Stránka 1 z 3

Jaderné zbraně – Úvod do tématu

PříspěvekNapsal: 6/2/2006, 21:08
od Pegeucko
Jako úvod k slibovanému tématu jsem se nejprve rozhodl vytvořil „slovníček“ základních pojmů,které se budou v následných článcích vyskytovat. Jsou vyňaty z odborných publikací a pro dokreslení dalších dějů a postupů dosti klíčové. Sehnal jsem k nim i ilustrační obrázky, tak by to mělo být i více názorné. Vzhledem k tomu,že málokdo z nás je jaderný fyzik,rozhodně neuškodí si „oprášit“ případně doplnit školní vědomosti.
Tolik tedy úvod a zde již slibovaný „slovníček“:

JADERNÁ REAKCE
Jaderná reakce je proces, kdy při vzájemné interakci dvou jaderných částic vznikají jiné částice. Z praktického hlediska je nejdůležitější reakce, kdy na jádro X nalétává částice „A“ (například neutron) a vzniká nové jádro Y a částice „B“. Při jaderné reakci se zachovává elektrický náboj, počet nukleonů a platí zákon zachování energie.

ŠTĚPNÁ ŘETĚZOVÁ REAKCE
Při štěpné reakci jádra atomu se uvolní v průměru dva až tři neutrony, které mohou vyvolat rozštěpení dalšího jádra. Tak vzniká štěpná “řetězová” reakce.

TERMOJADERNÁ REAKCE
Termojaderná reakce je slučování lehkých jader atomu v jádro těžší, při němž se uvolňuje značné množství energie. Ke vzniku termojaderné reakce je třeba vysoké energie, aby byla překonána elektrostatická odpudivost jader.

URAN
Uran je přirozený radioaktivní prvek s několika izotopy používanými jako jaderné palivo. Známy izotopy uranu hmotnostních čísel 227 až 240, z nichž v přirozené izotopní směsi se vyskytují mateřské nuklidy uranové a aktiniové řady (U-238 a U-235) a dceřiný produkt uranové řady (U-234). Přírodní směs izotopů uranu se skládá z 99,3 % U-238 a 0,7 % U-235. Praktický význam izotopů uranu spočívá ve štěpnosti U-235 a U-233 tepelnými neutrony a ve schopnosti udržet řetězovou reakci.

U-238 je izotop uranu, který je možno štěpit pouze tzv. rychlými neutrony. Při záchytu pomalejšího neutronu jádrem se U-238 přemění na plutonium Pu-239.

U-235 je izotop uranu štěpitelný pomalými neutrony. Je hlavní využitelnou složkou jaderného paliva v tlakovodních reaktorech založených na štěpení pomalými neutrony. Proto se musí přírodní uran pro využití v těchto reaktorech obohacovat na obsah cca 3 % U-235.

PLUTONIUM
Plutonium, resp. jeho izotopy 239Pu a 241Pu, jsou důležitým štěpným materiálem. Spolu s izotopem uranu 235U slouží jako palivo v jaderných reaktorech a používají se také k výrobě jaderných zbraní. Technická příprava plutonia se zakládá na účinku pomalých neutronů na izotop 238U.

BERYLIUM
Berylium není radioaktivní. Vzniká v přírodě působením kosmického záření. Používá se například v jaderné a raketové technice. Rozpustné sloučeniny berylia jsou jedovaté.

LITHIUM
Připravuje se elektrolýzou taveniny chloridu lithnatého. Používá se jako příměs do slitin hliníku, zinku a hořčíku a v metalurgii mědi.

DEUTERIUM
Deuterium je izotop vodíku, který má výborné moderační vlastnosti. Vodu v jejíchž molekulách H2O je namísto “obyčejného“ izotopu vodíku právě deuterium nazýváme těžká voda. S ohledem na malou absorpci neutronů je těžká voda lepší moderátor než lehká voda. Kromě jaderné techniky se deuterium a jeho sloučeniny používají např. v spektroskopii, v lékařství, při studiu mechanizmů chemických reakcí a podobně.

TRITIUM
Tritium je izotop vodíku. V reaktoru vzniká při záchytu neutronů na lehkých prvcích obsažených v jaderném palivu nebo chladivu. V chladivu vzniká přímo záchytem na deuteriu, tento příspěvek je však u současných lehkovodních reaktorů zanedbatelný, ale zásadní je příspěvek od (n, alfa) reakce na atomech bóru, který se používá k regulaci výkonu reaktoru ve formě kyseliny borité. Většina tritia se přeměňuje na tzv. tritiovou vodu a stává se součástí normálního koloběhu vody.

NEUTRON
Neutron je elektricky neutrální elementární částice. Vyvolává celou řadu jaderných reakcí, z nichž nejdůležitější je štěpení těžkých jader. Je 1838x těžší než elektron. Neutrony společně s protony tvoří jádro atomu. Nejintenzivnějším umělým zdrojem neutronů jsou jaderné reaktory. Střední doba života neutronu je 918 s

RYCHLÝ NEUTRON
Neutron, který má, z hlediska atomové fyziky, značnou kinetickou energii (řádově několik MeV).

ObrázekObrázek
Obrázek

PříspěvekNapsal: 6/2/2006, 21:35
od Pegeucko
ZÁŘENÍ ALFA
Záření alfa je přímo ionizující záření tvořené částicemi alfa - jádra helia. Částice obsahují po dvou protonech a dvou neutronech a nesou dva jednotkové kladné náboje. Zdrojem záření alfa jsou těžké radionuklidy a energie těchto částic je řádově v jednotkách megaelektronvoltů (MeV), to odpovídá počátečním rychlostem řádu 10exp7 m/s. Protože částice alfa nesou dva elektrické náboje, při průchodu prostředím silně ionizují a velmi rychle ztrácejí svoji energii. Dosah záření alfa je proto značně omezen. Ve vzduchu činí jenom několik milimetrů, ve vodě nebo tkáni jenom zlomky milimetrů.

ZÁŘENÍ BETA
- Záření beta je tvořeno rychlými elektrony. Vzniká při přeměně mnoha přírodních i umělých radionuklidů. Hodnoty energií beta záření činí řádově desítky keV až jednotky MeV. V porovnání se zářením alfa jsou částice beta mnohem lehčí, pohybují se při stejné energii podstatně rychleji ( řádově 10exp8 m/s ) a při průchodu prostředím daleko méně ionizují. S tím souvisí i výrazně větší dosah záření beta - ve vzduchu činí až několik metrů, ve vodě nebo tkáni jednotky až desítky milimetrů a u těžších materiálů desetiny až jednotky milimetrů.

ZÁŘENÍ GAMA
- Záření gama je elektromagnetické záření obvykle jaderného původu. Vzniká při radioaktivním rozpadu řady radionuklidů, často současně se zářením beta nebo alfa. Záření gama obsahuje pouze emitované fotony jejichž energie činí řádově desítky keV až jednotky MeV. Při průchodu prostředím uvolňuje záření gama elektricky nabité částice a předává jim energii dostatečnou k tomu, aby byly schopny ionizovat. Jedná se tedy o nepřímo ionizující záření. Dosah gama záření je ve vzduchu řádově několik set metrů až kilometrů a v kompaktních materiálech jako např. zemina, hornina, beton je řádově několik centimetrů až desítek centimetrů.
(viz ilustrační obrázky)

NEUTRONOVÉ ZÁŘENÍ
Neutronové záření je proud neutronů, rovněž bez náboje. Svou kinetickou energii předávají v látce nejprve nabitým částicím (většinou elektronům) a ty teprve přímými účinky na atomy látku ionizují. Patří do kategorie záření hustě ionizující.

ObrázekObrázek

PříspěvekNapsal: 13/2/2006, 21:47
od Atlantis
OK, jen se tak zeptám. V x sci-fi literaturách je uváděna jako nejsmrtonosnější kombinace A-bomba s obalem ze Stroncia 90. Co je na tom pravdy?

PříspěvekNapsal: 13/2/2006, 22:42
od Pegeucko
Toto o Stronciu 90 říká odborná publikace - cituji:

Stroncium 90 patří mezi dlouhodobé osteotropní nuklidy (také izotopy vápníku, rádium 226, zinek 65, stroncium 90, prométheum 147,barium 140, thorium 234, plutonium, neptunium a těžké lantanoidy patří mezi osteotropní nuklidy).Vzhledem na intenzitu jeho tvorby, dlouhý poločas rozpadu (27,7 roků)a skutečnost, že se intenzívně ukládá v kostech, je radionuklid Sr 90 považován za velmi nebezpečný. Prakticky všechno stroncium, které se dostalo do stratosféry před r. 1963, se deponovalo na zemský povrch do konce sedmdesátých let. Ukládání Sr 90 v kostech je zvláště závažné zejména u dětí. Nejzávažnějším zdrojem Sr 90 bylo v kritických letech- a lokálně v oblastech jaderných havárií je i dnes - mléko. Pokud chceme omezit koloběh osteotropních nuklidů v biosféře, neměli bychom v zasaženém území používat kosti zvířat na hnojení, výrobu kostních mouček a biopreparátů. Také dodání vápníku a hořčíku může omezit zabudování Sr 90 do kostí (přípravky pro suplementaci je nejlépe získávat z bezpečných zdrojů, jakými jsou např. dolomitické vápencea z nich vyráběný přípravek Dologran).Radionuklid Sr 89 se chová stejně jako Sr 90, má však podstatněkratší poločas rozpad (jen 52,7 dne). Sr 89 se navíc mění na stabilní nuklid Y 89, zatímco Sr 90 je mateřským nuklidem dalšího radionuklidu Y 90 s poločasem rozpadu 64 hodin, který emituje vysokoenergetické částice beta.
Stroncium je na vzduchu schopno samovolného vznícení.

Uniká mi,jaký smysl by ho mělo přidávat do (k) A bomb(ám) - v reálu jsem na nic pododného nenarazil. Sr 90 je vlastně "odpad" štěpné reakce - radionuklid s dosti dlouhým poločasem rozpadu (cca 28let)

Ještě se u jaderných zbraní využívají transuranové prvky americium 241 (241Am95) a kalifornium 252 (252Cf98) protože emitují štěpné neutrony.

PříspěvekNapsal: 14/2/2006, 11:12
od mechoš
No v tech filmech (napr. Dr. Strangelove) a literature to ma fungovat jako obrovska "spinava bomba", ktera by mela celou zemi zamorit spadem z toho Stroncia a tak znicit zivot na zemi. Tzv. Zbran posledniho soudu.

PříspěvekNapsal: 14/2/2006, 16:42
od Pegeucko
Ve sci-fi je možné ledacos,např. zničení planety "neznámou" výbušninou či paprsky.

Jaderný výbuch se ale řídí fyzikálními zákony a to jmenovitě zákony zachování hmoty a energie.

Štěpení atomu je vlastně jeho ROZDĚLENÍ na nižší prvky.
Laicky řečeno to znamená,že Kilogram Uranu(U) se nerozštěpí na dvě půlkila Uranu,ale rozdělí se zase na KILOGRAM jiných prvků jako jsou rádium 226, zinek 65, stroncium 90, prométheum 147,barium 140, thorium 234, neptunium.
Když je tedy na jednom konci rovnice U 235, pak na druhé straně rovnice může být NĚKOLIK prvků vzniklých štěpením,které ale MUSÍ mít výsledný součet nukleonového čísla OPĚT 235
(nukleonové číslo = celkový počet protonů a neutronů tzn. všech nukleonů v atomovém jádře)

Stroncium je tedy jedním z "produktů" výbuchu a z těch DESÍTEK prvků co vznikají jsou ho procenta (tipuji méně než 10%).
Kritické množství U 235,tj. hmotnost,kdy je možno štěpnou reakcí vyvolat nukleární explozi je 15KG. I nejsilnější H bomba, která kdy byla v historii odpálena (57Mt) obsahovala náplň o váze DESÍTEK KG.
Tj. vniklého stroncia v řádech KG. Na zamoření celé planety to jak vidno nestačilo. Množství Sr90 které by mělo zamořit celou planetu (i "špinavou" cestou) si nedovedu představit a pokud by mělo vzniknout při explozi, pozdější zamoření už by nebylo důležité, protože samotná síla exploze by planetu zničila.
Navíc SR 90 není tím nejnebezpečnějším produktem ,který při jaderné explozi vznikají. Z okamžitého efektu je mnohem nebezpečnější izotop Jódu ( I 131) a z dlouhodobého pak třeba C 14, I 129, NI 59 ,Co 60, Nb 94,Cd 113 které mají poločas rozpadu i stovky let.
Stroncium "pouze" 28 let - proč tedy zrovna ono?

PříspěvekNapsal: 14/2/2006, 17:21
od mechoš
No ta bomba by tim sajrajtem mela byt obalena, nemel by vznikat pri reakci. Ted jsem se dival a v tom Dr. Strangelove neni Stroncium ale nejaky Kobalt Chloria G s udajnym polocasem rozpadu 93 let. No ale ten princip je stejny - atomova bomba ma slouzit jen na rozpraseni dotycneho sajrajtu do atmosfery. Nicmene je to jen film takze je to skoro urcite blbost.

PříspěvekNapsal: 14/2/2006, 19:01
od Pegeucko
To je to samý. Puma obalená TUNOU kobaltu(stroncia) planetu nezamoří. Stovky(tisíce) tun se do atmosféry budou dopravovat těžko(aby se s nimy atomovka odpálila) a pak je třeba se ještě pozastavit nad pojmem ZAMOŘENÍ:

I kdyby se povedlo takovéto "zamoření" celé planety - je to "běh" na dlouhou trať. Učinky se na živých organizmech začnou projevovat v řádu roků (desítek let) a to nádory,rakovinou a genetickou mutací.

PříspěvekNapsal: 24/3/2006, 20:11
od michan
Vojenský výcvik jednotek byl vždy zaměřen jak se chovat proti: radioaktivnímu záření.
tlakové vlně
a radioaktivnímu záření.

PříspěvekNapsal: 25/3/2006, 14:05
od Mikhassel.Dralno
To pegeucko: Výborný článek, jen bych se rád zeptal na tzv. "třífázovou bombu" či tzv. bombu s otevřeným koncem (doslova Bomb with oppened end).
K tomu Stronciu 90, když se prováděly zkoušky v Tichomoří, tak tehdy vědce překvapila účinnost oné "třífázové bomby" která byla až 2,5X silnější než se očekávalo. Japonští rybáři vzdáleni 140km od hranice nebezpečnosti (předpokládané) byly svědky "bíleho sněhu" uprostřed léta, který je všechny do několika týdnů zabil. Ten bílý sníh byl následkem výbuchu na jednom z atolů (možná Bikiny).

PříspěvekNapsal: 25/3/2006, 15:06
od Pegeucko
Mikhassel.Dralno
Musíš vydržet. Mám ted minimum času. Ke konstrukci JZ se postupně dostanu. Teď je ale na řadě 1. čečenská válka a pak ještě historický úvod do JZ - "Od projektu Manhatan po Arzamas".

PříspěvekNapsal: 27/3/2006, 21:53
od Atlantis
K tomu projektu: Nabízím, že mohu poměrně levně dodat zájemcům film Trinity and Beiond pojednávající o snad všech významějších jaderných testech až do roku 1962 (končí to odpálením první čínské nukleárky), možná i dále (nevím, kdy byla odpálena to sovětská 57megatunová mrcha, ale je to tam zachycené). Dokonalý film.

PříspěvekNapsal: 27/3/2006, 22:03
od sa58
Atlantis píše:K tomu projektu: Nabízím, že mohu poměrně levně dodat zájemcům film Trinity and Beiond pojednávající o snad všech významějších jaderných testech až do roku 1962 (končí to odpálením první čínské nukleárky), možná i dále (nevím, kdy byla odpálena to sovětská 57megatunová mrcha, ale je to tam zachycené). Dokonalý film.


ta byla snad odpálena někde na severu (Kola?) .

Neplánoval Nikita i nějakou loď napěchovanou vodíkovkou co by dokázala zapálit atmosféru?

PříspěvekNapsal: 28/3/2006, 02:36
od Pegeucko
Ta "sovětská mrcha" se jmenovala "Car bomba"(viz obr).Původně byla plánována ve 100MT konfiguraci. Tým sovětských konstruktérů Sacharov,Adamskii,Babajev, Trunev a Smirnov nakonec sestrojili během 14dnů!!! "jen" její menší variantu v 57Mt konfiguraci.
Test se uskutečnil v Objektu 700,nad arktickým souostrovím na Nové zemi(Novaja Zemlja) 30. října 1961.
Bomba byla na místo dopravena letounem Tu-95 a shozena z výšky 10,5 km na padáku. Pilotem letounu byl major Andrej Durnovsev. K výbuchu došlo ve výšce 4 km, jaderný hřib vystoupal do výšky 64 km, tlaková vlna třikrát obletěla zem a asi hodinu byla rušena rádiová komunikace.

Obrázek

PříspěvekNapsal: 28/3/2006, 06:38
od redboy
jméno "car" je západní pojmenování, nikoli Sovětské, v době SSSR bylo slovo "car" no ..řekněme.....

Vývoj a test této pumy byl důvodem toho, že řada vědců Sovětského Svazu poslala otevřeny dopis na politbiro KSSS a žádalo ukončení bezhlavého jaderného zbrojení a nesmyslné honění za Mt. Tento test má také politické pozadí. Právě ten den končil 22. sjezd KSSS. a byl součástí velké série jaderných testů která začala 10.září.1961.

Obrázek
Tohle je údajně fotografie onoho výbuchu. (ze stránek muzea jaderných zbraní).

Obrázek
A tady mapka Severního Poligonu. Pro ty co neumějí rusky, místo výbuchu je ta nejhornější červená tečka.

PříspěvekNapsal: 28/3/2006, 09:00
od Pegeucko
Tento název uvádějí i ruskojazyčné prameny - Car Bomba -IVAN.
např:
http://book.jino-net.ru/GlavnajaStranica/Obnovlenie5
http://ru.wikipedia.org/wiki/Царь-бомба
http://www.airwar.ru/weapon/ab/tsarbomb.html
http://www.mirf.ru/Articles/art879.htm

Neviděl bych to až tak neobvyklé. Navazuje to na pojmy Car puška(dělo),car kolokol(zvon). I v sovětské éře se používalo,i když většinou v ruských pohádkách. Pro kodové označení nějakého megalomanského projektu mi to ani v ruštině i v sovětské éře nepřijde divné.
Spíš mi přijde divná ta "revolta" ruských vědců v r.1961. Co jsem se dočetl,tu bombu dali k 22.sjezdu KPSS jako "dárek" ,aby se světu dokázalo,že náskok USA v JZ již není tak veliký.
Bylo to samozřejmě pouze gesto,protože ještě v době Kubánské krize,jak zmiňuje Robert McNamara ve svých pamětech, měli USA převahu v JZ 17:1.
Objevil jsem i přehledovou mapku s lokací Novoj zemlji (viz obr)

Obrázek

PříspěvekNapsal: 28/3/2006, 09:01
od Atlantis
By mě zajímalo, co na Nové Zemi zůstalo...
A jinak dík, takže je to opravdu chronologicky.
Ve filmu je jenom záběr ze země, jak v dálce vzplane světlo, blíží se, jasní, blíže se...a už nic.

PříspěvekNapsal: 28/3/2006, 09:16
od Pegeucko
Objevil jsem satelitní fota Novoj zemlji. Jsou seskládána v PDF dokumentu - kodovaném. Jdou tedy v Acrobatu prohlížet,ale pro export do jpg chtějí heslo(které nemám). Hodím ho tedy na frehosting:

http://rapidshare.de/files/16612744/nov ... e.pdf.html

Zde je návod,jak se z toho hostingu stahuje:
http://www.lapiduch.cz/klub.php?klub=FT ... ky&to=1027

PříspěvekNapsal: 28/3/2006, 11:14
od redboy
Ano uvádí ji i ruská literatura, ale ta je převzala ze západní, právě díky nedostatku informací. Ivan je správně, ale i to je neoficiální označení, kodové projektu.

Věř, že "padarok"k slavnostnímu zakončení XXII sjezdu Komunistické strany Sovětského Svazu se nejmenoval "Car" Jako téměž vše za Sovětské éry (a nejenom tehdy) měly tyto projekty kodové číslo "izdělenije xy"

http://www.airwar.ru/weapon/ab/tsarbomb.html

Ta revolta nebyla tak revoltou, byl to logický názor odborníků na to, že podobná zbraň, její použitelnost a vynaložené prostředky nejsou to ideální. Maximální ráže této pumy byla někde v řádu 100Mt TNT a pro pokusný výbuch byla snížena, právě z důvodu bezpečnosti. Já tu informaci mám ze dvou zdrojů. Jednak je to internet (rozhodně to tam je) a jednak je to dokument vysílaný na Spektru někdy loni. Byl právě věnován těmto závodům a byly v něm unikátní záběry. Tohle tam vzpomínal přímý účastník jaderného výzkumu a pod dopisem měli být podepsáni velmi významná jména AV SSSR (já nechci jmenovat, jelikož bych mohl plácnout blbost. Prý byl dopis přijat a politbyro se jím vážně zabývalo. Prý byl inspirován podobným dopisem který kdysi, i když při jiné příležitosti vznikl v USA, tehdy byl jeden z hlavních organizátorů Albert Einstein. Jakmile dodělám co mám rozděláno, já to najdu. Nevěřím netu apriori, ale právě ten dokument mě zaujal.

Jak sem tak teď (su v práci) brouzdal po netu.ru, tak mě zaujalo:

Jestli to bylo 50Mt, tak je to 2,1х10^17 J a nebo 5,3х10^24 Wattů :)

PříspěvekNapsal: 28/3/2006, 12:29
od Pegeucko
Jasně - takže nebuďme puntičkáři.
Pod pojmem BD7-95-242 (BD-242) vyhledavače najdou všelicos jen ne Car Bombu. Pod názvem Ivan zase mraky podružných záležitostí a 57Mt bombu až na 107.522 stránce. Zato pod pojmem Car(Tsar) Bomba - Царь-бомба je vyhledavač hned u "jádra věci".

Ten názor vědců bych ještě pochopil jako sdělení v informační rovině. Jakákoliv jiná forma by v r.1961 by byla kvalifikovaná jako vlastizrada - se všemy důsledky. To se nestalo. Sacharov se "namočil" až později.