Frage:
Wie ergibt sich ein thermonuklearer Sprengkopf mit der Größe?
Shalvenay
2015-02-18 08:05:22 UTC
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Der Zar Bomba packte eine Ausbeute von 50 Megatonnen in ein Paket mit einem Durchmesser von 2,1 m und einer Länge von 8 m. Unter der Annahme, dass die Blei-Manipulationsmodifikation nicht verwendet wurde (was die Ausbeute des Tsar Bomba-Designs auf 100 Megatonnen erhöht), wurde die Ertragsskala als mehrstufiger thermonuklearer Sprengkopf (vorausgesetzt, dass zusätzliche Stufen nach Bedarf hinzugefügt werden) skaliert bis zu 3,5 m Durchmesser und 20 m Länge?

Sie würden sich hier wahrscheinlich das Quadratwürfelgesetz ansehen.
@MontyWild - Ich denke, ich bin es, aber in diesem Fall würde es nicht zu meinen Gunsten spielen? (d. h. mein Gedanke ist, dass die Ausbeute proportional zum Volumen des verfügbaren schmelzbaren Materials ist)
Während der Ertrag in Megatonnen als Würfelquadrat ansteigen kann, steigt der Explosionsradius nur mit der Kubikwurzel des Ertrags. Deshalb sind MIRV usw. effizienter. Eine Ausbeuteverteilung von 100MT zwischen 100 1MT-Bomben verursacht viel mehr Zerstörung als eine einzelne 100MT-Bombe (es sei denn, Sie zielen auf sehr tiefe unterirdische Bunker).
Zwei antworten:
#1
+5
Olek Wojnar
2015-02-19 08:58:54 UTC
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Haftungsausschluss: Ich bin kein Nuklearingenieur.

Nach dem, was ich gelesen habe, ist das Design von Nuklearwaffen eine sehr komplexe Wissenschaft. Ich glaube nicht, dass Sie eine Skalierungsregel zuverlässig beschreiben können. Was Sie tun könnten, ist, sich einige historische Daten anzusehen und von dort aus zu extrapolieren. Eine Extrapolation ist jedoch gefährlich ™ und Sie sollten nicht davon ausgehen, dass etwas weiterhin so skaliert wird, wie es für Ihre vorhandenen Datenpunkte der Fall ist.

Da es (hoffentlich) unwahrscheinlich ist, dass wir empirische Daten aus einer Detonation von mehr als 50 Megatonnen erhalten, ist Extrapolation das Beste, was wir tun können. Wikipedia enthält einige Informationen, anhand derer wir diese Berechnungen durchführen können. Sie listen keine Dimensionen auf, aber sie listen eine Reihe von Massen auf. Sie liefern auch Ausbeute-pro-Masse-Zahlen (6 MT / Tonne oder 25 TJ / kg theoretisch, 5,2 MT / Tonne praktisch). Basierend auf der von Ihnen zitierten Seite hatte der Zar Bomba eine Ausbeute pro Masse von 8,89 TJ / kg. Dies liegt deutlich unter dem theoretischen max. Wie bei vielen technischen Geräten ist es wahrscheinlich, dass Sie auf der 50-MT-Skala nichts erreichen können, was der theoretischen maximalen Effizienz nahe kommt.

Wenn Sie davon ausgehen, dass Sie diesen Wirkungsgrad für ein Gerät mit einer größeren Größe (und damit einer größeren Masse) beibehalten können, können Sie das 8,89-fache der Masse in kg multiplizieren hypothetisches Gerät und dies würde Ihnen einen vernünftigen WAG bezüglich der Ausbeute geben. Ich würde vermuten, dass Ihre Effizienz weiter sinken würde, sodass Sie dies erklären können, indem Sie Ihre Antwort abrunden, um sie ein wenig genauer zu machen.

Hoffe, das hilft! P. >

#2
+3
Loren Pechtel
2015-02-19 10:00:09 UTC
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Ich bin auch kein Nuklearingenieur, aber hier sind meine Gedanken dazu:

Mein Eindruck ist, dass Sie möglicherweise Probleme haben, eine Waffe in einer beliebigen Dimension zu skalieren, diese aber grundsätzlich linear mit der Masse skalieren sollten Unter der Annahme einer akzeptablen Konfiguration der Waffe.

In der Praxis erreichen Sie eine maximale Größe für Ihre H-Bombe, basierend auf der verfügbaren Eingangsenergie und verschiedenen Mechaniken, die sie geheim zu halten versuchen. Um eine H-Bombe zu detonieren, benötigen Sie jedoch lediglich einen ausreichenden Energiefluss. Die Quelle dieses Energieflusses ist irrelevant. In der Praxis handelt es sich um eine Spaltbombe, da nichts weniger als diese die benötigte Energie liefern kann. Es gibt jedoch nichts an dem Spaltungsteil, das tatsächlich benötigt wird - ein Fusionszünder funktioniert noch besser. (Außerdem enthält die Fusionsstufe einer H-Bombe tatsächlich eine vereinfachte Spaltvorrichtung in ihrem Herzen - dort befindet sich ein Stab aus Pu-239, nachdem der Energiefluss die Seiten der Fusionsvorrichtung zerquetscht hat, und das Ergebnis wird zerquetscht Längsrichtung, Verwandeln des Stabes in eine kritische Masse und Ablösen des zerkleinerten Lithiumdeutrids.)

So können Sie die Fusionsstufen von h-Bomben einfach nacheinander stapeln, der Energiefluss von einer setzt die Nächster. Sie können auch mehrere Fusionsgeräte um den Spaltauslöser herum anordnen. Beobachten Sie einfach Ihre Konfiguration, dass Sie eine Bühne nicht zerstören, bevor sie ausgelöst wird.



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