7713

doskonałego źródła neutronów o odpowiednich prędkościach (co oczywiście jest stanem wyidealizowanym) do osiągnięcia energii bomby nominalnej potrzeba niecałego lkg uranu (!!!). W praktyce doprowadza się do łańcuchowej ("samonapędzającej") reakcji niekontrolowanej, co możliwe jest przy użyciu masy przekraczającej krytyczną [45 kg dla uranu(235) i 10 kg dla plutonu(239)]

Masa krytyczna

Pluton i uran rozszczepiane są po pochłonięciu dodatkowych neutronów, podobnie przy rozszczepieniu emitują neutrony. Kiedy w pewnej masie materiału rozszczepialnego reakcja rozszczepienia zaczyna zachodzić łańcuchowo (prawdopodobnie liczba neutronów emitowanych i pochłanianych jest wtedy zrównoważona), mówi się o tzw. masie krytycznej. Jest ona określona dla danych warunków (temperatura, ciśnienie, gęstość materiału) i zmiana tych warunków powoduje zmianę jej wartości. Przekroczenie tej masy - wartości progowej (tzw. masa nadkrytyczna) powoduje wybuchową reakcję łańcuchową. Zjawisko to, wykorzystane w bombie jądrowej jest niepożądane np. w reaktorach atomowych... Osiągnięcie masy krytycznej może nastąpić nie tylko przez fizyczne zgromadzenie takiej masy, ale i przez zwiększenie gęstości (zwiększenie gęstości obniża wartość masy krytycznej) np. przy podwyższonej temperaturze i/lub ciśnieniu lub sprowadzenie próbki materiału do kształtu kulistego.

W bombie jądrowej ważnym elementem jest osiągnięcie masy nadkrytycznej w określonym momencie. Zazwyczaj jest to realizowane przez rozdzielenie elementów materiału promieniotwórczego osłonami bądź utrzymywanie gęstości materiału rozszczepialnego (zazwyczaj w formie kuli) poniżej gęstości krytycznej. Wartość masy (gęstości) krytycznej można zmniejszyć nawet dwu-trzykrotnie tzw. reflektorami neutronów (tzn. materiałami odbijającymi neutrony, które zwiększają ilość i energię neutronów oddziałujących z materiałem promieniotwórczym), co oznacza, że do osiągnięcia reakcji łańcuchowej potrzebna jest mniejsza masa materiału. Odpalenie przed wybuchem zapalnika aktywującego materiał wybuchowy powoduje rozerwanie osłon i połączenie elementów materiału rozszczepialnego w całość o masie nadkrytycznej lub zmniejszenie objętości kuli materiału, co zwiększa jej gęstość ... następne pikosekundy to wysokoenergetyczny fenomen, zwany też niekontrolowaną reakcją łańcuchową...

Bomba wodorowa(dwufazowa)

Zależnie od rodzaju ładunku możliwe są dwa zjawiska:

■ bezpośrednie oddziaływanie fali strumienia energii na okolicę;

• indukcja kolejnych procesów wysokoenergetycznych....

Bomby takie osiągają maksymalną energię kilkuset kiloton TNT.

W przypadku drugim korzysta się z faktu, ze niekontrolowana reakcja łańcuchowa powoduje powstanie warunków ekstremalnie wysokich temperatur (kilkadziesiąt milionów kelwinów) i ciśnień. Takie warunki stwarzają możliwość przebiegu procesu o jeszcze wyższej energii - tzn. syntezy (fuzji) lekkich jąder. Na tym właśnie polega działanie tzw. bomby o ładunku dwufazowym - faza pierwsza dostarcza energii do zainicjowania fazy drugiej.

W fazie drugiej zachodzą dwie podstawowe reakcje: