Как-то я обмолвился, что к Новогодним праздникам мы решили довести дом до жилого состояния. Чтобы организовать его встречу на новом месте. Не закончить конечно, упаси боже, работы ещё навалом, но до относительно жилого. Это почти удалось, единственное, что отличает дом от настоящего жилья — отсутствие работающего унитаза. Но мы над этим работаем, честное слово.
Пока же на стройке проходит этап "скушных работ" и ничего особенно интересного для широкой публики не происходит. С остервенением сдираем с оконных рам защитную плёнку, клеим обои, да шпаклюем недошпаклеванное ранее. Сплошная томление духа и суровая обыденность.
Чтобы хоть как-то отвлечься от прозы жизни, хотел бы я развлечь почтеннейшую публику небольшим рассказом их серии "Сделай Сам". Об этом я как-то мимоходом обмолвился, как о теме не совсем интересной, но неожиданно для меня, она вызвала интерес. Если это и вправду кому-то интересно, то я буду время от времени пописывать что-то подобное.
Итак, начнём с простого. Совсем простого. Что может быть проще атомной бомбы?
Предупреждение. Автор лишь даёт инструкцию и не несёт ответственности за состояние паркета на вашей кухне. Вы всё будете делать на свой страх и риск.
Далёкие от темы люди часто задают один и тот же вопрос,
— Неужели так сложно сделать атомную бомбу, если любому школьнику известно, что если взять достаточно тяжёлый кусок урана, то цепная реакция непременно запустится сама собой?
Действительно, почему? Достаточно ли взять в каждую руку по куску урана и с размаху хлопнуть друг о друга и сразу получишь Большой Барабум? Это так, но не совсем. В реальной жизни дело обстоит немного сложнее. Попробуем разобраться вместе.
Действительно, если взять в каждую руку по куску урана, масса каждого из которых меньше необходимой для взрыва — это называется докритическая масса — и хлопнуть друг о друга, то взрыв неминуемо должен случится. Должен, но всё зависит от того, как именно мы будем соединять эти куски.
Для начала проведём несложный эксперимент. Возьмите в каждую руку по кусочку U235 и начинайте медленно сдвигать.
Как только куски сблизятся на достаточное расстояние и начнут обмениваться вылетающими нейтронами, они начнут ощутимо разогреваться. Тем сильнее, чем ближе вы их сдвигаете. Через некоторое время разогреются докрасна и начнут обжигать руки, самое время воспользоваться прихваткой или надеть защитные рукавички.
Продолжайте сближение. Постепенно Уран разогреется добела, начнёт плавиться и капать на тапочки. Чтобы не попортить паркет, подставьте тазик и продолжайте.
Постепенно таз наполнится расплавом, реакция в котором продолжит повышать температуру, пока Уран не начнёт кипеть. И постепенно выкипит, как забытая на плите кастрюля с пельменями.
Вот, собственно и всё. Никакого взрыва не получилось. Всё потому, что при сближении энергии выделяется так много, что охладить куски абсолютно невозможно. Ничем.
Как бы мы не пытались сближать куски, любые устройства неизбежно будут расплавлены и испарены. Взрыва не получится. В лучшем случае мы получим "тепловой хлопок".
И что же делать? Нам нужно сблизить куски со скоростями тысяч метров в секунду. Так мы сумеем опередить разогрев и "впечатать" куски друг в друга до того, как они успеют разогреться. Получим грибовидное облако и Большой Барабум.
Как это сделать в домашних условиях? Очень просто. Нужно взять и выстрелить одним куском в другой. Из пушки.
Правда и тут не всё просто. Обычным порохом разогнать кусок U до такой скорости не получится. Слишком медленно он горит. Придётся подыскать особую взрывчатку. Обычная разорвёт кусок на части и мы опять ничего не получим. Нам же нужно разогнать наши кусочки достаточно "мягко".
Это называется — "пушечная" или "баллистическая" схема. Такая использовалась в ядерном оружии первого поколения и обеспечивала энерговыделение сравнимое со взрывам десятков тысяч тонн обычного тротила. Это много, но по современным понятиям — слабенький пшик. Именно такая бомба по имени "Малыш" была взорвана американцами 6 августа 1945 года над японским городом Хиросима.
Эта схема хороша при использовании Урана, я же посоветую постараться для начинки отыскать немного Плутония.
Для наших целей он гораздо интереснее: настолько активен, что реакция в нём идёт непрерывно. Именно поэтому на ощупь он всегда тёплый. Его критическая масса раз в десять меньше урановой. 5 килограммов плутония — кусок размером с куриное яйцо, но способен обеспечить взрыв мощностью 20 килотонн.
Правда, при использовании Плутония, номер с пушкой уже не проходит. Плутоний более "заводной" чем Уран и более зверски реагирует на сближение.
Плутониевые куски нужно сближать на гораздо более высокой скорости. Обеспечить скорость в десятки километров в секунду. Никакие взрывчатки такую скорость обеспечит не смогут. Попытка "выстрелить" одним куском в другой, приведёт лишь к тому, что "снаряд" испарится не успев долететь до "мишени". И мы опять получим обычный хлопок. Fizzle, как говорят наши англоязычные друзья.
К счастью, для его подрыва можно использовать одно из удивительных свойств Плутония: он имеет 6 фазовых состояний. Причём, при переходе из дельта-фазы в альфа-фазу, металл меняет свою плотность на аномальные 25%. Беда лишь в том, что дельта-фаза весьма нестабильна, а переход происходит при комнатной температуре и атмосферном давлении.
Но и это решаемо. Расплавьте Плутоний и добавьте немного Галлия: Дельта-фаза в условиях кухни становится метастабильной. Переход в альфа-фазу уже потребует высоких давлений.
Теперь, чтобы взорвать плутониевое яйцо в дельта-фазе, нам будет достаточно поместить его в плотный пучок нейтронов, так чтобы до критических условий осталось совсем чуть-чуть, а после этого резко увеличить плотность, переведя в альфа-фазу. Бабах!
И как это сделать на кухне? Очень просто.
Тщательно обложите плутониевый шарик со всех сторон взрывчаткой, которую взорвите. Скорость ударной волны составит порядка 5 км/сек с каждой стороны, что даст в сумме около 10 км/сек. "Пробежав" по нашему кусочку, волна вызовет переход в альфа-фазу. При этом, механически Плутоний практически не перемещается, движется лишь взрывная волна.
Это называется — Имплозионная схема. Она сложнее пушечной хотя бы потому, что окружающую шарик взрывчатку придётся подрывать строго одновременно и с одинаковой скоростью. Иначе взрыв не будет направлен внутрь, его "перекосит", а ударная волна раньше времени разрушит систему. Вместо Барабума мы опять получим шипучку.
Итак, записывайте. Чтобы взорвать плутониевую бомбу, для начала создайте плотный поток нейтронов, для чего используйте специальный нейтронный инициатор. Его придётся приобретать отдельно. Затем, строго одновременно, с точностью до миллионной доли секунды, произведите подрыв окружающей шарик взрывчатки. Взрыв будет направлен внутрь и произойдёт обжим, та самая имплозия.
Если вы всё сделали правильно произойдёт бабах.
По этой схеме работала сброшенная американцами 9 августа 1945 года на город Нагасаки бомба по имени "Толстяк".
Вот вы и научились делать атомную бомбу своими руками. Ничего, в сущности, сложного.
В следующий раз я постараюсь рассказать как добыть и разделить по изотопам уран. Какой именно изотоп Плутония нужно использовать и почему. Почему не подходит Плутоний из реактора БН-800 и чем хорош атомный заряд на основе Америция.
ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на канал и ваша бомба обязательно взорвётся. Поставьте ЛАЙК и обязательно расскажите в комментариях получилась ли у вас бомба и что стало с кухней. Спасибо, что вы с нами и до новых встреч.