Форум » Дискуссии » Уран,Плутоний,Золото,Платина,Бериллий,Три́тий ... » Ответить
Уран,Плутоний,Золото,Платина,Бериллий,Три́тий ...
milstar: http://www.thebulliondesk.com/ Деньги любят тишину… Соглашение о продаже нашего оружейного урана Соединенным Штатам продолжает действовать Николай Леонов Генерал-лейтенант КГБ, начальник Аналитического управления 09.03.2011 История эта - тщательно замалчиваемая. Кто-то из «новых русских» часто произносил известную фразу: «Деньги любят тишину, а большие деньги – мертвую тишину». Под эти «критерии» подпадает операция с продажей российского оружейного урана и плутония Соединенным Штатам Америки, начатая в 1993-м. Уже в последние годы существования Советского Союза Михаил Горбачев был постоянно озабочен поиском возможностей потрафить Западу, заручиться благорасположением Соединенных Штатов. В этом ряду - его соглашение от 7 декабря 1987-го с Вашингтоном о ликвидации ракет средней и меньшей дальности. В соответствии с текстом документа СССР и США обязывались в течение трех лет уничтожить все имевшиеся у них баллистические и крылатые ракеты с дальностью стрельбы от 500 до 1000 километров - так называемые «ракеты меньшей дальности» и с дальностью стрельбы от 1000 до 5500 километров - так называемые «ракеты средней дальности». На первый взгляд, соглашение выглядело разумным: избыточный арсенал накопленных ракет и атомных головок был слишком велик. Но М. Горбачев и Э. Шеварднадзе не учли того обстоятельства, что очень многие страны из числа соседей СССР - КНР, КНДР, Индия, Пакистан, Иран, Израиль - начинали к тому времени активно развивать свое ракетостроение, создавая именно носители «меньшей» и «средней» дальности. Их арсенал не представлял угрозы для США, но советская территория оказывалась в пределах досягаемости. Все время играя в «поддавки» с США, М. Горбачев, не спросив никого из своих военных советников, согласился уничтожить и самый современный по тем временам советский ракетный комплекс «Ока», который даже не входил в категорию ракет «меньшей дальности» - он был типичным тактическим оружием, имел дальность стрельбы меньше 500 километров. Но для США «Ока» была как камушек в сапоге солдата на марше. Эта самоходная установка могла использовать и обычные и ядерные боеприпасы, она действовала на нервы воякам из армий НАТО, и те уговорили Генерального секретаря ЦК КПСС согласиться на ее уничтожение. Чего никогда не простили ему наши военные. Итак, к началу 90-х годов со всех уничтожаемых ракет были сняты ядерные боеголовки, которые складировали в хранилищах, а сами носители разрушили. А тут подоспел развал Советского Союза. Часть ракетно-ядерных комплексов оказалась на территориях новых государств - Украины, Белоруссии и Казахстана, что вызвало глубокую озабоченность в США, для которых увеличение числа ядерных держав в мире всегда было и остается неприемлемым. Единственное исключение они охотно делают только для Израиля, как известно. Украину, Белоруссию и Казахстан под прямой угрозой заблокировать их прием в ООН западные страны заставили безоговорочно сдать оказавшееся под их контролем ракетно-ядерное оружие России, которая брала на себя обязательство обеспечить его безопасное хранение. В 1992-м был подписан так называемый Лиссабонский протокол, по которому Украина, Белоруссия и Казахстан были объявлены странами, не имеющими ядерного оружия. В результате всех этих событий к 1993-му на военных складах Российской Федерации скопилось около 500 тонн оружейного урана, снятого со всех видов уничтоженных ракетных комплексов ------------------------------------------------------------- . Для сравнения: в атомной бомбе, сброшенной на Хиросиму, было всего 10 кг оружейного урана. К этому времени российское правительство, постоянно испытывавшее катастрофическую нехватку средств для пополнения госбюджета, получило вкрадчивое предложение от США, выразивших готовность скупить весь этот урановый «излишек» за 12 миллиардов долларов. Борису Ельцину и Виктору Черномырдину идея показалась весьма привлекательной и даже спасительной. В то время российское правительство было похоже на алкоголика, испытывавшего жестокий синдром похмелья и готового за стакан водки отдать что угодно, не то, что урановый «излишек». Переговоры шли споро и в полном секрете. С американской стороны их вел вице-президент Альберт Гор, с российской - премьер-министр Виктор Черномырдин, поэтому достигнутая договоренность получила их имена. Соглашение специально «загнали» на столь высокий уровень - чтобы не выносить текст соглашения на ратификацию законодательными органами двух стран. Дескать, речь - о простом межправительственном соглашении по экономическим вопросам, не затрагивающем проблемы безопасности государств. Европейские страны - Франция, Германия, Великобритания - узнавшие о ведущихся переговорах, выразили горячее желание принять в них участие и заполучить часть российского урана, но США вежливо - и жестко – пресекли их претензии в зародыше. Соглашение было подписано 18 февраля 1993-го. Оно предусматривало продажу в течение предстоявших 20 лет российского оружейного урана в количестве 500 тонн Соединенным Штатам Америки для использования его в атомной энергетике. Общая стоимость уникального товара была определена в 11,9 миллиарда долларов. Оружейный уран со степенью обогащения 90 процентов по изотопу U-235 должен был быть разбавлен на российских предприятиях до 4,4 процентной концентрации, что соответствует уровню ТВЭЛов - тепловыделяющих элементов, используемых в АЭС. В Соединенных Штатах на атомных электростанциях насчитывается 109 реакторов, которые, таким образом, получали запас энергетического сырья на много десятилетий вперед. --------------------- Первые партии низкообогащенного урана были отгружены из России в 1995-м. В США уплыли 186 тонн топливного урана, для изготовления которых были переработаны 244 боеголовки общим весом в 6 тонн оружейного урана. Дальше конвейер доставки в США ядерного топлива заработал с нарастающим темпом. К исходу 2008-го - последние известные мне данные - были уже проданы 352 тонны - из оговоренных 500 - оружейного урана. Это количество соответствует 14 тысячам демонтированных боеголовок. --------------------------------------------------------------------------------- Официальные ведомства России максимально засекретили всю информацию, связанную с этой сделкой, но сведения о ней все же просочились в 1997-м в прессу. Потом к этой теме обращались депутаты Государственной Думы Игорь Родионов, Виктор Черепков и другие: они запрашивали Федеральное агентство по атомной энергии, Министерство обороны и главу государства с просьбой дать полную информацию по этому соглашению, но не получили удовлетворявших их ответов. Тем временем в американских изданиях промелькнули сообщения о том, что Россия сильно продешевила при совершении сделки, ибо стоимость 500 тонн урана значительно выше цены, которая была определена соглашением. Намекали, что В. Черномырдин получил очень крупный «откат» за эту сделку. Джордж Буш-старший публично назвал В. Черномырдина «коррупционером». Французская газета «Монд» также отметилась подобными публикациями. Виктор Степанович грозился подать на них в суд за диффамацию, но отказался от таких намерений. Почему – неизвестно. Я дважды публично выступал по вопросам этой сделки. Первый раз - в 2005-м на Всемирном Русском Народном соборе, второй – в бытность депутатом Госдумы в 2006-м году в Комитете по безопасности. Выступление было приурочено к выполнению Россией половины своих обязательств по этой сделке: в США было отгружено 250 тонн оружейного урана. Я выступил с предложением выйти из этой коммерческой сделки, поскольку в 2006-м Россия уже не испытывала никаких финансовых трудностей, и остающиеся 250 тонн оружейного урана были для безопасности государства несравненно ценнее 6 миллиардов долларов. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Меня не поддержали, и выполнение наших обязательств продолжалось. Нынешний руководитель Росатома Сергей Кириенко открыто заявил недавно, что Россия безусловно выполнит к 2013-му все свои обязательства по соглашению и с гордостью добавил: «Мы уничтожаем гораздо больше высокообогащенного урана, чем США и все другие страны вместе взятые». ------------------------------------------------------------------------------------------------- S.Kirienko -grazdanin IzraIya,ego nastojaschaja familiya Izraitel ######################################### Rossii neobxodimo 1.Razwernut RSMD s yabch protiv Izrailya . 2. Sposbstwowat sozdaniju MBR/ICBM s yabch w kazdoj strane ,wrzdebnoj bloku USA/NATO/Izrail Сейчас «придушенная» дискуссия свелась к вопросу о цене проданного урана. Самые отъявленные критики соглашения оценивают проданный уран в 8 триллионов долларов. Наиболее уравновешенные защитники позиции правительства сходятся на 50 миллиардах долларов - что в любом случае в 4 с лишним раза больше, чем реально полученная Россией сумма. Делались попытки определить стоимость проданного урана, сопоставив его энергетический потенциал с энергетическим потенциалом нефти. Нехитрые операции на калькуляторе показали: 1 тонна оружейного урана по тепловыделяющей способности равна 1 миллиону 350 тоннам нефти. Умножим эту последнюю цифру на 500 и получим 675 миллионов тонн нефти. Если принять среднюю цену нефти за 80 долларов за баррель, то окажется, что стоимость нашего урана, проданного в США, составила бы 405 миллиардов долларов, или в 35 раз больше, чем мы в реальности получили. Эти цифры наиболее близки к реальности. Но ведь не только деньгами – пусть даже очень большими - измеряется ценность оружейного урана. Россия уже никогда не сможет наработать такое его количество. Мы потеряли прежние месторождения урановой руды, оставшиеся в Казахстане, Узбекистане и на территории бывшей ГДР. В России сохранилась только одна шахта - в Иркутской области. Нет теперь и прежних обогатительных комбинатов. Когда руководителей нашей атомной промышленности упрекают в том, что мы продали за бесценок наше энергетическое будущее, они отмахиваются, уверяя, что у нас и без этого достаточно запасов расщепляющихся материалов. Но оппоненты не унимаются, настаивая на том, что, дескать, запасы оружейного урана у нас и в США были примерно одинаковыми, между 500 и 600 тоннами. Из этого делается вывод, что мы продали Соединенным Штатам практически большую часть нашего уранового достояния, чем нанесли непоправимый урон безопасности страны. Ссылаясь на данные американской прессы, оппоненты правительства утверждают, что США оценили свои запасы урана и плутония в 4 триллиона долларов, а скупили наши запасы за смехотворную сумму в 12 миллиардов. Внести ясность в эту запутанную ситуацию могли бы компетентные ведомства России, но они хранят гробовое молчание. С какой бы стороны мы не рассматривали эту сделку, придется признать, что она была крайне невыгодной для национальных интересов России. Соединенные Штаты, которые даже во сне мечтают об «атомной стерилизации» России, получили огромное преимущество в энергетической обеспеченности на длительный срок. Они мечтают о наступлении таких времен, когда у России будут вырваны «атомные зубы» и она утратит способность адекватно ответить на смертельный укус своего потенциального противника. Им долго ждать? Специально для Столетия http://www.stoletie.ru/rossiya_i_mir/dengi_lubat_tishinu_2011-03-09.htm http://com-stol.ru/?p=3502 http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=print&sid=2870
milstar: СССР был крупнейшим в мире производителем урана: восьмидесятые годы уранодобывающая промышленность СССР добывала до 16 тыс.т урана в год. http://profbeckman.narod.ru/RH0.files/21_2.pdf Казахстан. Во времена СССР на территории Казахстана уран добывали Прикаспийский горноплавильный комбинат (Актау) и Целинный горноперерабатывающий комбинат (Степногорск). Работали следующие горно-добывающие предприятия: пос.Аксуек (ст.Кияхты, Джамбульская обл.,разработка урановых руд; ст.Коктас, Джамбульская обл., разработка ураносодержащих медных руд); г.Степногорск, Целиноградская обл., добыча урана методом выщелачивания, переработка урановых руд на Целинном горнодобывающем комбинате; пос. Гранитогорск; Джамбульская обл., разработка и переработка урано- свинцовых руд. Казахстан обладает третьими в мире разведанными запасами урана, причем «дешевого». Запасы урана на территории республики составляют 900 тыс. тонн и, что важно, из них 600 тыс. тонн пригодны под способ подземного выщелачивания. Отдельные объекты Казахстана являются уникальными, т.к. в них сосредоточены сотни тыс. тонн урана в компактных и богатых для способа подземного выщелачивания рудах, например, месторождения Инкай, Мынкудук, Харасан. Уникальна по размерам запасов урана Чу- Сарысуйская ураново-рудная провинция в Южном Казахстане. С середины 90-х годов вся добыча в республике осуществляется только методом подземного выщелачивания. Эксплуатируется месторождения: Уванас, Восточный Мынкудук (запасы 22000 тонн, производительность 1000 т/г), Центральный Мынкудук (2000 тонн), Канжуган, Северный и Южный Карамурун с годовым объёмом добычи 2 тыс. т., оставшиеся в недрах суммарные запасы этих месторождений составляют 80 тыс. т. В начале нашего века начали добычу урана на рудниках Южный Моинкум и Акдала. В 2005 Сузакском районе Южно-Казахстанской области (пустыня Муюнкум) открылся новый завод по переработке урана (производительность 3200 т/г; при такой производительности запасов хватит на 400 лет). В Сузаке благоприятные природные условия для добычи урана. Ураносодержащая руда – на глубине 400–500 метров. Сверху слой глины и суглинков – породы очень мягкой для бурения и в то же время являющейся идеальным природным герметиком. Сузак относится к Чусарайской урановой провинции. Общие запасы Чусарайской и Сырдарьинской урановых провинций – 1 миллион 200 тысяч тонн, месторождения пригодны для подземного выщелачивания. В 2009 планируется начать промышленную разработку месторождения Корсан (запасы 60 тысяч тонн), а к 2011 выйти на производительность в 750 тонн урана в год и рудники Южный Инкай (2000 тонн), Ирколь (750 тонн), Харасан (2000 тонн), Западный Мынкудук (1000 тонн), Буденовское (1000 тонн). НАК "Казатомпром" участвует в работе двух совместных предприятий с фирмами Камеко и Кожема на отдельных частях месторождений Инкай и Моинкум, на которые приходится около 200 тыс. т разведанных запасов урана. В 2005 дало первую продукцию совместное казахско-киргизско-российское добывающее предприятие «Заречное», расположенное на территории Отрарского района Южно-Казахстанской области вблизи границ с Узбекистаном и Киргизией. Запасы 19 тысяч тонн урана. Отработка месторождения проводится методом сернокислотного скважинного подземного выщелачивания. Современная производительность 500 т/г, проектная мощность 700–800 тонн. Урановый концентрат доставляется на Кара-Балтинский горнорудный комбинат (Кыргызстан) для переработки в закись-окись урана. Полученный в Кыргызстане U3O8 направляется в Россию.
milstar: Так неподалеку от города Краснокаменск (460 км к юго-востоку от Читы), добывается 93 процента российского урана. Добычу осуществляет шахтным способом (ранее использовался и карьерный способ) "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" (ППГХО). Замечание. ОАО "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" (ОАО "ППГХО") - крупнейшее в России и одно из крупнейших уранодобывающих предприятий в мире. Ведет добычу урана шахтным способом на 15-ти урановых и молибденово-урановых месторождениях Стрельцовского рудного поля (на балансе предприятия по состоянию на 01 октября 2006 года находятся разведанные запасы урана в объеме 137 тыс. тонн). Годовое производство урана в последние 5 лет составляет около 3 тысяч тонн в год. Общая численность работников - 12,5 тыс. чел. Среднее содержание урана в руде - 0,38 %, годовая производительность рудника - 2,5 тыс. т урана (2000 г.). iz 2500 tonn yrana s konzetraziej 0.38% wixod 10 tonn oruzejnoho s konzetraziej pod 100 % ############################################################# Sdelka Gor .Chernomirdin eto 50 godowix dobich yrana Rossiej -pri konzetrazii 0.38%,planirujtsja k razrabotke 0.11% -sootw 170-180 let dobichi ,chtobi poluchit 500 tonn oruzejnogo
milstar: К 2005 существующий в России дефицит урана для собственных нужд составил 5 тыс. тонн в год и постоянно рост. Ситуация ухудшилась с началом атомной реформы, когда было принято решение по активному строительство в России новых АЭС с целью доведения доли атомной энергетики в производстве электричества до 25-30%. В 2004 добыла 32000 т урана при потребности 9900 т. (остальную часть обеспечивали поставки со складов – обеднение военного урана). Marionetochnoe prawitelstwo .... tem ne menee prodawali w USA ########################################## http://profbeckman.narod.ru/RH0.files/21_2.pdf
milstar: A one kiloton pure fission nuclear weapon can be fabricated with as little as one to three kilograms (kg) of plutonium --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- or three to eight kg of highly-enriched uranium (HEU). -------------------------------------------------------------------- There are roughly 300,000 kg of weapon-grade plutonium (WGPu) and some 2 million kilograms of HEU in nuclear weapon programs globally. Of these amounts over one-half (about 170,000 kg of WGPu and about 1.2 million kg of HEU) is in Russia, and about one-third to one-half of the Russian material is in some 20,000 intact weapons. ? sootweetstwuet istine ? Most of the remaining Russian materials are presumed to be in the form of warhead components in storage. In addition, Russia has about 30,000 kg of separated reactor-grade plutonium (RGPu) in storage. http://docs.nrdc.org/nuclear/files/nuc_06129701a_185.pdf
milstar: Dannie o minimume materiala neobx. dlja bombi A minimum mass of fission material is required for a nuclear blasting charge, e.g. 52 kg of U-235. The highly developed weapon technology in the nuclear weapon countries partly enables lower values, e.g. 15 kg and less for metallic U-235. http://www.euronuclear.org/info/encyclopedia/atomicbomb.htm metal sfera oruzejnij Pu -9-10 kg reaktornij Pu -13 kg 93 % U-235 -52 kg U-233 -16 kg http://en.wikipedia.org/wiki/Critical_mass
milstar: A single critical mass cannot cause an explosion however since it does not cause fission multiplication, somewhat more than a critical mass is required for that. But it does not take much more than a single critical mass to cause significant explosions. As little an excess as 10% (1.1 critical masses) can produce explosions of 10-20 tons. A mere 1.2 critical masses can produce explosive yield of 100 tons and 1.35 critical masses can reach 250 tons. At this point a nation with sophisticated weapons technology can employ fusion boosting to raise the yield well into the kiloton range without requiring additional fissile material. http://nuclearweaponarchive.org/News/DoSuitcaseNukesExist.html Xoroscho korreliruet s VNIITF ZBV-3 152 mm snarjad ,wes bch 17-18 kg ,moschnost do 1.5 kt http://www.vniitf.ru/index.php/2010-08-20-07-38-20/2010-05-28-08-21-09/2010-05-28-08-38-03/105-2009-04-23-05-01-25 The amount of fissile material that constitutes a "critical mass" varies with the material density and the type of neutron reflector present (if any). A high explosive implosion can compress fissile material to greater than normal density, thus reducing the critical mass. A neutron reflector reduces neutron loss and reduces the critical mass at a constant density. However generally speaking, adding explosives or neutron reflectors to a core adds considerably more mass to the whole system than it saves. A limited exception to this is that a thin beryllium reflector (thickness no more than the core radius) can actually reduce the total mass of the system, although it increases its overall diameter. For beryllium thicknesses of a few centimeters, the radius of a plutonium core is reduced by 40-60% of the reflector thickness. Since the density difference between these materials is on the order of 10:1, substantial mass savings (a couple of kilograms) can be achieved. At some point though increasing the thickness of the reflector begins to add more mass than it saves since volume increases with the cube of the radius. This marks the point of minimum total mass for the reflector/core system. A low yield minimum mass or minimum volume weapon would thus use an efficient fissile material (plutonium or U-233), a limited amount of high explosives (sufficient only to assembly the core, not to compress it to greater than normal density), and a thin beryllium reflector. We can now try to estimated the absolute minimum possible mass for a bomb with a significant yield. Since the critical mass for alpha-phase plutonium is 10.5 kg, and an additional 20-30% of mass is needed to make a significant explosion, this implies 13 kg or so. A thin beryllium reflector can reduce this by a couple of kilograms, but the necessary high explosive, packaging, triggering system, etc. will add mass, so the true absolute minimum probably lies in the range of 11-15 kg (and is probably closer to 15 than 11). Later and lighter 155 mm designs were also developed -- the W74 (canceled early in development), and the W-82/XM-785 shell. The W82 had a yield of up to 2 kilotons and weighed 43 kg (95 lb), but included a number of sophisticated additional features within this weight. neobxodimo wicherst massu zarjada srawniw s massoj obichnogo 155 mm ---------------------------------------------------------------------------------------- Since it was capable of being fielded with a "neutron bomb" (enhanced radiation) option, which is intrinsically more complex than a basic nuclear warhead, and was in addition rocket boosted, the actual minimum nuclear package was substantially lighter than the weight of the complete round. Its overall length was 86 cm (34"). It is reported that designs least as small as 105 mm (4.1 inches) are possible. A hypothetical 105 mm system developed for use in an artillery shell would be about 50 cm (20 inches) long and weigh around 20 kg. . If the yield is as much as 10 kilotons, then the device would have to be fusion boosted.
milstar: 4.2.3.2 Minimum Fissile Content The contrasting approach to minimizing size is to make a small explosion in the most efficient way as possible. This means applying the same principles as high efficiency design, but simply reducing the amount of fissile material to reduce the yield. The mass of the implosion system, and the tamper/reflector in this case will result in greater overall mass and volume, even though the fissile material weight is reduced. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Using an advanced flying plate design it is possible to compress a 1 kg plutonium mass sufficiently to produce a yield in the 100 ton range ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- . This design has an important implication on the type of fissile material that can be used. The high compression implies fast insertion times, while the low mass implies a low Pu-240 content. Taken together this means that a much higher Pu-240 content than normal weapon grade plutonium could be used in this type of design without affecting performance. In fact ordinary reactor grade plutonium would be as effective as weapon grade material for this use. Fusion boosting could produce yields exceeding 1 kt with this system. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-2.html A nominal yield fission weapon uses one critical mass of material (at normal density) and has a yield around 20 kt. HEU has a larger critical mass than plutonium, but its efficiency is lower so the yield of a nominal weapon of either material is roughly the same. ############################################################################################
milstar: В 2010 году в производстве металлов платиновой группы на расположенных в России предприятиях «Норильского никеля» наблюдался умеренный рост. Поставки палладия выросли на 2%, составив 84,59 т, а платины — на 5% (до 25,66 т). Ключевым драйвером производства платиноидов в России является добыча никеля и меди, которые извлекаются совместно с указанными выше металлами. В 2011 году компания «Норильский никель» произвела около 21 т платины. Производство платины в РФ осуществляется также на Дальнем Востоке в Хабаровском крае и на Камчатке. http://rosinvest.com/acolumn/blog/cvetnaya_metallurgiya/258.html
milstar: 2000 god По данным Йор-сан Чой (МАГАТЭ), запасы гражданского плутония последние несколько лет быстро росли и сейчас превышают 200 т. При эксплуатации АЭС на урановом топливе плутоний накапливается в облучённом топливе, частично выгорает, частично остаётся в смеси с недогоревшим ураном-235, матричным ураном-238 и продуктами деления. Суммарное содержание изотопов плутония от Pu238 до Pu242 в отработанном топливе легководного реактора составляет около 1%. При ежегодной выгрузке 24 т облучённого топлива из одного блока ВВЭР-1000 получается, что реактор производит примерно 240 кг энергетического, или гражданского, плутония в год. http://wsyachina.narod.ru/technology/plutoniy.html
milstar: Плутоний из энергетических реакторов обычно называют „гражданским“ или „энергетическим“; а наработанный в специальных (промышленных) реакторах, — „оружейным“. Как нетрудно заметить, это материалы, существенно различающиеся по изотопному составу. В разных реакторах при разном выгорании топлива образуется плутоний, состав которого значительно варьируется. Кроме того, в мире существуют сотни различных исследовательских реакторов, отработавшее топливо которых может иметь совсем другой состав. Поэтому, если обнаружен, например, контрабандный плутоний, по его изотопному составу можно ориентировочно оценить, из топлива какого реактора он выделен и, что самое важное, имеет ли он отношение к ядерному оружию. Если состав отличается от приведённого в табл. 2, то, вообще говоря, идентифицировать источник такого плутония непросто. http://wsyachina.narod.ru/technology/plutoniy_2.html
milstar: A 5 kg mass of 239Pu contains about 12.5 × 10^24 atoms. With a half-life of 24,100 years, about 11.5 × 10^12 of its atoms decay each second by emitting a 5.157 MeV alpha particle. This amounts to 9.68 watts of power. Heat produced by the deceleration of these alpha particles makes it warm to the touch.
milstar: Plutonium-238, is a radioactive isotope of plutonium with a half-life of 87.7 years. Because it is a very powerful alpha emitter that does not emit significant amounts of other, more penetrating and thus more problematic radiation, this isotope is used for radioisotope thermoelectric generators (RTGs) and radioisotope heater units. One gram of plutonium-238 generates approximately 0.5 watts of power. 1 kg - 0.5 kwt The United States currently has limited facilities to produce plutonium-238.[3] Since 1993, all of the plutonium-238 the U.S. has used in space probes has been purchased from Russia. In total, 16.5 kilograms have been purchased.[4] In 2009 the U.S. Department of Energy requested funding to restart domestic production, after production has been restarted it would take at least five years to get enough for a single spacecraft.[5][6] As of late 2011, domestic production has yet to be restarted. Jim Adams, deputy director of planetary science at NASA, says that there is enough of the fuel for NASA missions to around 2022. He says if NASA does not get more after that, "then we won't go beyond Mars anymore. We won't be exploring the solar system beyond Mars and the asteroid belt."[6] Len Dudzinski of NASA has said that American access to Plutonium-238 is the reason why it is the only country to have sent a science mission further than Mars, where solar power drops off rapidly.[6
milstar: The laboratories’ research teams also determined that the minimum lifetime for most of the plutonium pits in the nation’s nuclear weapon stockpile is at least 85 years—25 to 40 years longer than scientists had previously estimated. JASON, an independent panel of scientists who advise the government on science and technology, reviewed the scientific studies used to assess pit lifetimes. The JASON reviewers concluded that the credible lifetime for most of the pit types is at least 100 years. They also noted that mitigation plans have been proposed or are being implemented for those types with less than 100 years of projected stability. https://www.llnl.gov/str/May07/Schwartz.html
milstar: US, Russia to dispose off tonnes of weapon-grade plutonium Indo-Asian News Service | Updated: January 25, 2012 18:31 IST Washington: The US and Russia will dispose 34 tonnes of excess weapon-grade plutonium each that is enough material for approximately 17,000 nuclear weapons, RIA Novosti quoted a US official as saying. According to a US State Department official, the US and Russia are successfully implementing their nuclear disarmament agreements and are continuing to work on the next steps in this direction. Addressing the Conference on Disarmament in Geneva, Rose Gottemoeller, the assistant secretary of the Bureau of Arms Control, Verification and Compliance, said that last year "the US-Russian Plutonium Management and Disposition Agreement (PMDA) and its protocols came into force." "The PMDA commits the United States and the Russian Federation each to dispose of no less than 34 metric tonnes of excess weapon-grade plutonium -- enough material in total for approximately 17,000 nuclear weapons," she added. The New START document, signed by the Russian and US presidents in 2010, cuts both countries' strategic nuclear arsenals to a maximum of 1,550 warheads, down from the previous ceiling of 2,200. "The New START treaty entered into force on February 5, 2011. Implementation is going well and continues to contribute positively to the US-Russian relationship," she said. "The treaty represents a strong foundation for further bilateral reductions and an important step on the path towards a world without nuclear weapons. Discussions between our two governments on the next steps are underway," Gottemoeller said. Last November, Russian President Dmitry Medvedev warned that Russia would deploy missiles and may opt out of the New START nuclear reductions agreement if Russia, the United States and NATO failed to find a way to work together on European missile defences. http://www.ndtv.com/article/world/us-russia-to-dispose-off-tonnes-of-weapon-grade-plutonium-170402
milstar: It takes about 10 kilograms of nearly pure Pu-239 to make a bomb. Producing this requires 30 megawatt-years of reactor operation, with frequent fuel changes and reprocessing of the 'hot' fuel. Hence 'weapons-grade' plutonium is made in special production reactors by burning natural uranium fuel to the extent of only about 100 MWd/t (effectively three months), instead of the 45,000 MWd/t typical of LWR power reactors. Allowing the fuel to stay longer in the reactor increases the concentration of the higher isotopes of plutonium, in particular the Pu-240 isotope. For weapons use, Pu-240 is considered a serious contaminant, due to higher neutron emission and higher heat production. It is not feasible to separate Pu-240 from Pu-239. http://www.world-nuclear.org/info/inf15.html
milstar: By the end of 1995 about 1270 tonnes of plutonium had been produced world wide, 257 tonnes for weapon use, the rest as a by-product of commercial power production. Due to the rapid recent growth of the world wide nuclear power industry, reactor grade uranium is currently being generated by commerical operations at a rate of 75 tonnes/yr. About 210 tonnes of the commercial plutonium has been separated from nuclear fuel (and all of the military plutonium, of course) so far. Reprocessing is producing about 18 tonnes a year right now (only the UK, France, Russia, Japan, and India engage in reprocessing). In Sept. 1998 the prices charged by the ORNL Isotopes Division for different isotopes of plutonium was $8.25/mg of Plutonium-238 (97% purity); $4.65/mg of Plutonium-239 (>99.99%); $5.45/mg of Plutonium-240 (>95%); $14.70/mg of Plutonium-241 (>93%); and $19.75/mg of Plutonium-242. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq6.html
milstar: For use in weapons plutonium is normally stabilized in the delta phase by alloying it with 3-3.5 molar% gallium (0.9-1.0% by weight). This alloy is stable from at least -75 to 475 degrees C. The stabilization prevents low temperature phase changes from occurring after fabrication that would ruin the precisely made components of a weapon. It has an almost zero coefficient of expansion. It also makes casting easier since only the epsilon -> delta phase change occurs during cooling. Finally, the gallium reduces the susceptibility to corrosion of plutonium. The 3% gallium alloy was used in the Gadget and Fat Man bombs. Aside from this alloying agent the plutonium was otherwise highly pure. Alpha phase plutonium is known to have been used as weapon components however. Aluminum is a good alloying agent, but early in the U.S. weapons program it was not used in weapons due to the existence of neutron producing alpha->n reactions (see below). Cerium is not used since (among other reasons) it does not confer corrosion resistance. Plutonium pits are plated with metal (usually nickel) to protect them from corrosion, as well as reducing the radiological hazard. The hemispheres for Gadget were electroplated with nickel (also reported - apparently incorrectly - as being silver), a process that was not very successful and led to blistering. A process was developed for chemically plating the surface by exposing the plutonium pit to a nickel carbonyl atmosphere. The pits for the Fat Man bomb as well as the Operation Crossroads devices were plated with nickel, as was the pit for Joe 1/RDS-1. Evaporation coating with aluminum and electroplating with zinc do not work. A potentially serious problem with using plutonium in weapons is the existence of a high spontaneous neutron emission rate. The presence of neutrons during the assembly of a supercritical mass leads to a premature nuclear reaction, an inefficient release of energy, even a near total weapon failure in some cases. There are two sources for this neutron background. The most important is the presence of the isotope Pu-240, which spontaneously fissions fast enough to release some 10^6 n/sec/kg. This isotope inevitably forms during Pu-239 production. The second source is from the interaction of the strong alpha emissions with light element contaminants in the plutonium. Although this problem aroused great concern on the Manhattan Project when the use gun assembly was originally planned, the discovery of the Pu-240 problem rendered it moot. To minimize (but not eliminate) this problem the presence of light elements (especially beryllium, fluorine, and boron) must be kept to parts-per-million levels, a task of substantial difficulty. Aluminum also undergoes the alpha -> n reaction to some extent making it less desirable as an alloying agent in weapons, although with modern weapons grade plutonium this contribution to neutron emissions is insignificant. Ultimately the satisfactory performance of gallium alloys, the established base of experience with them, and the relative unimportance of such issues as the cost of the alloying agent preclude the consideration of agents like aluminum. The original techniques for preparing plutonium metal involved pyrochemical reduction of plutonium halides with alkali metals. Typically PuF4 was reduced with calcium and iodine, this was the standard method in the U.S. at least into the 1970s. Higher purity can be achieved by electrorefining of the pyrochemically produced metal (a step not necessary for weapons use). This makes use of an electrolytic cell at 700 C, with a sodium, potassium, and plutonium chloride electrolyte, and a tungsten or tantalum cathode, and produces 99.99% pure plutonium. More recent techniques are based on direct pyrochemical reduction and electrorefining of plutonium oxides. Among other advantages, these processes produce fewer waste products that must be disposed of. Handling of molten plutonium, and plutonium casting, is performed today using equipment made of slightly oxidized tantalum. Casting molds can also be made of machined graphite, mild steel, or cast iron if they are lined with calcium fluoride or the oxides of zirconium or yttrium. It has also been discovered that pure plutonium can be successfully cast in chilled aluminum molds. The cooling is so fast that the intermediate phase transformations, which occur relatively slowly, are almost entirely bypassed. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq6.html
milstar: n Sept. 1998 the prices charged by the ORNL Isotopes Division for different isotopes of plutonium was $8.25/mg of Plutonium-238 (97% purity); $4.65/mg of Plutonium-239 (>99.99%); ########################### $5.45/mg of Plutonium-240 (>95%); $14.70/mg of Plutonium-241 (>93%); and $19.75/mg of Plutonium-242. t..e dlja standartnoj 10 kg Pu.-239 bombi stoimost materiala primerno 50 000 $ ( ochewidno neb. priubilju 10-20% dlja proizwoditelja) w 1998 14 -15 let spustja po sootn k VVP do 100 000 $ za 10 kg oruzejnogo Pu-239 ################################################
milstar: 6.2.2.4 Pu-238 This isotope has a spontaneous fission rate, 1.1x10^6 fission/sec-kg (2.6 times that of Pu-240) and a very high heat output (567 W/kg!). ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Its very high alpha activity (283 times higher than Pu-239) makes it a much more serious source of neutron emission from the alpha -> n reaction. In high-burnup commerical reator fuels it makes up no more tha one or two percent of plutonium composition in extracted plutonium, but even so the neutron production and heating can make it very troublesome. It is used in radioisotope thermal generators (RTGs) which produce electricity for applications such as long duration space missions such as Cassini and deep sea intelligence gathering systems. For these purposes it is produced by bombarding pure neptunium-237 targets in breeding reactors. Its specific activity is 17.5 Ci/g. 20 kg eto 11 kwt -interesnaja alternativa k GaAS solnechnim battarejam ( Van Hallen belt snizaez srok ekspluatazii ) i Yadernomu reaktoru(bolschoj wes ) dlja woennix sputnikow swjazi
milstar: .2.2.5 Pu-239 Pu-239 is the only desired isotope for weapons use, other isotopes are important through their adverse effects. Pu-239 has higher fission and scattering cross sections than U-235, and a larger number of neutrons produced per fission, and consequently a smaller critical mass. Pure Pu-239 has a moderate rate of neutron emission from spontaneous fission, about 10 fission/sec-kg (some 30 neutrons/sec-kg). Considering the small critical mass required, 6 kg or less, gun assembly could be used if pure Pu-239 were available (although, due to its high alpha activity, light element impurities would have to be kept to a few ppm to avoid alpha -> n reactions). The relatively short half-life of Pu-239 (compared with U-235) means that a significant amount of energy is emitted through radioactive decay. In fact Pu-239 produces 1.92 watt/kg. This is higher than the average metabolic rate of an adult human by weight, and the output is concentrated in one-twentieth the volume. Pieces of Pu-239 are consequently quite warm. If a piece were thoroughly insulated, its temperature would rise from room temperature to the boiling point of water in less than two hours, and to the alpha-beta transition point soon after. This presents a problem in weapon design since elevated temperatures can be reached from self-heating, even if environmental heating is avoided. It is this concern about an alpha phase pit reaching the alpha->beta transition temperature that prevents this phase from being used in weapons. The specific activity of Pu-239 is 61.5 milliCi/g. The plutonium used in the U.S. weapons program was produced at Hanford, Washington and Savannah River, Georgia. Soviet/Russian plutonium production is located at Kyshtym, near Chelyabinsk. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq6.html
milstar: The production in a breeder reactor is determined by the reactor operating power. Typically these reactors produce somewhat less than one atom of product for every atom consumed by fission. The breeding ratio (number of product atoms/number of fuel atoms) is usually 0.8-0.9. U.S. isotope reactors at Savannah, GA have a ratio of 0.86. A reactor consumes about one gram of fuel for every megawatt-day of operation,. A 100 megawatt reactor can thus produce about 85 g of Pu a day, or 1 g of tritium. Natural uranium fueled breeder reactors may have a higher breeding ratio than this for plutonium, but they have limited capacity for producing other isotopes. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq6.html
milstar: Experience with small nuclear devices indicates that it is impossible to make a nuclear device with a total mass less than the bare sphere critical mass of the fissile material used. Beryllium reflectors and high explosives can reduce the fissile mass required as indicated, but at the expense of adding more weight than is saved. Thus a nuclear device smaller than 2 kilograms or so using Cf-251 is almost certainly impossible. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq6.html
milstar: Three enrichment levels were produced: 95.5% Li-6, 60% Li-6, and 40% Li-6. The depleted lithium contained 1-4% Li-6. Lithium enriched to 95% Li-6 was used in the Castle Union test on 25 April 1954 that produced a 6.9 Mt yield (1.9 Mt from fusion). 40% Li-6 was used in the 15 Mt Castle Bravo test on 28 February 1954 (5 Mt fusion). But natural lithium was used in Castle Romeo (26 March 1954), giving a 11 Mt yield (4 Mt fusion). The U.S. produced 442.2 tonnes of enriched lithium (of various grades) between 1954 and 1963, with 30,917 tonnes of depleted lithium hydroxide monohydrate as tails (this is a lithium content of 5152 tonnes). Much of this depleted lithium has been offered for sale as surplus since 1968. 10,467 tonnes of natural LiOH.H2O remain in inventory. In Sept. 1997 ORNL was offering Li-6 of 95-96% purity for sale at $1.30 per gram. High purity (>99%) Li-7, which is not the normal byproduct of Li-6 enrichment, was offered for $6.70 per gram.
milstar: С 1949 по 1988 г. производство оружейного урана осуществлялось обогатительными заводами Свердловска-44, Томска-7, и Красноярска-45. Химико-металлургические работы с оружейным ураном проводились в Челябинске-65 и Томске-7. Производство плутония в России продолжается — ежегодно около 1 т энергетического плутония выделяется при переработке отработавшего топлива реакторов ВВЭР-440 на заводе РТ-1 в Челябинске-65, примерно 1.5 т плутония оружейного качества нарабатывается тремя промышленными реакторами в Красноярске-26 и Томске-7.75 В настоящее время оружейный плутоний является побочным продуктом производства реакторами Красноярска-26 и Томска-7 http://scilib.narod.ru/Nukes/Podvig/Podvig.htm#3_02_02_01_03_02 Запасы оружейных делящихся материалов в России оцениваются в более чем 1000 т оружейного урана и до 150 т оружейного плутония. Промышленное производство плутония осуществлялось интегрированным комплексом трех комбинатов: Челябинск-65, Томск-7 и Красноярск-26. iz nix 500 tonn prodanno USA Плутоний-239, основной изотоп плутония, используемый в ядерных взрывных устройствах, получается в любом ядерном реакторе, работающем на урановом топливе при захвате нейтрона ядром урана-238. В России практически весь оружейный плутоний был наработан в специальных промышленных реакторах
milstar: 06.06.2008, 03:00 Вчера на Сибирском химкомбинате, что расположен на территории атомного ЗАТО Северск в 15 километрах от Томска, заглушен последний из пяти работавших здесь промышленных реакторов по наработке ядерно-оружейных материалов - плутония и трития. http://www.rg.ru/2008/06/06/reaktor.html 15.04.10 оссия остановила сегодня последний ядерный реактор-наработчик оружейного плутония Россия остановила сегодня последний ядерный реактор-наработчик оружейного плутония. Он расположен в Железногорске Красноярского края. В 12:00 по местному времени (08:00 мск) на пульте управления реактором АДЭ-2 http://www.strf.ru/material.aspx?CatalogId=222&d_no=29423 Реакторы. Первый реактор (АД) был запущен в 1959 году, второй реактор (АД-1) - в 1961 году, а третий (АДЕ- 2) - в 1964 году. Все три реактора уран-графитовые, аналогичные гражданским реакторам типа РБМК. Первые два реактора вероятно идентичны с реакторами-размножителями для производства плутония на х/к "Маяк" (АВ-1, АВ-2, АВ-3) с 2001 топливными каналами. Последний реактор (АДЕ-2) по всей видимости имеет 2832 канала, из них 120 каналов контроля. Тритий в Железногорске не производится. Производительность каждого реактора рассчитана на 0,5 тонн плутония в год.
milstar: в Хэнфорде (США) на тепловых нейтронах. Заработал он 26 сентября 1944, мощность - 250 МВт, производительность - 6 кг плутония в месяц. --------------------------- Moschnost Sowetskix ADE -42 kg w mesjac ? Soderzanie Pu -240 bolsche ? Он содержал около 200 тонн металлического природного урана, 1200 тонн графита и охлаждался водой со скоростью 5 кубометров/мин. Общую меру облученности (отработанности) топливного элемента выражают в мегаватт-днях/тонну (МВт-день/т). Плутоний оружейного качества получается из элементов, с небольшим количеством МВт- день/т, в нем образуется меньше побочных изотопов. Топливные элементы в современных водо-водяных реакторах достигают уровня в 33 000 МВт-день/т. Типичная экспозиция в оружейном бридерном (с расширенным воспроизводством ядерного горючего) реакторе 1000 МВт-день/т. Плутоний в Хэнфордских реакторах с графитовым замедлителем облучается до 600 МВт-день/т, в Саванне на реакторе на тяжелой воде производится плутоний такого же качества при 1000 МВт-день/т (возможно из-за того, что часть нейтронов уходит на образование трития). Во время Манхэттенского проекта в реакторе В топливо из природного урана получало всего 100 МВт-день/т, таким образом, получался очень высококачественный плутоний-239 (всего 0.9-1% 240Pu, ---------------------------------------------------------------------------------------------------- остальные изотопы еще в меньших количествах). http://www.economics.kiev.ua/index.php?id=994&view=article а в октябре 1952 запущен четвертый уран-графитовый реактор-наработчик плутония АВ-3 мощностью 1000 МВт (остановлен в ноябре 1990). Позднее введено в строй несколько тяжёловодных реактор-наработчиков плутония. Всего на комбинате «Маяк» в разные годы были введены в эксплуатацию 10 реакторов разной модификации, 8 из которых остановлены до 1991 года.
milstar: Назначение АДЭ-4 и АДЭ-5 — реакторов типа ПУГР, наработка оружейного плутония, что изначально предопределило ряд конструктивных особенностей, обеспечивающих их повышенную внутреннюю самозащищенность по сравнению с энергетическими реакторами типа РБМК. В числе этих особенностей: - паровой коэффициент реактивности разогретого реактора, хотя и имеет слабоположительное значение, но оно существенно меньше, чем у РБМК, а значит, неуправляемый разгон мощности реактора исключен; - время ввода в активную зону стержней управления и защиты не превышает 6 с, и нежелательные процессы за такой короткий срок не могут развиться; - в качестве основного делящегося материала используется необогащенный уран природной концентрации по изотопу уран-235, т.е. количество локальных критических масс в активной зоне ПУГР в десятки раз меньше, чем в РБМК; - средняя температура графита в активной зоне ПУГР существенно меньше, чем в РБМК, т.е. ПУГР имеет значительно более низкую запасенную в активной зоне энергию.
milstar: Красноярский горно- химический комбинат (Железногорск, Красноярск-26). В год реакторы АДЭ-2, АДЭ-4 и АДЭ-5 вместе нарабатывают 1500 кг плутония. Ris 11 . Sowetskie reaktori ADE 1-5 do 500 kg plutonija w god na kazdom Moschnost 1600 megawatt/1900 megawatt
milstar: 1.Neobxodimo wijti iz wsex soglaschenij s USA 2. Wozobnowit rabotu reaktorow dlja polucheniaj oruzejnogo plutonija 3.Rassmotret wozmoznost razrabotki novix reaktorow dlja poluchenija oruzejnogo plutonija 4. Rassmotret wozmoznost proizwodstwa neskolkix desjatkow rekatorow dlja polucheniaj oruzejnogo plutonija dlja sprawki chislo reaktorow dlja poluchenija oruzejnogo plutonija 1987 1. Majak Cheljabinsk-65 -3 2. Sewersk/Tomsk-7 -5 3. GKX/Krasnojarsk -26 -3 -------------------------------- Itogo -11
milstar: 7.2.3 Оружейный плутоний Наиболее важным является оружейный плутоний, т.е. высоко обогащённый плутоний (степени обогащения по плутонию-239 93% и выше). Он нарабатывается на промышленных реакторах при малых продолжительностях компании (менее 1 месяца). В таких условиях нарабатывается в основном 239Pu. Другие изотопы возникают в незначительном количестве. При составе: 93.4% 239Pu, 6.0% 240Pu и 0.6% 241Pu плутоний обладает следующими свойствами: начальная тепловая мощность свежевыработанного оружейного плутония 2.2 Вт/кг, уровень спонтанного деления 27100 делений/с. По прошествии пары десятилетий, большая часть 241Pu превратится в 241Am, существенно увеличив тепловыделение - до 2.8 Вт/кг. Поскольку 241Pu прекрасно делится, а 241Am - нет, это приводит к снижению запаса реактивности плутония и должно приниматься в расчет конструкторами атомной бомбы. Вследствие малой разницы в массах 239Pu и 240Pu, эти изотопы не разделяются промышленно широко распространенными способами обогащения. Единственный способ произвести более чистый 239Pu - сократить время пребывания в реакторе кассеты с 238U. К оружейному плутонию предъявляются строгие требования с точки зрения его изотопного состава. Основным нежелательным изотопом является 240Pu (этот изотоп имеет тенденцию накапливаться в твэлах энергетических реакторов). Дело в том, что мощность ядерного заряда сильно зависит от содержания в нем изотопа 240Рu. Изотоп 240Рu является источником нейтронов спонтанного деления, каждый акт которого сопровождается испусканием 2,1 нейтронов со средней энергией 2,5 МэВ. При этом удельный поток нейтронов в полный телесный угол 4π составляет 1,02*103 с-1 т-1. Нейтроны от спонтанного деления 240Рu вызывают предынициирование ядерного взрыва и тем самым делают его мощность труднопредсказуемой. Поэтому в оружейном плутонии содержание не должно превышать 2-3%. Замечание. Плутоний, выделяемый из ОЯТ энергетических реакторов, так же пригоден для изготовления ядерных взрывных устройств (ЯВУ), что и подтвердили испытания ядерных бомб с использованием энергетического плутония, осуществленные в 1962 г. в Неваде (США) и в 1974 г. в Индии. Однако атомная бомба из реакторного плутония будет маломощной и обращение с ней будет затруднено из-за интенсивного сопутствующего гамма-излучения, отсутствующее у «нормальной» плутониевой бомбы. Нежелательным является и присутствие в оружейном плутонии изотопа 241Pu, т.к. при хранении ядерного материала образуется 241Am – источник жёсткого гамма-излучения, что значительно осложняет обращение с атомным оружием. Оружейный плутоний, обычно получаемый на промышленных реакторах, можно получить и из отработанных твэлов энергетических реакторов. Однако, в этом случае приходится прибегать к дорогостоящей процедуре разделения изотопов плутония. Применение известных технологий обогащения урана для удаления нежелательных изотопов из реакторного плутония технически возможно. Оно осложнено присутствием множества изотопов, отличающихся друг от друга всего одной атомной единицей массы (235U и 238U отличаются на 3), что Плутоний Содержание учитываемого изотопа, %  Сверхчистый Оружейный Топливный Реакторный (энергетический) Промышленный Медицинский 240Pu≤2-3 2-3<240Pu<7 7≤240Pu<19 240Pu>19 20≤238Pu≤80 238Pu>80   существенно снижает и без того небольшой коэффициент сепарации. Требуется двухпроходное разделение - сначала удаляются тяжелые изотопы - 240Pu и выше, а затем (в зависимости от начального содержания и нежелательности нагрева), отделяется 238Pu. Токсичность, нейтронное излучение и самонагрев плутония во входном и выходном потоках, в обогащенном продукте - все эти факторы еще больше усложняют технологию разделения плутония по сравнению с ураном. Есть и облегчающий процесс обогащения момент - масса сырья, которая должна быть переработана, более чем на два порядка меньше, чем при разделении природного урана. Это происходит из-за высокого изначального содержания 239Pu (60 - 70% по сравнению с 0.72% у урана) и из-за меньшей критической массы плутония (6 против 15 кг). Даже со всеми указанными выше сложностями, завод по обогащению плутония будет много меньше уранового при любой технологии разделения.
milstar: Есть и облегчающий процесс обогащения момент - масса сырья, которая должна быть переработана, более чем на два порядка меньше, чем при разделении природного урана. ------------------------------------------------------------------ Это происходит из-за высокого изначального содержания 239Pu (60 - 70% по сравнению с 0.72% у урана) и из-за меньшей критической массы плутония (6 против 15 кг). Даже со всеми указанными выше сложностями, завод по обогащению плутония будет много меньше уранового при любой технологии разделения.
milstar: The "size" of a nuclear reactor is generally indicated by its power output. Reactors to generate electricity are rated in terms of the electrical generating capacity, MW(e), meaning megawatts of electricity. A more important rating with regard to production of nuclear explosive material is MW(t), the thermal power produced by the reactor. As a general rule, the thermal output of a power reactor is three times the electrical capacity. That is, a 1,000 MW(e) reactor produces about 3,000 MW(t), reflecting the inefficiencies in converting heat energy to electricity. A useful rule of thumb for gauging the proliferation potential of any given reactor is that 1 megawatt-day (thermal energy release, not electricity output) of operation produces 1 gram of plutonium in any reactor using 20-percent or lower enriched uranium; consequently, a 100 MW(t) reactor produces 100 grams of plutonium per day and could produce roughly enough plutonium for one weapon every 2 months. Light-water power reactors make fewer plutonium nuclei per uranium fission than graphite-moderated production reactors. http://www.fas.org/nuke/intro/nuke/plutonium.htm
milstar: Primer Na Indijskom Fast Breedere str. 24 ,za god Core 541.6 kg Pu -239 60.2% Axial blanket - 51.76 kg 96.543 % - Weapon grade Radial Blanket - 91.04 kg 94.265% -Weapon grade ---------------------------------------------------------- Itogo za god 150.2 kg Pu-239 weapon grade 95.3% ################################ http://www.princeton.edu/~aglaser/talk2006_princeton.pdf
milstar: Fusion-boosted fission bombs can also be made immune to neutron radiation from nearby nuclear explosions, ###################################################### which can cause other designs to predetonate, blowing themselves apart without achieving a high yield. The combination of reduced weight in relation to yield and immunity to radiation has ensured that most modern nuclear weapons are fusion-boosted. ########################################################################### http://en.wikipedia.org/wiki/Boosted_fission_weapon 4.3.1 Fusion Boosted Fission Weapons Fusion boosting ######## is a technique for increasing the efficiency of a small light weight fission bomb by introducing a modest amount of deuterium- tritium mixture (typically containing 2-3 g of tritium) inside the fission core. ####################################################### As the fission chain reaction proceeds and the core temperature rises at some point the fusion reaction begins to occur at a significant rate. This reaction injects fusion neutrons into the core, causing the neutron population to rise faster than it would from fission alone (that is, the effective value of alpha increases). The fusion neutrons are extremely energetic, seven times more energetic than an average fission neutron, which causes them to boost the overall alpha far out of proportion to their numbers. Is this due to several reasons: 1. Their high velocity creates the opposite of time absorption - time magnification. 2. When these energetic neutrons strike a fissile nucleus a much larger number of secondary neutrons are released (e.g. 4.6 vs 2.9 for Pu-239). 3. The fission cross section is larger in both absolute terms, and in proportion to scattering and capture cross sections. Taking these factors into account, the maximum alpha value for plutonium (density 19.8) is some 8 times higher than for an average fission neutron (2.5x10^9 vs 3x10^8). A sense of the potential contribution of fusion boosting can be gained by observing at 1.5 g of tritium (half an atom mole) will produce sufficient neutrons to fission 120 g of plutonium directly, and 660 g when the secondary neutrons are taken into account. This would release 11.6 kt of energy, and would by itself result in a 14.7% overall efficiency for a bomb containing 4.5 kg of plutonium (a typical small fission trigger). The fusion energy release is just 0.20 kt, less than 2% of the overall yield. Larger total yields and higher efficiency is possible of course, since this neglects the fission-only chain reaction required to ignite the fusion reaction in the first place and that fission multiplication would continue significantly beyond the fissions caused by the fusion induced secondaries. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-3.html
milstar: US nuclear weapons are known to incorporate tritium as a high pressure gas, that is kept in a reservoir external to the core (probably a deuterium - tritium mixture). The gas is vented into the weapon core shortly before detonation as part of the arming sequence. Initial densities with a room- temperature gas (even a very high pressure one) are substantially lower than liquid density. The external gas reservoir has the important advantage though that it allows the use of "sealed pit", a sealed plutonium core that does not need servicing. The tritium reservoir can be easily removed for repurification and replenishment (removing the He-3 decay product, and adding tritium to make up for the decay loss) without disturbing the weapon core. A possible alternative the use of a high pressure gas reservoir is to store the gas in the form of a metal hydride powder, uranium hydride (UH3) for example. The hydrogen can be rapidly and efficiently released by heating the hydride to a high temperature - with a pyrotechnic or electrical heat source perhaps. A problem with using hydrogen gas is that it reacts very rapidly with both uranium and plutonium to form solid hydrides (especially plutonium, the Pu-H reaction rate is hundreds of times higher than that of any other metal). The formation of hydrides is very undesirable for the boosting process since it dilutes the gas with high-Z material. This can be prevented by lining boost gas cavity with an impermeable material. Thin copper shells have been used for this purpose. Alternatively the injection of fusion fuel could simply be conducted immediately before detonation, reducing contact between the core and the hydrogen isotope mixture to no more than a few seconds. Lithium hydrides achieve an atomic density of hydrogen that is about 50% higher than in the liquid state, and since the hydride is a (relatively) stable inert solid it is also easy to handle. A key disadvantage is that the hydride must be permanently incorporated into the core requiring complete core removal and disassembly to replenish and purify the tritium. The ideal location for the boosting gas ######################### http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-3.html would seem to be in a cavity in the very center of the fissile mass, since this would maximize the probability of neutron capture, and the core temperature is also highest there. In a levitated core design, this would make the levitated core into a hollow sphere. This is not desirable from the viewpoint of efficient fissile material compression however since a rarefaction wave would be generated as soon as the shock reached the cavity wall.
milstar: http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq12.html
milstar: The explosive efficiency of Little Boy was 0.23 kt/kg of fissile material (1.3%), compared to 2.8 kt/kg (16%) for Fat Man (both are adjusted to account for the yield contribution from tamper fast fission). Use of 93.5% U-235 would have at least doubled Little Boy yield and efficiency, but it would still have remained disappointing compared to the yields achievable using implosion and the same quantity of fissile material. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html
milstar: Plutonium is commonly divided into categories based on the Pu-240 content: < 3% Super grade 3-7% Weapons grade (normally 6-6.5%) 7-19% Fuel grade > 19% Reactor grade (spent fuel of LW power reactors) The first US plutonium weapon (Fat Man) used plutonium with a Pu-240 content of only 0.9%, largely due to the hurried production schedule (only 100 MWD/tonne irradiations were used to get the plutonium out of the pile and into bombs quickly). Modern US nuclear weapons use weapons grade plutonium with a nominal 6.5% Pu-240 content. A lower Pu-240 content is not necessary for correct weapon functioning and increases the cost. The US has produced low-burnup supergrade plutonium to blend with higher burn-up feedstocks to produce weapons grade material. Plutonium produced in power reactors varies in composition, but its isotope profile remains broadly similar. If U-238 is exposed to extremely high burn-ups as in some fast breeder reactor designs (100,000 MWD/tonne), or if plutonium is separated from spent fuel and used as fuel in other reactors, it tends toward an equilibrium composition. Representative plutonium compositions are: Pu-238 Pu-239 Pu-240 Pu-241 Pu-242 Weapon Grade 0.0% 93.6% 5.8% 0.6% 0.0% 0.0% 92.8% 6.5% 0.7% 0.0% Reactor grade 2.0% 61.0% 24.0% 10.0% 3.0% Equilibrium 4.0% 32.0% 34.0% 15.0% 15.0% http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html
milstar: 10 000 rad -smert 49 chasow pozse str .28 http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?00314607.pdf http://en.wikipedia.org/wiki/Demon_core
milstar: 4.1.7.3 Tampers and Reflectors Although the term "tamper" has long been used to refer to both the effects of hydrodynamic confinement, and neutron reflection, ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- I am careful to distinguish between these effects. I use the term "tamper" to refer exclusively to the confinement of the expanding fissile mass. #### I use "reflector" to describe the enhancement of neutron conservation through back-scattering into the fissile core. ##### One material may perform both functions, but the physical phenomenon are unrelated, and the material properties responsible for the two effects are largely distinct. In some designs one or the other function may be mostly absent, and in other designs different materials may be used to provide most of each benefit. Since the efficiency of a fission device is critically dependent on the rate of neutron multiplication, the effect of neutron conservation due to a reflector is generally more important than the inertial confinement effect of a tamper in maximizing device efficiency. ################################################################## http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html
milstar: 4.1.7.3.1 Tampers Tamping is provided by a layer adjacent to the fissile mass. This layer dramatically reduces the rate at which the heated core material can expand by limiting its velocity to that of a high pressure shock wave (a six-fold reduction compared to the rate at which it could expand into a vacuum). Two physical properties are required to accomplish this: high mass density, and optical opacity to the thermal radiation emitted by core. High mass density requires a high atomic mass, and a high atomic density. Since high atomic mass is closely correlated to high atomic number, and high atomic number confers optical opacity to the soft X-ray spectrum of the hot core, the second requirement is automatically taken care of. An additional tamping effect is obtained from the fact that a layer of tamper about one optical thickness (x-ray mean free path) deep becomes heated to temperatures comparable to the bomb core. The hydrodynamic expansion thus begins at the boundary of this layer, not the actual core/tamper boundary. This increases the distance the rarefaction wave must travel to cause significant disassembly. To be effective, a tamper must be in direct contact with the fissile core surface. The thickness of the tamper need not be very large though. The shock travels outward at about the same speed as the rarefaction wave travelling inward. This means that if the tamper thickness is equal to the radius of the core, then by the time the shock reaches the surface of the tamper, all of the core will be expanding and no more tamping effect can be obtained. Since an implosion compressed bomb core is on the order of 3 cm (for Pu-239 or U-233), a tamper thickness of 3 cm is usually plenty. In selecting a tamper, some consideration must be given to the phenomenon of Rayleigh-Taylor instability (see Section 3.8). During the period of inward flow following the passage of a convergent shock wave, instability can arise if the tamper is less dense than the fissile core. This is affected by the pressure gradient, length of time of implosion, implosion symmetry, the initial smoothness of the tamper/core interface, and the density difference. The ideal tamper would the densest available material. The ten densest elements are (in descending order): Osmium 22.57 Iridium 22.42 Platinum 21.45 Rhenium 21.02 Neptunium 20.02 Plutonium 19.84 Gold 19.3 Tungsten 19.3 Uranium 18.95 Tantalum 16.65 Although the precious metals osmium, iridium, platinum, or gold might seem to be too valuable to seriously consider blowing up, they are actually much cheaper than the fissile materials used in weapon construction. The cost of weapon-grade fissile material is inherently high. The US is currently buying surplus HEU from Russia for US$24/g, weapon grade plutonium is said to be valued 5 times higher. In the late 1940s U-235 cost $150/g in then-year dollars (worth several times current dollars)! If the precious metals actually had unique capabilities for enhancing the efficiency of fissile material, it might indeed be cost effective to employ them. No one is known to have actually used any of these materials as a fission tamper however. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html
milstar: 10 kg pu-239 w ocenke Gora-Chernomirdina 10000 * 120$ =1.2 mln $
milstar: 4.1.7.3.2 Reflectors The usefulness of a material as a reflector is principally determined by its mean free path for scattering. The shorter this value, the better the reflector. To see the importance of a short MFP, consider the typical geometry of a bomb - a spherical fissile core, with radius r_core, surrounded by a spherical reflector. The average distance from the center of the assembly at which an escaping neutron is first scattered is r_core + MFP. If the scattering MFP for a reflector is comparable to r_core, the reflector volume in which scattering occurs is much larger than the volume of the core. The direction of scattering is essentially random, so under these conditions a scattered neutron is unlikely to reenter the core. Most that eventually do reenter will have scattered several times, traversing a distance that is a multiple of the MFP value. Reducing the value of MFP will considerably reduce the volume in which scattering occurs, and thus increase the likelihood that a neutron will reenter, and reduce the average path it will traverse before doing so. Since the neutron population in the core is increasing very fast, approximately doubling in the time it takes a neutron to traverse one MFP, the importance of an average reflected neutron to the chain reaction is greatly diluted by the "time absorption" effect. It represents an older and thus less numerous neutron generation, which has been overwhelmed by more recent generations. This effect can be represented mathematically by including in the reflector a fictitious absorber whose absorption cross section is inversely proportional to the neutron velocity. Due to time absorption, as well as the effects of geometry, effectiveness of a reflector thus drops very rapidly with increasing MFP. For a constant MFP, increasing reflector thickness also has a point of diminishing returns. Most of the benefit in critical mass reduction occurs with a reflector thickness of one 1 MFP. With 2 MFPs of reflector, the critical mass has usually dropped to within a few percent of its value for an infinitely thick reflector. Time absorption also causes the benefits of a reflector to drop off rapidly with thicknesses exceeding about one MFP. A very thick reflector offers few benefits over a relatively thin one. Experimental data showing the variation of critical mass with reflector thickness can be misleading for evaluating reflector performance in weapons since critical systems are non-multiplying (alpha = 0). These experiments are useful when the reflector is relatively thin (a few centimeters), but thick reflector data is not meaningful. For example, consider the following critical mass data for beryllium reflected plutonium: Table 4.1.7.3.2-1. Beryllium-Plutonium Reflector Savings Beryllium Alpha Phase Pu Critical Mass (d = 19.25) Thickness (cm) (kg) 0.00 10.47 5.22 5.43 8.17 4.66 13.0 3.93 21.0 3.22 32.0 2.47 The very low critical mass with a 32 cm reflector is meaningless in a high alpha system, it would behave instead as if the reflector were much thinner (and critical mass correspondingly higher). Little or no benefit is gained for reflectors thicker than 10 cm. Even a 10 cm reflector may offer slight advantage over one substantially thinner. [Note: The table above, combined with the 2 MFP rule for reflector effectiveness, might lead one to conclude that beryllium's MFP must be in the order of 16 cm. This is not true. Much of the benefit of very thick beryllium reflectors is due to its properties as a moderator, slowing down neutrons so that they are more effective in causing fission. This moderation effect is useless in a bomb since the effects of time absorption are severe for moderated neutrons.] In the Fat Man bomb, the U-238 reflector was 7 cm thick since a thicker one would have been of no value. In assemblies with a low alpha, additional reflectivity benefits are seen with uranium reflectors exceeding 10 cm thick. To reduce the neutron travel time it is also important for the neutron reflector to be in close proximity to the fissile core, preferably in direct contact with it. Since MFP decreases when the reflector is compressed, it is very beneficial to compress the reflector along with the fissile core. Many elements have similar scattering microscopic cross sections for fission spectrum neutrons (2.5 - 3.5 barns). Consequently the MFP tends to correlate with atomic density. Some materials (uranium and tungsten for example) have unusually high scattering cross sections that compensate for a low atomic density. The parameter c (the average number of secondaries per collision) is also significant. This is the same c mentioned earlier in connection with the alpha of fissile materials. In reflector materials the effective value of c over the spectrum of neutrons present is always less than 1. Only two reflector materials produce significant neutron multiplication: U-238 (from fast fission) and beryllium (from the Be-9 + n -> 2n + Be-8 reaction). Neutron multiplication in U-238 becomes significant when the neutron energy is above 1.5 MeV (about 40% of all fission neutrons), but a neutron energy of 4 MeV is necessary in beryllium. Further, U-238 produces more neutrons per reaction on average (2.5 vs 2). For fission spectrum neutrons this gives U-238 a value of c = 1.05, and Be a value of c = 1.03. Remember, this if for fission spectrum neutrons, i.e. neutron undergoing their first collision! The effective value is lower though since after one or more collisions the energy spectrum changes. Each uranium fast fission neutron is considerably more significant in augmenting the chain reaction in the core, compared to beryllium multiplied neutrons, due to the higher energy of fast fission neutrons. U-238 fast fission is an energy producing reaction, and generates neutrons with an average energy of 2 MeV. The beryllium multiplication reaction absorbs energy (1.665 MeV per reaction) and thus produces slow, low energy neutrons for whom time absorption is especially severe. The energy produced by U-238 fast fission can also significantly augment the yield of a fission bomb. It is estimated that 20% of the yield of the Gadget/Fat Man design came from fast fission of the natural uranium tamper. Both beryllium and uranium have negative characteristics in that they tend to reduce the energy of scattered neutrons (and reduce the effective value of c below 1). In beryllium this is due to moderation - the transfer of energy from the neutron to an atomic nucleus through elastic scattering. In uranium it is due to inelastic scattering. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html
milstar: Beryllium is used as a reflector in modern light weight fission warheads, and thermonuclear triggers. It has special value for triggers since it is essentially transparent to thermal radiation emitted by the core. It is a very efficient reflector for its mass, the best available. But due to its extremely low mass density, it is nearly useless as a tamper. In boosted designs tamping may be unnecessary, but it is also possible to insert a (thin) tamper layer between the core and beryllium reflector). The n,2n reaction is also useful in boosted designs, since that fraction of fusion neutrons that escape the core without capture or substantial scatter still retain enough energy to release reasonably energetic neutrons in the reflector. Beryllium has relatively high compressibility, which may also add to its effectiveness as a reflector.
milstar: 4.2.3.1 Minimum Size A low yield minimum mass or volume weapon would use an efficient fissile material (plutonium or U-233), a low mass implosion system (i.e. a relatively weak one), and a thin beryllium reflector (thickness no more than the core radius). Since volume increases with the cube of the radius, a thick layer of anything (explosive or reflector) surrounding the fissile core will add much more mass than that of the core itself. Referring to the Reflector Savings Table 4.1.7.3.2.2-3 we can see that for beryllium thicknesses of a few centimeters, the radius of a plutonium core is reduced by 40-60% of the reflector thickness. Since the density difference between these materials is on the order of 10:1, substantial mass savings can be achieved. At some point though increasing the thickness of the reflector begins to add more mass than it saves, this marks the point of minimum total mass for the reflector/core system. In general, minimum mass and minimum volume designs closely resemble each other. The use of a hollow core adds negligibly to the overall volume. At the low end of this yield range (tens of tons) simply inducing the delta -> alpha phase transition in a metastable plutonium alloy may provide sufficient reactivity insertion. In this case a classical implosion system is not even necessary, a variety of mechanisms could be used to produce the weak 10-20 kilobar shock required to collapse the crystal structure. Since the fissile core would be lightly reflected, and weakly compressed, a relatively large amount of fissile material is required: perhaps 10 kg for even a very low yield bomb. The efficiency is of course extremely poor, and the cost relatively high. The absolute minimum possible mass for a bomb is determined by the smallest critical mass that will produce a significant yield. Since the critical mass for alpha-phase plutonium is 10.5 kg, and an additional 20-25% of mass is needed to make a significant explosion, this implies 13 kg or so. A thin beryllium reflector will reduce this, but the necessary high explosive and packaging will add mass, so the true absolute minimum probably lies in the range of 10-15 kg. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-2.html
milstar: 4.2.3.2 Minimum Fissile Content The contrasting approach to minimizing size is to make a small explosion in the most efficient way as possible. This means applying the same principles as high efficiency design, but simply reducing the amount of fissile material to reduce the yield. The mass of the implosion system, and the tamper/reflector in this case will result in greater overall mass and volume, even though the fissile material weight is reduced. Using an advanced flying plate design it is possible to compress a 1 kg plutonium mass sufficiently to produce a yield in the 100 ton range. This design has an important implication on the type of fissile material that can be used. The high compression implies fast insertion times, while the low mass implies a low Pu-240 content. Taken together this means that a much higher Pu-240 content than normal weapon grade plutonium could be used in this type of design without affecting performance. In fact ordinary reactor grade plutonium would be as effective as weapon grade material for this use. Fusion boosting could produce yields exceeding 1 kt with this system.
milstar: Clearly the most serious scenario is if weapons-grade HEU can be obtained by a terrorist group. Due to the very low neutron emission rate, very low technology can produce a substantial probability of full insertion and high yield detonation. A weapon constructed from 40 kg of 93.5% HEU, with a 10 cm tungsten carbide reflector would produce a full yield of >10 kt. The required assembly time for a 50% chance of complete assembly is some 48 milliseconds, equal to a velocity of only 9 m/sec. This can be achieved by simply dropping the bullet 4.4 meters! Crude gun-type arrangements, along the lines of the IRA's makeshift mortars could easily achieve velocities of 100 m/sec or more. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-2.html
milstar: http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4.html Section 4.0 Engineering and Design of Nuclear Weapons 4.1 Elements of Fission Weapon Design 4.1.1 Dimensional and Temporal Scale Factors 4.1.2 Nuclear Properties of Fissile Materials 4.1.3 Distribution of Neutron Flux and Energy in the Core 4.1.4 History of a Fission Explosion 4.1.5 Fission Weapon Efficiency 4.1.5.1 Efficiency Equations 4.1.5.2 Effect of Tampers and Reflectors on Efficiency 4.1.5.3 Predetonation 4.1.6 Methods of Core Assembly 4.1.6.1 Gun Assembly 4.1.6.2 Implosion Assembly 4.1.6.3 Hybrid Assembly Techniques 4.1.7 Nuclear Design Principles 4.1.7.1 Fissionable Materials 4.1.7.2 Composite Cores 4.1.7.3 Tampers and Reflectors 4.1.8 Fission Initiation Techniques 4.1.9 Testing 4.2 Fission Weapon Designs 4.2.1 Low Technology Designs 4.2.2 High Efficiency Weapons 4.2.3 Low Yield Weapons 4.2.4 High Yield Weapons 4.2.5 Special Purpose Applications 4.2.6 Weapon Design and Clandestine Proliferation 4.3 Fission-Fusion Hybrid Weapons 4.3.1 Fusion Boosted Fission Weapons 4.3.2 Neutron Bombs ("Enhanced Radiation Weapons") 4.3.3 The Alarm Clock/Layer Cake Design 4.4 Elements of Thermonuclear Weapon Design 4.4.1 Development of Thermonuclear Weapon Concepts 4.4.2 Schematic of a Thermonuclear Device 4.4.3 Radiation Implosion 4.4.3.1 The Role of Radiation 4.4.3.2 Opacity of Materials in Thermonuclear Design 4.4.3.3 The Ablation Process 4.4.3.4 Principles of Compression 4.4.3.5 Ignition 4.4.3.6 Burn and Disassembly 4.4.4 Implosion Systems 4.4.5 Fusion Stage Nuclear Physics and Design 4.4.5.1 Fusionable Isotopes 4.4.5.2 Neutronic Reactions 4.4.5.3 Fusion Fuels 4.4.5.4 Fusion Tampers 4.5 Thermonuclear Weapon Designs 4.5.1 Principle Design Types 4.5.2 "Dirty" and "Clean" Weapons 4.5.3 Maximum Yield/Weight Ratio 4.5.4 Minimum Residual Radiation (MRR or "Clean") Designs 4.5.5 Radiological Weapon Designs 4.6 Weapon System Design 4.6.1 Weapon Safety 4.6.2 Variable Yield Designs 4.6.3 Other Modern Features 4.7 Speculative Weapon Designs 4.8 Simulation and Testing
milstar: совокупные объёмы фнансовых обяза- тельств государства по развитию атом- ной отрасли, принятые до 2020 г., пре- вышают 4 трлн рублей. В стране нет дру- гой отрасли, которую бы государство так поддерживало. Генеральный директор Госкорпорации «Росатом» С.В. Кириенко ( grazdanin Izrailya) http://www.vniitf.ru/images/gazeta/vniitf_25-11.pdf ? 1.Chislo boegowolok padaet na rekordno nizkij yrowen 2. Prodanno okolo 500 tonn oruzejnogo Yrana ( okolo 50 % ) 3. Ostanowlenni wse 11 reaktorow po wirabotke oruzejnogo plutonija Kazdij proizwodil po 0.5 tonni Pu-239 s soder. wische 93-94% w god
milstar: http://www.economics.kiev.ua/index.php?id=994&view=article Общую меру облученности (отработанности) топливного элемента выражают в мегаватт-днях/тонну (МВт-день/т). Плутоний оружейного качества получается из элементов, с небольшим количеством МВт-день/т, в нем образуется меньше побочных изотопов. ############### Топливные элементы в современных водо-водяных реакторах достигают уровня в 33 000 МВт-день/т. Типичная экспозиция в оружейном бридерном (с расширенным воспроизводством ядерного горючего) реакторе 1000 МВт-день/т. --------------------------------------------------------------- Плутоний в Хэнфордских реакторах с графитовым замедлителем облучается до 600 МВт-день/т, --------------------------------------------------------------- в Саванне на реакторе на тяжелой воде производится плутоний такого же качества при 1000 МВт-день/т (возможно из-за того, что часть нейтронов уходит на образование трития). Во время Манхэттенского проекта в реакторе В топливо из природного урана получало всего 100 МВт-день/т, ------------------------------------------------------------------------------------------------ таким образом, получался очень высококачественный плутоний-239 (всего 0.9-1% 240Pu, остальные изотопы еще в меньших количествах).
milstar: The United States Government has used 14 plutonium production reactors at the Hanford and Savannah River sites to produce plutonium for the U.S. nuclear weapons stockpile and DOE research and development programs. From 1944 to 1994, these reactors produced 103.4 [note 12] metric tons of plutonium; 67.4 MT at Hanford, and 36.1 at Savannah River. http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/pu50yc.html Hanford pik produkzii do 4.770 tonni w 1965 godu http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/fig6.gif http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/tab2.html
milstar: 9.1.1 Hanford Reactors All were graphite moderated, light-water cooled reactors located in the north sector of the Site along the Columbia River. The first eight had single-pass (once-through) cooling systems, while the ninth, N-Reactor, had a recirculating primary coolant system and operated at higher pressures and coolant temperatures than the older reactors. 3 poslednix KW,KE,N moschnostju po 4400 megawatt 9.1.2 Savannah River Site Reactor Five heavy water production reactors were built at the Savannah River Site (SRS) near Aiken, South Carolina between 1953 and 1955. The production reactors used heavy water as a moderator primary cooling medium. The primary coolant was completely contained in the reactor building. Heat was extracted through the use of heat exchangers cooled by water from the Savannah River. Through 1988, the Savannah River reactors produced 36.1 metric tons of plutonium. The five Savannah River reactors each were originally designed to operate at less than 500 megawatts (MW) thermal. During the period from 1955 through 1965, the thermal power levels of the reactors were increased to approximately 2500 MW by engineering enhancements such as installing larger pumps, more heat exchangers, larger pipes and optimizing the reactor physics, internal coolant flow designs and improved fuel element designs. Blending The Savannah River reactors produced primarily weapon grade plutonium with a Pu-240 content of about 6 percent. Starting in 1981, to increase the availability of plutonium for the weapons program, the Savannah River P, K, C-Reactors were operated to produce weapon grade plutonium with a 3 percent Pu-240 content. ############################### This method of operating accelerated reactor operations, decreased target irradiation time, and increased fuel throughput.
milstar: cena Plutonija-239 ############ 1.The U.S. Government paid the utilities $10.4 million for approximately 0.9 MT of plutonium. ########################################################### Most of the plutonium purchased under the Plutonium Credit Activity was reprocessed at Nuclear Fuels Services (NFS) West Valley. NFS West Valley, located near Buffalo, New York, was the only private facility in the U.S. to reprocess spent nuclear fuel. In addition to commercial spent fuel, NFS West Valley also reprocessed government owned spent fuel and liquid residues. Of the 0.9 MT of plutonium, 895 kg was reprocessed at NFS West Valley, and subsequently shipped to the Hanford site as plutonium nitrate solution. Quantities of plutonium received by DOE from NFS West Valley are shown by source in Table 5. In addition, 2.5 kg came from the Vallecitos Boiling Water Reactor and was reprocessed at the Savannah River Site. 2. Under the Mutual Defense Agreement with the United Kingdom from 1959 to 1980, the United States acquired a total of 5.4 MT of plutonium (5360 kilograms) in exchange for 6.7 kilograms of tritium and 7.5 MT of highly enriched uranium. Additional information on NFS West Valley is available in the DOE report, Plutonium Recovery from Spent Fuel Reprocessing by Nuclear Fuel Services at West Valley, New York from 1966 to 1972, Zena Tritija -30 mln $ za 1kg
milstar: The core of each of the Russian reactors is a huge graphite block, penetrated by 2700 vertical fuel channels. The channels are lined with aluminum and typically each contains a stack of 70 cylindrical aluminum-clad slugs of natural uranium. When a reactor is operating at its current licensed power of 1600 megawatts, http://belfercenter.ksg.harvard.edu/files/saga_of_the_siberian_plutonium.pdf
milstar: Реакторный плутоний либо может быть непосредственно использован в примитивном ядерном взрывном устройстве, либо служить топливом для реактора на быстром нейтронах, в чьем бланкете (zona wosproizwodstwa ) можно производить плутоний супер-высокого качества для ядерного оружия. http://www.economics.kiev.ua/index.php?id=994&view=article Степень облученности топливного элемента в энергетическом реакторе можно измерить в мегаватт-днях/тонну (МВт-день/т). Плутоний из отработанного ядерного топлива состоит из множества изотопов. Структура их меняется от типа реактора и рабочего режима (Табл. 7): 33000 mwt/den/tonna -56.2% Pu-239 7500 mwt/den/tonna -66.6% 3000 mwt/den/tonna - 80%
milstar: Единственный способ произвести более чистый 239Pu - сократить время пребывания в реакторе кассеты с 238U. 7.2.3 Оружейный плутоний Наиболее важным является оружейный плутоний, т.е. высоко обогащенный плутоний (степени обогащения по плутонию-239 93% и выше). Он нарабатывается на промышленных реакторах при малых продолжительностях компании (менее 1 месяца). В таких условиях нарабатывается в основном 239Pu. Другие изотопы возникают в незначительном количестве. http://www.economics.kiev.ua/index.php?id=994&view=article
milstar: Глубина выгорания Накопление продуктов деления характеризуется их количеством в граммах, приходящимся на тонну урана. Однако непосредственное измерение массы продуктов деления крайне сложно. Зато всегда известно полное количество энергии, выделившейся в активной зоне реактора при делении. Поскольку же деление 1 г урана сопровождается освобождением примерно 1 МВт·сутки энергии и образованием около 1 г продуктов деления, то число выработанных мегаватт-суток тепловой энергии приблизительно равно числу граммов продуктов деления. Полная масса загруженного в реактор урана также известна. Поэтому количество накопившихся продуктов деления выражают в единицах МВт·сутки/т — количеством мегаватт-суток на тонну урана. ######## Primer http://www.economics.kiev.ua/index.php?id=994&view=article 1.Glubina wigoranoija dlja 93.3 % PU-239 mensche 1000 megawatt /tonna/sutki 2.Kompanija 1 mesjac (posle chego novoe topliwo) 1000 megawatt /tonna /sutki = 1000 gramm 1kompanija =mesjac = 30 kg 12 kompanij 12 mesjacew = 360 kg Pu-239 s 93.3 % w god Moschnost Sowetskix ADE2-5 do 500 kg Pu-239 w god na odin reaktor wpolne korreliruet
milstar: Toze wozmozno - Разделение изотопов плутония и производство оружейного плутония из реактора осуществляют на электромагнитных сепараторах. Вследствие очень высокого коэффициента разделения требуется всего одна стадия очистки, и производительность сепаратора определяется концентрацией 239Pu в сырье. Электромагнитный сепаратор, способный нарабатывать половину заряда атомной бомбы в год (аналогичный запускаемому Ираком до войны 1991 года), способен на производство 100 плутониевых бомб из реакторного плутония. Возможно использование других способов разделения изотопов, например, газовой диффузии или центрифугирования. Свойства гексафторида плутония сходны с гексафторидом урана и требуют лишь незначительных изменений в центрифугах или диффузионных мембранах. Технология AVLIS (испарение с использованием лазера) создает возможность недорогого разделения и может использоваться с реакторным плутонием в качестве исходного материала. . Есть и облегчающий процесс обогащения момент -масса сырья, которая должна быть переработана, более чем на два порядка меньше, чем при разделении природного урана. Это происходит из-за высокого изначального содержания 239Pu (60 - 70% по сравнению с 0.72% у урана) и из-за меньшей критической массы плутония (6 против 15 кг). Даже со всеми указанными выше сложностями, завод по обогащению плутония будет много меньше уранового при любой технологии разделения.
milstar: Pure Pu-239 also has a reasonably low rate of neutron emission due to spontaneous fission (10 fission/s-kg), making it feasible to assemble a supercritical mass before pre detonation. In practice, however, reactor-bred plutonium produced will invariably contain a certain amount of Pu-240 due to the tendency of Pu-239 to absorb an additional neutron during production. Pu-240 has a high rate of spontaneous fission events (415,000 fission/s-kg), making it an undesirable contaminant. it emits neutron radiation, making handling more difficult, and its presence can lead to a "fizzle" in which a small explosion occurs, destroying the weapon but not causing fission of a significant fraction of the fuel. However, in modern nuclear weapons using neutron generators for initiation and fusion boosting to supply extra neutrons, fizzling may not be an issue. http://www.enotes.com/topic/Plutonium-239
milstar: A few commercial power reactor designs, such as the reaktor bolshoy moshchnosti kanalniy (RBMK) and pressurized heavy water reactor (PHWR), do permit refueling without shutdowns, and they may pose a proliferation risk. (In fact, the RBMK was built by the Soviet Union during the cold war, so despite their ostensibly peaceful purpose, it is likely that plutonium production was a design criterion http://www.enotes.com/topic/Plutonium-239 Most plutonium is produced in research reactors or plutonium production reactors called breeder reactors because they produce more plutonium than they consume fuel; in principle, such reactors make extremely efficient use of natural uranium. In practice, their construction and operation is sufficiently difficult that they are generally only used to produce plutonium. Breeder reactors are generally (but not always) fast reactors, since fast neutrons are somewhat more efficient at plutonium production.
milstar: Prinzipialnaya raznica mezdu oruzejnim plutoniem s 93.3 % Pu-239 i 97+ % Pu-239 ####################################################### Supergrade plutonium The "supergrade" fission fuel, which has less radioactivity, is used in the primary stage of US Navy nuclear weapons in place of the conventional plutonium used in the Air Force's versions. ###################################### "Supergrade" is industry parlance for plutonium alloy bearing an exceptionally high fraction of Pu-239 (>95%), leaving a very low amount of Pu-240 which is a gamma emitter in addition to being a high spontaneous fission isotope. Such plutonium is produced from fuel rods that have been irradiated a very short time as measured in MW-Day/Ton burnup. Such low irradiation times limit the amount of additional neutron capture and therefore buildup of alternate isotope products such as Pu-240 in the rod, and also by consequence is considerably more expensive to produce, needing far more rods irradiated and processed for a given amount of plutonium. Submarine crew members routinely operate in close proximity to stored weapons in torpedo rooms, unlike Air Force missiles where exposures are relatively brief - hence justifying the additional costs of the premium supergrade alloy used on the Navy weapon. Supergrade plutonium is used in W80 warheads.
milstar: Primer s 97+ % Pu-239 http://www.enotes.com/topic/W80_(nuclear_warhead) The W80 is physically quite small, the "physics package" itself is about the size of a conventional Mk.81 250 lb (113 kg) bomb, 11.8 inches (30 cm) in diameter and 31.4 inches (80 cm) long, and only slightly heavier at about 290 lb (132 kg).
milstar: Power and heat source A glowing pellet of 238PuO2 The isotope plutonium-238 has a half-life of 87.5 years. It emits a large amount of thermal energy with low levels of both gamma rays/particles and spontaneous neutron rays/particles. Being an alpha emitter, it combines high energy radiation with low penetration and thereby requires minimal shielding. A sheet of paper can be used to shield against the alpha particles emitted by plutonium-238 while one kilogram of the isotope can generate about 570 watts of heat energy. These characteristics make it well-suited for electrical power generation for devices which must function without direct maintenance for timescales approximating a human lifetime. It is therefore used in radioisotope thermoelectric generators and radioisotope heater units such as those in the Cassini, Voyager and New Horizons space probes. The twin Voyager spacecraft were launched in 1977 with each containing a 500 watt plutonium power source. Over 30 years later each source is still producing about 300 watts which allows limited operation of each spacecraft http://www.ideamarketers.com/?Plutonium&articleid=1344885
milstar: http://www.okbm.nnov.ru/russian/reactors Разработка промышленных реакторов была вызвана потребностями в специальных ядерных оружейных материалах: плутонии и тритии для реализации программы производства атомного оружия. Первый промышленный уран-графитовый реактор (ПУГР) "А" был создан и введен в эксплуатацию в 1948 году на «ПО «Маяк» (г.Озерск, Челябинской обл.). Для него ОАО «ОКБМ Африкантов» разрабатывал механизм разгрузки топлива. Далее, начиная с 1948 г., ОАО «ОКБМ Африкантов», уже как Главный конструктор, разрабатывает серию проектов промышленных реакторов - ПУГР и тяжеловодных (ТВР). В 1950-х и в начале 1960-х годов по этим проектам на предприятиях в г.г. Северск, Железногорск и Озерск было построено 5 ПУГР и 2 ТВР. В этот же период были спроектированы и введены в эксплуатацию 3 экспериментальных ТВР - по одному в ФГУП «ГНЦ РФ - ИТЭФ» (г. Москва) и в атомных исследовательских центрах Югославии и Китая. В 1960-х годах ОАО «ОКБМ Африкантов» были разработаны проекты более совершенных ПУГР нового поколения, которые наряду с производством оружейного плутония обеспечивали выработку электрической энергии и тепла для промышленных и гражданских объектов, став одними из первых атомных ТЭЦ в мире. Всего было построено 4 таких реактора. В настоящее время все промышленные уран-графитовые реакторы остановлены.
milstar: Схему имплозии предложил Сет Неддермейер. Кроме Неддермейера вклад в разработку этой технологии внесли еще многие ученые, в том числе фон Нейман, Теллер и другие. http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava9.pdf 4) применение композитного ядра, состоящего из слоев высокообогащенного урана 235 и плутония. В американском ядерном проекте эти усовершенствования связаны с именами Теллера, Альвареса, фон Неймана, Фукса, Конопински, а в советском - Зельдовича, Забабахина, Альтшулера, Цукермана и др.
milstar: Критическая масса – минимальная масса делящегося вещества, обеспечивающая протекание самоподдерживающейся ядерной цепной реакции деления. Критическая масса тем меньше, чем меньше период полураспада деления и чем выше обогащение рабочего элемента делящимся изотопом. Критическую массу могут образовывать только нечётные изотопы. Лишь 235U встречается в природе, а 239Pu, 241Pu и 233U - искусственные, они образуются в ядерном реакторе (в результате захвата нейтронов ядрами 238U и 232Th с двумя последующими β - распадами). Критическая масса зависит от сечения реакции деления нуклида. Так, для создания атомной бомбы необходимо примерно 3 кг плутония или 8 кг 235U (при имплозивной схеме и в случае чистого 235U). Рис. 33. Критическая масса плутония в отражателе нейтронов (блоки карбида вольфрама). Для высокообогащенного урана значение критической массы составляет 52 кг, для оружейного плутония - 11 кг. В нормативных документах по охране ядерных материалов от хищения указываются критические массы: 5 кг 235U или 2 кг плутония (для имплозивной схемы атомной бомбы). Для пушечной схемы критические массы намного больше. На базе этих значений строится интенсивность защиты делящихся веществ от нападения террористов. http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava8.pdf Критическую массу можно существенно уменьшить, окружив образец делящегося вещества слоем материала, отражающего нейтроны (бериллий, природный уран, вольфрам, свинец, железо). Отражатель возвращает значительную часть нейтронов, вылетающих через поверхность образца. Например, если использовать отражатель толщиной в 5 см, изготовленный из таких материалов, как уран, железо, графит, критическая масса составит половину от критической массы «голого шара». Более распадов -  И.Н.Бекман ПЛУТОНИЙ Учебное пособие Глава 7 http://profbeckman.narod.ru/Pluton.htm толстые отражатели будут далее уменьшать требуемую критическую массу. Особенно эффективен бериллий, обеспечивающий критическую массу в 1/3 от стандартной критической массы. При прочих равных условиях минимальные критические размеры должны быть у зарядов сферической формы. Система на тепловых нейтронах имеет самый большой критический объем и минимальную критическую массу. Критическая масса зависит от природы и процентного содержания любых присутствующих инертных разбавителей. Ещё сильнее критическая масса зависит от типа и состава сплавов плутония, поскольку допирующие примеси не только улучшают механические и химические свойства материала атомного заряда, но и модифицируют его ядерные характеристики. Естественно, критическая масса зависит от химической формы оружейного материала (металл, оксид, нитрид и т.п.), от вида и концентрации легирующих компонентов, от плотности и морфологических характеристик сплава. Для сравнения приведем следующие примеры критических масс: 10 кг 239Pu – шар радиусом 10 см - металл в α-фазе (плотность 19,86 г/см3); 52 кг 94%-го 235U (6% 238U) – шар радиусом 17 см - металл (плотность 18,72 г/см3); 110 кг UO2 (94% 235U) при плотности в кристаллическом виде 11 г/см3; 35 кг PuO2 (94% 239Pu) - при плотности в кристаллическом виде 11,4 г/см3. Критическая масса обратно пропорциональна квадрату плотности материала, что позволяет, например, при увеличении плотности вдвое, уменьшить критическую массу в четыре раза. Нужную степень подкритичности можно получить уплотнением делящегося материала за счет взрыва заряда обычного взрывчатого вещества, выполненного в виде сферической оболочки, окружающей ядерный заряд. Поскольку вероятность захвата нейтронов пропорциональна концентрации ядер, увеличение плотности образца, например, в результате его сжатия, способно привести к возникновению в образце критического состояния. Именно этот способ и применяется в ядерных взрывных устройствах, в которых масса делящегося вещества, находящаяся в подкритическом состоянии переводится в сверхкритическое с помощью направленного взрыва, подвергающего заряд сильной степени сжатия. Минимальное количество делящегося вещества, необходимого для осуществления цепной реакции, зависит в основном от достижимой на практике степени сжатия. Степень и скорость сжатия массы делящегося вещества определяют не только количество расщепляющегося материала, необходимого для создания взрывного устройства, но и мощность взрыва. Использование имплозии позволяет вовлечь в создание ядерного оружия слабо обогащённый и плохоочищенный уран, что способствует распространению в мире оружия массового поражения. Дело в том, что энергия, выделяющаяся в ходе цепной реакции, приводит к быстрому разогреву массы делящегося вещества и, как результат, к разлету этой массы. Через некоторое время заряд теряет критичность и цепная реакция останавливается. Поскольку полная энергия взрыва зависит от количества ядер, успевших претерпеть деление за время, в течение которого заряд находился в критическом состоянии, для получения достаточно большой мощности взрыва необходимо удерживать массу делящегося вещества в критическом состоянии как можно дольше. На практике это достигается путем быстрого сжатия заряда с помощью направленного взрыва, так что в момент начала цепной реакции, масса делящегося вещества обладает очень большим запасом критичности.
milstar: Для решения этой проблемы в ядерных взрывных устройствах применяют специальный источник нейтронов, который обеспечивает «впрыск» нейтронов в массу делящегося вещества. Момент «впрыска» нейтронов должен быть тщательно синхронизован с процессом сжатия, так как слишком раннее начало цепной реакции приведет к быстрому началу разлета делящегося вещества и, следовательно, к значительному уменьшению энергии взрыва. Замечание. Критическая масса отнюдь не мировая константа. Приведённые выше значения носят «теоретический», оценочный характер. Начать с того, что реальный заряд никогда не бывает сферой, в лучшем случае это сферическая оболочка, заполненная внутри чем-то полезным. Чистые металлы тоже никогда не используются, обычно это сплавы, причём специального состава: направленно вводимые добавки изменяют энергетический спектр нейтронов в нужную сторону, размножают и увеличивают плотность нейтронов. Большое значение имеет использование отражающих экранов, которые не просто отражают нейтроны, а размножают их. Не менее важно агрегатное состояние заряда (твёрдое тело, раствор, расплав). В результате реальные критические массы намного  И.Н.Бекман ПЛУТОНИЙ Учебное пособие Глава 7 http://profbeckman.narod.ru/Pluton.htm меньше приводимых в учебной литературе: вышеприведённые значения смело можно уменьшать в разы, а то и на порядок. Sootw .ratet massa reflektora ,VV ----------------------------------------- minimum po publ. informazii ZBV-3 152 mm snarjad s massoj yabch 17-20 kg i moschnostju 1-1.5 kt Именно химический состав заряда является основным секретом атомной бомбы. С практической точки зрения, важнейшими характеристиками делящихся изотопа, определяющими его «качество» являются критические параметры – критическая масса, форма, размер и др.
milstar: КПД современных энергетических реакторов составляет примерно 30%. Это означает, что для обеспечения электрической мощности 1000 МВт необходим реактор с тепловой мощностью 3300 МВт, т.е. в течение одного года должно выгореть 1,3 т 235U. В реальных условиях уранового топливного цикла это значение ниже, так как существенный вклад в выработку энергии вносит образующийся при работе ядерного реактора 239Pu. С учетом деления 239Pu в реактор мощностью 1000 МВт (эл.) необходимо загрузить 670 кг/год 235U, что при 3%-ном обогащении соответствует 22 т U. При длительности кампании 3 года, загрузка составит 66 т U. Чтобы при этом обеспечить 3%-ную глубину выгорания, начальное обогащение 235U должно быть выше 3%, т.е. 3,5-4,5%. Загруженные 70 т урана должны быть постепенно, в течение трех лет, заменены свежим топливом. Поэтому из легководного реактора мощностью 1000 МВт (эл) выгружается и поступает на переработку 20-30 т U в год Естественно, состав выгружаемого топлива зависит от его исходного состава. Напомним, что топливо реакторов Канду и Магнокс – природный уран (0,7%235U), РБМК – 2% и ВВЭР – 4% (Это не идёт ни в какое сравнение с топливом быстрых реакторов, в которых 40% и более 235U). ##########################################
milstar: Другая опасность заключается в проникновении плутония на чёрный рынок. Энергетическая стоимость плутония определяется ценой на уран. Предполагая, что цена 1 кг урана составляет 40 долл., стоимость 1 кг 235U достигает 5600 долл. Поскольку выделение энергии на единицу распада у 239Pu и 235U примерно одинаково, теоретическая цена расщепляющегося плутония эквивалентна примерно 5600 долл. за 1 кг. Реакторный плутоний также содержит нерасщепляющиеся изотопы, что снижает цену до 4400 долл. за 1 кг. От 6 до 10 кг реакторного плутония достаточно для создания ядерной бомбы, что определяет её цену от 26400 до 44000 долл. Однако ценность плутония на потенциальном чёрном рынке, где основным стимулом выступает приобретение доступа к ядерному оружию намного превышает эти оценки. http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava13.pdf При ежегодной выгрузке 24 т облученного топлива из одного блока ВВЭР-1000 получается, что реактор производит примерно 240 кг энергетического, или гражданского, плутония в год.
milstar: В конце 20-го века запасы ВОУ в России оценивались в 900 т, в то время как запасы оружейного плутония, – в 140–160 т (по другим источникам – 150 т оружейного плутония и около 30 т энергетического плутония). Эти данные не включают запасы плутония, который может быть извлечен из ядерного топлива, нарабатываемого реакторами АЭС, транспортными ядерными установками, а также промышленными реакторами. http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava13.pdf
milstar: При планировании развития ядерной энергетики в СССР 20-30 лет назад использованию плутония как топлива придавалось решающее значение. Идея состояла в том, что для увеличения топливного потенциала ядерной энергетики при отсутствии больших запасов урана необходимо развитие расширенного воспроизводства ядерного горючего на основе быстрых бридеров. Наличие достаточного количества бридеров и радиохимических производств снимает вопрос о запасах природного урана, и использование плутония в бридерах должно определять развитие ядерной энергетики. Идея расширенного воспроизводства ядерного топлива должна была обеспечить широкое развитие ядерной энергетики при скудных запасах урана. По разным причинам, эта идея не была воплощена в жизнь, то теперь к ней снова приходится возвращаться.
milstar: В России питы изготавливают и потребляют заводы военно- промышленного комплекса, производящие ядерные боеголовки (Екатеринбург-45, Пенза-19 и Златоуст-36). http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava9.pdf
milstar: Plutonium Crystal Phase Transitions Plutonium is a complex and perplexing element. Plutonium is a unique element in exhibiting six different crystallographic phases at ambient pressure (it has a seventh phase under pressure). The densities of these vary from 16.00 to 19.86 g/cm3. Plutonium has six temperature-dependent solid phases -- more than any other element in the periodic table. Each phase possesses a different density and volume and has its own characteristics. Alloys are even more complex; you can have multiple phases present in a sample at any given time. Because plutonium is so complex, surrogate materials cannot give a complete picture of plutonium's characteristics. Plutonium undergoes more phase transitions at ordinary pressures than any other element. As plutonium is heated it transforms through six different crystal structures before melting -- a [alpha], � [beta], ? [gamma], d [delta], d' [delta prime], and e [epsilon]. Physical properties like density and thermal expansion vary significantly from phase to phase making it one of the more difficult metals to machine and work. One of plutonium's unique physical properties is that the pure metal exhibits six solid-state phase transformations before reaching its liquid state, passing from alpha, beta, gamma, delta, delta-prime, to epsilon. Large volume expansions and contractions occur between the stable room-temperature alpha phase and the element's liquid state. Another unusual feature is that unalloyed plutonium melts at a relatively low temperature, approximately 640�C, to yield a liquid of higher density than the solid from which it melts. In addition, the elastic properties of the delta face-centered cubic (fcc) phase of plutonium are highly directional (anisotropic). That is, the elasticity of the metal varies widely along different crystallographic directions by as much as a factor of six to seven. Delta-phase plutonium is desirable for use in many weapons systems because it is tough and malleable. However, the delta phase isn't stable at room temperature unless the plutonium is alloyed with elements such as aluminum, gallium, or indium. Because of differences in diffusion rates for these alloying elements in the high-temperature phases of plutonium, they can be unevenly distributed in the plutonium. This inhomogeneous distribution of alloying elements is generally undesirable, because regions of the material that are low in alloy content will behave more like pure plutonium, while the regions high in solute content will be delta-stabilized. The plutonium in the first American atomic bombs was stabilized in the low density delta phase (density 16.9) by alloying it with 3% gallium (by molar content, 0.8% by weight), but was otherwise of high purity. The advantages of using delta phase plutonium over using the high density alpha phase (density 19.2), which is stable in pure plutonium below 115 degrees C, are that the delta phase is malleable while the alpha phase is brittle, and that delta phase stabilization prevents the dramatic shrinkage during cooling that distorts cast or hot-worked pure plutonium. In addition stablization eliminates any possibility of phase transition expansion due to inadvertent overheating of the pit after manufacture, which would distort and ruin it for weapon's use. It would seem that the lower density delta phase has offsetting disadvantages in a bomb, where high density translates into improved efficiency and reduced material requirements, but this turns out not to be so. Delta stabilized plutonium undergoes a phase transition to the alpha state at relatively low pressures (tens of kilobars, i.e. tens of thousands of atmospheres). The megabar pressures generated by the implosive shock wave cause the transition to occur, in addition to the normal effects of shock compression. Thus a greater density increase and larger reactivity insertion occurs with delta phase plutonium than would have been the case with the denser alpha phase. Scientists conducted research on metallic plutonium and plutonium alloys throughout the 1950s, '60s, and early '70s, but materials research in this area slowed significantly in the following years. One area of materials research receiving renewed attention is the thermodynamics of phase transformations and self-irradiation in plutonium and its alloys. One of the greatest concerns about plutonium and its alloys is phase stability because the large volume changes that accompany phase changes can compromise structural integrity. By 1999, more than 50 years after the Manhattan Project, other scientists from Russia and the United States still disagreed about the stability of the d -phase plutonium-gallium (Pu-Ga)alloys used in nuclear weapons. Typically,the face-centered-cubic (fcc) d -phase of plutonium, which is malleable and easily shaped,is retained down to ambient temperatures by the addition of gallium or aluminum. But do those d -phase alloys remain stable for decades or do they decompose into the denser, brittle a -phase and something else at ambient temperature? .In fact, the Russians estimated that even a pre-conditioned Pu-Al alloy at room temperature would take on the order of 11,000 years to decompose based on room-temperature data on self-diffusion in d -phase plutonium. The Stockpile Stewardship Program created a renaissance in plutonium materials science at Los Alamos with its mandate to manufacture new pits as well as to understand in detail the effects of aging on older stockpile weapons. The availability of very high purity zone-refined plutonium prompted researchers to remeasure the onset temperatures and enthalpies for all the phase transitions in plutonium. The measurements resulted in slightly different values for temperature and enthalpy, and are considered by many researchers to be the most accurate values measured to date. A scan of a plutonium sample showed some unusual features of the phase transitions. When heated from room temperature to about 500 C, the phase transitions appeared normal and well defined. However, when the sample was cooled to room temperature, things changed drastically. In the scan, the delta-to-gamma cooling transition was no longer seen as a single distinct peak, but instead was seen as a set of small, irregular peaks that occurred over a broad temperature range. In addition, the gamma-beta transition was seen to be much broader than usual after cooling and suppressed by approximately 100 C below its heating onset. Los Alamos researchers are making detailed studies of this anomalous behavior. http://www.globalsecurity.org/wmd/intro/pu-phase.htm
milstar: Важную роль играет степень обогащения по делящемуся нуклиду. Например, при разбавлении урана до уровня обогащения ниже 94% влияние состава на критическую массу достаточно сильное. Например, критическая масса урана с обогащением 235U 50% составляет 160 кг (в 3 раза больше массы 94%-го урана), а критическая масса 20%-го урана составляет 800 кг (т. е. в ~15 раз больше, чем критическая масса 94%-го урана). Ситуация аналогична и с оксидом урана. Критическая масса зависит от природы и процентного содержания любых присутствующих инертных разбавителей (кислород в оксиде урана, 238U в частично обогащенном 235U или химические примеси). Ещё сильнее критическая масса зависит от типа и состава сплавов урана (с фольфрамом, алюминием, плутонием), поскольку допирующие примеси не только улучшают механические и химические свойства материала атомного заряда, но и модифицируют его ядерные характеристики. Естественно, что критическая масса зависит от химической формы оружейного материала (металл, оксид, нитрид и т.п.), от вида и концентрации легирующих компонентов, от плотности и морфологических характеристик сплава. Для сравнения приведем следующие примеры критических масс: 10 кг 239Pu, металл в альфа-фазе (плотность 19,86 г/см3); 52 кг 94%-го 235U (6% 238U), металл (плотность 18,72 г/см3); 110 кг UO2 (94% 235U) при плотности в кристаллическом виде 11 г/см3; 35 кг PuO2 (94% 239Pu) при плотности в кристаллическом виде 11,4 г/см3. Критическая масса обратно пропорциональна квадрату плотности материала, что позволяет, например, при увеличении плотности вдвое, уменьшить критическую массу в четыре раза. Нужную степень подкритичности можно получить уплотнением делящегося материала за счет взрыва заряда обычного взрывчатого вещества, выполненного в виде сферической оболочки, окружающей ядерный заряд. Поскольку вероятность захвата нейтронов пропорциональна концентрации ядер, увеличение плотности образца, например, в результате его сжатия, способно привести к возникновению в образце критического состояния. Именно этот способ и применяется в ядерных взрывных устройствах, в которых масса делящегося вещества, находящаяся в подкритическом состоянии переводится в сверхкритическое с помощью направленного взрыва, подвергающего заряд сильной степени сжатия. Минимальное количество делящегося вещества, необходимого для осуществления цепной реакции, зависит в основном от достижимой на практике степени сжатия. Степень и скорость сжатия массы делящегося вещества определяют не только количество расщепляющегося материала, необходимого для создания взрывного устройства, но и мощность взрыва. Использование имплозии позволяет вовлечь в создание ядерного оружия слабо обогащённый и плохоочищенный уран, что способствует распространению в мире оружия массового поражения. Дело в том, что энергия, выделяющаяся в ходе цепной реакции, приводит к быстрому разогреву массы делящегося вещества и, как результат, к разлету этой массы. Через некоторое время заряд теряет критичность и цепная реакция останавливается. Поскольку полная энергия взрыва зависит от количества ядер, успевших претерпеть деление за время, в течение которого заряд находился в критическом состоянии, для получения достаточно большой мощности взрыва необходимо удерживать массу делящегося вещества в критическом состоянии как можно дольше. На практике это достигается путем быстрого сжатия заряда с помощью направленного взрыва, так что в момент начала цепной реакции, масса делящегося вещества обладает очень большим запасом критичности. Поскольку в процессе сжатия заряд находится в критическом состоянии, необходимо устранить посторонние источники нейтронов, которые могут дать начало цепной реакции еще до достижения зарядом необходимой степени критичности. Преждевременное начало цепной реакции приведёт, во-первых, к уменьшению скорости выделения энергии, а во-вторых, к более раннему разлету заряда и потере им критичности. После того как масса делящегося вещества оказалась в критическом состоянии, начало цепной реакции могут дать акты спонтанного деления ядер урана или плутония. Однако, интенсивность спонтанного деления оказывается недостаточной для того, чтобы обеспечить необходимую степень синхронизации момента начала цепной реакции с процессом сжатия вещества и для обеспечения достаточно большого количества нейтронов в первом поколении. Для решения этой проблемы в ядерных взрывных устройствах применяют специальный источник нейтронов, который обеспечивает «впрыск» нейтронов в массу делящегося вещества. Момент «впрыска» нейтронов должен быть тщательно синхронизован с процессом сжатия, так как слишком раннее начало цепной реакции приведет к быстрому началу разлета делящегося вещества и к значительному уменьшению энергии взрыва. Замечание. Критическая масса отнюдь не мировая константа. Приведённые выше значения носят «теоретический», оценочный характер. Начать с того, что реальный заряд никогда не бывает сферой, в лучшем случае это сферическая оболочка, заполненная внутри чем-то полезным. Чистые металлы тоже никогда не используются, обычно это сплавы, причём специального состава: направленно вводимые добавки изменяют энергетический спектр нейтронов в нужную сторону, размножают и увеличивают плотность нейтронов. Большое значение имеет  использование отражающих экранов, которые не просто отражают нейтроны, а размножают их (известны элементы, которые при поглощении одного нейтрона, способны выдать 3). Не менее важно агрегатное состояние заряда (твёрдое тело, раствор, расплав). В результате реальные критические массы намного меньше приводимых в учебной литературе: вышеприведённые значения смело можно уменьшать в разы, а то и на порядок. ############### Именно химический состав заряда является основным секретом атомной бомбы. http://profbeckman.narod.ru/Uran.files/Glava15.pdf
milstar: Замечание. В каком-то смысле, критическая масса (да и критический размер) – это флогистон, т.е. где-то полезная сущность, не имеющая, однако, отношения к реальности. Выше говорится о критической массе плутония порядка 10 кг, но различными ухищрениями её можно довести до нескольких сот грамм! Табл. 31. Масса 239Pu, необходимая для возникновения цепной реакции http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava8.pdf При максимальном сжатии и рефлекторах Масса, кг -0,8 Диаметр сферы, см. -4 С рефлектором из бериллия Масса, кг - 4 Диаметр сферы, см. -Около 7 Wopros o tolschine stenok reflektora iz berrillija ( plotnost primerno w 10 raz nize Pu-239 ,po masse podxodit) i wzriw.w-a ,chtobi ylozitsja w 152 mm snarjad в ядерном оружии США используется стабилизированная галлием δ-фаза плутония, имеющая плотность ρ= 15,8 г/см3). В последней строке таблицы 33 приведены значения критических масс изотопов плутония для плотности δ-фазы, пересчитанные по соотношению: wmesto 10.1 kg s plotn 19.85 gramm/sm^3 15.94 kg s plotn 15.8 gramm/sm^3
milstar: 8.4 Реакторы на быстрых нейтронах – ядерный реактор, использующий для поддержания цепной ядерной реакции нейтроны с энергией выше 0,1 МэВ. http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava8.pdf 1... Замечание. В приведённом выше тексте – существенная терминологическая путаница. Строго говоря, реактор типа БН-600 вовсе не бридер, а конвертер. Да и к реакторам-размножителям его отнести трудно: он, конечно, даёт некоторое дополнительное горючее, но значительно меньше, чем сжигает (т.е. коэффициент воспроизводства горючего меньше единицы). Его назначение – сжигать плутоний-содержащее топливо (МОКС-топливо), а не накапливать плутоний! Сейчас БН работает в режиме, исключающем воспроизводство топлива ################### 2....Проектирование реакторов на быстрых нейтронах велось таким образом, чтобы обеспечить производство оружейного плутония (и некоторых других делящихся актинидов). Понимание этого вынудило мировое сообщество повсеместно закрыть быстрые реакторы. Не помогло даже обещание конструкторов убрать из реакторов бланкеты. 3. ...Сейчас, по-видимому, единственной страной, которая способна осуществить наработку оружейного плутония на быстром реакторе является Индия. Индия строит прототип реактора-размножителя на быстрых нейтронах мощностью 500 МВт (ввод в эксплуатацию 2010). При желании, на реакторе PFBR каждый год можно изготавливать по 140 кг плутония оружейного качества. ################################################################## Умеренные количества из больших индийских запасов выделенного из отработанного топлива плутония реакторного качества могут служить в качестве подпитывающего топлива, делая незаметным отвлечение нужных нуклидов на изготовление оружия. Podobnie reaktori neobxodimo oswoit w proizwodstwe w Rossii ... ########################################## Wmeste s mopdoifiz. tipa ADE
milstar: Потребление делящихся материалов таким реактором равно 366 кг в год. Общий коэффициент воспроизводства равен 1.05, а в активной зоне 0.6 - 0.7, что позволяет этому реактору производить 120 кг и 150 кг плутония оружейного качества в аксиальном и радиальном бланкетах. Плутоний оружейного качества выделяется как из аксиального, так и из радиального бланкета с соответствующим содержанием 239Pu в 93.7% и 96.5%. Плутоний для начальной активной зоны и перезагрузки реактора PFBR берется из переработанного отработанного топлива от реакторов с тяжёлой водой под давлением PHWR, которые образуют основу текущего реакторного парка в Индии. Если реактор работает в военном режиме, и материал бланкета отвлекается для военных целей, то тогда для подпитки топлива реактора-размножителя потребуется 240 - 250 кг плутония из отработанного топлива реакторов PHWR на каждые 100 кг отвлеченного плутония оружейного качества. Индия может легко удовлетворить это требования для плутония либо из своего существующего запаса отработанного топлива, выгруженного из не находящихся под гарантиями реакторов PHWR. Табл. 38. Возможный состав исходного и отработанного топлива проектируемого индийского быстрого реактора.
milstar: Но в проектах «высокого» дизайна уже с 1960-х успешно используется плутоний любой чистоты. Поэтому термин «оружейный плутоний» никакого военного значения не имеет; это – чисто экономический параметр. «Высокий» дизайн существенно дороже «низкого». http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava8.pdf Professor Beckman (ewrej ?) iz MGU ... --------------------------------------------- Dannoe wiskaziwanie bez nauchnogo znachenija ################################# Pu-239 s konzetraziej bolee 97% ispolzuetsja w USA Navy (w-80 ) Pu-239 s konzetraziej 93.3 % w USA Air Force Prichina - Kommanda PLA/PLARB dlitelno w blizosti k boegolowke ############################################## Chem wische konzetrazija Pu-239 (97+ % ) i sootw .nize konzetrazija Pu-240 tem nize radiazija i sootw .wische zdorow'e kommandi ####################################### w Air Force otsustwuet dlitelnaja blizost s Yab ch ,poetomu mozno ispolzowat Pu-239 s bolee nizkoj konzetr. (93.3 % -oruzejnogo kachestwa) i bolee wisokim sod. Pu -240 n March 1982, designers began working on a W80 variant intended for the Navy's Tomahawk program. The W80 Model 0 (W80-0 or Mod 0) used "supergrade" fission fuel, which has less radioactivity, in the primary in place of the conventional plutonium used in the Air Force's version. "Supergrade" is industry parlance for plutonium alloy bearing an exceptionally high fraction of Pu-239 (>95%), leaving a very low amount of Pu-240 which is a gamma emitter in addition to being a high spontaneous fission isotope. ####################################################### Such plutonium is produced from fuel rods that have been irradiated a very short time as measured in MW-Day/Ton burnup. Such low irradiation times limit the amount of additional neutron capture and therefore buildup of alternate isotope products such as Pu-240 in the rod, and also by consequence is considerably more expensive to produce, needing far more rods irradiated and processed for a given amount of plutonium. Submarine crew members routinely operate in close proximity to stored weapons in torpedo rooms, in contrast to the Air Force where exposure to warheads is relatively brief. This justified the additional costs of the premium supergrade alloy used on the Navy weapon. The first models were delivered in December 1983 and the Mod 0 went into full production in March 1984. http://en.wikipedia.org/wiki/W80_(nuclear_warhead) roduction of the W80 was completed by September 1990, although the exact date at which the respective Mod 0 and Mod 1 runs ended is not clear. A total of 1750 Mod 1 and 367 Mod 0 devices were delivered; 1,000 Mod 1 devices were deployed on the original ALCM, another 400 on the later ACM, and 350 Mod 0s on the Tomahawk. ---------------------------------------- Supergrade plutonium The "supergrade" fission fuel, which has less radioactivity, is used in the primary stage of US Navy nuclear weapons in place of the conventional plutonium used in the Air Force's versions. http://www.medlibrary.org/medwiki/Pu-239
milstar: Srawnite -------------- 1....Pu-240 has a high rate of spontaneous fission events (415,000 fission/s-kg) 2....Pure Pu-239 also has a reasonably low rate of neutron emission due to spontaneous fission (10 fission/s-kg), http://belfercenter.ksg.harvard.edu/files/pu-production-nusbaum.pdf
milstar: http://nuclearweaponarchive.org/Iraq/andre/ISRI-95-03.pdf In theory, the isotopic separation of plutonium is a much less demanding task than enrichment of uranium. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- For instance, as the initial Pu-239 content of reactor-grade plutonium is over 70%, while the U-235 content of natural ura- nium is only 0.7%, a plutonium enrichment plant will be about 100 times smaller than an uranium enrichment plant of the same fissile material output. For exam- ple, a straightforward calculation shows that using the electromagnetic separation method, a single calutron with a beam current of less than 100 mA is sufficient to produce 5 kilograms of weapons-grade plutonium per year. The technology of plutonium isotopic separation however, is no more covered by secrecy than uranium enrichment technology. An important reason for this is that nuclear reactor research, as well as nuclear weapons diagnostic [80], re- quires plutonium isotope separation in order to measure Pu-240 relative to Pu-239 production because these isotopes have alpha-decay energies very close to one another. In practice however, there are problems. First, any method suitable for separating kilogram quantities of pure Pu-239 from reactor-grade plutonium has to be capable of operating with highly radioac- tive feed material. For such an application, gaseous diffusion or ultracentrifugation for example, are unsuitable because the whole apparatus (including key compo- nents such as the porous barriers or the centrifuge rotors) would become highly radioactive so that repair or maintenance becomes impossible. ----------------------------------------------------------------------------------------- Isotopic separation of radioactive materials requires that the process takes place in a containment ves- sel which can be removed for decontamination or recovery of the feed material. This is possible ########### with the laser, plasma or electromagnetic separation methods in which the ionized feed material is generally processed within a removable "liner" enclosed in the vacuum chamber. Second, the atomic weight difference between Pu-239 and Pu-240 is one, while it is three between U-238 and U-235. Thus, the enrichment of plutonium requires a three fold increase in separation power over enrichment of uranium. This means a substantial increase in difficulty [10, p.348] so that a typical EMIS plutonium separator will look much more like the 255 calutron of Artsimovitch [20] than a World War Two 180 calutron. A good idea of what a calutron for plutonium separation might look like is given by the S-2 separator of Arzamas-16 [21]. The construction of a facility comprising a number of such calutrons would in some respects be more complicated, and perhaps more costly than the chemical reprocessing plant, which would first of all be required to extract the plutonium from irradiated power-reactor fuel elements. A government having completed the first step would most probably go ahead with the plutonium isotopic purification step, even though it has been proved that by using the appropriate technique, a crude nuclear explosive could be made of power-reactor plutonium [81].
milstar: Ceni na 2012 god https://netfiles.uiuc.edu/mragheb/www/NPRE%20402%20ME%20405%20Nuclear%20Power%20Engineering/Isotopic%20Separation%20and%20Enrichment.pdf Obogaschenie yrana -81000 $ za funt ,primerno 180 000 $ za 1 kg ili 180 mln $ za tonnu
milstar: Linear-implosion weapons could use tampers or reflectors, but the overall diameter of the fissile-material plus tamper/reflector increases compared to the volume required for an untamped, unreflected pit. To fit weapons into small artillery-shells (155 mm and 152 mm are known; 105 mm has been alleged to be possible by nuclear-weapon designer Ted Taylor), bare pits may be required. Linear-implosion weapons have much lower efficiency due to low pressure, and require two to three times more nuclear-material than conventional implosion weapons. They are also considerably heavier, and much smaller than conventional implosion weapons. The W54 nuclear warhead used for special purposes and the Davy Crockett nuclear-artillery unit was about 11 inches diameter and weighs 51 pounds. The 155 mm W48 is 6 inches in diameter and weighs over twice as much, and probably requires twice as much plutonium. Independent researchers have determined that one model of US Army conventional implosion fission-weapon cost $1.25 million per-unit produced, of which $0.25 million was the total cost for all non-nuclear components and $1 million the cost of the plutonium. Linear-implosion weapons, requiring two to three times more plutonium, are considerably more expensive. http://www.tutorgig.info/ed/W79
milstar: .1.6.3.2 Linear Implosion In weapons with severe size (especially radius) and mass constraints (like artillery shells) some technique other than gun assembly may be desired. For example, plutonium cannot be used in guns at all so a plutonium fueled artillery shell requires some other approach. A low density, non-spherical, fissile mass can be squeezed and deformed into a supercritical configuration by high explosives without using neat, symmetric implosion designs. The technique of linear implosion, developed at LLNL, apparently accomplishes this by embedding an elliptical or football shaped mass in a cylinder of explosive, which is then initiated at each end. The detonation wave travels along the cylinder, deforming the fissile mass into a spherical form. Extensive experimentation is likely to be required to develop this into a usable technique. Three physical phenomenon may contribute to reactivity insertion: density increase due to collapsing voids in the core; density increase from phase transformations (if delta-phase plutonium is used); and reduction in surface area by deformation into a sphere (or approximate sphere). Since the detonation generated pressure are transient, and affect different parts of the mass at different times, compression to greater than normal densities do not occur. The reactivity insertion then is likely to be rather small, and weapon efficiency quite low (which can be offset by boosting). The use of metastable delta-phase plutonium alloys is especially attractive in this type of design. A rather weak impulse is sufficient to irreversibly collapse it into the alpha phase, giving a density increase of 23%. The supercritical mass formed by linear implosion is stable - it does not disassemble or expand once the implosion is completed. This relieves the requirement for a modulated neutron initiator, since spontaneous fission (or a calibrated continuous neutron source) can assure detonation. If desired, a low intensity initiator of the polonium/beryllium type can no doubt be used. Special initiation patterns may be advantageous in this design, such as annual initiation - where the HE cylinder is initiated along the rim of each end to create a convergent shock wave propagating up the cylinder. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.6.3 4.1.6.3.1 Complex Guns Additional improvements in gun system performance are possible by combining implosion with gun assembly. T ####################################################################### he implosion system here would be a very weak one - a layer of explosive to collapse a ring of fissile material or dense tamper on to the gun assembled core. This would allow further increases in the amount of fissile material used, and generate modest efficiency gains through small compression factors. A significant increase in insertion speed is also possible, which may be important where battlefield neutron sources may cause predetonation (this may make the technique especially attractive for artillery shell use). Complex gun approaches have reportedly been used in Soviet artillery shell designs. ###################################################
milstar: 4.1 Elements of Fission Weapon Design http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.6.3 http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-5.html#Nfaq4.6.3
milstar: 152 mm projectile ZBV3 for self-propelled guns 2S19 Msta-S, 2S3 Acacia, 2S5 Giatsint-S, towed gun D-20, 2A36 Giatsint-B, and 2A65 Msta-B. The yield was 1 kiloton, maximum range 17.4 km. The nuclear weapon was designated RFYAC-VNIITF and designed by Academician E. I. Zababakhin in Snezhinsk. http://en.m.wikipedia.org/wiki/Nuclear_artillery#section_2 http://www.vniitf.ru/index.php/2010-08-20-07-38-20/2010-05-28-08-21-09/2010-05-28-08-38-03/105-2009-04-23-05-01-25 Diametr 330 mm pozwoljaet sozdat bombu s moschnostju 340 kt (B61-7-11)
milstar: The W82 was a low yield tactical nuclear warhead developed by the United States and designed to be used in a 155mm artillery shell (sometimes called the XM-735 shell). It was conceived as a more flexible replacement for the W48, the previous generation of 155mm nuclear artillery shell. A previous attempt to replace the W48 with the W74 munition was canceled due to cost. Originally envisioned as a dual purpose weapon, with interchangeable components to allow the shell to function as either a 'standard' fission explosive, or an "enhanced radiation" device, the warhead was developed at Lawrence Livermore Laboratory[1] starting in 1977. The eventual prototype round had a yield of 2 kilotons in a package 34 inches long and weighing 95 lbs,[1] which included the rocket-assisted portion of the shell. ------------------------------------------------- The unit cost of the weapon was estimated at $4 million.[2] http://www.flickr.com/photos/87913776@N00/3644851733/
milstar: 1.The smallest possible bomb-like object would be a single critical mass of plutonium (or U-233) at maximum density under normal conditions. An unreflected spherical http://nuclearweaponarchive.org/News/DoSuitcaseNukesExist.html alpha-phase critical mass of Pu-239 weighs 10.5 kg and is 10.1 cm across. 2. As little an excess as 10% (1.1 critical masses) can produce explosions of 10-20 tons. A mere 1.2 critical masses can produce explosive yield of 100 tons and 1.35 critical masses can reach 250 tons 3.At this point a nation with sophisticated weapons technology can employ fusion boosting to raise the yield well into the kiloton range without requiring additional fissile material. ne putat s thermonuklera 2- stupenchatij design fission -fusion ########################################## 4.The smallest diameter US test device publicly known was the UCRL Swift device fired in the Redwing Yuma shot on 28 May 1956 . It had a 5" (12.7 cm) diameter, a length of 62.2 cm (24.5 inches) and weighed 43.5 kg (96 lb). The test had a yield of 190 tons, but was intended to be fusion boosted (and thus would probably have had a yield in the kiloton range) but its yield was insufficient to ignite the fusion reaction and it failed to boost in this test 5.Later and lighter 155 mm designs were also developed -- the W74 (canceled early in development), and the W-82/XM-785 shell. The W82 had a yield of up to 2 kilotons and weighed 43 kg (95 lb), but included a number of sophisticated additional features within this weight. Since it was capable of being fielded with a "neutron bomb" (enhanced radiation) option, which is intrinsically more complex than a basic nuclear warhead, and was in addition rocket boosted, the actual minimum nuclear package was substantially lighter than the weight of the complete round. Its overall length was 86 cm (34"). 6.Later and lighter 155 mm designs were also developed -- the W74 (canceled early in development), and the W-82/XM-785 shell. The W82 had a yield of up to 2 kilotons and weighed 43 kg (95 lb), but included a number of sophisticated additional features within this weight. Since it was capable of being fielded with a "neutron bomb" (enhanced radiation) option, which is intrinsically more complex than a basic nuclear warhead, and was in addition rocket boosted, the actual minimum nuclear package was substantially lighter than the weight of the complete round. Its overall length was 86 cm (34"). 7.Compact nuclear artillery shells (208 mm and under) are based on a design approach called linear implosion. The linear implosion concept is that an elongated (football shaped) lower density subcritical mass of material can be compressed and deformed into a critical higher density spherical configuration by embedding it in a cylinder of explosives which are initiated at each end. As the detonation progresses from each direction towards the middle, the fissile mass is squeezed into a supercritical shape. 8.The Swift device is known to have been a linear implosion design. 9.f the yield is as much as 10 kilotons, then the device would have to be fusion boosted. ne putat s thermonuclear 2-stupenchatij fission -fusion #################################### 10.A somewhat more sophisticated variation would extend the linear implosion concept to cylindrical implosion, in this case an oblate (squashed) spheroid, roughly discus-shaped, of plutonium would be embedded in a cylinder of high explosive which is initiated simultaneously around its perimeter. The cylindrically converging detonation would compress and deform the fissile mass into a sphere, that could be wider than the original thickness of the system. This type of design would make the flattest possible bomb design, perhaps as little as 5 cm. ------------------------------------------------------------------------ The ##only obvious application## for such a device would be briefcase bomb, and would require a special development effort to create it. ############# Oschibka ... ####### Primer Oniks /Bramos diametr 700 mm ,wes Bch -200 kg + wes RGSN 85 kg ,M2 pri wisote poleta 5 -10 metrow ymenschenie diametra poslednej chasti w 9 raz do 77.5 mm ,ymenschaet EPR w 81 raz pri prochix rawnix i sootw sokrascxhaet dalnost obnaruzeniaj w 3 raza snizenie dimaetra i wesa pozwolit poluchit bolee wisokie skorosti i yskorenija
milstar: Oralloy thermonuclear warheads In 1999, nuclear weapon design was in the news again, for the first time in decades. In January, the U.S. House of Representatives released the Cox Report (Christopher Cox R-CA) which alleged that China had somehow acquired classified information about the U.S. W88 warhead. Nine months later, Wen Ho Lee, a Taiwanese immigrant working at Los Alamos, was publicly accused of spying, arrested, and served nine months in pre-trial detention, before the case against him was dismissed. It is not clear that there was, in fact, any espionage. In the course of eighteen months of news coverage, the W88 warhead was described in unusual detail. The New York Times printed a schematic diagram on its front page.[36] The most detailed drawing appeared in A Convenient Spy, the 2001 book on the Wen Ho Lee case by Dan Stober and Ian Hoffman, adapted and shown here with permission. Designed for use on Trident II (D-5) submarine-launched ballistic missiles, the W88 entered service in 1990 and was the last warhead designed for the U.S. arsenal. It has been described as the most advanced, although open literature accounts do not indicate any major design features that were not available to U.S. designers in 1958. The above diagram shows all the standard features of ballistic missile warheads since the 1960s, with two exceptions that give it a higher yield for its size. The outer layer of the secondary, called the "pusher", which serves three functions: heat shield, tamper, and fission fuel, is made of U-235 instead of U-238, hence the name Oralloy (U-235) Thermonuclear. Being fissile, rather than merely fissionable, allows the pusher to fission faster and more completely, increasing yield. This feature is available only to nations with a great wealth of fissile uranium. ########################################### 500 tonn kotorogo Rossiya prodala w USA The United States is estimated to have 500 tons.[citation needed] The secondary is located in the wide end of the re-entry cone, where it can be larger, and thus more powerful. The usual arrangement is to put the heavier, denser secondary in the narrow end for greater aerodynamic stability during re-entry from outer space, and to allow more room for a bulky primary in the wider part of the cone. (The W87 warhead drawing in the previous section shows the usual arrangement.) Because of this new geometry, the W88 primary uses compact conventional high explosives (CHE) to save space,[37] rather than the more usual, and bulky but safer, insensitive high explosives (IHE). The re-entry cone probably has ballast in the nose for aerodynamic stability.[38] The alternating layers of fission and fusion material in the secondary are an application of the Alarm Clock/Sloika principle. http://www.enotes.com/topic/Nuclear_weapon_design
milstar: Oralloy thermonuclear warheads In 1999, nuclear weapon design was in the news again, for the first time in decades. In January, the U.S. House of Representatives released the Cox Report (Christopher Cox R-CA) which alleged that China had somehow acquired classified information about the U.S. W88 warhead. Nine months later, Wen Ho Lee, a Taiwanese immigrant working at Los Alamos, was publicly accused of spying, arrested, and served nine months in pre-trial detention, before the case against him was dismissed. It is not clear that there was, in fact, any espionage. In the course of eighteen months of news coverage, the W88 warhead was described in unusual detail. The New York Times printed a schematic diagram on its front page.[36] The most detailed drawing appeared in A Convenient Spy, the 2001 book on the Wen Ho Lee case by Dan Stober and Ian Hoffman, adapted and shown here with permission. Designed for use on Trident II (D-5) submarine-launched ballistic missiles, the W88 entered service in 1990 and was the last warhead designed for the U.S. arsenal. It has been described as the most advanced, although open literature accounts do not indicate any major design features that were not available to U.S. designers in 1958. The above diagram shows all the standard features of ballistic missile warheads since the 1960s, with two exceptions that give it a higher yield for its size. The outer layer of the secondary, called the "pusher", which serves three functions: heat shield, tamper, and fission fuel, is made of U-235 instead of U-238, hence the name Oralloy (U-235) Thermonuclear. Being fissile, rather than merely fissionable, allows the pusher to fission faster and more completely, increasing yield. This feature is available only to nations with a great wealth of fissile uranium. ########################################### 500 tonn kotorogo Rossiya prodala w USA The United States is estimated to have 500 tons.[citation needed] The secondary is located in the wide end of the re-entry cone, where it can be larger, and thus more powerful. The usual arrangement is to put the heavier, denser secondary in the narrow end for greater aerodynamic stability during re-entry from outer space, and to allow more room for a bulky primary in the wider part of the cone. (The W87 warhead drawing in the previous section shows the usual arrangement.) Because of this new geometry, the W88 primary uses compact conventional high explosives (CHE) to save space,[37] rather than the more usual, and bulky but safer, insensitive high explosives (IHE). The re-entry cone probably has ballast in the nose for aerodynamic stability.[38] The alternating layers of fission and fusion material in the secondary are an application of the Alarm Clock/Sloika principle. http://www.enotes.com/topic/Nuclear_weapon_design
milstar: http://www.arms-expo.ru/049051051052124050057053048.html ишенный ракетный комплекс "Кабан" (96М6М) создан Челябинским открытым акционерным обществом (ОАО) "Федеральный научно-производственный центр "Станкомаш" на базе существующих метеорологических ракет и обладает высокими имитационными возможностями. Подробнее: http://www.arms-expo.ru/049051051052124050057053048.html МОСКВА, 22 окт - РИА Новости. Расчеты зенитных ракетных систем С-300В впервые в учебно-боевой практике смогли поразить мишени, которые имитировали оперативно-тактические баллистические ракеты, сообщил журналистам в пятницу в Москве начальник зенитных ракетных войск (ЗРВ) Военно-воздушных сил генерал-майор Сергей Попов. "Благодаря кропотливой работе аппаратов зенитных ракетных войск Северо-Западного и Дальневосточного объединений ВВС и ПВО по подготовке зенитных ракетных частей С-300В два полка С-300В впервые смогли справиться с выполнением боевых стрельбы по ракетам-мишеням "Кабан", аналогам оперативно-тактических баллистических ракет". - сказал Попов. "Плотность удара достигала шести целей в минуту, а всего, за две минуты боя, было уничтожено 14 ракет-мишеней - аналогов перспективных средств воздушного нападения вероятного противника", - сказал генерал. "В целом, эффективность боевых стрельб зенитных ракетных частей составила более 85%", - сообщил начальник ЗРВ ВВС. Oсновные характеристики Калибр, мм 250 Длина, м 5,72 Масса, кг 330 Высота подъема, км 46 Дальность точки падения, км до 100 Время работы двигателя, с 4,5-9 Максимальная скорость, м/с 830-1300 Полное время полета, с 185 Подробнее: http://www.arms-expo.ru/049051051052124050057053048.html 250 mm *5720 mm / 1300 met .sec testirowanna yabch kalibrom w 2 raza nize 127 mm ,werojatno wozmozno i dalnejschee snizenie ############################################################### Snizenie klaibra w 2 raza = snizeniju fronatalnoj EPR w 4 raza ili snizeniju max. dalnosti w 1.4 raza ################################################################ Takze za schet snizenija kalibra i wesa mozno poluchit bolee wisokie yskorenija i dalnost #########################################################
milstar: 4.3.1 Fusion Boosted Fission Weapons Fusion boosting is a technique for increasing the efficiency of a small light weight fission bomb by introducing a modest amount of deuterium- tritium mixture (typically containing 2-3 g of tritium) inside the fission core. As the fission chain reaction proceeds and the core temperature rises at some point the fusion reaction begins to occur at a significant rate. This reaction injects fusion neutrons into the core, causing the neutron population to rise faster than it would from fission alone (that is, the effective value of alpha increases). The fusion neutrons are extremely energetic, seven times more energetic than an average fission neutron, which causes them to boost the overall alpha far out of proportion to their numbers. Is this due to several reasons: 1. Their high velocity creates the opposite of time absorption - time magnification. 2. When these energetic neutrons strike a fissile nucleus a much larger number of secondary neutrons are released (e.g. 4.6 vs 2.9 for Pu-239). 3. The fission cross section is larger in both absolute terms, and in proportion to scattering and capture cross sections. Taking these factors into account, the maximum alpha value for plutonium (density 19.8) is some 8 times higher than for an average fission neutron (2.5x10^9 vs 3x10^8). A sense of the potential contribution of fusion boosting can be gained by observing at 1.5 g of tritium (half an atom mole) will produce sufficient neutrons to fission 120 g of plutonium directly, and 660 g when the secondary neutrons are taken into account. This would release 11.6 kt of energy, and would by itself result in a 14.7% overall efficiency for a bomb containing 4.5 kg of plutonium (a typical small fission trigger). The fusion energy release is just 0.20 kt, less than 2% of the overall yield. Larger total yields and higher efficiency is possible of course, since this neglects the fission-only chain reaction required to ignite the fusion reaction in the first place and that fission multiplication would continue significantly beyond the fissions caused by the fusion induced secondaries. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-3.html
milstar: Linear implosion Linear-implosion uses a mass of nuclear material which is more than one critical mass at normal pressure and in a spherical configuration. The mass, known as pit, is configured in a lower density non-spherical configuration prior to firing the weapon and then, small to moderate amounts of explosive collapse and slightly reshape the nuclear-material into a supercritical-mass which then undergoes chain-reaction and explodes. Three methods are known to compress and reshape the nuclear-material; collapsing hollow spaces inside the nuclear material, using plutonium-gallium alloy, which is stabilized in the low-density delta-phase at a density of 16.4 (and which collapses to denser alpha-phase under moderate explosive-compression), and shaping an explosive and nuclear material so that the explosive pressure changes a stretched-out, elliptical or football shape to collapse towards a spherical or more spherical end-shape. A bare critical mass of plutonium at normal density and without additional neutron reflector material is roughly 10 kilograms. To achieve a large explosive-yield, a linear-implosion weapon needs somewhat more material, on the order of 13 kilograms. 13 kilograms of alpha-phase (highest density) plutonium at a density of 19.8 g/cm^3 is 657 cubic centimeters, a sphere of radius 5.4 cm (diameter 10.8 cm / 4.25 inches). http://en.wikipedia.org/wiki/W79 Linear-implosion weapons could use tampers or reflectors, but the overall diameter of the fissile-material plus tamper/reflector increases compared to the volume required for an untamped, unreflected pit. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- To fit weapons into small artillery-shells (155 mm and 152 mm are known; 105 mm has been alleged to be possible by nuclear-weapon designer Ted Taylor), bare pits may be required. ############# Linear-implosion weapons have much lower efficiency due to low pressure, and require two to three times more nuclear-material than conventional implosion weapons. They are also considerably heavier, and much smaller than conventional implosion weapons. The W54 nuclear warhead used for special purposes and the Davy Crockett nuclear-artillery unit was about 11 inches diameter and weighs 51 pounds. The 155 mm W48 is 6 inches in diameter and weighs over twice as much, and probably requires twice as much plutonium. Independent researchers have determined that one model of US Army conventional implosion fission-weapon cost $1.25 million per-unit produced, of which $0.25 million was the total cost for all non-nuclear components and $1 million the cost of the plutonium. Linear-implosion weapons, requiring two to three times more plutonium, are considerably more expensive. ##########################################
milstar: 4.1.6.3.2 Linear Implosion In weapons with severe size (especially radius) and mass constraints (like artillery shells) some technique other than gun assembly may be desired. For example, plutonium cannot be used in guns at all so a plutonium fueled artillery shell requires some other approach. A low density, non-spherical, fissile mass can be squeezed and deformed into a supercritical configuration by high explosives without using neat, symmetric implosion designs. The technique of linear implosion, developed at LLNL, apparently accomplishes this by embedding an elliptical or football shaped mass in a cylinder of explosive, which is then initiated at each end. The detonation wave travels along the cylinder, deforming the fissile mass into a spherical form. Extensive experimentation is likely to be required to develop this into a usable technique. ###################################################### Three physical phenomenon may contribute to reactivity insertion: density increase due to collapsing voids in the core; density increase from phase transformations (if delta-phase plutonium is used); and reduction in surface area by deformation into a sphere (or approximate sphere). Since the detonation generated pressure are transient, and affect different parts of the mass at different times, ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- compression to greater than normal densities do not occur. The reactivity insertion then is likely to be rather small, and weapon efficiency quite low (which can be offset by boosting). ############################################################################## The use of metastable delta-phase plutonium alloys is especially attractive in this type of design. A rather weak impulse is sufficient to irreversibly collapse it into the alpha phase, giving a density increase of 23%. ########################################### The supercritical mass formed by linear implosion is stable - it does not disassemble or expand once the implosion is completed. This relieves the requirement for a modulated neutron initiator, since spontaneous fission (or a calibrated continuous neutron source) can assure detonation. If desired, a low intensity initiator of the polonium/beryllium type can no doubt be used. Special initiation patterns may be advantageous in this design, such as annual initiation - where the HE cylinder is initiated along the rim of each end to create a convergent shock wave propagating up the cylinder. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.6.3
milstar: 4.1.8 Fission Initiation Techniques It is a major problem in an implosion bomb since the interval during which the bomb is near optimum criticality is quite short - both in absolute length (less than a microsecond), and also as a proportion of the time the bomb is in a critical state. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.6.3 A far superior idea is to use a modulated neutron initiator - a neutron emitter or neutron generator that can be turned on at a specific time. This is a much more difficult approach to develop, regardless of the technique used. Modulated initiators can be either internal designs, which are placed inside the fissile pit and activated by the implosion wave, or external designs which are placed outside the fission assembly. It should be noted that it is very desirable for an initiator to emit at least several neutrons during the optimum period, since a single neutron may be captured without causing fission. If a large number can be generated then the total length of the chain reaction can be significantly shortened. A pulse of 1 million neutrons could cut the total reaction length by 25% or so (approx. 100 nanoseconds), which may be useful for ensuring optimal efficiency Early pulse neutron tubes used titanium hydride targets, but superior performance is obtained by using scandium hydride which is standard in current designs. A representative tube design is the unclassified Milli-Second Pulse (MSP) tube developed at Sandia. It has a scandium tritide target, containing 7 curies of tritium as 5.85 mg of ScT2 deposited on a 9.9 cm^2 molybdenum backing. A 0.19-0.25 amp deuteron beam current produces about 4-5 x 10^7 neutrons/amp-microsecond in a 1.2 millisecond pulse with accelerator voltages of 130-150 KeV for a total of 1.2 x 10^10 neutrons per pulse. For comparison the classified Sandia model TC-655, which was developed for nuclear weapons, produced a nominal 3 x 10^9 neutron pulse. 4.1.8.2 External Neutron Initiators (ENIs).
milstar: Despite hints to the contrary (for example Ted Taylor's comments in The Curve of Binding Energy among others), it is not plausible that true spherical implosion systems can be developed by a terrorist group. The difficulties in designing and making a working lens system appears to be simply insurmountable. Unfortunately, a spherical implosion system does not seem to be required for reasonably fast insertion at low levels of compression. Consider an implosion of a system that may be in one dimension (linear implosion), two dimensions (cylindrical implosion), or three dimensions (spherical implosion). If delta represents the change in system dimension (i.e. size - radius or length) along the axis or axes of compression in n dimensions (n equals 1, 2, or 3), then the compression C achieved by the implosion is: C = (r_0/(r_0 - delta))^n At very low degrees of compression, this is roughly equivalent to: C = n*(delta/r_0) + 1 That is, the excess density C - 1 is roughly proportional to the dimensional reduction ratio and the number of axes of compression. Thus for a given compression velocity, the actual rate of density increase for 3-D compression is three times faster than 1-D compression, but only 50% faster than 2-D compression. These differences are significant, but not dramatic. Developing linear and cylindrical implosion systems fast enough to produce a highly destructive terrorist bomb appears to be feasible. The flying plate line-charge approach is sufficiently simple, and testable, that a low resource group could develop a workable system. Even plane or cylindrical explosive lenses are not out of the question, although they are probably more difficult. http://nuclearweaponarchive.org/News/TerroristBombs.html
milstar: http://www.nci.org/NEW/NT/rgpu-mark-90.pdf
milstar: Allotropes of plutonium http://en.wikipedia.org/wiki/Allotropes_of_plutonium Densities of the different allotropes vary from 16.00 g/cm3 to 19.86 g/cm3. Plutonium in the δ phase (delta phase) normally exists in the 310 °C to 452 °C range but is stable at room temperature when alloyed with a small percentage of gallium, aluminium, or cerium, enhancing workability and allowing it to be welded in weapons applications. The delta phase has more typical metallic character, and is roughly as strong and malleable as aluminium. In fission weapons, the explosive shock waves used to compress a plutonium core will also cause a transition from the usual delta phase plutonium to the denser alpha phase, significantly helping to achieve supercriticality.[4] The plutonium-gallium alloy is the most common δ-stabilized alloy. delta plotnost -15.92 gramm/sm^3 alfa plotnost - 19.86 gramm/sm^3 The presence of these many allotropes makes machining plutonium very difficult, as it changes state very readily. For example, the α phase exists at room temperature in unalloyed plutonium. http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?07-16.pdf http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00818035.pdf
milstar: World Trade Center and the collapse of the twin towers, which experts estimate to be equivalent to between a 0.20 kiloton to 0.25-kiloton explosion. http://www.nrdc.org/nuclear/furanium.asp
milstar: The U.S. W33 artillery shell, which the Pentagon retired from the stockpile, had a yield of about 12 kilotons and an overall mass of about 243 pounds (110 kg). It probably contained about 110 to 132 pounds (50 to 60 kg) of highly enriched uranium ------- This design appears to have been used in the U.S. W-33 atomic artillery shell, which is reported to have had an annular bore. 4.1.6.1.2 Double Gun Systems Significant weight savings a possible by using a "double-gun" - firing two projectiles at each other to achieve the same insertion velocity. With all other factors being the same (gun length, projectile mass, materials, etc.) the mass of a gun varies with the fourth power of velocity (doubling velocity requires quadrupling pressure, quadrupling barrel thickness increases mass sixteen-fold). By using two projectiles the required velocity is cut by half, and so is the projectile mass (for each gun). On the other hand, to keep the same total gun length though, the projectile must be accelerated in half the distance, and of course there are now two guns. The net effect is to cut the required mass by a factor of eight. The mass of the breech block (which seals the end of the gun) reduces this weight saving somewhat, and of course there is the offsetting added complexity. A double gun can improve on the achievable assembled mass size since the projectile mass is divided into two sub-critical pieces, each of which can be up to one critical mass in size. Modifying Eq. 4.1.6.1.1-1 we get: Eq. 4.1.6.1.1-3 M_c/((M - 2M_c)/M)^2 = M - 2M_c with a solution of M = 4.88 M_c. Taking into account the effect of differential reflector efficiency we get mass ratios of ratios of 3.56 (tungsten carbide) and 4 (beryllium) which give assembled mass size limits of M = 7.34 M_c and M = 8 M_c respectively. Another variant of the double gun concept is to still only have two fissile masses - a hollow mass and a cylindrical core as in the single gun - but to drive them both together with propellant. One possible design would be to use a constant diameter gun bore equal to the target diameter, with the smaller diameter core being mounted in a sabot. In this design the target mass would probably be heavier than the core/sabot system, so one end of the barrel might be reinforced to take higher pressures. Another more unusual approach would be to fire the target assembly down an annular (ring shaped) bore. This design appears to have been used in the U.S. W-33 atomic artillery shell, which is reported to have had an annular bore. These larger assembled masses give significantly more efficient bombs, but also require large amounts of fissile material to achieve them. And since there is no compression of the fissile material, the large efficiency gains obtainable through implosive compression is lost. These shortcomings can be offset somewhat using fusion boosting, but gun designs are inherently less efficient than implosion designs when comparing equal fisssile masses or yields. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.6.1
milstar: 4.1.6.2 Implosion Assembly High explosive driven implosion assembly uses the ability of shock waves to instantaneously compress and accelerate material to high velocities. This allows compact designs to rapidly compress fissile material to densities much higher than normal on a time scale of microseconds, leading to efficient and powerful explosions. The speed of implosion is typically several hundred times faster than gun assembly (e.g. 2-3 microseconds vs. 1 millisecond). Densities twice the normal maximum value can be reached, and advanced designs may be able to do substantially better than this (compressions of three and four fold are often claimed in the unclassified literature, but these seem exaggerated). Weapon efficiency is typically an order of magnitude better than gun designs. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.6.1 These curves also show that very high shock compressions (four and above) are so energetically expensive as to be infeasible. To achieve a factor of only 3, 7.1x10^11 ergs/g of uranium is required. Factoring implosion efficiency (30%), the high explosive (if it is TNT) must have a mass 56 times that of the material being compressed. Reports in the unclassified literature of compressions of four and higher can thus be safely discounted.
milstar: It is interesting to note that to double the density of one cubic centimeter of uranium (18.9 grams) 1.7 x 10^12 ergs is required for shock compression. This is the amount of energy found in 40 grams of TNT, about twice the weight of the uranium. The efficiency of an implosion system at transferring high explosive energy to the core is generally not better than 30%, and may be worse (possibly much worse if the design is inefficient). This allows us the make a good estimate of the amount of explosive required to compress a given amount of uranium or plutonium to high density (a minimum of 6 times the mass of the fissile material for a compression factor of 2). http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.6.1 These curves also show that very high shock compressions (four and above) are so energetically expensive as to be infeasible. To achieve a factor of only 3, 7.1x10^11 ergs/g of uranium is required. Factoring implosion efficiency (30%), the high explosive (if it is TNT) must have a mass 56 times that of the material being compressed. Reports in the unclassified literature of compressions of four and higher can thus be safely discounted.
milstar: Ideally, the best combination of explosives is the fastest and slowest that are available. This provides the greatest possible refractive index, and thus bending effect, and allows using a wider lens angle. The fastest and slowest explosives generally known are HMX (octogen) and baratol respectively. HMX has a detonation velocity of 9110 m/sec (at a pressed density of 1.89), the dense explosive baratol (76% barium nitrate/24% TNT) has a velocity of 4870 m/sec (cast density 2.55). Explosives with slightly slower detonation velocities include the even denser plumbatol - 4850 m/sec (cast density 2.89) for a composition of 70% lead nitrate/30% TNT; and the relatively light boracitol - 4860 m/sec (cast density 1.55) for a composition of 60% boric acid/40% TNT. Mixtures of TNT with glass or plastic microspheres have proven to be an effective, light weight, and economical slow explosive in recent unclassified explosive lens work (I don't have data on their velocities though).
milstar: The difficulty in making compact and light implosion systems can be judged by the US progress in developing them. The initial Fat Man implosion system had a diameter of almost 60 inches. A significantly smaller system (30 inches) was not tested until 1951, a 22 inch system in mid-1952, and a 16 inch system in 1955. By 1955 a decade had passed since the invention of nuclear weapons, and hundreds of billions of dollars (in today's money) had been spent on developing and producing bombs and bomb delivery systems. These later systems must have used some advanced wave shaping technologies, which have remained highly classified. Clearly developing them is not an easy task (although the difficulty may be conceptual as much as technological).
milstar: 3.7.1 Implosion Geometries A good example of one dimensional compression (linear compression) ############################################## is the compression of the fuel/air mixture in the cylinder of an internal combustion engine. If r_0 is the original length of the gas column in the cylinder, and r_1 is the length after compression, then the density increase is: Eq. 3.7.1-1 rho_1/rho_0 = r_0/r_1 That is to say, it is inversely proportional to the change in scale (the relative change in length). ########################################################### Two dimensional compression (cylindrical compression) can be thought of as squeezing a tube so that its radius decreases uniformly (it doesn't get squashed flat). If r_0 denotes the original radius, and r_1 the radius after compression then we can say: Eq. 3.7.1-2 rho_1/rho_0 = (r_0/r_1)^2 I.e. it is inversely proportional to the SQUARE of the change in scale. ############################################## Three dimensional compression (spherical compression) can be thought of as squeezing a sphere so that its radius decreases uniformly. In this case we can say: Eq. 3.7.1-3 rho_1/rho_0 = (r_0/r_1)^3 I.e. it is inversely proportional to the CUBE of the change in scale. For the same change in scale, a higher dimensional implosion produces a much greater degree of compression. The relatively sluggish linear case in fact is rarely though of as being an "implosion". The spherical implosion gives the most rapid compression and, being symmetrical in all directions, is also relatively easy to analyze theoretically. It is the most widely used geometry for implosion in nuclear weapon designs. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq3.html#nfaq3.7
milstar: In general, minimum mass and minimum volume designs closely resemble each other. The use of a hollow core adds negligibly to the overall volume. At the low end of this yield range (tens of tons) simply inducing the delta -> alpha phase transition in a metastable plutonium alloy ################################################################################## may provide sufficient reactivity insertion. In this case a classical implosion system is not even necessary, a variety of mechanisms could be used to produce the weak 10-20 kilobar shock required to collapse the crystal structure. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-2.html#Nfaq4.2.5
milstar: 1.Compact nuclear artillery shells (208 mm and under) are based on a design approach called linear implosion. The linear implosion concept is that an elongated (football shaped) lower density subcritical mass of material can be compressed and deformed into a critical higher density spherical configuration by embedding it in a cylinder of explosives which are initiated at each end. As the detonation progresses from each direction towards the middle, the fissile mass is squeezed into a supercritical shape. The Swift device is known to have been a linear implosion design. 155 mm s moschnostju do 2 kt ,boosted s tritium W82 ---------------------------------------------------------------- Later and lighter 155 mm designs were also developed -- the W74 (canceled early in development), and the W-82/XM-785 shell. The W82 had a yield of up to 2 kilotons and weighed 43 kg (95 lb), but included a number of sophisticated additional features within this weight. Since it was capable of being fielded with a "neutron bomb" (enhanced radiation) option, which is intrinsically more complex than a basic nuclear warhead, and was in addition rocket boosted, the actual minimum nuclear package was substantially lighter than the weight of the complete round. Its overall length was 86 cm (34"). .... A somewhat more sophisticated variation would extend the linear implosion concept to cylindrical implosion, in this case an oblate (squashed) spheroid, roughly discus-shaped, of plutonium would be embedded in a cylinder of high explosive which is initiated simultaneously around its perimeter. The cylindrically converging detonation would compress and deform the fissile mass into a sphere, that could be wider than the original thickness of the system. This type of design would make the flattest possible bomb design, perhaps as little as 5 cm. The only obvious application for such a device would be briefcase bomb, and would require a special development effort to create it. http://nuclearweaponarchive.org/News/DoSuitcaseNukesExist.html
milstar: That is, the excess density C - 1 is roughly proportional to the dimensional reduction ratio and the number of axes of compression. Thus for a given compression velocity, the actual rate of density increase for 3-D compression is three times faster than 1-D compression, but only 50% faster than 2-D compression. These differences are significant, but not dramatic. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-2.html
milstar: Otn. diametra k moschnosti 1.W-33 -203mm,yran-235 ,puschechnogo tipa ,fission ,busted do 40 kt -203 mm ,940 mm dlini ,wes 109 kg ,wip 2000 stuk 2.W-48 -155mm ,linear implosion Pu-239 ,0.072 kt ,wes 54-60 kg ,155mm *846 mm dlini ,wip. -1060 stuk 3.W-74 -155mm, linear implosion Pu-239 ,zamena W-48,boslche 0.1 kt , canceled 4.W-79 -203mm,linear implosion Pu-239 ,90 kg , 0.8kt-1.1 kt ,wipuschenno 550(325 nejtr. bomba) 5. W-82 -155 mm, linear implosion Pu-239 ,43.5 kg ,2 kt ,canceled 6. In 1958 a fusion warhead was developed and tested, the UCRL Swift. It was 622 mm long, 127 mm diameter, and weighed 43.5 kg. At its test it yielded only 190 tons; it failed to achieve fusion and only the initial fission explosion worked correctly http://nuclearweaponarchive.org/Usa/Weapons/Allbombs.html ############ 1. Snizenie diametra w 2 raza snizaet front .EPR w 4 raza i sootw dalnost RLS snizaetsja w 1.4 raza 2. Moschnost wzriwa w 70 tonn TNT dostatochno dlja potoplenija avianosza 3. Poslednie 155 mm versii moschnsot boslche 1 kt 4. Testirowan 127 mm design -190 TNT 5. 105 mm - wozmozno
milstar: Dlja srawnenija minimalnie razmeri termoyadernix boepripasow ######################################### B61 -340 kt,yad. BCH- 300 mm*800 mm bomba 340 mm *3600 mm W80 - BCH- 300 mm *800 mm ,170 kt W80-0 Morksaja 367 (osobo chistij Pu-239 bolee 97%) W80-1 ALCM,ACM 1750 stuk
milstar: http://www.amec.com/documents/investors/events/b156bf2bc3d643f686409e0696f52184/nuclear_market_trends.pdf Obschij rinok atomnix stanzij i goruchego 2010 -59 mlrd funtow 2020 - 95 mlrd funtow 2008 god -438 reaktorow 2010god- 659 reaktorow
milstar: http://www.amec.com/documents/investors/events/b156bf2bc3d643f686409e0696f52184/nuclear_market_trends.pdf Obschij rinok atomnix stanzij i goruchego 2010 -59 mlrd funtow 2020 - 95 mlrd funtow 2008 god -438 reaktorow 2010god- 659 reaktorow
milstar: http://typhoon.jaea.go.jp/icnc2003/Proceeding/paper/2.14_107.pdf Los Alamos critical mass of Neptunium Materials The experiment was performed on the Planet vertical assembly machine at Los Alamos National Laboratory. The critical mass experiment consisted of surrounding the 6-kg 237Np sphere with highly enriched uranium (HEU) nesting shells until criticality was achieved. The neptunium sphere was 8.29 cm in diameter and its calculated density was 20.29 g/cm3, which is very close to its theoretical density of 20.45 g/cm3. The neptunium sphere weighed 6070.4 g and the chemical analysis of the sprue extension (see Fig. 1) It is estimated that a typical 1000 MW (e) reactor produces on the order of 13 kg of neptunium in a year.2 To reduce the radiation exposure to the experimenters, the neptunium sphere was clad with a 0.261-cm thick layer of tungsten, and two 0.191-cm thick layers of nickel. The gamma radiation exposure at contact was 300 mR/h. The total weight of the sphere, including the clad materials, was 8026.9 g.
milstar: http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/lib-www/la-pubs/00371749.pdf
milstar: https://netfiles.uiuc.edu/mragheb/www/NPRE%20402%20ME%20405%20Nuclear%20Power%20Engineering/Traveling%20Wave%20Reactor.pdf
milstar: https://netfiles.uiuc.edu/mragheb/www/NPRE%20402%20ME%20405%20Nuclear%20Power%20Engineering/Nuclear%20World.pdf
milstar: Плутоний обладает шестью различными фазами (кристаллическими структурами) в твердой форме (Табл.14), больше чем любой другой элемент. Некоторые переходы между фазами сопровождаются разительными изменениями объема. В двух из этих фаз - дельта и дельта прим - плутоний обладает уникальным свойством сжиматься при повышении температуры, а в остальных - имеет чрезвычайно большой температурный коэффициент расширения. При расплавлении плутоний сжимается, позволяя нерасплавленному плутонию плавать. В своей максимально плотной форме, альфа фазе, плутоний шестой по плотности элемент (тяжелее его только осмий, иридий, платина, рений и нептуний). В альфа фазе чистый плутоний хрупок, но существуют его гибкие сплавы. http://profbeckman.narod.ru/RH0.files/13_3.pdf Табл.14. Плотности и температурный диапазон фаз плутония: Фаза альфа 19.84 (20°C) стабильна ниже 122 бета - 17.8 (122°C) 122-206 гамма -17.2°C(206°C) 224-300 дельта/дельта прим -15.9 (319 °C) 319 - 476 эпсилон - 17.0 (476 °C) 476 - 641 (точка плавления) жидкая 16.65 (641 °C) 641 ° -do tochki kipenija
milstar: Plutonium i splavi (awtor publikazii ex-direktor Los -Alamos lab) ########################################### http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00818035.pdf All alloying elements are “impurities” in a nuclear chain reaction because they reduce the number of plutonium-239 atoms per unit volume, but metallurgical considerations strongly favor using the δ-phase alloys for weapons applications. The amount of alloying elements, how- ever, must be kept to a minimum, so plutonium-rich alloys are of greatest interest. Tabliza 1 perexod Pu-239 s 1.8 % Ga iz delta phase s pl. 15.8 gramm/sm^3 w alfa' (plotnost a' = a ?) s plotnostju 19.86 gramm/sm^3 pri dawlenijax bolee chem 2700 bar(atmosfer) ##################################################################################################################### Spisok literaturi http://www.placidity.com/plutonium/encyclopedia.htm
milstar: In plutonium, phase trans- formations are triggered easily by changes in temperature, pressure, stress, or chemistry. Plutonium and its alloys exhibit virtually every phase transforma- tion found in all other elements combined. To understand phase transfor- mations, we must first understand the thermodynamic driving forces, the crys- tallographic mechanisms at the atomic level, and the kinetics of the transforma- tion processes. (see the box “Phase Transformation Basics” on page 322) http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00818035.pdf
milstar: This could be obtained by the use of high explosive, which in fact does not assemble solid material; the detonation wave in the high explosive and the corresponding shock in adjacent solid material so far exceeds the strength of materials that hydrodynamics rather than structural mechanics is the appropriate model. http://www.fas.org/rlg/PNWM_UMich.pdf In fact, doubling the density reduces by a factor four (the square of the compression) the amount of material required to form a critical mass. Awtor publikazii R.Garwin -konstruktor Mike w 1952 ,kogda emu bilo 23 goda
milstar: So far we have not mentioned the effects of pressure. As one might expect, hydrostatic pressure tends to collapse the low-density crystal phases. Hence, in pure plutonium the 5 phase disappears at pressures of less than 1 kilobar. Here is where the seventh allotrope of plutonium, the ( phase, appears before giving way to a or phases at high pressures. Only moderate pressures are re- quired to collapse the alloyed 6 phase to higher density phases. http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?07-16.pdf
milstar: http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?07-16.pdf A seventh allotrope of plutonium, the zeta (9phase, was dis- covered many years later in 1970 during careful studies of the equilibrium pressure- temperature phase diagram of plutonium. This phase exists only at high temperature over a limited pressure range and has such a complex crystal structure that it still today has not been positively identified.
milstar: It was known since 1943 that critical mass varies roughly with the square of the density of fissile materials, http://www.nuclearnonproliferation.org/Compressibility%20and%20the%20Minimum%20Amount%20of%20Fissile%20Material.pdf Soviet scientists, particularly A’ltshuler and Zababakhin [1] refined the art of implosion by recognizing that isentropic compression could produce much higher densities than the straight shock driven implosion, and they developed the technology used in their nuclear weapons program in late 40’s - early 50’s, using multilayered graded impactors. This technique was refined in the US in the mid 50’s and early 60’s, making possible density increase by a factor of three, thus doubling yields, or the converse, using less fissile material in so called “fractional crit” weapons. In the case of Iran, using 93% HEU metal bare sphere with Mc of 52kg, isentropic compression by a factor of 3 decreases the critical mass by a factor of approximately 9 to about 5.8kg, and for delta phase Plutonium metal sphere, from Mc of about 16kg to about 1.8kg. To get a yield, you need a super critical mass, so add another 10%, for a total of 6.5 kg HEU and 2 kg Pu respectively.
milstar: Typical shockwaves both compress and heat the material, ###################################### limiting the amount of compression that can be obtained with normal flying plate explosive experiments to about 2 for a pressure of about 6 Mbars in Uranium. Figure 1 shows the shock Hugoniot equations of state (EOS) obtained initially with explosive flyer impactors (invented by Goranson in US and A’ltshuler in the USSR around 1948), and later with more sophisticated spherical shock amplifiers [2]. To obtain higher pressures, A’ltshuler and Zababakhin devised hemispherical implosion devices to increase pressures by an order of magnitude, initially combining the flying impactor concept with the amplification through convergence offered by spherical implosion. The Soviet scientists developed multistage cumulative spherical explosive devices [3] that could provide impactor speeds of about 18 km/s and pressures of 1.35TPa (about 13.5 Mbars), and a compression factor (σ) of about 2.5 (see Fig. 2) . It was recognized that isentropic compression applies pressure gradually without heating the material, ################################################################## so there is no limit to the achievable compression if you have the driving energy. The challenge was the conversion of explosive-driven shocks to a smoothly increasing pressure ramp.
milstar: In 2006, a panel of scientists concluded that the plutonium primaries, or "pits," of thermonuclear weapons — the atom-bomb triggers — aged much slower than previously thought. The panel wrote that: "...there is no degradation in performance of primaries of stockpile systems due to plutonium aging that would be cause for near-term concern regarding their safety and reliability. Most primary types have credible minimum lifetimes in excess of 100 years as regards aging of plutonium; those with assessed minimum lifetimes of 100 years or less have clear mitigation paths that are proposed and/or being implemented."[10] http://www.nti.org/analysis/articles/nuclear-stockpile-modernization/ The W76 LEP is expected to extend the life of the warhead by 30 years, according to the NNSA, by "refurbishing the nuclear explosive package, the arming, firing, and fusing system, the gas transfer system, and associated cables, elastomers, valves, pads, cushions, foam supports, telemetries, and other miscellaneous parts."[16] In 2009, the NNSA completed an LEP for the B61-7 and B61-11 nuclear bombs, extending their service lives by 20 years "by refurbishing the canned subassembly and replacing the associated seals, foam supports, cables and connectors, washers, o-rings, and limited life components."[17] The two versions of the B61 are designed to produce variable explosive yields and could be used as tactical or strategic weapons. The B61-11 is the only nuclear weapon in the U.S. arsenal with a so-called "bunker-busting" capability, as it can penetrate a few feet into the earth before detonating.[18] The Air Force is also replacing the aging W78 warheads used on Minuteman III intercontinental ballistic missiles with the newer W87 warhead.[19] The W87 first entered the stockpile in 1986.[20] ( the B61 nuclear bomb, for example, is made of more than 5,900 parts[11]
milstar: http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/p22/subcrits.pdf The goal of Rebound was to study how small plutonium samples, typically a few tens of grams each, respond to shock compression at three specific high-pressure conditions—80 GPa (800 kbar), 170 GPa (1.7 Mbar), and 230 GPa (2.3 Mbar). Three separate experimental assemblies were fielded. Each of the assemblies used a 300-mm- diameter stainless-steel flyer plate that was driven down a barrel by high-explosives (HE) product gases until the plate struck a Lexan target plate holding several samples of gallium-stabilized, delta-phase plutonium. The thickness of the explosives charge, combined with the driver-plate thickness and run distance, determined the driver-plate velocity and consequently the pressures induced in the samples. The aim was to determine the shock Hugoniot (the locus of end points that can be reached in shock wave compression) and sound speed behind the shock front at all three pressures.
milstar: 4.1.6.2.1 Energy Required for Compression As explained in Section 3.4 Hydrodynamics, shock compression dissipates energy in three ways: through work done in compressing the shocked material, by adding kinetic energy to the material (accelerating it), and by increasing the entropy of the material (irreversible heating). Only the first of these is ultimately desirable for implosion, although depending on the system design some or all of the kinetic energy may be reclaimable as compressive work. The energy expended in entropic heating is not only lost, but also makes the material more resistant to further compression. Shock compression always dissipates some energy as heat, and is less efficient than gentle isentropic (constant entropy) compression. Examining the pressure and total energy required for isentropic compression thus provides a lower bound on the work required to reach a given density. Below are curves for the energy required for isentropic and shock compression of uranium up to a compression factor of 3. For shock compression only the energy the appears as internal energy (compression and heating) are included, kinetic energy is ignored. http://www.maznets.com/nuke/Nfaq4-1.html
milstar: Simplified schematic of a multistage thermonuclear weapon Numbered parts: bomb casing interior filling (plastic material) detonators conventional high explosive pusher (aluminum, others) and reflector (beryllium, tungsten) tamper (uranium-238) fissile core (plutonium or uranium-235) radiation shield (tungsten, others) fusion pusher/tamper (uranium-235 sleeve) fusion fuel (solid lithium-deuteride) sparkplug (uranium-235 or plutonium) Sequence of events in explosion: STAGE 1: fission explosion Multiple detonators (3) simultaneously initiate detonation of high explosives (4). As detonation progresses through high explosives (4), shaping of these charges transforms the explosive shock front to one that is spherically symmetric, travelling inward. Explosive shock front compresses and transits the pusher (5) which facilitates transition of the shock wave from low-density high explosive to high-density core material. Shock front in turn compresses the reflector (5), tamper (6), and fissile core (7) inward. When compression of the fissile core (7) reaches optimum density, a neutron initiator (either in the center of the fissile core or outside the high explosive assembly) releases a burst of neutrons into the core. The neutron burst initiates a fission chain reaction in the fissile core (7): a neutron splits a plutonium/uranium-235 atom, releasing perhaps two or three neutrons to do the same to other atoms, and so on; energy release increases geometrically. Many neutrons escaping from the fissile core (7) are reflected back to it by the tamper (6) and reflector (5), improving the chain reaction. The mass of the tamper (6) delays the fissile core (7) from expanding under the heat of the building energy release. Neutrons from the chain reaction in the fissile core (7) cause transmutation of atoms in the uranium-235 tamper (6). As the superheated core expands under the energy release, the chain reaction ends. STAGE 2: fusion explosion Gamma radiation from the fission explosion superheats the filler material (2), turning it into a plasma. The vaporized filler material (2) is delayed from expanding outward by the bomb casing (1), increasing its tendency to compress the fusion pusher/tamper (9). Compression reaches the fusion fuel (10), which has been partially protected from gamma radiation by the radiation shield (8). Compression reaches the fissile sparkplug (11), compressing it to a super-critical mass. Neutrons from the explosion of stage 1 reach the fissile sparkplug (11) through the channel in the radiation shield (8), initiating a fission chain reaction. The sparkplug (11) explodes outward. The fusion fuel (10) is now supercompressed between the fusion pusher/tamper (9) from without and the sparkplug (11) from within, turning it into a superheated plasma. Lithium and deuterium nuclei collide in the fusion fuel (10) to produce tritium, and tritium and deuterium nuclei engage in fusion reactions: nuclei fuse by pairs into helium nuclei, producing a large energy release of gamma rays, neutrons, and heat. The large release of neutrons from fusion in the fusion fuel (10) causes transmutation of uranium-235 atoms in the fusion pusher/tamper (9), releasing additional energy. All reactions end as the superheated remnants expand under the energy release; the entire weapon is vaporized. Total elapsed time: about 0.00002 seconds. © 2001-2003, 2006 by Wm. Robert Johnston. Last modified 10 September 2006.
milstar: The W68 warhead was the warhead used on the UGM-73 Poseidon SLBM missile. It was developed in the late 1960s at Lawrence Livermore National Laboratory.It was manufactured starting in June 1970 and ending in June 1975 A total of 5,250 W68 warheads were produced, the single largest production run of any American nuclear weapon model. The W68 weighs 367 pounds (166 kg). The W68 had a design yield of 40-50 kilotons. ############################## Aging of the LX-09 Plastic Bonded Explosive used in the W68 [1] [2] [3] [4] [5] led to decomposition of the explosive, separating the binder and plasticizer[6], which then caused deterioration of the detonators. This required the whole production run to be retired or remanufactured with LX-10 and LX-10-1 as new explosives from November 1978 through 1983;
milstar: Appendix A Locations of U.S. Nuclear Weapons, by Type http://www.nrdc.org/nuclear/tkstock/p53-94.pdf Submarine-launched ballistic missiles W76/Trident I C4 N 3200 Bangor, WA (1,600) Kings Bay, GA (1,600) W88/Trident II D5 N 400 Kings Bay, GA (400)
milstar: The W68 weighs 367 pounds (166 kg). The W68 had a design yield of 40-50 kilotons. ############################## The W76 warhead's weight of 362 pounds (164 kg) has been disclosed. The W76 has a yield of 100 kilotons. ######################### Sea-launched ballistic missiles on British ballistic missile submarines will be armed with the upgraded W76-1 nuclear warhead currently in production in the United States http://www.fas.org/blog/ssp/2011/04/britishw76-1.php Approximately 1,200 W76-1s are current in production at the Pantex Plant in Texas. The W76-1 is an upgraded version of the W76-0 (or simply W76) produced between 1978 and 1987. Neutron pulse tubes for the W76 undergoing testing and certification at Sandia National Laboratories as part of the stockpile life extension program (LEP). http://nuclearweaponarchive.org/Usa/Weapons/W76NeutronTube1200c20.jpg Approximately 3,250 W76 warheads were produced between 1978 and 1988. The weapons armed the Poseidon C3 and Trident I C4 and currently the Trident II D5 missiles (together with about 400 W88 warheads). A modified W76 also arms Trident II missiles on British submarines.
milstar: The W76-1 LEP delivers on that need. The updated weapon, while incorporating modern safety enhancements, extends the service life of the weapon from 20 to 60 years. “MESA played a big part in this,” he says. “It played a significant role in delivering rad-hardened ASICs.” (Mark is referring to the role Sandia’s Microelectronics Development Laboratory and Microsystems and Engineering Sciences Applications played in delivering radiation-hardened application-specific integrated circuits to the LEP effort.) Strategic reentry systems like the W76-1 must survive hostile radiation environments. Sandia provides unique radiation effects expertise for developing rad-hardened technology and qualifying performance in severe radiation environments. The W76-1 capitalized on these capabilities to design the AF&F and used advanced computational tools and experimental facilities like the Annular Core Research Reactor to assess the performance in hostile radiation environments. http://www.sandia.gov/LabNews/091204.html
milstar: 1.The W68 had a design yield of 40-50 kilotons. weighs 367 pounds (166 kg). 5,250 were produced,LLNL ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2. The W76 has a yield of 100 kilotons. weight of 362 pounds (164 kg) 3,250 were produced 1976-1988,LANL ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3.The W-78 has a yield of 335-350 Kilotons .weight 700-800 pounds( 318-363 kg) 1083 were produced LANL ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4. The W-88 has a yield of 475 Kilotons .weight until 800 pounds(363 kg) 4000-5000 originally planned Total production: 400 -LANL --------------------------------------------------------------- 5. The W-87 has a yield 300-475 kt. weight -200-300 kg ,Number in Service -525 ,LLNL
milstar: The technical details of subcritical tests Subcritical nuclear experiments have been the closest thing to full-scale nuclear tests that any Western nation has conducted since the end of the Cold War. These experiments subject tiny amounts of plutonium to the force of the detonation of mining explosives. According to the U.S. Energy Department, which conducts these tests underground at the Nevada National Security Site's U1A complex, a vast 'warren' of roughly a mile of mined tunnels that were first excavated during the 1960s, the purpose of these tests is to study the aging properties of plutonium, which is the bomb fuel used in nuclear warheads. Most subcritical tests subject weapons grade plutonium (Pu-239) to extreme compression, ----------------------------------------------------------------------------------------- also called implosion, via high explosives or other shock-methods.6 --------------------------------------------------------------------------- The DOE no longer provides technical details on the subcritical tests but it does say that these 'hydrodynamic tests' involving small amounts of plutonium bombarded using conventional explosives are designed to create some of the physical conditions that fissile materials (i.e. plutonium) experience at the onset of a nuclear blast. ######### Dr. Ray Kidder of LLNL estimated in December 1991 that production of a safer new warhead design incorporating IHE to replace the W88 warhead would require four nuclear explosive tests -- three development tests and a production verification test
milstar: Fusion-boosting can also be used in gun-type weapons. The South Africans considered adding it to their fission bombs which would have increased yield 5-fold (from 20-kt to 100-kt). Since implosion does not occur in gun devices, it cannot contribute to fusion fuel compression. Instead, some sort of piston arrangement might be used in which the kinetic energy of the bullet is harnessed by striking a static capsule. Fusion-boosting is a technique for increasing the efficiency of a small lightweight fission bomb by introducing a modest amount of Deuterium-Tritium mixture (typically containing 2-3 g of Tritium) inside the fission core. As the fission chain reaction proceeds and the core temperature rises at some point, the fusion reaction begins to occur at a significant rate. This reaction injects fusion neutrons into the core, causing the neutron population to rise faster than it would from fission alone (that is, the effective value of α increases). The fusion neutrons are extremely energetic (7 times more energetic than an average fission neutron) which causes them to boost the overall alpha far out of proportion to their numbers. This is due to several reasons: 1. Their high velocity creates the opposite of time absorption - time magnification. 2. When these energetic neutrons strike a fissile nucleus, a much larger number of secondary neutrons are released (e.g., 4.6 vs 2.9 for Pu239). 3. The fission cross-section is larger in both absolute terms and in proportion to scattering and capture cross-sections. Taking these factors into account, the maximum α value for Plutonium (density 19.8) is some 8 times higher than for an average fission neutron (2.5x109 vs 3x109). A sense of the potential contribution of fusion-boosting can be gained by observing at 1.5 g of Tritium (half an atom mole) will produce sufficient neutrons to fission 120 g of Plutonium directly and 660 g when the secondary neutrons are taken into account. This would release 11.6 kt of energy and would by itself result in a 14.7% overall efficiency for a bomb containing 4.5 kg of Plutonium (a typical small fission trigger). The fusion energy release is just 0.20-kt -- less than 2% of the overall yield. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-3.html An example of such a weapon is the U.S. Mk 79-0 warhead for the XM-753 8" AFAP (artillery fired atomic projectile). This shell was 44 inches long and weighed 214 lb. The W-79-0 component was only about 37 cm long. -------------------------------------------------------- The maximum yield of the W-79-0 was 1 kt of which 0.75 kt was due to fusion and 0.25 kt to fission. t..e 200 mm *370 mm = 1 kt 105 mm *370 mm toze wozmozno ? The fissile material mass in this design would be something like 10 kg. The 750-ton fusion yield indicates at least 10 g of D-T mixture for the fusion fuel. Under high static pressure Hydrogen can reach densities of around 0.1 mole/cc (0.25 g/cm3 for DT). This indicates a fuel capsule volume of at least 40 cm3 or a spherical radius of 2.5-3 cm including wall thickness.
milstar: This idea predates the invention of staged radiation implosion designs and was apparently invented independently at least 3 times. In each case, the evolution of the design seems to have followed the same general lines. It was first devised by Edward Teller in the United States (who called the design "Alarm Clock"). Then by Andrei Sakharov and Vitalii Ginzburg in the Soviet Union (who called it the "Layer Cake"). And finally by the British (inventor unknown). Each of these weapons research programs hit upon this idea before ultimately arriving at the more difficult -- but more powerful -- staged thermonuclear approach. There is room for significant variation in how this overall scheme is used, however. One approach is to opt for a "once-through" design. In this scheme, the escaping fission neutrons breed Tritium, the Tritium fuses, and the fusion neutrons fission the fusion tamper, thus completing the process. Since each fission in the trigger releases about one excess neutron (it produces two and a fraction, but consumes one) which can breed one Tritium atom which fuses and release one fusion neutron which causes one fast fission, the overall gain is to approximately double the trigger yield (perhaps a bit more). The gain can be considerably enhanced though (presumably through a thicker Lithium Deuteride blanket and a thicker fusion tamper). In this design, enough of the secondary neutrons produced by fast fission in the fusion tamper get scattered back into the fusion blanket to breed a second generation of Tritium. A coupled fission-fusion-fission chain reaction thus becomes established (or more precisely a fast fission → Tritium breeding → fusion → fast fission chain reaction). In a sense, the fusion part of the process acts as a neutron accelerator to permit a fast fission chain reaction to be sustained in the Uranium tamper. The process terminates when the fusion tamper has expanded sufficiently to permit too many neutrons to escape. The advantage of the once-through approach is that a much lighter bomb can be constructed. The disadvantage is that a much larger amount of expensive fissile material is required for a given yield. Yields exceeding a Megaton are possible if a correspondingly large fission trigger is used. This design was developed by the British. The Orange Herald device employed this concept and was tested in Grapple 2 (May 31, 1957). A U235 fission trigger with a yield in the 300-kt range was used for a total yield of 720 kt -- a boost in the order of 2.5-fold. A variant design was apparently deployed for a while in the fifties under the name Violet Club. 8 The second approach was adopted by the Soviets and proven in the test known as Joe-4 to the West (actually the 5th Soviet test) on August 12, 1953 at Semipalatinsk in Kazakhstan. This resulted in a very massive -- but much cheaper bomb -- since only a small amount of fissile material is required. Since there is an actual multiplication effect between the fusion reaction and the tamper fast fission, an improved yield can be obtained at reasonable cost by spiking the fusion layer with Tritium prior to detonation. The Joe-4 device used a 40-kt U235 fission bomb acted as the trigger and produced a total yield of 400-kt for a 10-fold enhancement although Tritium spiking was partly responsible. 15-20% of the energy was released by fusion (60-80 kt), and the balance (280-300 kt) was from U238 fast fission. A later test without Tritium spiking produced only 215-kt.
milstar: http://www.johnstonsarchive.net/nuclear/diagthermon.html Simplified schematic of a multistage thermonuclear weapon Sequence of events in explosion: STAGE 1: fission explosion Multiple detonators (3) simultaneously initiate detonation of high explosives (4). As detonation progresses through high explosives (4), shaping of these charges transforms the explosive shock front to one that is spherically symmetric, travelling inward. Explosive shock front compresses and transits the pusher (5) which facilitates transition of the shock wave from low-density high explosive to high-density core material. Shock front in turn compresses the reflector (5), tamper (6), and fissile core (7) inward. When compression of the fissile core (7) reaches optimum density, a neutron initiator (either in the center of the fissile core or outside the high explosive assembly) releases a burst of neutrons into the core. The neutron burst initiates a fission chain reaction in the fissile core (7): a neutron splits a plutonium/uranium-235 atom, releasing perhaps two or three neutrons to do the same to other atoms, and so on; energy release increases geometrically. Many neutrons escaping from the fissile core (7) are reflected back to it by the tamper (6) and reflector (5), improving the chain reaction. The mass of the tamper (6) delays the fissile core (7) from expanding under the heat of the building energy release. Neutrons from the chain reaction in the fissile core (7) cause transmutation of atoms in the uranium-235 tamper (6). As the superheated core expands under the energy release, the chain reaction ends. STAGE 2: fusion explosion Gamma radiation from the fission explosion superheats the filler material (2), turning it into a plasma. The vaporized filler material (2) is delayed from expanding outward by the bomb casing (1), increasing its tendency to compress the fusion pusher/tamper (9). Compression reaches the fusion fuel (10), which has been partially protected from gamma radiation by the radiation shield (8). Compression reaches the fissile sparkplug (11), compressing it to a super-critical mass. Neutrons from the explosion of stage 1 reach the fissile sparkplug (11) through the channel in the radiation shield (8), initiating a fission chain reaction. The sparkplug (11) explodes outward. The fusion fuel (10) is now supercompressed between the fusion pusher/tamper (9) from without and the sparkplug (11) from within, turning it into a superheated plasma. Lithium and deuterium nuclei collide in the fusion fuel (10) to produce tritium, and tritium and deuterium nuclei engage in fusion reactions: nuclei fuse by pairs into helium nuclei, producing a large energy release of gamma rays, neutrons, and heat. The large release of neutrons from fusion in the fusion fuel (10) causes transmutation of uranium-235 atoms in the fusion pusher/tamper (9), releasing additional energy. All reactions end as the superheated remnants expand under the energy release; the entire weapon is vaporized. Total elapsed time: about 0.00002 seconds.
milstar: Per MT explosive yield must computationally - with use pure 6Left and if each atom reacts - 15.6 kg of Lithiumdeuterid react; since in practice only about half of the material is used, 36 kg are necessary. The relationship of the explosive yields of the first and second stage is on maximally approx. for 200 a factor 20 to 50 is limited, usually. Since fission bombs are limited as first stages to several hundreds kT, a maximum explosive yield of the second stage of approx. results. 10 to 25 MT. There are several possibilities of increasing the explosive yield of a thermonuclear bomb: The fusion of the deuterium or tritium supplies here only a small contribution for power production, to 1 g with tritium sets free here less than 0.2 kT explosive yield. However by the freed neutrons from the fusion a larger portion of the fission fuel is split and sets a comparatively high energy free. The neutrons from 1 g tritium can split 80 g plutonium. Since the neutrons set free from the nuclear fusion are very fast, particularly release with splitting the plutonium many fast neutrons, which split for their part further other plutonium cores. Altogether become so by 1 g tritium approx. 450 g plutonium additionally split (compared with an identically constructed fission bomb without Boosting) and set approx. 7,5 kT additional energy freely. So the explosive yield can be doubled by Boosting by fission bombs in.
milstar: In all two-stage bombs the first stage can as geboosterte fission bomb is implemented, what today is generally used. Those two-stage fission bomb a similar structure as the plate Ulam hydrogen bomb has, instead of the hydrogen explosive device however a second fission stage after the implosion Design is used. This second stage thus not by chemical explosive one implodes, but by the first stage. This atom bomb Design was militarily probably never converted. The design was developed by Ulam for atom bombs of large explosion strength; it was only later recognized that thereby also hydrogen bombs can be designed. Such a two-stage fission bomb became with Castle Nectar Test to 13. May 1954 ignited. As is the case for the first stage apply concerning the conditions for the critical mass. In all H-bombs (partly also A-bombs) with outside uranium layer this can also also 235U or 239Pu to be implemented. Like that was the US-American test bomb Cherokee of 20. May 1956 a thermonuclear bomb according to the plate Ulam Design, however was manufactured the casing of the Lithiumdeuterids from high-enriched uranium. cylindrical uranium implosion Design appears possible and by American side during the H-bomb-development briefly one tested. Moderated nuclear weapons consist of a normal fission bomb, in which however the nuclear fuel of enriched uranium or plutonium does not consist, but of a metal hydride of these materials such as UH3. The hydrogen contained in the material affects the neutrons as moderator, i.e. it brakes it and increases with the fact the probability that they split further atoms of the fuel. Thus the critical mass sinks substantially, with uranium on up to under 1 kg. However the density of the nuclear fuel is substantially smaller, why the bomb loses its criticality after using the nuclear chain reaction very fast. Several American attempts with this building method were misses: In the test Ruth (Operation Upshot Knothole) to 31. March 1953 reached on 1,5 to 3 kT estimated atom bomb only one explosive yield of 0,2 kT and did not even destroy the 100 meters high mast, on which it was installed. Similarly the attempt ran Ray to 11. April 1953, in which uranium hydride was likewise used, however together with deuterium.
milstar: The production in a breeder reactor is determined by the reactor operating power. Typically these reactors produce somewhat less than one atom of product for every atom consumed by fission. The breeding ratio (number of product atoms/number of fuel atoms) is usually 0.8-0.9. U.S. isotope reactors at Savannah, GA have a ratio of 0.86. A reactor consumes about one gram of fuel for every megawatt-day of operation,. A 100 megawatt reactor can thus produce about 85 g of Pu a day, or 1 g of tritium. Natural uranium fueled breeder reactors may have a higher breeding ratio than this for plutonium, but they have limited capacity for producing other isotopes. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq6.html
milstar: U.S. weapon grade uranium is about 93.5% U-235, U.S. enrichment plants are capable of producing a 97.65% "top product" (this is used in naval reactors). http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq6.html In 1998 ORNL Isotopes Division was offering weapon grade (93% U-235) for sale at $53/gram. Uranium with enrichments ranging from 40% to 80% U-235 has been used in large amounts in U.S. thermonuclear weapons as a yield-boosting jacketing material for the secondary fusion stage. U-235 has a spontaneous fission rate of 0.16 fissions/sec-kg. A pure mass of U-235 weighing 60 kg would thus emit only 9.6 fissions/sec, making gun assembly quite easy. U-238 produces 35 times as many neutrons per kg, so even a small percentage percent of U-238 contaminant multiples this rate several fold. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq6.html
milstar: Over the first couple years after U-233 containing U-232 is processed, Th-228 builds up to a nearly constant level, balanced by its own decay. During this time the gamma emissions build up and then stabilize. Thus over a few years a fabricated mass of U-233 can build up significant gamma emissions. A 10 kg sphere of weapons grade U-233 (5 ppm U-232) could be expected to reach 11 millirem/hr at 1 meter after 1 month, 0.11 rem/hr after 1 year, and 0.20 rem/hr after 2 years. Glove-box handling of such components, as is typical of weapons assembly and disassembly work, would quickly create worker safety problems. An annual 5 rem exposure limit would be exceeded with less than 25 hours of assembly work if 2-year old U-233 were used. Even 1 month old material would require limiting assembly duties to less than 10 hours per week.
milstar: U-238 has a spontaneous fission rate of 5.6 fissions/sec-kg U-235 has a spontaneous fission rate of 0.16 fissions/sec-kg U-233 has a spontaneous fission rate of 0.47 fissions/sec-kg. U-232 has a spontaneous fission rate of 720 fissions-sec/kg A pure mass of U-235 weighing 60 kg would thus emit only 9.6 fissions/sec, making gun assembly quite easy
milstar: The delta phase is only marginally stable. It tends to collapse into the dense alpha phase under very low pressures (as these things go), causing a 25% density increase. The delta phase does not exist in pure plutonium above a pressure of about 1 kilobar. For comparison, a density increase of 25% in uranium (or alpha phase plutonium) requires pressures of 450 kilobars. Above 30 kilobars only the alpha and beta phases of plutonium exist. Plutonium can be stabilized in the delta phase at room temperature by alloying it with certain trivalent atoms such as gallium, aluminum, cerium, indium, scandium, and americium at concentrations of a few molar% (% of atoms that are the alloying agent).
milstar: Pu-238 This isotope has a spontaneous fission rate, 1.1x10^6 fission/sec-kg (2.6 times that of Pu-240) and a very high heat output (567 W/kg!). Pure Pu-239 has a moderate rate of neutron emission from spontaneous fission, about 10 fission/sec-kg (some 30 neutrons/sec-kg). Considering the small critical mass required, 6 kg or less, gun assembly could be used if pure Pu-239 were available (although, due to its high alpha activity, light element impurities would have to be kept to a few ppm to avoid alpha -> n reactions). Pu-240 is the major contaminant of concern in plutonium intended for weapons use. The level of isotopic contamination by Pu-240 is important primarily for its high spontaneous fission rate. It has a spontaneous fission rate of 415,000 fission/sec-kg, but emits about 1,000,000 neutrons/sec-kg since each fission produces about 2.2 neutrons http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq6.html
milstar: мощность взрыва 11.09.2001 - 0.2 килотонны России необходимо возобновление программы малогабаритных ядерных боеприпасов для боеголовок ракет с низкой ЭПР и развед-диверсионных групп 400-600 mm * 105-152 mm ,весом 17-25 kg ,0.1-2 килотонны W82, ZBV -3 на принципах линейной(одномерной) и цилиндрической (двухмерной) Имплозии 13 кг эллипсоида 98% Pu-239 в дельта фазе .слабый импульс достаточен для коллапса w Альфа фазу сферу диаметром 108 mm с повышением плотности на 23% и повышением мощности при помощи трития (2-3 грамма )
milstar: Чем вы особенно гордитесь? – Во-первых, тем, что все боеголовки морского базирования – это разработки нашего института. Гордимся тем, что его изделия есть в стратегических ракетных войсках – я имею в виду один из современных комплексов, принятых на вооружение. Все авиабомбы разработаны в нашем институте. Нашими специалистами сделаны уникальные образцы зарядов – это и самый легкий боевой блок, и снаряд калибра152 мм. научный руководитель Российского федерального ядерного центра – Всероссийского научно-исследовательского института технической физики, расположенного в Снежинске Челябинской области, Георгий РЫКОВАНОВ. http://file-rf.ru/analitics/660
milstar: 12. ГОРНО-РУДНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ УРАНА 12.2 Урановые месторождения и рудники в разных странах http://profbeckman.narod.ru/Uran.files/Glava12_2.pdf
milstar: Самая дешевая электроэнергия — атомная. В мире действует уже около 450 АЭС. Для сравнения: в США их 112, в России — 13. Доля атомного электричества в общем объеме: Франция — 73 процента, Бельгия — 59, Швеция — 43, Финляндия — 33, Япония — 27, Англия — 23, Америка — 22, Россия — около 13 процентов. Комментировать тут просто нечего... http://archive.russia-today.ru/2002/No_14/14_continuation_1.htm
milstar: 1.об ущербе, который наносит ядерному комплексу и экономике страны продажа США 500 тонн оружейного урана. Сумма сделки ВОУ-НОУ — 11,9 миллиарда долларов за 20 лет. Иван НИКИТЧУК, депутат Государственной Думы, доктор технических наук ---------- 2. Биография бывшего российского премьера Сергея Владиленовича Кириенко/ отец Владилен Израитель. сегодня С. Кириенко возглавляет минатом Отделение министерства внутренних дел Израиля в городе Холон (пригород Тель-Авива) подтвердило нам, что Сергей Владиленович Кириенко, 1962 года рождения, имел израильское гражданство, и соответствующее удостоверение ему там выдавалось. 3. в 1992-2011 из России вывезено более 800 миллиардов долларов российские и зарубежные оценки 4. Стоимость новейшей твердотопливной Ракеты - 50-70 миллионов долларов 5. ВВП России по ППС 2011 -2414 миллиардов долларов
milstar: при контактном ядерном взрыве только 8 % энергии уходит в грунт при углублении на 10 метров почти вся радиус поражения бункера под землей для B61-11 -30-100 метров для нового пенетратора RNEP ,способного проникать в землю на 30 метров (6 метров бетона ) - 60-130 метров ------ возможно разработать пенетратор для проникновения на глубину 30 метров бетона (150 метров грунта) при длине пенетратора 6 метров скорость входа должна быть 2.5 километра в секунду --- при свободном падении с орбиты высотой 460 километров достигается скорость 3 километра в секунду за 5 минут корпус должен выдерживать 8 гигапаскалей ,ускорения 80 000 G (Бериллий,вольфрам ,обедненный уран ) http://arxiv.org/pdf/physics/0510052.pdf
milstar: примеры бункера правительства,вполне досягаемо для мощного пенетратора всего 100 метров Бункер правительства Германии В 1961 году, когда в Берлине началось возведение стены, в тридцати километрах от Бонна - тогдашней столицы ФРГ - строители приступили к сооружению самого дорогостоящего объекта в послевоенной истории Германии. 5 миллиардов марок были надежно упрятаны в различных статьях госбюджета: в случае сигнала атомной, биологической или химической тревоги высокопоставленные чины могли укрыться в 19-километровом бетонном лабиринте, упрятанном под стометровым слоем земной толщи
milstar: Был ли Сахаров знаком с материалами разведки по водородной бомбе? В моей статье говорится, что, создавая атомную бомбу, наша стра" на отвечала на вызов США. Но уже в 1945 г. из поступивших в СССР по каналам разведки сообщений (и данных открытой зарубежной печа" ти) стало ясно, что мы можем оказаться перед новым вызовом — США ведут разработки и еще более грозной разновидности ядерного ору" жия — водородной бомбы. Наиболее существенные данные, отра" жающие ранние работы в США по проблеме водородной бомбы, бы" ли переданы для СССР в 1945 и 1948 гг. Клаусом Фуксом. Как следует из рассекреченных теперь материалов, информация Фукса включала в себя сведения об американском проекте водородной бомбы — «классический супер», или «труба» (1945) — и об усовершенствован" ном проекте «трубы» с двухступенчатым инициатором, работающем на предложенном в 1946 г. Фуксом принципе радиационного обжа" тия (1948). Схема двухступенчатого инициатора для «трубы» была важным шагом на пути к двухступенчатой водородной бомбе http://ggorelik.narod.ru/ADS68/2009_4-5_Goncharov_sm.pdf
milstar: Согласовав текст по телефону, Фриш и Мейтнер отправили письмо в редакцию английского научного журнала «Nature». Их заметка «Распад урана под воздействием нейтронов: новый вид ядерной реакции» появилась в журнале 18 февраля 1939 года. А двумя неделями раньше, 30 января того же года, в «Труды Парижской Академии наук» ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- был представлен доклад Фредерика Жолио «Экспериментальное доказательство взрывного распада ядер урана и тория под воздействием нейтронов». ################################################################################################ http://coollib.com/b/165121/read В сентябре 1939 года Жолио, Альбан и Коварский посылают в печать статью «Экспериментальное доказательство цепной ядерной реакции в среде, содержащей уран». Они на опыте доказывают, что цепная реакция осуществима. Теперь дело за техникой.
milstar: Письмо Эйнштейна Рузвельту — письмо, которое Альберт Эйнштейн направил 2 августа 1939 года президенту США Франклину Делано Рузвельту. Инициатором данного письма стал Силард, который в начале 1939 года узнал об открытии цепной реакции в уране и осознал возможность её эффективного военного применения нацистами. Чтобы придать больший авторитет своему обращению к властям США, он решил привлечь Эйнштейна. В июле 1939 года Силард и Вигнер встретились с Эйнштейном, который также быстро оценил опасность ситуации и составил (на немецком) проект письма в Госдепартамент -------------- В течение последних четырёх месяцев благодаря работам Жолио во Франции, а также Ферми и Силарда в Америке стала вероятной возможность ядерной реакции в крупной массе урана, вследствие чего может быть освобождена значительная энергия и получены большие количества радиоактивных элементов. Можно считать почти достоверным, что это будет достигнуто в ближайшем будущем, Это новое явление способно привести также к созданию бомб, Искренне Ваш Альберт Эйнштейн
milstar: По данным независимой американской организации "Arms Control", Россия имеет около 7700 ядерных боеголовок, тогда как Соединенные Штаты отстают — в их распоряжении находится 7100 единиц. Также, согласно оценкам портала Global Firepower РИА Новости http://ria.ru/world/20160217/1376050589.html#ixzz40QTDOdpK
milstar: Согласно оценкам МАГАТЭ, разведанных запасов урана-235 хватит приблизительно на 85 лет – это на порядок меньше, чем нефти или газа. У такой ядерной энергетики долговременного будущего, по всей очевидности, нет. Но картина решительно меняется при рассмотрении широкомасштабного внедрения ядерных реакторов на быстрых нейтронах и замыкании топливного цикла. http://academcity.org/content/chem-svetit-yadernyy-reaktor-na-bystryh-neytronah
milstar: МОСКВА, 3 окт — РИА Новости. Российские власти приостановили работу соглашения об утилизации оружейного плутония. По мнению Москвы, Вашингтон не соблюдал взятые на себя обязательства. Недружественные действия Вашингтона Московский Кремль. Архивное фото © РИА Новости. Наталья СеливерстоваПерейти в фотобанк Россия приостановила действие соглашения с США об утилизации плутония Указ о приостановке российско-американского соглашения подписал президент России Владимир Путин. В документе говорится, что это связано "возникновением угрозы стратегической стабильности в результате недружественных действий США". В указе подчеркивается, что плутоний не предназначен для изготовления ядерного оружия или для других военных целей. "Реализация обязательств (со стороны США) не соответствовала положениям документа. Достаточно долгое время Россия в одиночку его выполняла, но сейчас, как говорится в указе президента, с учетом в целом напряженности и так далее российская сторона не считает возможным продолжение подобной ситуации", — пояснил пресс-секретарь российского лидера Дмитрий Песков. Солдаты армии США. Архивное фото © AFP 2016/ Seyllou The Nation: США подливают масло в огонь новой холодной войны с Россией Путин еще в апреле заявил, что США не выполняют обязательства по уничтожению оружейного плутония, сохраняя за собой его возвратный потенциал. При этом глава государства подчеркнул, что Москва строго следует соглашениям, подписанным в 2000 году — оружейный плутоний перерабатывался в Свердловской области. Ядерный паритет Глава комитета Совета Федерации по обороне и безопасности Виктор Озеров уверен, что решение российских властей не направлено на нагнетание противостояния с Вашингтоном. "Это просто ещё одна возможность привлечь внимание мирового сообщества к тому, что Вашингтон не выполняет взятые на себя обязательства", — заявил сенатор РИА Новости.
milstar: Другим указом Путин назначил Сергея Кириенко на должность первого заместителя главы своей администрации, освободив его от занимаемой должности руководителя "Росатома".
milstar: B83 3670 миллиметров * 457 миллиметров Термоядерный заряд с переменной мощностью до 1,2 Мт расположен в боевой части длиной от 90 до 120 см. Общий вес бомбы — около 1100 кг. Начало испытаний 15 декабря 1984 Принятие на вооружение 1983 Единиц произведено ~650 ------------------- W88 — американская термоядерная боеголовка мощностью 455 или 475 кт. масса боеголовки менее 350 кг 1750 миллиметров * 550 миллиметров(диаметр в районе хвостовой части) угол раствора конуса 16,4 градуса Была разработана Лос-Аламосской национальной лабораторией. Производилась с сентября 1988 по ноябрь 1989 года на Роккифлэтском атомном заводе в Голдене близ Денвера, штат Колорадо, компанией Rockwell International по заказу Комиссии по атомной энергии --------------------- W87 Боевой блок Mk-21 состоит из алюминиевого каркаса, покрытого графит-эпоксидным композитом. Носок боевого блока выполнен из углерод-углеродного композита. Боезаряд размещен в центре боевого блока. Меры безопасности, примененные на W87: механическое предохранительное устройство англ. Mechanical arm/safe device - MSAD) в первичном заряде; повышенная противопожарная безопасность: использование в первичном заряде взрывчатки с повышенной температурой детонации; огнеупорная изоляция первичного заряда; теплозащита плутониевого ядра первичного заряда (заряд покрыт берилием, защита позволяет выдерживать нагрев до 1000 градусов цельсия в течение нескольких часов); Дистанционный - радиовзрыватель, расположенный в хвостовой части блока за боезарядом. Радиовзрыватель имеет 4 антенны и работает в двух режимах в S-диапазоне (длина волны 15,77-19,35 см). Опции подрыва: высотный воздушный средневысотный маловысотный околоповерхностный поверхностный (контактный) -------------- мощность 300кТ масса боеголовки 220-260 кг 1750 миллиметров * 550 миллиметров(диаметр в районе хвостовой части) количество произведенных 525
milstar: Энергия Солнца на Землю поступает только одна двухмиллиардная доля этой энергии, но она составляет около 2,5*10^18 кал./мин. Поток энергии, посылаемый Солнцем к Земле, превышает 20 млн ЭДж в год. Из-за шарообразности Земли к границе атмосферы подходит только четверть этого потока. Из нее около 70% отражается, поглощается атмосферой, излучается в виде длинноволнового инфракрасного излучения. Падающая на поверхность Земли солнечная радиация составляет 1,54 млн ЭДж в год. 10^18 Дж эксаджоуль ЭДж EJ ---------------------------------------------- 1,54 млн ЭДж в год = 1.54 * 10^6 * 10^18= 1.54*10^24 джоуль ############################################### =15400 *10^20 15400/(365*24) =1.758 *10^20 энергия солнца падающая за час на Землю 1.758 *10^20 больше чем суммарный ядерный запас в период пика 10^20 джоуль ( 25 000 мегатонн) ################### 10^18 Дж = 250 мегатонн =взрыв вулкана кракатау ####################### 10^20 Дж = 25 000 мегатонн (больше чем суммарный запас ядерного оружия в период пика 1985) ###################################################################### Джоуль равен работе, совершаемой при перемещении точки приложения силы, равной одному ньютону, на расстояние одного метра в направлении действия силы[1]. Таким образом, 1 Дж = 1 Н·м=1 кг·м²/с². В электричестве джоуль означает работу, которую совершают силы электрического поля за 1 секунду при напряжении в 1 вольт для поддержания силы тока в 1 ампер
milstar: Банк России в прошлом году закупил больше всех золота в резервы в сравнении с другими центробанками мира, опередив даже крайне активный на этом рынке Китай. 78% от чистого мирового спроса госсектора на золото было обеспечено Россией. Такая оценка содержится в отчете Национального рейтингового агентства (НРА) по драгоценным металлам, с которым ознакомились «Известия». На эти цели Банк России мог потратить в прошлом году до $10 млрд. Закупки монетарного золота стали основным способом пополнения международных резервов России, и в этом году закупки могут даже превысить 200 т. В целом госсектор (все ЦБ мира) закупил в прошлом году относительно мало золота: всего 257 т по сравнению с 436 т годом ранее. Это чистые покупки, то есть все покупки минус все продажи. В НРА считают, что если ситуация в глобальной экономике не улучшится, то закупки серьезно не вырастут, а развивающиеся страны будут вынуждены продолжать продавать золото. Россия выбрала другую стратегию, купив 201 т. Другими крупными приобретателями золота также выступили Китай, Казахстан, Катар, уточнили в НРА. В 2015-м ЦБ РФ пополнил запасы золота на 208 т, в 2014-м — на 172 т. НРА объясняет спрос Банка России на золото «желанием диверсифицировать резервы» и удачным моментом для таких закупок — цена на металл сейчас «довольно привлекательна». Покупки золота Центробанк продолжил и в 2017 году. В I квартале Банк России купил уже почти 60 т, следует из данных ЦБ. Аналитик «Финама» Алексей Калачев прогнозирует, что с таким аппетитом Банк России может закупить более 200 т в этом году. Стратегия Банка России по наращиванию золота в резервах адекватная и рациональная, уверен заместитель начальника Центра экономического прогнозирования Газпромбанка Максим Петроневич.
milstar: Типичный ядерный боеприпас имеет около 5 кг плутония, в котором находится примерно 12,5·10^24 атомов. С учётом периода полураспада 24000 лет, каждую секунду в таком заряде распадается около 11,5·10^12 атомов, выделяя 5,157 МэВ благодаря альфа-частицам. В пересчёте на количество энергии, это составляет 9,58 Вт. Тепло, производимое благодаря распаду ядер и испусканию ими альфа-частиц, делает плутоний тёплым на ощупь Специальное производство плутония для оружия, содержащего почти исключительно 239Pu, требуется, в основном, потому, что изотопы с массовыми числами 240 и 242 создают высокий нейтронный фон, затрудняющий конструирование эффективных ядерных боеприпасов, кроме того, 240Pu и 241Pu имеют существенно меньший период полураспада, чем 239Pu, из-за чего плутониевые детали нагреваются, и в конструкцию ядерного боеприпаса приходится дополнительно вводить элементы теплоотвода. Дополнительно, продукты распада тяжёлых изотопов портят кристаллическую решётку металла, что может привести к изменению формы деталей из плутония, что чревато отказом ядерного взрывного устройства. В принципе, все эти затруднения преодолимы, и были успешно испытаны ядерные взрывные устройства из «реакторного» плутония, однако, в боеприпасах, где не последнюю роль играет компактность, малый вес, надёжность и долговечность, применяется исключительно специально произведённый оружейный плутоний. Критическая масса металлических 240Pu и 242Pu весьма велика, 241Pu — несколько больше, чем у 239Pu
milstar: Плутоний-239 имеет большие сечения рассеивания и поглощения, чем уран и большее число нейтронов в расчете на одно деление, и меньшую критическую массу[149], которая составляет 10 кг в альфа-фазе[143]. При ядерном распаде плутония-239 посредством воздействия на него нейтронами, этот нуклид распадается на два осколка (примерно равные между собой более лёгкие атомы), выделяя примерно 200 МэВ энергии. Это приблизительно в 50 млн раз больше выделяемой при горении энергии (C+O2 → CO2↑). «Сгорая» в ядерном реакторе изотоп выделяет 2×107 ккал[16]. Чистый 239Pu имеет среднюю величину испускания нейтронов от спонтанного деления примерно 30 нейтронов/с·кг (примерно 10 делений в секунду на килограмм). Тепловая мощность составляет 1,92 Вт/кг (для сравнения: теплота обмена веществ у взрослого человека составляет меньшую тепловую мощность), что делает его теплым на ощупь. Удельная активность равна 61,5 мКи/г[149].
milstar: Критическая масса – минимальная масса делящегося вещества, при которой в нём может происходить самоподдерживающаяся ядерная реакция деления. Если масса вещества ниже критической, то слишком много нейтронов, необходимых для реакции деления, теряется, и цепная реакция не идёт. При массе больше критической цепная реакция может лавинообразно ускоряться, что приводит к ядерному взрыву. Критическая масса зависит от размеров и формы делящегося образца, так как они определяют утечку нейтронов из образца через его поверхность. Минимальную критическую массу имеет образец сферической формы, так как площадь его поверхности наименьшая. Критическая масса чистого металлического плутония-239 сферической формы 11 кг (диаметр такой сферы 10 см), урана-235 – 50 кг (диаметр сферы 17 см). Критическая масса также зависит от химического состава образца. Отражатели и замедлители нейтронов, окружающие делящееся вещество, могут существенно снизить критическую массу.
milstar: О том, что при реакции соединения ядер тяжелых изотопов водорода — дейтерия и трития — должна высвободиться энергия, во много раз большая, чем при распаде ядер урана, знали намного раньше, чем начались работы по созданию водородной бомбы. Но на пути этого превращения лежало одно неразрешимое, казалось, противоречие. Для того чтобы смогли слиться ядра дейтерия и трития, нужна температура порядка 50 млн градусов. Но для того чтобы реакция пошла, нужно еще, чтобы атомы столкнулись. Вероятность такого столкновения (и последующего слияния) тем больше, чем плотнее «упакованы» атомы в веществе. Расчеты показали, что это возможно только в том случае, если вещество находится хотя бы в жидком состоянии. А изотопы водорода становятся жидкостями лишь при температурах, близких к абсолютному нулю. Фото В.Гинзбурга и И.Фабелинского из архива А.Леонтовича Фото В.Гинзбурга и И.Фабелинского из архива А.Леонтовича Американцы взорвали первый термоядерный заряд на атолле Эниветок 1 ноября 1952 г. Однако следует заметить, что американская «бомба» представляла собой лабораторный образец, фактически «дом, наполненный жидким дейтерием», выполненный в виде специальной конструкции. «Что же касается самой идеи использовать в качестве носителя дейтерия твердое вещество — дейтерид лития, а не тяжелую воду, то в какой-то степени она тривиальна. Почему? Потому что в любом химическом справочнике или даже Большой советской энциклопедии в статье на слово «литий» написано, что гидрид лития используется для безбаллонной транспортировки водорода. Иначе говоря, если вы хотите перевезти из одного места в другое какое-то количество водорода, то вместо того, чтобы везти сжатый водород в баллоне, удобнее взять твердое вещество — гидрид лития, перевезти его в нужное вам место, полить его там водичкой, и один килограмм LiH даст вам 2,8 м3 водорода». Однако основной изотоп лития 7Li, наиболее распространенный в природе, подавляет термоядерную реакцию. Виталий Лазаревич предложил использовать дейтерид лития, содержащий шестой изотоп лития 6Li, который охотно делится нейтроном n + Li — 4Не + t + 4.8 МэВ с выделением энергии. Более того, образующийся тритий вступает в термоядерную реакцию с дейтерием и снова с выделением энергии: t + d — n + 4Не + 17.6 МэВ. Советская водородная бомба на основе 6LiD была взорвана 12 августа 1953 г. раньше, чем американская на атолле Бикини в 1954 г. Термоядерным топливом в устройстве американской водородной бомбы служила смесь 40% дейтерида лития-6 и 60% дейтерида лития-7.
milstar: В конце августа 1946г. Э.Теллер выдвинул идею, альтернативную «классическому суперу», которую он назвал «Alarm Clock». Этот вариант был использован в СССР А.Сахаровым под названием «слойка», а в США никогда не реализовывался. Идея заклю- чалась в окружении ядра делящейся атомной бомбы слоем термоядерного горючего из смеси дейтерия с тритием. Излучение от атомного взрыва способно сжать 7-16 слоев горючего, перемежающегося со слоями делящегося материала и нагреть его примерно до такой же температуры, как и само делящиеся ядро. Это опять же требовало исполь- зования очень дорогого и неудобного трития. Термоядерное топливо окружала оболочка из урана-238 которая на первом этапе выполняла роль теплоизолятора, не давая энер- гии выйти за пределы капсулы с топливом. Без нее горючие, состоящие из легких элементов было бы абсолютно прозрачно для теплового излучения, и не прогрелось бы до высоких температур. Непрозрачный уран, поглощая эту энергию, возвращал часть ее обратно в топливо. Кроме того, они увеличивают сжатие горючего путем сдерживания его теплового расширения. На втором этапе, уран подвергался распаду за счет нейтро- нов, появившихся при синтезе, выделяя дополнительную энергию. В сентябре 1947г. Теллер предложил использовать новое термоядерное горючее - дейтерид лития-6 являющееся при нормальных условиях твердым веществом. Литий поглощая нейтрон делился на гелий и тритий с выделением дополнительной энергии, что еще больше повышало температуру, помогая начаться синтезу. Идею «слойки», использовали и британские физики при создании при создании своей первой бомбы. Но будучи тупиковой ветвью развития термоядерных систем эта схема отмерла. Перевести разработку термоядерного оружия в практическую плоскость позволила предложенная в 1951г. сотрудником Теллера Станиславом Уламом новая схема. Для инициирования термоядерного синтеза предполагалось сжимать термоядерное топливо, используя излучение от первичной реакции расщепления, а не ударную волну(т.н. идея «радиационной имплозии»), а также разместить термоядерный заряд отдельно от пер- вичного ядерного компонента бомбы - триггера (двуступенчатая схема). Учитывая что при обычном атомном взрыве 80% энергии выделяется в виде рентгеновского излучения, а около 20 в виде кинетической энергии осколков деления и что, рентгеновские лучи намного опережают расширяющиеся (со скоростью около 1000 км/с.) остатки плутония, такая схема позволяла сжать емкость с термоядерным горючим второй ступени до начала его интенсивного нагрева. Эта модель американской водородной бомбы получила название Улама-Теллера. http://rocketpolk44.narod.ru/yas/h-bomb.htm
milstar: http://profbeckman.narod.ru/Frend4c.pdf Термоядерные реакции синтеза
milstar: БРАЧ Владислав Альбертович АТОМНАЯ БОМБА Элементарные физические основы http://profbeckman.narod.ru/Frend4b.pdf
milstar: Имплозия – до сих пор засекреченная сложная инженерная задача . http://profbeckman.narod.ru/Frend4b.pdf
milstar: http://www.thefullwiki.org/Exploding-bridgewire_detonator ince explosives detonate at typically 7–8 kilometers per second, or 7–8 meters per millisecond, a one millisecond delay in detonation from one side of a nuclear weapon to the other would be longer than the time the detonation would take to cross the weapon. The time precision and consistency of EBWs (0.1 microsecond or less) are roughly enough time for the detonation to move 1 millimeter at most, and for the most precise commercial EBWs this is 0.025 microsecond and about 0.2 mm variation in the detonation wave. This is sufficiently precise for very high tolerance applications such as nuclear weapon explosive lenses. Due to their common use in nuclear weapons, these devices are subject to the Nuclear Control Authorities in every state, according to the Guidelines for the Export of Nuclear Material, Equipment and Technology. In the US, EBWs are on the US State Department Munitions Control List, and exports are highly regulated.[4] During initiation, the wire heats with the passing current until melting point is reached. The heating rate is high enough that the liquid metal has no time to flow away, and heats further until it vaporizes. During this phase the electrical resistance of the bridgewire assembly rises. Then an electric arc forms in the metal vapor, leading to drop of electrical resistance and sharp growth of the current, quick further heating of the ionized metal vapor, and formation of a shock wave. To achieve the melting and subsequent vaporizing of the wire in time sufficiently short to create a shock wave, current rise rate of at least 100 amperes per microsecond is required. If a current is supplied in lower rate, the bridge may burn, maybe with deflagrating the PETN pellet, but will not cause detonation. PETN-containing EBWs are also relatively insensitive to a static electricity discharge. Their use is limited by the thermal stability range of PETN. (Cf. slapper detonators, which can use high density hexanitrostilbene, allowing their use in temperatures up to almost 300 °C and at both vacuum and at high pressures.) http://www.thefullwiki.org/Exploding-bridgewire_detonator
milstar: During the Manhattan Project, due to the primitive state of computers and high explosive science and instrumentation, lenses could only be designed by trial and error (guided to some extent by scaling laws deduced from previous experiments). This required the detonation of over 20,000 test lens (and for each one tested, several were fabricated and rejected). When successful sub-scale implosion systems were scaled up to full size, it was discovered that the lenses had to be redesigned. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.6.2
milstar: he difficulty in making compact and light implosion systems can be judged by the US progress in developing them. The initial Fat Man implosion system had a diameter of almost 60 inches. A significantly smaller system (30 inches) was not tested until 1951, a 22 inch system in mid-1952, and a 16 inch system in 1955. By 1955 a decade had passed since the invention of nuclear weapons, and hundreds of billions of dollars (in today's money) had been spent on developing and producing bombs and bomb delivery systems. These later systems must have used some advanced wave shaping technologies, which have remained highly classified. Clearly developing them is not an easy task (although the difficulty may be conceptual as much as technological). 4.1.6.2.2.4 Cylindrical and Planar Shock Techniques Cylindrical and planar shock waves can be generated using the techniques previously described, making allowances for the geometry differences. A cylindrical shock can be created using the 2-D analog of the explosive lens, a wedge shaped lens with the same cross section as the conical version. A planar shock is simply a shaped shock with zero curvature. A complete cylindrical implosion would require several parallel wedge-shaped explosive lenses arranged around the cylinder axis to form a star shape. To make the implosion truly cylindrical (as opposed to conical) it is necessary to detonate each of these lenses along the entire apex of the wedge simultaneously. This can be done by using a lens made out of sheets of high explosive (supported by a suitable backing) to create a plane shock. The edge of this sheet lens would join the apex of the wedge. This sheet lens need not extend out radially, it can join at an angle so that it folds into the space between the star points. Some special techniques are also available based on the peculiar characteristics of the 1-D and 2-D geometries. The basic principle for these techniques is the "flying plate line charge", http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.6.2
milstar: HMX is known to be the principal explosive in many Soviet weapon designs since Russia is selling the explosive extracted from decommissioned warheads for commercial use. The chemically related RDX is a close second in power. It was the principal explosive used in most early US designs, in the form of a castable mixture called Composition B.
milstar: The planar implosion process is some two orders of magnitude faster than gun assembly, and can be used with materials with high neutron background (i.e. plutonium). ############################################################################################################################# By analogy with spherical and cylindrical implosion, the natural name for this technique might be "linear implosion". This name is used for a different approach discussed below in Hybrid Assembly Techniques. lanar implosion is attractive where a cylindrical system with a severe radius constraint exists. ######################################################################### Shock wave lenses for planar implosion are much easier to develop than in other geometries. A plane wave lens is used by itself, not as part of a multi-lens system. It is much easier to observe and measure the flat shock front, than the curved shocks in convergent systems. Finally, flat shocks fronts are stable while convergent ones are not. Although they tend to bend back at the edges due to energy loss, plane shock fronts actually tend to flatten out by themselves if irregularities occur.
milstar: 4.1.6.3.2 Linear Implosion In weapons with severe size (especially radius) and mass constraints (like artillery shells) some technique other than gun assembly may be desired. For example, plutonium cannot be used in guns at all so a plutonium fueled artillery shell requires some other approach. A low density, non-spherical, fissile mass can be squeezed and deformed into a supercritical configuration by high explosives without using neat, symmetric implosion designs. The technique of linear implosion, developed at LLNL, apparently accomplishes this by embedding an elliptical or football shaped mass in a cylinder of explosive, which is then initiated at each end. The detonation wave travels along the cylinder, deforming the fissile mass into a spherical form. Extensive experimentation is likely to be required to develop this into a usable technique. Three physical phenomenon may contribute to reactivity insertion: density increase due to collapsing voids in the core; density increase from phase transformations (if delta-phase plutonium is used); and reduction in surface area by deformation into a sphere (or approximate sphere). Since the detonation generated pressure are transient, and affect different parts of the mass at different times, compression to greater than normal densities do not occur. The reactivity insertion then is likely to be rather small, and weapon efficiency quite low (which can be offset by boosting). The use of metastable delta-phase plutonium alloys is especially attractive in this type of design. A rather weak impulse is sufficient to irreversibly collapse it into the alpha phase, giving a density increase of 23%. The supercritical mass formed by linear implosion is stable - it does not disassemble or expand once the implosion is completed. This relieves the requirement for a modulated neutron initiator, since spontaneous fission (or a calibrated continuous neutron source) can assure detonation. If desired, a low intensity initiator of the polonium/beryllium type can no doubt be used. Special initiation patterns may be advantageous in this design, such as annual initiation - where the HE cylinder is initiated along the rim of each end to create a convergent shock wave propagating up the cylinder. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.6.2
milstar: The first US plutonium weapon (Fat Man) used plutonium with a Pu-240 content of only 0.9%, largely due to the hurried production schedule (only 100 MWD/tonne irradiations were used to get the plutonium out of the pile and into bombs quickly). Modern US nuclear weapons use weapons grade plutonium with a nominal 6.5% Pu-240 content. A lower Pu-240 content is not necessary for correct weapon functioning and increases the cost. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.6.2 4.1.7.3 Tampers and Reflectors Although the term "tamper" has long been used to refer to both the effects of hydrodynamic confinement, and neutron reflection, I am careful to distinguish between these effects. I use the term "tamper" to refer exclusively to the confinement of the expanding fissile mass. I use "reflector" to describe the enhancement of neutron conservation through back-scattering into the fissile core. One material may perform both functions, but the physical phenomenon are unrelated, and the material properties responsible for the two effects are largely distinct. In some designs one or the other function may be mostly absent, and in other designs different materials may be used to provide most of each benefit. To be effective, a tamper must be in direct contact with the fissile core surface. The thickness of the tamper need not be very large though. The shock travels outward at about the same speed as the rarefaction wave travelling inward. This means that if the tamper thickness is equal to the radius of the core, then by the time the shock reaches the surface of the tamper, all of the core will be expanding and no more tamping effect can be obtained. Since an implosion compressed bomb core is on the order of 3 cm (for Pu-239 or U-233), a tamper thickness of 3 cm is usually plenty.
milstar: This is called "breakaway" and occurs at about 15 milliseconds for a 20 kt bomb, when the shock front has expanded to 220 meters and is travelling at 4 km/second. The isothermal sphere, at a still very luminous 8000 degrees, now becomes visible and both the apparent surface temperature and brightness of the fireball climb to form the "second pulse". The isothermal sphere has grown considerably in size and now consists almost entirely of light at wavelengths to which air is transparent, so it regains much of the total luminosity of the first peak despite its lower temperature. This second peak occurs at 150 milliseconds for a 20 kt bomb, at 900 milliseconds for a 1 Mt bomb. After breakaway, the shock (blast) wave and the fireball do not interact further. A firm cutoff for this second pulse is impossible to provide because the emission rate gradually declines over an extended period. Some rough guidelines are that by 300 milliseconds for a 20 kt bomb (1.8 seconds for a 1 Mt) 50% of the total thermal radiation has been emitted, and the rate has dropped to 40% of the second peak. These figures become 75% total emitted and 10% peak rate by 750 milliseconds (20 kt) and 4.5 second (1 Mt). The emission time scales roughly as the 0.45 power of yield (Y^0.45). Although this pulse never gets as bright as the first, it emits about 99% of the thermal radiation because it is so much longer. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq5.html
milstar: Whether to make a fission-fusion weapon into a fission-fusion-fission weapon is one of the most basic design issues. A fission-fusion weapon uses an inert (or non-fissionable) tamper and will obtain most of its yield from the fusion reaction directly. A fission-fusion-fission weapon will obtain at least half of its yield (and often far more) from the fusion neutron induced fission of a fissionable tamper. The basic advantage of a fission-fusion-fission weapon is that energy is extracted from a tamper which is otherwise deadweight as far as energy production in concerned. The tamper has to be there, so a lighter weapon for a given yield (or a more powerful weapon for the same weight) can be obtained without varying any other design factors. Since it is possible to do this at virtually no added cost or other penalty, compared to an inert material like lead, by using natural or depleted uranium or thorium there is basically no reason not to do it if the designer is simply interested in making big explosions. Fission of course produces radioactive debris - fallout. Fallout can be reduced by using a material that does not become highly radioactive when bombarded by neutrons (like lead or tungsten). This requires a heavier and more expensive weapon to produce a given yield, but is also considerably reduces the short and long term contamination associated with that yield. This is not to say that the weapon is "clean" in any commonsense meaning of the term. Neutrons escaping the weapon can still produce biohazardous carbon-14 through nitrogen capture in the air. The primary and spark plug may still contribute 10-20% fission, which for a multi-megaton weapon may still be a megaton or more of fission. Significant contamination may also occur from the "inert" tamper radioisotopes, and even from the unburned tritium produced in the fusion stage. Reducing these contributions to the lowest possible level is the realm of "minimum residual radiation" designs discussed further below. During the fifties interest in both the US and USSR was given to developing basic design that had both clean and dirty variants. The basic design tried to minimize the essential fission yield by using a small fission primary, and spark plug sizes carefully chosen to meet ignition requirements for each stage, without being excessive (note that although only part of the spark plug will fission to ignite the fusion stage, the essentially complete fission of the remainder by fusion neutrons is inevitable). These weapons appear to have all been three-stage weapons to allow multi-megaton yields (even in the clean version) with a relatively small primary. The dirty version might simply replace the inert tamper of the tertiary with a fissionable one to boost yield. The three-stage Bassoon and Bassoon Prime devices tested in Redwing Zuni (27 May 1956, 3.5 Mt, 15% fission) and Redwing Tewa (20 July 1956, 5 Mt, 87% fission) are US tests of this concept. Clearly though, the second test was not simply a copy of the first with a different tamper. The fusion yield dropped from 3 Mt to 0.65 Mt, and the device weight increased from 5500 kg to 7149 kg between the two tests. The inference can be made that the tertiary in the first used a large volume of relatively expensive (but light) Li-6D in a thin tamper, which was replaced by a heavier, cheaper tertiary using less fusion fuel, but a very thick fissionable tamper to capture as many neutrons as possible. The 50 Mt three stage Tsar Bomba (King of Bombs) tested by the Soviet Union on 30 October 1961 was the largest and cleanest bomb ever tested, with 97% of its yield coming from fusion (fission yield approximately 1.5 Mt). Assuming a primary of 250 kt (to keep the fissile content relatively low for safety reasons), we might postulate secondary and tertiary stages of 3.5 Mt and 46 Mt respectively. This fusion stages would require 1700 kg of Li6D (at 50% fusion efficiency), and something like 250 kt of fission for reliable ignition. If the initial spark plug firings were 25% efficient, later fission would release another 750 kt - placing the total at 1.25 Mt (close enough to the claimed parameters to match within the limits of accuracy). This was a design though for a 100-150 Mt weapon! A lead tamper was used in the tested device, which could have been replaced with U-238 for the dirty version (thankfully never tested!). http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-5.html#Nfaq4.7
milstar: 5.25×10^32 eV: total energy released from a 20 kt nuclear fission device 6.24×10^20 eV: energy consumed by a single 100-watt light bulb in one second (100 W = 100 J/s ≈ 6.24×10^20 eV/s 210 MeV: the average energy released in fission of one Pu-239 atom 200 MeV: the average energy released in nuclear fission of one U-235 atom 1.6 eV to 3.4 eV: the photon energy of visible light
milstar: Мощные технологические лазеры http://remrovinsky.com/books/laser/lasery.pdf
milstar: Interestingly enough, the United States government conducted a controlled experiment called the Nth Country Experiment to see how much effort was actually required to develop a viable fission weapon design starting from nothing. In this experiment, which ended on 10 April 1967, three newly graduated physics students were given the task of developing a detailed weapon design using only public domain information. The project reached a successful conclusion, that is, they did develop a viable design (detailed in the classified report UCRL-50248) after expending only three man-years of effort over two and a half calendar years. In the years since, much more information has entered the public domain so that the level of effort required has obviously dropped further. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4.html Preparing an actual weapon design (without extensive experimentation with real explosive and nuclear materials) requires significant amounts of numeric modelling of hydrodynamic and neutron transport effects. I do not discuss these computational techniques at all, although this is mainly to avoid excessive technical detail since the methods themselves are also not classified and are readily available in standard texts.
milstar: 4.1.6 Methods of Core Assembly The principal problem in fission weapon design is how to rapidly assemble or compress the fissile material from a subcritical state to a supercritical one. Methods of doing this can be classified in two ways: Whether it is subsonic or supersonic; and Number of geometric axes along which compression occurs. Subsonic assembly means that shock waves are not involved. Assembly is performed by adiabatic compression, or by continuous acceleration. As a practical matter, only one subsonic assembly scheme needs to be considered: gun assembly. Supersonic assembly means that shock waves are involved. Shock waves cause instantaneous acceleration, and naturally arise whenever the very large forces required for extremely rapid assembly occur. The are thus the natural tools to use for assembly. Shocks are normally created by using high explosives, or by collisions between high velocity bodies (which have in turn been accelerated by high explosive shocks). The term "implosion" is generally synonymous with supersonic assembly. Most fission weapons have been designed with assembly schemes of this type. Assembly may be performed by compressing the core along one, two, or three axes. One-D compression is used in guns, and plane shock wave compression schemes. Two and three-D compression are known as cylindrical implosion and spherical implosion respectively. Plane shock wave assembly might logically be called "linear Implosion", but this term has been usurped (in the US at any rate) by a variant on cylindrical implosion (see below). The basic principles involved with these approaches are discussed in detail in Section 3.7, Principles of Implosion. To the approaches just mentioned, we might add more some difficult to classify hybrid schemes such as: "pseudo-spherical implosion", where the mass is compressed into a roughly spherical form by convergent shock waves of more complex form; and "linear implosion" where a compressive shock wave travels along a cylindrical body (or other axially symmetric form - like an ellipsoid), successively squeezing it from one end to the other (or from both ends towards the middle). Schemes of this sort may be used where high efficiency is not called for, and difficult design constraints are involved, such as severe size or mass limitations. Hybrid combinations of gun and implosion are also possible - firing a bullet into an assembly that is also compressed. The number of axes of assembly naturally affect the overall shape of the bomb. One-D assembly methods naturally tend to produce long, thin weapon designs; 2-D methods lead to disk-shaped or short cylindrical systems; and 3-D methods lead to spherical designs. The subsections detailing assembly methods are divided in gun assembly (subsonic assembly) and implosion assembly (supersonic assembly). Even though it superficially resembles gun assembly, linear implosion is discussed in the implosion section since it actually has much more in common with other shock compression approaches. The performance of an assembly method can be evaluated by two key metrics: the total insertion time and the degree of compression. Total insertion time (and the related insertion rate) is principally important for its role in minimizing the probability of predetonation. The degree of compression determines the efficiency of the bomb, the chief criteria of bomb performance. Short insertion times and high compression are usually associated since the large forces needed to produce one also tend to cause the other. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.5.1
milstar: 4.1.6.2 Implosion Assembly High explosive driven implosion assembly uses the ability of shock waves to instantaneously compress and accelerate material to high velocities. This allows compact designs to rapidly compress fissile material to densities much higher than normal on a time scale of microseconds, leading to efficient and powerful explosions. The speed of implosion is typically several hundred times faster than gun assembly (e.g. 2-3 microseconds vs. 1 millisecond). Densities twice the normal maximum value can be reached, and advanced designs may be able to do substantially better than this (compressions of three and four fold are often claimed in the unclassified literature, but these seem exaggerated). Weapon efficiency is typically an order of magnitude better than gun designs. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.5.1
milstar: It is interesting to note that to double the density of one cubic centimeter of uranium (18.9 grams) 1.7 x 10^12 ergs is required for shock compression. This is the amount of energy found in 40 grams of TNT, about twice the weight of the uranium. The efficiency of an implosion system at transferring high explosive energy to the core is generally not better than 30%, and may be worse (possibly much worse if the design is inefficient). This allows us the make a good estimate of the amount of explosive required to compress a given amount of uranium or plutonium to high density (a minimum of 6 times the mass of the fissile material for a compression factor of 2). These curves also show that very high shock compressions (four and above) are so energetically expensive as to be infeasible. To achieve a factor of only 3, 7.1x10^11 ergs/g of uranium is required. Factoring implosion efficiency (30%), the high explosive (if it is TNT) must have a mass 56 times that of the material being compressed. Reports in the unclassified literature of compressions of four and higher can thus be safely discounted. Compression figures for plutonium are classified above 30 kilobars, but there is every reason to believe that they are not much different from that of uranium. Although there are large density variations from element to element at low pressure, the low density elements are also the most compressible, so that at high pressures (several megabars) the plot of density vs atomic number becomes a fairly smooth function. This implies that what differences there may be in behavior between U and Pu at low pressure will tend to disappear in the high pressure region. Actually, even in the low pressure region the available information shows that the difference in behavior isn't all that great, despite the astonishingly large number of phases (six) and bizarre behavior exhibited by plutonium at atmospheric pressure. The highest density phases of both metals have nearly identical atomic volumes at room pressure, and the number of phases of both metals drops rapidly with increasing pressure, with only two phases existing for both metals above 30 kilobars. The lowest density phase of plutonium, the delta phase, in particular disappears very rapidly. The amount of energy expended in compression at these low pressures is trivial. The compression data for uranium is thus a good substitute for plutonium, especially at high pressures and high compressions.
milstar: The task of developing a successful spherical implosion wave system is extremely difficult. Although the concept involved is simple, actually designing a lens is not trivial. The detonation wave velocity is affected by events occurring some distance behind the front. When the wave crosses from the fast explosive into the slow explosive it does not instantly assume the steady state detonation velocity of the slow explosive. Unlike the analogy with light, the velocity change is gradual and occurs over a significant distance. Since energy can be lost through the surface of the lens, thus reducing the fast wave velocity, the test environment of the lens also affects its performance. The behavior of a lens can only be calculated using sophisticated 2 and 3-D hydrodynamic computer codes that have been validated against experimental data.
milstar: he planar implosion process is some two orders of magnitude faster than gun assembly, and can be used with materials with high neutron background (i.e. plutonium). By analogy with spherical and cylindrical implosion, the natural name for this technique might be "linear implosion". This name is used for a different approach discussed below in Hybrid Assembly Techniques. Most of the comments made above about implosion still apply after a fashion, but some ideas, like the levitated core, have little significance in this geometry. Planar implosion is attractive where a cylindrical system with a severe radius constraint exists.
milstar: he planar implosion process is some two orders of magnitude faster than gun assembly, and can be used with materials with high neutron background (i.e. plutonium). By analogy with spherical and cylindrical implosion, the natural name for this technique might be "linear implosion". This name is used for a different approach discussed below in Hybrid Assembly Techniques. Most of the comments made above about implosion still apply after a fashion, but some ideas, like the levitated core, have little significance in this geometry. Planar implosion is attractive where a cylindrical system with a severe radius constraint exists. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.5.1
milstar: Three physical phenomenon may contribute to reactivity insertion: density increase due to collapsing voids in the core; density increase from phase transformations (if delta-phase plutonium is used); and reduction in surface area by deformation into a sphere (or approximate sphere). Since the detonation generated pressure are transient, and affect different parts of the mass at different times, compression to greater than normal densities do not occur. The reactivity insertion then is likely to be rather small, and weapon efficiency quite low (which can be offset by boosting). The use of metastable delta-phase plutonium alloys is especially attractive in this type of design. A rather weak impulse is sufficient to irreversibly collapse it into the alpha phase, giving a density increase of 23%. The supercritical mass formed by linear implosion is stable - it does not disassemble or expand once the implosion is completed. This relieves the requirement for a modulated neutron initiator, since spontaneous fission (or a calibrated continuous neutron source) can assure detonation. If desired, a low intensity initiator of the polonium/beryllium type can no doubt be used. Special initiation patterns may be advantageous in this design, such as annual initiation - where the HE cylinder is initiated along the rim of each end to create a convergent shock wave propagating up the cylinder.
milstar: 4.1.6.2.2.3 Advanced Wave Shaping Techniques The conical lens design used by the Manhattan Project and early U.S. nuclear weapons is not the only lens design possible, or even the best. It had the crucial advantage of being simple in form (eliminating the need to design or fabricate complex shapes), and of having a single design variable - the cone apex angle. This made it possible to devise workable lenses with the crude methods then available. Other geometric arrangements of materials that transmit shocks slowly can be used to shape a convex shock into a concave one. ############################# http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1 В зависимости от форм различают собирающие (положительные) и рассеивающие (отрицательные) линзы. К группе собирательных линз обычно относят линзы, у которых середина толще их краёв, а к группе рассеивающих — линзы, края которых толще середины.
milstar: A low density, non-spherical, fissile mass can be squeezed and deformed into a supercritical configuration by high explosives without using neat, symmetric implosion designs. The technique of linear implosion, developed at LLNL, apparently accomplishes this by embedding an elliptical or football shaped mass in a cylinder of explosive, which is then initiated at each end. The detonation wave travels along the cylinder, deforming the fissile mass into a spherical form. Extensive experimentation is likely to be required to develop this into a usable technique. Three physical phenomenon may contribute to reactivity insertion: density increase due to collapsing voids in the core; density increase from phase transformations (if delta-phase plutonium is used); and reduction in surface area by deformation into a sphere (or approximate sphere). Since the detonation generated pressure are transient, and affect different parts of the mass at different times, compression to greater than normal densities do not occur. The reactivity insertion then is likely to be rather small, and weapon efficiency quite low (which can be offset by boosting). The use of metastable delta-phase plutonium alloys is especially attractive in this type of design. A rather weak impulse is sufficient to irreversibly collapse it into the alpha phase, giving a density increase of 23%. The supercritical mass formed by linear implosion is stable - it does not disassemble or expand once the implosion is completed. This relieves the requirement for a modulated neutron initiator, since spontaneous fission (or a calibrated continuous neutron source) can assure detonation. If desired, a low intensity initiator of the polonium/beryllium type can no doubt be used. Special initiation patterns may be advantageous in this design, such as annual initiation - where the HE cylinder is initiated along the rim of each end to create a convergent shock wave propagating up the cylinder.
milstar: The smaller TOM initiator (about 1 cm) that replaced the Urchin was probably based on the hollow conical pit (or tetrahedral pit) design. This design was proposed for use in 1948, but not put into production until January 1950 by Los Alamos. It was first tested (in a weapon test) in May 1951. One advantage of the TOM initiator was more efficient use of the polonium (more neutrons per gram of Po-210). One sophisticated design that was developed and patented by Klaus Fuchs and Rubby Sherr during the Manhattan project was based on using the outgoing implosion rebound, rather than the incoming converging shock to accomplish mixing. This slight delay in initiation thus achieved was expected to allow significantly more compression to occur.
milstar: Ударная волна в воде при подводном ядерном взрыве качественно напоминает ударную волну в воздухе. Однако подводная ударная волна отличается от воздушной ударной волны своими параметрами. На одних и тех же расстояниях давление во фронте ударной волны в воде гораздо больше, чем в воздухе, а время действия— меньше. Например, максимальное избыточное давление на расстоянии 900 м от центра ядерного взрыва мощностью 100 кт в глубоком водоеме составляет 19 000 кПа, а при взрыве в воздушной среде — около 100 кПа. https://refdb.ru/look/2180921-p4.html
milstar: It is interesting to note that to double the density of one cubic centimeter of uranium (18.9 grams) 1.7 x 10^12 ergs is required for shock compression. This is the amount of energy found in 40 grams of TNT, about twice the weight of the uranium. The efficiency of an implosion system at transferring high explosive energy to the core is generally not better than 30%, and may be worse (possibly much worse if the design is inefficient). This allows us the make a good estimate of the amount of explosive required to compress a given amount of uranium or plutonium to high density (a minimum of 6 times the mass of the fissile material for a compression factor of 2). http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.5 These curves also show that very high shock compressions (four and above) are so energetically expensive as to be infeasible. To achieve a factor of only 3, 7.1x10^11 ergs/g of uranium is required. Factoring implosion efficiency (30%), the high explosive (if it is TNT) must have a mass 56 times that of the material being compressed. Reports in the unclassified literature of compressions of four and higher can thus be safely discounted.
milstar: Compression figures for plutonium are classified above 30 kilobars, but there is every reason to believe that they are not much different from that of uranium. Although there are large density variations from element to element at low pressure, the low density elements are also the most compressible, so that at high pressures (several megabars) the plot of density vs atomic number becomes a fairly smooth function. This implies that what differences there may be in behavior between U and Pu at low pressure will tend to disappear in the high pressure region. Actually, even in the low pressure region the available information shows that the difference in behavior isn't all that great, despite the astonishingly large number of phases (six) and bizarre behavior exhibited by plutonium at atmospheric pressure. The highest density phases of both metals have nearly identical atomic volumes at room pressure, and the number of phases of both metals drops rapidly with increasing pressure, with only two phases existing for both metals above 30 kilobars. The lowest density phase of plutonium, the delta phase, in particular disappears very rapidly. The amount of energy expended in compression at these low pressures is trivial. The compression data for uranium is thus a good substitute for plutonium, especially at high pressures and high compressions.
milstar: В чистом плутонии дельта фаза не может существовать при давлении более 1 килобара. Для сравнения, увеличение на 25% плотности урана (или альфа фазы плутония) требует давления 450 килобар. При давлениях свыше 30 килобар плутоний существует только в альфа и бета фазах. Это свойство перехода дельта -> альфа фазы (и увеличение плотности плутония на 25%) используется в имплозивных проектах оружия. Плутоний можно стабилизировать в дельта фазе при комнатной температуре путем сплавления его с трехвалентными металлами, такими как галлий, алюминий, церий, индий и америций в концентрации нескольких молярных процентов. Даже стабилизированная, дельта фаза продолжает оставаться легко сжимаемой давлением в несколько килобар. Особенно интересен факт, что в стабилизированном галлием плутонии дельта фаза действительно метастабильна при содержании галлия менее 4 молярных процентов и плотности 15,8 г/см^3. Это означает, что процесс фазового перехода под давлением в альфа фазу необратим. Быстрый переход подкритичного образца из дельта в более плотную альфа фазу делает его надкритичным и вызывает ядерный взрыв.
milstar: This is probably a fair description of the W-54 Davy Crockett warhead. This warhead was the lightest ever deployed by the US, with a minimum mass of about 23 kg (it also came in heavier packages) and had yields ranging from 10 tons up to 1 Kt in various versions. The warhead was basically egg-shaped with the minor axis of 27.3 cm and a major axis of 40 cm. The test devices for this design fired in Hardtack Phase II (shots Hamilton and Humboldt on 15 October and 29 October 1958) weighed only 16 kg, impressively close to the minimum mass estimated above. These devices were 28 cm by 30 cm. http://nuclearweaponarchive.org/News/DoSuitcaseNukesExist.html Later and lighter 155 mm designs were also developed -- the W74 (canceled early in development), and the W-82/XM-785 shell. The W82 had a yield of up to 2 kilotons and weighed 43 kg (95 lb), but included a number of sophisticated additional features within this weight. Since it was capable of being fielded with a "neutron bomb" (enhanced radiation) option, which is intrinsically more complex than a basic nuclear warhead, and was in addition rocket boosted, the actual minimum nuclear package was substantially lighter than the weight of the complete round. Its overall length was 86 cm (34").
milstar: The test devices for this design fired in Hardtack Phase II (shots Hamilton and Humboldt on 15 October and 29 October 1958) weighed only 16 kg, impressively close to the minimum mass estimated above. These devices were 28 cm by 30 cm, Humboldt used PBX-9404 as the explosive.
milstar: Using an advanced flying plate design it is possible to compress a 1 kg plutonium mass sufficiently to produce a yield in the 100 ton range. This design has an important implication on the type of fissile material that can be used. The high compression implies fast insertion times, while the low mass implies a low Pu-240 content. Taken together this means that a much higher Pu-240 content than normal weapon grade plutonium could be used in this type of design without affecting performance. In fact ordinary reactor grade plutonium would be as effective as weapon grade material for this use. Fusion boosting could produce yields exceeding 1 kt with this system. 4.2.4 High Yield Weapons A nominal yield fission weapon uses one critical mass of material (at normal density) and has a yield around 20 kt. HEU has a larger critical mass than plutonium, but its efficiency is lower so the yield of a nominal weapon of either material is roughly the same. High yield fission weapons use more than one critical mass of material. These weapons necessarily use hollow core designs, since this is the only way to render the core subcritical. High yield designs are inherently more efficient than nominal designs (assuming complete assembly occurs) since the large core radius reduces neutron leakage, and takes longer to disassemble. The first factor experiences diminishing returns as the core size grows and leakage becomes small, eventually becoming negligible for the core as a whole. For this reason reflectors have little value in high yield designs, although by reducing the drop in neutron flux near the surface they help fission this outer layer more efficiently. The second factor (longer disassembly time) continues to enhance efficiency regardless of how large the core becomes, eventually though other factors begin to limit efficiency (see below). Tampers assist in retarding disassembly in high yield designs and probably significantly increase efficiency regardless of size. This is because they reduce the loss of the outer layers of material early in disassembly, allowing more of this material to fission. A high yield core becomes critical comparatively early in the implosion process, perhaps before the imploding shell has even impacted on the levitated core. This means the period during which predetonation can occur is much longer. This considerably limits the usefulness of plutonium in a high yield bomb, since large masses also mean higher neutron emission rates. If the amount of explosive is limited, the large core implodes at a significantly slower rate as well. A plutonium bomb similar to the Fat Man design, but containing four times as much fissile material (25 kg) would have a core diameter of 18 cm. To implode to the same final density (about 40) at the same velocity (2 km/sec) would take 18.7 microseconds, 4 times as long. The very low Pu-240 content of the plutonium produced during WWII (0.9%) would still give a reasonable chance of complete assembly but more economical grades (with higher Pu-240 content) would not. Such a design would have a yield in excess of 100 kt. The limiting efficiency of ~50% (see below) would give a yield of 210 kt. Higher implosion velocities are possible (permitting higher probabilities of optimum yield, or cheaper grades of plutonium), but this gives an indication of the practical limit for high yield plutonium fission bombs.
milstar: At a time when France had no access to enriched uranium, and had not yet developed fusion boosting technology, they developed plutonium bombs with yields of up to 120 kt (the MR31 missile warhead), probably the highest yield pure plutonium, pure fission device ever developed. The plutonium grades produced by the French had considerably lower burnups than US weapon grade plutonium (up 7% Pu-240), usually around 2% Pu-240, although "super-super-grade" plutonium (like the WWII US material) could have been produced especially for this weapon.
milstar: An additional advantage in using HEU in large fission bombs is its cheapness relative to Pu-239 and U-233. The largest pure fission bomb ever tested was the Mk 18F Super Oralloy Bomb (SOB) designed under the leadership of Dr. Theodore B. Taylor at Los Alamos. It demonstrated a yield of 500 kt in the Ivy King test at Eniwetok (15 November 1952 local). Predicted yield was 400-600 kt. 85% of the yield came from U-235 fission, the rest presumably from fission of a U-238 tamper. This bomb used the large diameter (60 inch) 92 point implosion system developed for the Mk 13 high yield fission bomb, and the Mk 6 bomb casing and components. The Mk 18 weighed 8600 lb, about 90 were eventually deployed. A reasonable assessment of the Mk 18 design is that it had a core containing 75 kg of HEU with a pre-implosion diameter of at least 24 cm, the levitated pit probably had a mass of 15 kg or so. It likely had a natural uranium tamper weighing about 150 kg. A density increase over the normal value of 2-2.5 is probable.
milstar: Using plutonium metal would greatly reduce fissile material requirements, and lead to a much smaller bomb. A design might use the cylindrical collapse of a hollow ring of plutonium metal (as the delta or alpha phase), or cylindrical compression of a solid delta-phase aluminum-plutonium alloy disk. No more than about 10 kg of plutonium would be required in such a design, if a reasonably good reflector were used. Such a weapon might weigh as little as 200 kg. Given that the system will disassemble well before compression is complete, an accurate symmetrical implosion is not really a necessity. Simply imploding the fissile material at a high rate even if imperfectly (that is, without a true plane or cylindrical shock wave), could produce the necessary rapid compression. For this to work, the fissile material would have to be fairly close to critical at the beginning of the implosion since an imperfect implosion would create unacceptable distortions if the compression factor were very large. As noted earlier in the discussion on nuclear testing, manufacturing a device that is close to critical is extremely hazardous and itself requires substantial sophistication.
milstar: Fusion boosting can also be used in gun-type weapons. The South Africans considered adding it to their fission bombs, which would have increased yield five-fold (from 20 kt to 100 kt). Since implosion does not occur in gun devices, it cannot contribute to fusion fuel compression. Instead some sort of piston arrangement might be used in which the kinetic energy of the bullet is harnessed by striking a static capsule.
milstar: The fusion reaction rate typically becomes significant at 20-30 million degrees K. This temperature is reached at very low efficiencies, when less than 1% of the fissile material has fissioned (corresponding to a yield in the range of hundreds of tons). Since implosion weapons can be designed that will achieve yields in this range even if neutrons are present a the moment of criticality, fusion boosting allows the manufacture of efficient weapons that are immune to predetonation. Elimination of this hazard is a very important advantage in using boosting. It appears that every weapon now in the U.S. arsenal is a boosted design.
milstar: Универсальные пусковые установки серии 3С-14 Габаритные размеры, мм : 9520 - длина 2600 - ширина 4600 - высота http://rbase.new-factoria.ru/missile/wobb/91re/3c14.shtml вполне возможно 3-ступенчатая ракета с боеприпасом 50- 100 килотонн на 3000 километров
milstar: The Soviet scientists developed multistage cumulative spherical explosive devices [3] that could provide impactor speeds of about 18 km/s and pressures of 1.35TPa (about 13.5 Mbars), and a compression factor (σ) of about 2.5 (see Fig. 2) . http://www.nuclearnonproliferation.org/Compressibility%20and%20the%20Minimum%20Amount%20of%20Fissile%20Material.pdf
milstar: It was recognized that isentropic compression applies pressure gradually without heating the material, so there is no limit to the achievable compression if you have the driving energy. The challenge was the conversion of explosive-driven shocks to a smoothly increasing pressure ramp. The original solution developed by Zababakhin was the use of “layering” developed for Sakharov’s thermonuclear “sloyka”, but equally applicable to anything that needs to be compressed at maximum possible densities for a given energy input [4]. This approach was “finessed” in the US by the Livermore (LLNL) laboratory, R.E. Kidder analysis of isentropic compression of shells for laser-driven ICF experiments [5] , and J. Nuckolls in particular, for high efficiency thermonuclear secondary implosions [6]. LLNL also developed mass production techniques using tape films to produce “graded” impactors with the desired pressure and density gradients for a particular application profile [7]. To illustrate the difference between isentropic and shock compression, we use Plutonium as a surrogate for Uranium. Fig. 3 shows both the isentropic and shock Hugoniot compressibility of delta phase Plutonium metal [8], requiring approximately 2 TPa to get an isentropic compression factor of 3 vs. an order of magnitude higher pressure (practically unattainable) using conventional flying plate shock compression techniqu
milstar: For bare HEU Uranium metal (or conversely, Plutonium), achieving an isentropic compression by a factor of approximately 3 reduces the amount of fissile material needed by a fission bomb by roughly a factor of 9. Of course, one can “finesse” additional reductions in fissile material mass through the use of Beryllium reflectors, boosting, and external initiation, which only makes matters worse as far as SQ numbers.
milstar: The mass-dependent efficiency equation shows that it is desirable to assembly as many critical masses as possible. Applying this equation to Little Boy (and ignoring the equation's limitations in the very low yield range) we can examine the effect of varying the amount of fissile material present: 1.05 80 kg 1.1 1.2 tons 1.2 17 tons 1.3 78 tons 1.4 220 tons 1.5 490 tons 1.6 930 tons 1.8 2.5 kt 2.0 5.2 kt 2.25 10.5 kt 2.40 15.0 kt LITTLE BOY 2.5 18.6 kt 2.75 29.6 kt 3.0 44 kt 3.1 If its fissile content had been increased by a mere 25%, its yield would have tripled. The explosive efficiency of Little Boy was 0.23 kt/kg of fissile material (1.3%), compared to 2.8 kt/kg (16%) for Fat Man (both are adjusted to account for the yield contribution from tamper fast fission). Use of 93.5% U-235 would have at least doubled Little Boy yield and efficiency, but it would still have remained disappointing compared to the yields achievable using implosion and the same quantity of fissile material. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html
milstar: By 1962, after the Dominic series, they thought they might be able to pull off 50 Mt in only a 4,500 kg (10,000 lb) package — a kind of ridiculous 11 kt/kg ratio. (In this estimate, they noted that the weapon might have an impractically large diameter as a result, perhaps because the secondary was spherical as opposed to cylindrical.) http://blog.nuclearsecrecy.com/2013/12/23/kilotons-per-kilogram/
milstar: One kiloton of fission yield produces a truly astronomical number of excess neutrons - about 3x10^24, with a fluence of 1.5x10^10 neutrons/cm^2 500 m away. A kiloton of fusion yields 3-4 times as many. The fission reaction itself emits all of its neutrons in less than a microsecond, but due to moderation these neutrons arrive at distant locations over a much longer period of time. Most of them arrive in a pulse lasting a millisecond, but thermal neutrons can continue to arrive for much longer periods of time. This is not the whole problem though. Additional neutrons called "delayed neutrons" continue to be emitted for about a minute from the excited fission products. These amount to only 1% or so of the prompt neutrons, but this is still an average arrival rate of 2.5x10^6 neutrons/cm^2-sec for a kiloton of fission at 500 m. With weapons sensitive to predetonation, careful spacing of explosions in distance and time may be necessary. Neutron hardening - lining the bomb with moderating and neutron absorbing materials - may be necessary to hold predetonation problems to a tolerable level (it is virtually impossible to eliminate it entirely in this way).
milstar: Isentropic Compression: replaces shock compression with a smooth continuous pressure increase using soft, layered impactors, thereby decreasing heating and allowing much greater compression. Increases yields by a factor of 2 or 3… Lens: a binary explosive device, where the difference in detonation http://www.nuclearnonproliferation.org/Nuclear%20Weapons%20Glossary.pdf
milstar: http://profbeckman.narod.ru/Frend4c.pdf Испытана 12 августа 1953, 400 кт. Бомба с тритиевым усилением: 40 кт - триггер, 60-80 кт синтез, остальное - деление урановых оболочек; 250 кт без трития. В Англии этот способ вылился в Orange Herald (31 мая 1957, 720 кт: 300 кт - триггер), но это, вероятно, почти потолок для этой схемы.
milstar: http://profbeckman.narod.ru/Frend4c.pdf Принцип действия заключается в том, что первая (плутониевая с цилиндрической имплозией и мягким бериллиевым спектром нейтронов) зажигалка сжимает рентгеновским излучением холодный 6 LiD и запускает вторую зажигалку, а вторая, урановая, большой энергии, на жестком спектре нейтронов – нагревает. Потому что для сжатия ферми - электронного газа в 6 LiD от 880 кг/кубометр в 10000 раз требуется порядка 1% энергии, необходимой для нагрева той же массы 6 LiD дo температуры эффективного выделения энергии в реакции термоядерного синтеза. В этой схеме вторая зажигалка (мощная) включается и прогревает дейтерид лития тогда, когда тот уже сжат порядка 10000 раз по объему первой зажигалкой до энергии Ферми порядка кило электрон - вольта. В изделии из-за неустойчивостей Релея - Тейлора и других, не должно быть изначальных перепадов плотности, и только ради этого может понадобиться отражатель из тяжелых атомов, например из вольфрама или даже UO2 обогащенного, ради уменьшения скачков плотности между ураном (18,9) и дейтеридом лития (0,88). Так логически обосновывается применение двух зажигалок в изделии много мегатонного класса: первая – маломощная (порядка 20 килотонн) цилиндрической симметрии, запускающаяся от одного обычного детонатора и выполняющая сжатие холодной термоядерной ступени. Вторая зажигалка – урановая, сферической симметрии и имплозии, высокой энергии (килотонн 300 - 400) для нагрева сжатого LiD и зажигания реакций DD и DT. Высокий КПД этой зажигалки порядка 50% для 50 кг урана 235 обеспечивает высокая мощность рентгеновской эмиссии. Кроме использования этого факта, для показанной на рисунке конструкции можно считать, что при 400 килотоннах мгновенного выделения энергии урановая зажигалка выдает порядка 100 грамм нейтронов прямо в LiD, в котором нарабатывается 300 грамм «горячего» трития уже в начальный момент взрыва. Реакция:
milstar: For comparison the classified Sandia model TC-655, which was developed for nuclear weapons, produced a nominal 3 x 10^9 neutron pulse. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html#Nfaq4.1.8 4.1.8.2 External Neutron Initiators (ENIs)
milstar: Table 4.1.7.3.2-1. Beryllium-Plutonium Reflector Savings Beryllium Alpha Phase Pu Critical Mass (d = 19.25) Thickness (cm) (kg) 0.00 10.47 5.22 5.43 8.17 4.66 13.0 3.93 21.0 3.22 32.0 2.47
milstar: 4.1.7.3 Tampers and Reflectors Although the term "tamper" has long been used to refer to both the effects of hydrodynamic confinement, and neutron reflection, I am careful to distinguish between these effects. I use the term "tamper" to refer exclusively to the confinement of the expanding fissile mass. I use "reflector" to describe the enhancement of neutron conservation through back-scattering into the fissile core. One material may perform both functions, but the physical phenomenon are unrelated, and the material properties responsible for the two effects are largely distinct. In some designs one or the other function may be mostly absent, and in other designs different materials may be used to provide most of each benefit. Since the efficiency of a fission device is critically dependent on the rate of neutron multiplication, the effect of neutron conservation due to a reflector is generally more important than the inertial confinement effect of a tamper in maximizing device efficiency. ############################
milstar: U-233 has some advantages over plutonium, principally its lower neutron emission background. Like other odd numbered fissile isotopes U-233 does not readily undergo spontaneous fission, also important is the fact that the adjacent even numbered isotopes have relatively low fission rates as well. The principal isotopic contaminants for U-233 is U-232, which is produced by an n,2n reaction during breeding. U-232 has a spontaneous fission rate almost 1000 times lower than Pu-240, and is normally present at much lower concentrations. If appropriate precautions are taken to use low Th-230 containing thorium, and an appropriate breeding blanket/reactor design is used, then weapons-grade U-233 can be produced with U-232 levels of around 5 parts per million (0.0005%). Above 50 ppm (0.005%) of U-232 is considered low grade.
milstar: The Gadget/Fat Man design had an intermediate aluminum pusher between the explosive and the uranium tamper, and had a convergence factor of about 5. As a rough estimate, one can conclude that the 300 kilobar pressure of Composition B could be augmented by a factor of 4 by shock reflection (doubling at the HE/Al interface, and the Al/U interface), and a factor of 5 by convergence, leading to a shock pressure of 6 megabars at the plutonium core. Assuming an alpha phase plutonium equation of state similar to that of uranium this leads to a compression of a bit less than 2, which when combined with the phase transformation from delta to alpha gives a maximum density increase of about 2.5. The effective compression may have been significantly less than this, but it is generally consistent with the observed yield of the devices.
milstar: Although the use of a fissionable tamper is optional, fission of the tamper provides the majority of the energy released in most thermonuclear weapon designs. This is because the energy produced is essentially "free". The tamper mass is required in any case, so extracting energy from it increases the bomb's yield for the same weight. The cost of the fissionable tamper material, in terms of its available energy content, is also generally much lower than the other materials used in the bomb, so the cost increase of using a fissionable tamper over a cheaper non-fissionable tamper is small. A high fission yield produces a large amount of radioactive fallout. Weapons using fissionable tampers are thus considered "dirty". If this is considered undesirable in the weapon, then a non-fissionable tamper may be used. The penalty of course is a lower yield to weight ratio, and a more expensive arsenal to deliver the same amount of destructive power. On the other hand, an increase in fallout relative to yield may be desired, perhaps with a custom tailored range of half-lifes. Using a tamper that produces highly radioactive byproducts when irradiated by neutrons holds this possibility.
milstar: The plutonium phase with lowest density is the delta-phase, with theoretical density of 15.9 g/cm3 . Although existing only in the range temperature of 310-4520C, it can be stabilized at room temperature adding to plutonium, in small quantities (1% in weight), elements such as gallium or aluminum. It is commonly accepted that plutonium used in nuclear explosive is stabilized in its delta-phase (with the addition of gallium ######################## since with this element there is no undesirable production of neutrons from the (, n) reaction), mainly because in this phase plutonium has better metal properties than in the alpha-phase hard, brittle and more difficult to shape https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1502/1502.00497.pdf
milstar: Apparently disadvantageous from the viewpoint of criticality, because of its lower density, the plutonium stabilized in the delta-phase actually undergoes a sudden transformation to the alpha-phase (of higher density) when submitted to strong shock compression. In fact, this occurs at pressures below 10 kilobars,14-16 well below the characteristic pressures generated by chemical high-explosive. This sudden change of phase (a phenomenon that occurs in many other materials) partly compensates this disadvantage since, under the same shock pressures, plutonium compression from its delta-phase reaches densities not so far from those that would be achieved if it were compressed from its alpha-phase, precisely due to this sudden change of phase. An additional advantage of the plutonium in the delta-phase is that it is possible to obtain a more subcritical mass in that phase, whose critical mass (not reflected) is about 16 kg, well above the critical mass of plutonium in the alpha-phase (10 kg for pure Pu-239).
milstar: Figure 14: Dynamic compression (Hugoniot curves) of and phase plutonium, taking as reference the initial density of plutonium in phase (0=1/V0=19.8 g/cm3 ). The rightmost curve is a plot of the compression of -stabilized plutonium taking as reference the nominal specific volume of this phase (0=1/V0=15.9 g/cm3 ). The results were obtained by the LUI1 code, using the equation https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1502/1502.00497.pdf
milstar: Figure 15: Comparison with results presented by Pollington et al., 40 supposedly for the plutonium. (The information that this is the compression of plutonium in its phase comes from Barsamian.41 ) The analysis of the results leads to the assumption that the Hugoniot curve is plotted in terms of V/V0, while the other curves are in function of V/V0. 1 TPa = 10 Mbar https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1502/1502.00497.pdf
milstar: При комнатной температуре плутоний представляет собой кристаллическую структуру, называемую "альфа фаза". В этой форме плутоний имеет свою максимальную плотность - около 19.84 при 20 °С. Атомы в альфа фазе связаны ковалентной связью (в отличии от металлической связи), поэтому физические свойства ближе к минералам, чем к металлам. Это твердый, хрупкий и ломающийся в определенном направлении материал. Альфа фаза не поддается обработке обычными для металлов технологиями производства. В самом "легком" виде, дельта фазе (плотность 15.9), плутоний достаточно ковкий и вязкий. Так же и в гамма фазе. В дельта фазе плутоний имеет нормальные металлические свойства, включая превосходную ковкость. Дельта фаза имеет прочность и пластичность сходную с алюминием, делая простой обработку и отливку. Хотя дельта фаза и проявляет аномальное свойство сжиматься при нагревании, этот отрицательный коэффициент расширения невелик. Плутоний в дельта фазе совсем неустойчив. Он стремится осесть в плотную альфа фазу под очень небольшим давлением, увеличив на 25% свою плотность. В чистом плутонии дельта фаза не может существовать при давлении более 1 килобара. Для сравнения, увеличение на 25% плотности урана (или альфа фазы плутония) требует давления 450 килобар. При давлениях свыше 30 килобар плутоний существует только в альфа и бета фазах. Это свойство перехода дельта -> альфа фазы (и увеличение его плотности на 25%) используется в имплозионных проектах оружия. Плутоний можно стабилизировать в дельта фазе при комнатной температуре путем сплавления его с трехвалентными металлами, такими как галлий, алюминий, церий, индий и америций в концентрации нескольких молярных процентов. Даже стабилизированная, дельта фаза продолжает оставаться легко сжимаемой давлением в несколько килобар. Особенно интересен факт, что в стабилизированном галлием плутонии дельта фаза действительно метастабильна при содержании галлия менее 4 молярных процентов. Это означает, что процесс фазового перехода под давлением в альфа фазу необратим. Для оружейного применения плутоний обычно стабилизируется в дельта фазе сплавлением с 3-3.5 молярных процента (0.9-1% по весу) галлия. Этот сплав стабилен при температурах по крайней мере от -75 до 475 °C. Стабилизация предотвращает изменения объема плутония при колебаниях температуры после изготовления, что может повредить прецезионно сделанные компоненты устройства. Сплав имеет почти нулевой коэффициент теплового расширения. Так же он облегчает литье из-за наличия единственного эпсилон -> дельта фазового перехода во время охлаждения. Наконец, стабилизация снижает восприимчивость плутония к коррозии. Трехпроцентный галлиевый сплав применялся в Gadget`е и Fat Man`е. Если не считать галлий, плутоний в их ядрах был очень высокой чистоты.
milstar: 32. In early April 1945, barely four months before Nagasaki, it was decided that the substitution of gallium for alu- minum should be investigated. Gallium was considered another element likely to be effective in stabilizing δ -phase plutonium because it was immediately below aluminum in the periodic table and hence should behave similarly in comparable chemical and physical situ- ations. Simultaneously, gallium would more than satisfy the impurity-tolerance criteria. The substitution was totally successful. Nevertheless, at that time The Taming of “49” Number 26 2000 Los Alamos Science 55 the weapon designers were still intend- ing to use an α -phase plutonium core—density 19.8 grams per cubic centimeter (g/cm 3 ). https://fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00818010.pdf
milstar: 4.2.3.1 Minimum Size A low yield minimum mass or volume weapon would use an efficient fissile material (plutonium or U-233), a low mass implosion system (i.e. a relatively weak one), and a thin beryllium reflector (thickness no more than the core radius). Since volume increases with the cube of the radius, a thick layer of anything (explosive or reflector) surrounding the fissile core will add much more mass than that of the core itself. Referring to the Reflector Savings Table 4.1.7.3.2.2-3 we can see that for beryllium thicknesses of a few centimeters, the radius of a plutonium core is reduced by 40-60% of the reflector thickness. Since the density difference between these materials is on the order of 10:1, substantial mass savings can be achieved. At some point though increasing the thickness of the reflector begins to add more mass than it saves, this marks the point of minimum total mass for the reflector/core system. In general, minimum mass and minimum volume designs closely resemble each other. The use of a hollow core adds negligibly to the overall volume. At the low end of this yield range (tens of tons) simply inducing the delta -> alpha phase transition in a metastable plutonium alloy may provide sufficient reactivity insertion. In this case a classical implosion system is not even necessary, a variety of mechanisms could be used to produce the weak 10-20 kilobar shock required to collapse the crystal structure. ############################## he test devices for this design fired in Hardtack Phase II (shots Hamilton and Humboldt on 15 October and 29 October 1958) weighed only 16 kg, impressively close to the minimum mass estimated above. These devices were 28 cm by 30 cm, Humboldt used PBX-9404 as the explosive.
milstar: Using an advanced flying plate design it is possible to compress a 1 kg plutonium mass sufficiently to produce a yield in the 100 ton range. This design has an important implication on the type of fissile material that can be used. The high compression implies fast insertion times, while the low mass implies a low Pu-240 content. Taken together this means that a much higher Pu-240 content than normal weapon grade plutonium could be used in this type of design without affecting performance. In fact ordinary reactor grade plutonium would be as effective as weapon grade material for this use. Fusion boosting could produce yields exceeding 1 kt with this system.
milstar: At a time when France had no access to enriched uranium, and had not yet developed fusion boosting technology, they developed plutonium bombs with yields of up to 120 kt (the MR31 missile warhead), probably the highest yield pure plutonium, pure fission device ever developed. The plutonium grades produced by the French had considerably lower burnups than US weapon grade plutonium (up 7% Pu-240), usually around 2% Pu-240, although "super-super-grade" plutonium (like the WWII US material) could have been produced especially for this weapon. HEU can be used to make much larger weapons than plutonium due to its very low neutron emission rate. HEU pure fission weapons exceeding 1 megaton are possible. In very large fission bombs (hundreds of kilotons) the major disadvantage of HEU, its lower maximum alpha, disappears. This is because the race between the exponential growth in energy release and the disassembly of the core stops being the limiting factor in efficiency. Instead the problem of dilution of the fissile material by the fission products comes into play as the limiting factor. This limits efficiency to a maximum of about 50%.
milstar: The pits of the first nuclear weapons were solid, with an urchin neutron initiator in their center. The Gadget and Fat Man used pits made of 6.2 kg of solid hot pressed plutonium-gallium alloy (at 400 °C and 200 MPa in steel dies) half-spheres of 9.2 cm diameter, with a 2.5 cm internal cavity for the initiator.
milstar: Non-spherical pits are a significant technological advance, making it possible to design smaller, lighter nuclear devices, suitable for e.g. multiple independently targetable reentry vehicles. Miniaturized warheads that employ linear implosion design, e.g. the W88, frequently use non-spherical, oblate spheroid pits. This configuration was first used in W47
milstar: For example, for the Redwing Mohawk test on July 3, 1956, a secondary called the Flute was attached to the Swan primary. The Flute was 15 inches (38 cm) in diameter and 23.4 inches (59 cm) long, about the size of the Swan. But it weighed ten times as much and yielded 24 times as much energy (355 kilotons, vs 15 kilotons). ################## of Pechora–Kama Canal being cited as 98% fusion each in the Taiga test's 15 kiloton explosive yield devices; that is, a total fission fraction of 0.3 kilotons in a 15 kt device
milstar: Following the concern caused by the estimated gigaton scale of the 1994 Comet Shoemaker-Levy 9 impacts on the planet Jupiter, in a 1995 meeting at Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Edward Teller proposed to a collective of U.S. and Russian ex-Cold War weapons designers that they collaborate on designing a 1000-megaton nuclear explosive device for diverting extinction-class asteroids (10+ km in diameter), which would be employed in the event that one of these asteroids were on an impact trajectory with Eart ######### However, the blast is more than potent enough to destroy most structures, which are less resistant to blast effects than even unprotected human beings. Blast pressures of upwards of 20 PSI are survivable, whereas most buildings will collapse with a pressure of only 5 PSI. ####################################
milstar: The principal means of achieving high efficiency in a pure fission design is to maximize the compression of the fissile material by concentrating a great deal of compressive energy in the core as uniformly as possible. This implies the use of a large mass of high explosives, and a levitated pit design, probably together with flying plate techniques. ----------- 1) полоний бериллиевый нейтронный запал , срабатывающий при его механическом сжатии , был заменен на импульсный нейтронный источник , управляемый электрическим импульсом и способный выдать ну жный поток нейтронов в момент наибольшего сжатия ядра из делящихся материалов ; 2) применение технологии " левитирующего ядра " при которой тампер отделяется от ядра воздушным или вакуумным зазором ; при этом к моменту соприкосновения с ядром тампер успевает набрать кинетическую энергию и возникает эффект " молотка ", обеспечивающий значительно большую степень сжатия ядра ; 3) " бустирование ", т . е . у силение заряда путем заполнения полого ядра из делящихся материалов смесью дейтерия и трития - при сжатии ядра термоядерные реакции дают дополнительные нейтроны , увеличивающие степень выгорания делящихся материалов и мощность бомбы ; 4) применение композитного ядра , состоящего из слоев высокообогащенного урана 235 и плутония http://profbeckman.narod.ru/YadFiz.files/L18.pdf
milstar: That is, the excess density C - 1 is roughly proportional to the dimensional reduction ratio and the number of axes of compression. Thus for a given compression velocity, the actual rate of density increase for 3-D compression is three times faster than 1-D compression, but only 50% faster than 2-D compression. These differences are significant, but not dramatic.
milstar: 4.1.6.2 Implosion Assembly High explosive driven implosion assembly uses the ability of shock waves to instantaneously compress and accelerate material to high velocities. This allows compact designs to rapidly compress fissile material to densities much higher than normal on a time scale of microseconds, leading to efficient and powerful explosions. The speed of implosion is typically several hundred times faster than gun assembly (e.g. 2-3 microseconds vs. 1 millisecond). Densities twice the normal maximum value can be reached, and advanced designs may be able to do substantially better than this (compressions of three and four fold are often claimed in the unclassified literature, but these seem exaggerated). Weapon efficiency is typically an order of magnitude better than gun designs.
milstar: Modern boosted fission triggers take this evolution towards higher yield to weight, smaller volume, and greater ease of radiation escape to an extreme. Comparable explosive yields are produced by a core consisting of 3.5-4.5 kg of plutonium, 5-6 kg of beryllium reflector, and some 20 kilograms of high explosive containing essentially no high-Z material. #################################################### Explosives lenses incorporating boracitol or inert filled plastic foams may be used or, more likely, the classical explosive lenses may have been replaced other advanced wave shaping techniques. Light weight primaries of this type invariably use fusion boosting (see Subsection 4.3.1) to compensate for the limited degree of reactivity insertion that can be achieved with such small amounts of explosive and fissile material. In these triggers, thermal radiation escaping from the core completely ionizes the low-Z beryllium and the explosive layers, even before the core disassembles (that is - while the fission reaction is still underway). The approximately 100-fold improvement in yield to mass ratio over Fat Man leads to a similar increase in achievable radiation density inside the bomb casing (and a greater than three-fold increase in temperatur
milstar: Гексанитрогексаазаизовюрцитан был получен в 1987 г. в США в Исследовательском центре вооружений ВМС США «Чайна-Лейк»[en][1] и показал высокие детонационные качества, зарекомендовав себя как мощное взрывчатое вещество. Корпорация Thiokol (США) в 1990 г. разработала опытную установку по получению гексанитрогексаазаизовюрцитана, выдававшую до 200 кг продукта за 1 загрузку. Плотность -2,044 г/см³ Гексанитрогексаазаизовюрцитан более эффективен, чем октоген: его скорость детонации и плотность выше (9660 м/с и 2,044 г/см3 против 9100 м/с и 1,84 г/см3 соответственно). Гексанитрогексаазаизовюрцитан может использоваться как мощное взрывчатое вещество, однако его применению препятствует высокая цена в 1300 долларов за килограмм вследствие небольших объёмов производства, а также низкая устойчивость к удару. У смесей гексанитрогексаазаизовюрцитана с пластификаторами одновременно с повышением устойчивости снижается эффективность. Смесь гексанитрогексаазаизовюрцитана и октогена в соотношении 2:1, предложенная американским профессором Адамом Матцгером (англ. Adam Matzger) обладает высокой стабильностью, большой плотностью и высокой скоростью детонации (9480 м/с). Гексанитрогексаазаизовюрцитан, ГНИВ = CL-20,HNIW (CL-20) - 1.80 Тротиловый эквивалент (R.E.)
milstar: Сравниваются разные способы сжатия: самое эффективное (тре- бующее минимальной работы) безударное (изэнтропическое) сжатие из покоя в покой http://www.vniitf.ru/rig/konfer/7zst/reports/s6/6-1.pdf
milstar: Сейчас методом смещения поршня при давлениях до 10 Кбар ----- Алмазные наковальни (АН). В последнее десятилетие при статических сжатиях удалось получить гораздо большие давления, помещая крупинку образца объемом между миниатюрными алмазными наконечниками [3]. Из-за хрупкости алмаза регулярные измерения ведут до 0,2—0,4 Мбар; но в отдельных опытах давления превышали 1 Мбар и приближались к пределу текучести алмаза (~3 Мбар). ------------- Изоэнтропическое сжатие. Такие эксперименты позволили сжать твердый водород примерно в 20 раз при давлениях ~8 Мбар, что далеко превосходит возможности других методов. ---- Ударные сжатия. Взрывчатые вещества создают давления до 0,5 Мбар. Разгоняя металлическую пластину продуктами взрыва, можно получить давление 5—10 Мбар при ее ударе о другое вещество. В сверхсильных взрывах достигаются давления в сотни Мбар [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16]. Однако, в отличие от статических сжатий, здесь состояния вещества лежат не на изотерме, а на ударной адиабате и характеризуются сильным нагревом. http://disus.ru/dissertatsii/361245-1-sergeevich-precizionnie-modeli-udarnih-adiabat-baza-tefis.php Исторически впервые задачи по исследованию поведений веществ в экстремальных условиях были поставлены в США, там начиная с 1945, в лабораториях Лос Аламоса [26] начались проводиться эксперименты по ударным сжатиям. Конечным итогом любых экспериментов является обработка полученных результатов. Изначально каждое подразделение проводило исследования, опираясь только на свои данные, что приводило к существенным различиям в характеристиках веществ, полученных разными лабораториями. И основной причиной этих разногласий были не систематические погрешности, а именно относительная узость исследуемого диапазона. Например на Рисунок 1.2 приведен участок ударной волны меди. Из предоставленных данных становится совершенно неочевидным более широкодиапазонное поведение адиабаты. Для преодоления этой проблемы в лабораториях Ливермора в 1949 под руководством Эдварда Теллера [27] была заложена база данных по теплофизическим свойствам веществ, получившая название СЕЗАМ. В эту базу вошли многолетние результаты работ Лос Аламоса [18], Ливермора [17], и лабораторий военно-морского флота САНТИЯ. На сегодняшний день это наверняка крупнейшая база данных, но есть одна загвоздка: большая часть данных сосредоточена в закрытой части этой базы, к которой естественно мы доступа не имеем. Помимо закрытой части СЕЗАМ содержит так же и открытую часть, в которой содержится множество экспериментальных данных и огромное количество модельных предположений. Однако в открытой части содержится достаточно большое количество неточностей, и подчас даже противоречивых данных (Возможно внесенных туда специально). ########### Параллельно с исследованиями в США, в СССР начиная 1946 года, в ядерном центре в Сарове (известным так же как Арзамас-16) при содействии таких выдающихся ученых как А.Д. Сахаров, Д.А. Франк-Каменецкий, Е.И. Забабахин, в своем роде лидеров новой научной дисциплины – физики высоких плотностей, были также основаны лаборатории по исследованиям поведений веществ в экстремальных состояниях. За более чем полувековую историю у нас было проведено огромное количество экспериментов. В свою очередь в Сарове, под руководством Альтшулера [28] началось создание собственного объединенного компендиума [29].
milstar: При этом испытание оказалось на удивление чистым. Радиоактивное излучение в радиусе трех километров от эпицентра через два часа после взрыва составляло всего лишь 1 миллирентген в час. бомбы мощностью 58 мегатонн, которое состоялось 30 октября 1961 года. Бомбу называют и «Кузькиной матерью», и «Царь-бомбой», в то время как разработчики в НИИ 1011 именовали ее РН202.
milstar: The Soviet scientists developed multistage cumulative spherical explosive devices [3] that could provide impactor speeds of about 18 km/s and pressures of 1.35TPa (about 13.5 Mbars), and a compression factor (σ) of about 2.5 (see Fig. 2) . http://www.nuclearnonproliferation.org/Compressibility%20and%20the%20Minimum%20Amount%20of%20Fissile%20Material.pdf
milstar: To illustrate the difference between isentropic and shock compression, we use Plutonium as a surrogate for Uranium. Fig. 3 shows both the isentropic and shock Hugoniot compressibility of delta phase Plutonium metal [8], requiring approximately 2 TPa to get an isentropic compression factor of 3 vs. an order of magnitude higher pressure (practically unattainable) using conventional flying plate shock compression techniques.
milstar: http://iopscience.iop.org/article/10.1070/PU1997v040n10ABEH000298/pdf Explosive laboratory devices for the measurement of the dynamic compressibility of porous substances in the pressure range from 0.1 to 1 TPa A I Funtikov
milstar: Советский Союз построил четырнадцать таких производственных реакторов с графитовым замедлителем и водяным охлаждением на трех площадках в России: шесть в производственном объединении "Маяк" в Озер-ске (бывшем Челябинске-65) около Челябинска на Урале; пять на Сибирском химическом комбинате в Северске (бывшем Томске-7) около Томска; и три - на горнорудном и химическом комбинате в Железногорске (бывшем Красноярске-26) около Красноярска. Двенадцать были сконструированы для производства плутония и два для производства трития и других изотопов. Кроме того, четыре производственных реактора с замедлителем из тяжелой воды работали на площадке "Маяка". http://www.economics.kiev.ua/index.php?id=1077&view=article В результате остаются 88 ± 8 тонн плутония оружейного качества, пригодного для оружия, плюс 6 тонн от запаса, возникшего после сентября 1994 года
milstar: Рис. 3. Оценки ежегодного производства плутония оружейного качества по площадкам и в целом (кг в год). Производство от всех площадок показано кумулятивно, так что общее производство составляло около 4.5 тонн/год за период 1966-90 гг. По оси Х отложены годы, а по оси У - производство плутония (кг/год). В самый светлый фон окрашены данные по Железногорску (Красно-ярску-26), более темный фон соответствует данным по Озерску (Томск-7), а наиболее темный - "Маяку". krasnojarsk -26 samij moschnij 4000 kg w god
milstar: Реакторы Красноярска-26 произвели по оценкам 45.7 тонны плутония оружейного качества, включая 4.5 тонны плутония, изготовленного за период 1996-2010 годов, когда реактор АДЭ-2 работал на уменьшенной мощности исключительно для обогрева жилого района
milstar: The W-80 is a cylinder 80 cm long, and 30 cm wide, #################################### it has a primary with a yield in the low kiloton range (call it 5 kt for the sake of the discussion), and a total yield of 150 kt. The thickness of the W-80 casing is unknown, but given its weight (130 kg) it must be less than 2 cm. ################################################ http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-4.html
milstar: Once equilibrium is established, the energy density in the radiation channel will be roughly the energy released by the primary, divided by the volume inside the radiation case (this neglects the kinetic energy in the primary remnants, and the volume of the secondary, but these are comparatively small and offset each other). This gives radiation densities of 2.2 x 10^14 erg/cm^3 for Mike and 4.3 x 10^15 erg/cm^3 for the W-80, a energy density ratio of 1:20. By applying the blackbody radiation laws (see Section 3.1.6 Properties of Blackbody Radiation) we can determine the corresponding radiation intensities and temperatures: 9.8 x 10^6 K and 5.3 x 10^16 W/cm^2 for Mike; and 2 x 10^7 K and 1.0 x 10^18 W/cm^2 for the W-80. The radiation pressures are 73 and 1400 megabars respectively.
milstar: We should observe that the ablation process soaks up a lot of energy. A simplistic computation of the work done in imploding a 10 liter secondary in the "W-80", assuming constant ablation pressure, shows that 6.4 x 10^13 J (15 kt) is put into the secondary. This is more energy than we assumed that the primary actually produced (5 kt),
milstar: The W-87 and W-88 are said to use reduced amounts of expensive nuclear materials (deemed important when ambitious expansion of the US nuclear arsenal was planned in the early eighties) which, coupled with the much larger payloads of the MX and Trident II missiles, may account for the reduced (but still quite respectable) YTW ratios of these warheads. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-5.html#Nfaq4.5.2
milstar: The W-88 Trident warhead is a closely related design, and has a current yield of 475 kt indicating that it is already equipped with this addition. The 175 kt yield difference amounts to the complete fission of 10 kg of U-235.
milstar: 4.5.5 Radiological Weapon Designs This is the opposite extreme of an MRR. Earlier several tamper materials were described that could be used to tailor the radioactive contamination produced by a nuclear explosion - tantalum, cobalt, zinc, and gold. Uranium tampers produce contamination in abundance - but quite a lot of energy too. In some applications it may be desired that the ratio of contamination to explosive force be increased, or tailored to a narrower spectrum of decay times compared to fission by-products. Practical radiological weapons must incorporate the precursor isotope directly into the secondary. This is because the high compression of the secondary allows the use of reasonable masses of precursor material. In an uncompressed state, the thickness of most materials required to capture a substantial percentage of neutrons is 10-20 cm, leading to a very massive bomb. A layer of 1 cm or less will do as well when compressed by radiation implosion. Some radioisotopes that would be very attractive for certain applications are difficult to produce in a weapon. A case in point is sodium-24, an extremely prolific producer of energetic gammas with a half-life of 14.98 hours. This isotope produces a remarkable 5.515 MeV of decay energy, with two hard gammas per decay (2.754 MeV and 1.369 MeV) and might be desired for very short-lived radiation barriers. The most obvious precursor, natural Na- 23, has a minuscule capture cross section for neutrons in the KeV range (although it is a significant hazard from induced radioactivity in soil after low altitude nuclear detonations). The best for precursor candidate for Na-24 is probably magnesium-24 (78.70% of natural magnesium) through an n,p reaction.
milstar: A plutonium bomb similar to the Fat Man design, but containing four times as much fissile material (25 kg) would have a core diameter of 18 cm. To implode to the same final density (about 40) at the same velocity (2 km/sec) would take 18.7 microseconds, 4 times as long. The very low Pu-240 content of the plutonium produced during WWII (0.9%) would still give a reasonable chance of complete assembly but more economical grades (with higher Pu-240 content) would not. Such a design would have a yield in excess of 100 kt. The limiting efficiency of ~50% (see below) would give a yield of 210 kt. Higher implosion velocities are possible (permitting higher probabilities of optimum yield, or cheaper grades of plutonium), but this gives an indication of the practical limit for high yield plutonium fission bombs. ####################################################################################################################### At a time when France had no access to enriched uranium, and had not yet developed fusion boosting technology, they developed plutonium bombs with yields of up to 120 kt (the MR31 missile warhead), probably the highest yield pure plutonium, pure fission device ever developed. The plutonium grades produced by the French had considerably lower burnups than US weapon grade plutonium (up 7% Pu-240), usually around 2% Pu-240, although "super-super-grade" plutonium (like the WWII US material) could have been produced especially for this weapon.
milstar: 4.2.3.2 Minimum Fissile Content The contrasting approach to minimizing size is to make a small explosion in the most efficient way as possible. This means applying the same principles as high efficiency design, but simply reducing the amount of fissile material to reduce the yield. The mass of the implosion system, and the tamper/reflector in this case will result in greater overall mass and volume, even though the fissile material weight is reduced. Using an advanced flying plate design it is possible to compress a 1 kg plutonium mass sufficiently to produce a yield in the 100 ton range. ############################################################################################## This design has an important implication on the type of fissile material that can be used. The high compression implies fast insertion times, while the low mass implies a low Pu-240 content. Taken together this means that a much higher Pu-240 content than normal weapon grade plutonium could be used in this type of design without affecting performance. In fact ordinary reactor grade plutonium would be as effective as weapon grade material for this use. Fusion boosting could produce yields exceeding 1 kt with this system.
milstar: Для каких текущих задач и/или гипотетических потребностей в будущем мы сохраняем инфраструктуру ядерного полигона на Новой Земле? - У нас нет возможности исследовать динамические (при воздействии ударной волны) свойства плутония на внутренних полигонах — тех, что имеют «при себе» ядерные центры Саров и Снежинск. Такие работы с образцами материала мы и проводим на Новой земле. Подобные же испытания проводят национальные лаборатории США на Невадском полигоне. http://www.vniitf.ru/press1/intervyu/2549-interview-rikovanov-rosgazeta Сфера научных интересов Г.Н. Рыкованова - гидродинамические явления, теория турбулентности, теория детонации, физика термоядерного синтеза, экстремальные состояния веществ. Он - автор широко известной эмпирической модели кинетики детонации низкочувствительных взрывчатых веществ. При его непосредственном участии разработаны и переданы в серийное производство образцы ядерных зарядов, которые до сих пор находятся на вооружении российской армии. Дважды лауреат государственной премии Российской Федерации (2002, 2009).
milstar: Министр обороны США Эш Картер (Ash Carter) подтвердил информацию о разработке на базе ЗУР Raytheon SM-6 версии противокорабельной сверхзвуковой ракеты с дальностью более 200 морских миль (более 370 км), сообщает «Военный Паритет». «Мы собираемся создать новые возможности для нашего флота. Модификация SM-6 в качестве противокорабельной ракеты позволит поражать вражеские корабли на очень больших дальностях», заявил глава Пентагона в среду, сообщает news.usni.org. ПКР с максимальной скоростью 3,5М втрое превысит дальность поражения дозвуковой ракеты аналогичного класса Boeing RGM-84 Harpoon (124 км - прим. Военный Паритет), состоящей на вооружении с конца 1970-х годов. Создание противокорабельного варианта потребует 2,9 млрд долл США, закупки для флота могут быть выполнены в течение пяти лет. ПКР поступят на вооружение крейсеров и эсминцев. Командование ВМС США не скрывает, что новое оружие предназначено для борьбы с флотами «противников высшего уровня», так как Китай и Россия. Преимуществом такого решения является то, что на боевых кораблях уже есть установки вертикального пуска, готовых принять эти ПКР, а также достаточно апробированные возможности GPS-наведения, необходимые для наведения ракет с большой дальностью поражения. Пока остается неясным вопрос, будет ли модифицирована боевая часть ракеты. В настоящее время самолеты ДРЛО Northrop Grumman E-2D Advanced Hawkeye выдают целеуказание ЗУР SM-6, которые обладают загоризонтной дальностью уничтожения воздушных целей. «Значит ли это, что Е-2 могут наводить ракеты SM-6 по группам боевых кораблей противника на больших расстояниях?», спрашивает военно-морской эксперт Эрик Вертхайм (Eric Wertheim).
milstar: The most disturbing part of the study is a proposal by Edward Teller, the Strangelovian inventor of the hydrogen bomb, to produce a 10 gigaton (10,000 megaton) warhead that would detonate with an explosive power 166,666 times the bomb dropped on Hiroshima. With clinical detachment, Teller illustrated the power of his doomsday weapon: “A 10,000 megaton weapon, by my estimation, would be powerful enough to set all of New England on fire. Or most of California. Or all of the UK and Ireland. Or all of France. Or all of Germany. Or both North and South Korea. And so on.” We are talking just one bomb. When the then chairman of the General Advisory Committee (GAC) of the US Atomic Energy Commission, Israel I. Rabi, heard about Teller’s 10 gigaton proposal, he is reported to have said: “It would have been a better world without Teller.” #################### https://www.rbth.com/opinion/2016/01/05/nuclear-overkill-the-quest-for-the-10-gigaton-bomb_556351
milstar: 3БВ3 весил 53 килограмма, имел длину 774 миллиметра и диаметр 152,4 миллиметра. Мощность ядерного заряда составляла 2,5 килотонны в тротиловом эквиваленте, а дальность прицельного выстрела — около 17,4 километра. РИА Новости https://ria.ru/defense_safety/20171209/1510450824.html И США, и СССР в годы холодной войны занимались разработкой переносных маломощных ядерных фугасов. Обе стороны готовились к резкому обострению военно-политической обстановки в Западной Европе и рассматривали все варианты, как замедлить продвижение противника в случае его нападения. Переносными ядерными боеприпасами планировалось вооружить специальные диверсионно-разведывательные группы, которым предписывалось скрытно доставлять эти фугасы на вражескую территорию и подрывать пункты управления, мосты, ракетные шахты, аэродромы. РИА Новости https://ria.ru/defense_safety/20171209/1510450824.html Схожее оружие было и в СССР, где с 1967 по 1993 год имелись специальные малогабаритные ядерные мины РА41, РА47, РА97 и РА115. Кроме того, на вооружении стояли так называемые "ядерные ранцы" РЯ-6 весом 25 килограммов и мощностью до килотонны РИА Новости https://ria.ru/defense_safety/20171209/1510450824.html
milstar: К 2015 году в двух стоящих на вооружении ком- плексах РВСН, в двух действующих комплексах стратегических ВВС и во всех стратегических комплексах ВМФ установлены ЯБП разработки РФЯЦ-ВНИИТФ. http://www.kuriermedia.ru/data/objects/2282/files/60_RFYC_VNIITF.pdf
milstar: Россия занимает пятое место в мире (на 6-м месте Китай) по официально заявленным запасам золота в резервах. По состоянию на 1 августа 2018 года золотой запас России составил 1970 тонн. Доля монетарного золота в общей стоимости золотовалютных резервов России составляет около 17 %. ============= К 1928 году золотой запас СССР составлял 150 тонн. C приходом к власти Сталина золотой запас СССР стал быстро расти, и к 1941 году составил 2800 тонн, достигнув исторического максимума. Вторая мировая война и ускоренное восстановление страны после неё существенно этот запас истощили, однако далее он вновь стал расти, составив к моменту смерти Сталина в 1953 году 2500 тонн.
milstar: Москва. 20 сентября. INTERFAX.RU - Объем запасов монетарного золота в составе международных резервов по состоянию на 1 сентября достиг 64,3 млн унций (2 тыс. тонн), следует из материалов ЦБ. Банк России в августе 2018 года закупил 1 млн тройских унций (около 31 тонны) золота, сообщает банк. За месяц ЦБ РФ увеличил объем запасов золота на 1,6%. При этом стоимость золота в резервах, как следует из материалов ЦБ, сократилась на 0,2%, до $77,265 млрд. Это 16,8% совокупного объема резервов РФ. Всего за 8 месяцев 2018 года ЦБ РФ закупил 5,2 млн унций (162 тонны) золота. Объем запасов золота в составе международных резервов РФ вырос на 8,8%. Денежная оценка золота в резервах подросла на 0,8%. С 2014 года ЦБ РФ активно покупает золото, всего за 2014-2017 годы он закупил 25,8 млн унций (802 тонны), в том числе в 2017 году - 7,2 млн унций (224 тонны) золота.
milstar: Сейчас у Центробанка 2112 тонн золота — это рекорд за всю историю современной России. Исторического максимума золотой запас страны достигал в 1941 году — 2800 тонн, после Второй мировой войны, к 1953 году, этот показатель снизился до 2500 тонн
milstar: В деталях обсудили флагманский проект в сфере мирного атома – АЭС «Куданкулам». Согласно имеющимся договоренностям, на основе российских передовых технологий в Индии в течение 20 лет планируется возвести 12 энергоблоков», – сказал Владимир Путин. http://oborona.ru/includes/periodics/maintheme/2018/1024/200325441/detail.shtml
milstar: МОСКВА, 24 сентября. /ТАСС/. Вооружение нового поколения, созданное российскими атомщиками, способно обеспечить стратегический баланс в мире на десятилетия вперед. Это подчеркнул президент РФ Владимир Путин в приветствии, которое зачитал на торжественном мероприятии, посвященном дню работника атомной промышленности, первый замглавы кремлевской администрации Сергей Кириенко. "Отмечу, что среди несомненных успехов нынешнего поколения атомщиков создание вооружения нового поколения, способного обеспечить стратегический баланс в мире на десятилетия вперед", - указал глава государства. Среди успехов современной атомной отрасли он также выделил "развитие атомной генерации по самым современным требованиям безопасности, разработку реакторов на быстрых нейтронах, которые станут основой атомной энергетики будущего, завершение строительства первой в мире плавучей атомной теплоэлектростанции, значимый вклад в развитие цифровизации, прикладного и фундаментального научного знания". Путин констатировал, что в отечечественной атомной промышленности "всегда работали настоящие профессионалы, мужественные, увлеченные избранным делом люди - ученые, конструкторы, инженеры, представители других специальностей". Во многом благодаря их напряженному творческому труду, ярким прорывным достижениям и успехам был создан мощный потенциал отрасли, открылись уникальные возможности для освоения космоса и арктических широт, эффективного развития энергетики, науки и здравоохранения", - напомнил президент. "Важно, чтобы это богатейшее интеллектуальное и технологическое наследие и поистине неисчерпаемые инновационные возможности атомной отрасли были в полной мере задействованы в целях модернизации национальной экономики, обеспечения обороноспособности и энергетической безопасности страны, укрепления конкурентоспособности России на глобальных рынках", - обратил внимание глава государства. "Уверен, что вы и впредь будете приумножать замечательные традиции, честно и добросовестно трудиться на благо России и ее граждан", - говорится в приветствии президента России работникам атомной отрасли. https://tass.ru/obschestvo/6923304
milstar: Следующим, вполне логическим шагом стало размещение в январе 2019 года Управлением стратегических возможностей МО на сайте www. fbo. gov (аналог нашего сайта госзакупок) запроса на предоставление информации в рамках реализации программы «Дилитиум» (Dilithium), главная цель которой – создание мобильного ядерного реактора. Последний должен весить менее 40 т, подходить для перевозки на грузовике, судне или самолете С‑17 и иметь способность в течение трех лет без перезарядки выдавать мощность в 1‑10 МВт. Также требуется, чтобы военнослужащие не позднее чем через 72 часа после перевозки могли бы собрать установку и вывести ее на рабочий режим. В свою очередь, не более чем за 7 суток бойцы должны заглушить реактор и подготовить его для перевозки. Кроме того, реактор должен обладать защитой от неконтролируемого расплавления активной зоны. В рамках первого этапа программы, рассчитанного на 9‑12 месяцев, заказчик, как было заявлено, планирует профинансировать разработку максимум трех прототипов, а затем выберет победителя. Об участниках первого этапа планировалось объявить весной 2019 года, но информации об этом найти не удалось. Возможно, что из‑за поднявшейся волны критики реализацию проекта притормозили. http://nvo.ng.ru/realty/2019-11-15/1_1070_pentagon.html
milstar: https://vpk-news.ru/articles/60790 По результатам проведенных в СССР (России) в 70–90-х годах работ по комплексам ракетного оружия ВМФ и РВСН, в том числе и по боеприпасам малого и среднего класса мощности, был достигнут по существу беспрецедентный качественный рост их основных характеристик, определяющих боевую эффективность. В разы увеличилась удельная энергия ЯБП. Для боеприпасов малого класса она выросла с 1 до 5,25 кт/кг, для среднего – с 1 до 2,50 кт/кг. Современные российские термоядерные боеприпасы, созданные уже в 2000–2010-х годах – 100-килограммовый малого класса (150–250 кт) и 200-килограммовый среднего класса (500 кт), 500-килограмовый высокого класса (2 Мт) мощности разработаны с учетом современных требований к повышенной безопасности на всех этапах жизненного цикла, надежности, защищенности в нештатных условиях при эксплуатации и при несанкционированных действиях. Впервые это обеспечивается примененной инерциальной адаптивной системой подрыва в сочетании с используемыми в составе автоматики датчиками и устройствами. Одновременно повышен уровень противодействия ПРО. По расчетам ведущего американского специалиста Ханса М. Кристенсена, американцам понадобится не менее 20 лет при соответствующем финансировании, чтобы выйти на такой же, как у русских, уровень удельной мощности ядерных зарядов.
milstar: https://scienceandglobalsecurity.org/archive/sgs19diakov.pdf str 32 1965-1985 Pu-239 1. Krasnojarsk-26 4000 kg w god 2. Tomsk-7 3000 kg w god 3. Cheljabinsk-65 1000 kg w god
полная версия страницы