эффект. Проявляется он в появлении после взрыва в верхней части гриба ярко светящегося радиального плазменного кольца (начало на 4 минуты 56 секунд, конец на 5 минут 10 секунд), растущего вместе с грибом. Т.е. все явление длится около 14 секунд.
Этот же эффект имеется и для ядерного испытания 280-мм снаряда пушки "Атомная Энни" (6 минуты 30 секунд).
Т.е. судя по всему, оба видеообраза взрыва - это среднемощное испытание Grable c уровнем энерговыделения в районе 15 кт.

На видео других испытаний ничего такого не наблюдается.
До сих пор не понимаю увиденного.

Кто-нибудь может объяснить этот необычный эффект?

Сообщение отредактировал VBVB - 27.2.2014, 3:09

[asv363]

Кто-нибудь может объяснить этот необычный эффект?

Думаю, монтаж, посмотрите на 2:40. Ничего необычного, кроме расходящихся колец в начале ролика, не разглядел. Возможно, несвоевременное активирование инициаторов на разной высоте.

[Pakman]

Кто-нибудь может объяснить этот необычный эффект?

Это не что иное, как ТОКАМАК в естественной среде обитания. Восходящее перемещение плазмы создает вокруг себя тороидальное магнитное поле, в котором запирается часть плазмы огненного шара. Изменение центрального потока плазмы вызывает протекание тока в запертой части, в результате чего обазуется кольцевой шнур, плазма там нагревается и продолжает светиться.

Сообщение отредактировал Pakman - 27.2.2014, 10:36

[VBVB]

Это не что иное, как ТОКАМАК в естественной среде обитания. Восходящее перемещение плазмы создает вокруг себя тороидальное магнитное поле, в котором запирается часть плазмы огненного шара. Изменение центрального потока плазмы вызывает протекание тока в запертой части, в результате чего образуется кольцевой шнур, плазма там нагревается и продолжает светиться.

Спасибо за пояснение.
Т.е. по сути приложение законов электродинамики к изначально неизотропному плазменному образованию, появляющемуся в ходе ядерного взрыва.

На имеющихся видео подавляющего большинства ядерных испытаний ничего подобного не наблюдается.
Насколько понимаю, этот интересный визуальный эффект связан именно с пушечной схемой организации сверхкритической массы, поскольку для испытаний на различных имплозивных схемах ничего похожего нет.
Т.е. в первоначальный момент ядерного взрыва пушечная сборка имеет только выраженную осевую симметрию, и образующийся плазменный ансамбль (ядерные материалы и конструкционные материалы) за счет этого в первоначальный момент имеет выраженную анизотропию скорости расширения плазмы. Это видимо, приводит к образованию тороидального магнитного поля. Далее под действием рентгеновского излучения и сверхвысоких температур происходит ионизация атомов молекул воздуха и под действием тороидального поля образуется светящийся плазменный шнур, устойчиво существующий некоторое время.
С ростом объема расширяющегося плазменного шара взрыва анизотропия скорости расширения плазмы выравнивается к изотропному случаю, поле магнитное удерживающее плазменный шнур непрерывно ослабевает и он постепенно рассыпается. Однако же целых 14 секунд этот шнур наблюдается (если на видео реальная скорость кадров, а не замедленная съемка).

Видимо, для имплозивных схем эффект образования тороидального магнитного поля малый или вообще отсутствует для наиболее симметричной сферической имплозии. И по логике в ряду сферической, эллиптической, цилиндрической и осевой имплозий эффект появления тороидального магнитного поля должен с нуля возрастать и реализоваться для самого предельного случая пушечной схемы в виде отчетливо наблюдаемого плазменного шнура.

Тогда получается, что не только высокоскоростная фотография первичного плазменного файербола ядерного взрыва может дать определенную информацию о подходе к конструкции ядерного заряда, но и вторичное поведение плазменных образований при росте гриба.

Сообщение отредактировал VBVB - 27.2.2014, 16:00

[Pakman]

Спасибо за пояснение.

Должен сознаться, это не пояснение. Это моё предположение, попытка интерпретации увиденного в ролике с 4:54 по 5:10.

[KTN]

приложение законов электродинамики к изначально неизотропному плазменному образованию, появляющемуся в ходе ядерного взрыва.
На имеющихся видео подавляющего большинства ядерных испытаний ничего подобного не наблюдается.

Всё зависит от начального момента.
Возможно явление связано с тем, что при подрыве снаряд движется. В кинетической энергии сотни килограмм ТЭ энергии, переходят в турбулентность плазмы (вихревое движение) которая затем по принципу электродвигателя может, при некоторых условиях, переводить часть энергии ядерного взрыва в магнитное поле.

Возможно, явление связано с высотой подрыва: два вихря от взаимодействия прямой и отражённой (от земли) ударной волны. Там в начальный момент не совсем видно, куда нижний вихрь вращается: как будто сначала во встречном направлении моменты импульсов направлены.

Относительно токамака, маловероятно: когда давление в плазме уравновесилось атмосферным, температура уже снизилась настолько что проводимость плазмы намного ниже меди и энергия магнитного поля быстро переходит в тепловой нагрев. То что видим на поздних стадиях подъёма кольца, в чистом виде конвективное движение. Кстати, там с 4:13 до 4:50 неужели лётчик на ядерный взрыв пикирует? Когда съёмка делалась, беспилотников ещё не было.

этот интересный визуальный эффект связан именно с пушечной схемой организации сверхкритической массы, поскольку для испытаний на различных имплозивных схемах ничего похожего нет. Т.е. в первоначальный момент ядерного взрыва пушечная сборка имеет только выраженную осевую симметрию, и образующийся плазменный ансамбль (ядерные материалы и конструкционные материалы) за счет этого в первоначальный момент имеет выраженную анизотропию скорости расширения плазмы. Это видимо, приводит к образованию тороидального магнитного поля. Далее под действием рентгеновского излучения и сверхвысоких температур происходит ионизация атомов молекул воздуха и под действием тороидального поля образуется светящийся плазменный шнур, устойчиво существующий некоторое время.

В снаряде не обязательно пушечная схема, она при стартовых перегрузках уровня 2000g малоприменима.
Анизотропия вызвана либо высотой взрыва над поверхностью (взаимодействие прямой и отражённой ударных волн, вовлечение вещества земли в нижний плазмоид). Либо кинетическое движение снаряда накладывается на амбиполярную диффузию (разделение зарядов, внутри плюс снаружи минус).
Вобщем-то, если два плазмоида от прямой и отражённой волны изначально движутся вбок и тормозятся по-разному, при этом расширяясь, ядерная энергия может совершать работу против магнитного поля и подпитывать плазмоид.



Сообщение отредактировал KTN - 28.2.2014, 2:51

[asv363]

Вобщем-то, если два плазмоида от прямой и отражённой волны изначально движутся вбок и тормозятся по-разному, при этом расширяясь, ядерная энергия может совершать работу против магнитного поля и подпитывать плазмоид.

Ну у Вас образование (специализация) по данной тематике, какие плазмоиды тороидальные, от чего отраженные. Правило буравчика будем изучать?

[VBVB]

Всё зависит от начального момента.
Возможно явление связано с тем, что при подрыве снаряд движется. В кинетической энергии сотни килограмм ТЭ энергии, переходят в турбулентность плазмы (вихревое движение) которая затем по принципу электродвигателя может, при некоторых условиях, переводить часть энергии ядерного взрыва в магнитное поле.

Логично, падающий к земле ядерный снаряд не только поступательно движется, но и вращается. Видимо эти факторы могут влиять на форму и пространственнон поведение образующегося первичного ядерного плазмоида.

Возможно, явление связано с высотой подрыва: два вихря от взаимодействия прямой и отражённой (от земли) ударной волны. Там в начальный момент не совсем видно, куда нижний вихрь вращается: как будто сначала во встречном направлении моменты импульсов направлены.

Вы предполагаете, что это просто кольцевой турбулентный воздушный вихрь от взрыва раскуручивает плазму от взрыва, что появляется отчетливо наблюдаемый плазменный шнур?
Пишется, что снаряд взорвался на высоте 160 метров от земли, так что вполне вероятно, что через несколько после взрыва есть взаимодействие двух вихревых потоков.

Кстати, там с 4:13 до 4:50 неужели лётчик на ядерный взрыв пикирует? Когда съёмка делалась, беспилотников ещё не было.

В те годы у американцев уже появились радиоуправляемые самолеты-мишени. Вполне может что съемка с одного из них происходила.
А может и действительно с пилотируемого самолета.

В снаряде не обязательно пушечная схема, она при стартовых перегрузках уровня 2000g малоприменима.

При обсуждении американских ядерных снарядов первого поколения всегда фигурирует, что они пушечной схемы и на ВОУ.
В обсуждаемом испытании Upshot-Knothole Grable все официальные источники говорят, что ядерный снаряд укороченной оптимизированной пушечной схемы был.

[VBVB]

Попалась как то информация по французским ядерным испытаниям на атолле Муруроа.

Площадь всего острова огороженного кольцом рифа менее 15 км2.

Французы в районе бедного рифа провели 181 ядерное испытание.
При этом одних только подземных тестов за пределами внешнего рифа острова в скважинах на глубинах от 500 до 1110 метров провели 76 штук.
И под самой лагуной острова умудрились в пробуренных скважинах на глубинах от 700 до 900 метров провести еще 54 (!!!) подземных испытания.

По воспоминаниям французских ветеранов-испытателей, по приборным данным, внутренняя подземная часть лагуны Муруроа к концу проведения испытаний (1996-1998) напоминала сыр с большим количеством каналов и пустот.

При этом экспертами разными оценивается, что в ходе испытаний на атолле Муруроа французами всего были отработаны конструкции 8-9 боезарядов для различных типов ракет.
Т.е. доведение до ума обновленной/улучшенной конструкции очередного боезаряда в среднем требовало 18-20 испытательных оптимизационных тестов и по паре-тройке тестов на нештатные ситуации.

Сообщение отредактировал VBVB - 4.2.2015, 20:05

[VBVB]

Довольно занятная пара испытаний была в серии американских испытаний Hardtack II.
http://www.dtra.mil/Portals/61/Documents/h...k-ii---2014.pdf
Пишется, что испытали два раза (взрывы Hamilton и Humboldt) сверлегкий плутониевый боезаряд весом всего 16 кг.
Первый раз этот боезаряд дал энерговыход 1,2 тонны т.э., что меньше проектируемого значения. А во второй раз почти прогнозируемо дал около 7,8 тонн т.э.

Сообщение отредактировал VBVB - 31.8.2015, 16:49

[VBVB]

Интересная пара американских испытаний была в марте и апреле 1953 года
http://www.nuclearweaponarchive.org/Usa/Tests/Upshotk.html

Тестировали боезаряды на замедленных нейтронах деления.
Первый боезаряд Ruth на основе гидрида урана-235 в испытании 31 марта 1953 года дал энерговыход около 200 тонн т.э.
Второй боезаряд Ray на основе дейтерида урана-235 в испытании 11 апреля 1953 года дал энерговыход тоже около 200 тонн т.э.

Вроде как такой малый энерговыход, однако для тактического ЯО очень даже приемлемо, учитывая заметное снижение потребной урана-235 для достижения сверхкритичности.

Интересно, что про тестирование боезарядов на основе дейтеро-тритида урана-235 нигде американцы не пишут, видно из соображений, что нефиг об этом особо знать всяким бомбоделам из третьего мира. Хотя доктор Хан не раз расхваливал в интервью своих 235U(D,T)3 как очень действенную вещь в качестве бустирующего узла.

[VBVB]

Об испытании самого малокалиберного ядерного боезаряда.

http://nuclearweaponarchive.org/Usa/Tests/Redwing.html
http://nuclearweaponarchive.org/News/DoSui...NukesExist.html

В мае 1956 года в серии испытаний Redwing американцы испытали боезаряд "Swift" новой ливерморской конструкции весом 43.5 кг с диаметром 12.7 см и длиной 62 см с энерговыходом в 190 тонн т.э.
Однако в практическое использование боезаряд этот не пошел, поскольку конструкция оказалась неоптимальной и мощность недостаточной для применения его в качестве первичного ядерного узла.
D-T бустирование этого боезаряда с целью достижения уровня килотонной мощности также оказалось малоэффективным.

Т.е. всего за 10 лет разработок боезаряды от нескольких тонн веса с диаметром более метра пришли к уровню менее 50 кг и к диаметру обычного артиллерийского снаряда пригодного для вооружения танков.

Сообщение отредактировал VBVB - 17.9.2015, 16:23

[VBVB]

Тот факт,что над головами японцев были протестированы два принципиально отличающихся образца ЯО известен всем.
Это были имплозивная плутониевая бомба "Толстяк" и пушечного типа урановая бомба "Мылыш".
"Малыш" дал более низкий энерговыход, чем "Толстяк" (15 кт против 22 кт). Ну и типа общеизвестно, что расход делящегося материала в "Малыше" был крайне неоптимальным. Из такого количества урана можно было сделать две-три имплозивные бомбы.
Ну и вывод во многих книгах теперь транслируется, что как образец ЯО "Малыш" - плохая и неэффективная система.

Однако, не все так просто с "Малышом".
После подробных изучениий эффектов поражения применного ЯО на выживших японцах и анализе продуктов нейтронной активации американцы через некоторое время пришли к неожиданному выводу: "Малыш" имел основной поражающий эффект высокоэнергетичными нейтронами при меньшей доле рентгена, тогда как "Толстяк" поражал преимущественно жестким рентгеном и тепловым излучением.
После этого рассматривались просьбы ученых повторить испытание аналога "Малыша" на полигоне и все его поражающие эффекты подробно изучить. Но тут заартачились военные - типа "Малыш" очень небезопасный в эксплуатации и хранении экспериментальный образец ЯО, который при случайном попадании в морскую и пресную воду имел возможность достижения критичности и поэтому никто в металле повторять схему "Малыша" и испытывать ее не будет.
Для проверки нейтронных характеристик пушечной системы на ВОУ американцы создали специальную хитрую критсборку типа быстрого импульсного реактора и подтвердили предварительный вывод, что для пушечной схемы с медленным сближением частей заряда и отсутствием делящегося уранового отражателя (природного состава) выход нейтронов деления крайне высок по сравнению со сферической имплозивной системой и мощным урановым отражателем в "Толстяке".

Позднее в испытании "Grable" серии Upshot-Knothole был испытан с энерговыходом 15 кт ядерный снаряд пушечной схемы с повышенной безопасностью и меньшими габаритами, чем у "Малыша". Оказалось, что действительно для пушечной схемы на ВОУ крайне высок нейтронный выход. Общий поток нейтронов от взрыва "Grable" превысил в 30 раз поток нейтронов от более мощного испытания "Encore" (27 кт) и почти в 10 раз выход нейтронов от еще более мощного испытания "Harry" (32 кт).
Взрыв от испытанного атомного снаряда, согласно полученным данным, полностью летально поражал людей нейтронами на расстоянии 200 метров и наносил серьёзные поражения на расстоянии до 400 м.

Ну и далее по этой причине все американские ядерные снаряды, кроме 152-мм, имели пушечную схему с ВОУ.

Сообщение отредактировал VBVB - 24.9.2015, 0:46

[VBVB]

Выше по теме уже подымался вопрос, что по развитию огненного шара взрыва ЯО на ранних стадиях можно увидеть разницу в конструкции или собенности конструкции.

Интересная серия высококачественных фотографий теста "Тринити".
Видно, что была использована имплозивная сферическая система с линзами ВВ.

Можно также видеть, что на фото через 25 миллисекунд после начала цепной реакции на светящемся шаре есть две яркие светящиеся области. Одна из них вверху видимо от уранового стержня который проходил через урановый отражатель и крепил плутониевое ядро в центре заряда. Эта область есть и на фото через 34 и 53 милисекунды. Вторая светящаяся область почти посредине и чуть справа от центральной оси наверное отражение "джета" проскочившего при неравномерном сжатии плутониевого шара. Этот дефект потом исправили потом на следующих моделях путем добавления обтюрирующего центрального плутониевого кольца к двум полушариям.

Неудивительно, что многие годы фото высокого разрешения взрывов ЯО были секретными и в СЩА, и в Великобритании и особенно в СССР. И видимо не по той основной причине, что по размеру огненного шара от взрыва ЯО можно определить мощность устройства. Поскольку для определения мощности из файрбола все равно нужно знать точное расстояние камеры от точки взрыва и высоту испытательной башни или сопутствующих измерительных мачт...

[VBVB]

Интересная ситуация с мощностью первого советского испытания ЯО.

После взрыва экспрессно оценили энерговыход взрыва в 11 кт и доложили Сталмну. Спустя какое-то время в оценках уже стала фигурировать величина энерговыхода в 15 кт и фигурировала в отчетах, позднее в документах величина эта поднялась до 18,5 кт.
При Хрущеве сделали переоценку результатов предыдущих испытаний ЯО и стала фигурировать мощность РДС-1 в первом испытании в 22 кт.

[VBVB]

Как то в очередной раз посмотрел хороший старый фильм с кадрами советских ядерных взрывов.
Удивил интересный взрыв с симметричным и тонким кольцевым распространением фронта ударной волны на 18 минуте 37-39 секунд фильма. Видимо это Семипалатинский полигон и наверное что-то из испытаний 1954-1957 годов.

Никто не знает, что это за испытание показано было?

Сообщение отредактировал VBVB - 24.1.2016, 4:00

[VBVB]

Удивил интересный взрыв с симметричным и тонким кольцевым распространением фронта ударной волны на 18 минуте 37-39 секунд фильма. Видимо это Семипалатинский полигон и наверное что-то из испытаний 1954-1957 годов.

Судя по тем видео, что есть в сети, этот интересный и красивый взрыв из испытаний после 1955 года.
По виду водородная бомба или термоядерный заряд.
Явно не испытания РДС-27 или РДС-37, поскольку в тех испытаниях качество съемки хуже и облачность была.

Тот факт, что снимали издалека говорит предположительно от том, что ожидали большего энерговыхода, чем наблюдалось.
Смущает кажущаяся высота взрыва относительно низкая.

Если это все же Семипалатинск, то подходят следующие мощные испытания:
30 августа 1956 - 900 кт на высоте 1100 метров
17 ноября 1956 - 900 кт на высоте 2000 метров
10 апреля 1957 - 680 кт на высоте 2000 метров
16 апреля 1957 - 320 кт на высоте 2000 метров
22 августа 1957 - 520 кт на высоте 1880 метров

Склоняюсь к мысле, что взрыв интересующий - испытание термоядерного боезаряда от КБ-11 30 августа 1956 года.

[VBVB]

В большинстве случаев по советским термоядерным испытаниям пишут твердые цифры оценок мощности испытанного заряда, реже диапазон указывают.

Однако если первоисточники посмотреть, то оказывается, что методов оценки мощности термоядерного взрыва целая куча была:
- по диаметру огненного шара
- по импульсу ударной волны
- по фотоиндикаторам гамма-излучения
- по интенсивности короткопериодичного гамма-излучения
- по интенсивности потока нейтронов
- по разрушающему действию на инженерные сооружения
- по повреждениям боевой техники на испытательном поле.
И часто оценки испытания проведенного по разным методам отличались процентов на 10-20% друг от друга.

Так для испытанной в ноябре 1955 РДС-27 (бомба с термоядерным усилением) обобщенная по разным методам оценка мощности взрыва лежала в диапазоне 220-250 кт.
Для испытанной в этот же месяц модели РДС-37 (бинарный термоядерный заряд) обобщенная оценка мощности взрыва составляла вначале 1.5-2.0 Мт, а позднее условились считать 1.7-1.9 Мт. Сам же Сахаров по анализу фотопленок огненного шара считал, что мощность испытанной РДС-37 была около 1.75 Мт.