Vilka kluvna element kan skapa en bomb?

Känner inte riktigt igen dina siffror. Fissionstvärsnittet för U238 blir intressant vid ca 2 MeV. Om det inte hade funnits andra processer också hade fissionsneutronernas energispektrum räckt till för att hålla igång en kedjereaktion. Men tvärsnitten för kollision (ffa (n,n')) tar sin del och sänker neutronenergierna och så har vi ju även absorption som helt enkelt tar bort neutroner ((n,γ), men MeV-området är det en svag process).

Nu ska jag erkänna att jag är lite ringrostig. Men det här iaf den förklaring som Serber ger i The LA Primer... Utifrån en ganska grov bild av tvärsnitten, men vad jag vet har inte nyare data ändrat på denna huvudförklaring.

Kan det möjligen vara så att du blandar ihop tröskelenergin med vilken energi som måste tillföras U239 för att den ska fissionera? Glöm då inte att U238 får en stor del av denna energi i form av bindningsenergi när den fångar in en neutron. För U235 är detta t o m mer än vad som krävs för fission t o m för termiska neutroner. U238 behöver dock ett par MeV till, därav tröskeln.

Relevanta energiberoende tvärsnitt:

http://www.google.se/imgres?imgurl=h...FcwSLAodCPcNZw

Grafen är tagen från det här kursmaterialet:
http://physics-database.group.shef.a.../phy303-6.html
Under samma graf som ovan tar de upp kärnfysikaliska förklaringar till skillnaderna mellan isotoperna, bl a den där pareffekten.

Här är en plot från exfor http://www.ladda-upp.se/bilder/siwpnpxnoqkk/
med (n,tot) och (n,f) plottat. Datapunkterna är få för fissionen (jag orkade inte gå igenom allt i exfor för att hitta någon bra), men de är från år 2000. De visar på klart mindre träffytor än vad din graf gör, 0.3 b för 2 MeV och 0.5 b för 5 MeV, medan dina nästan är uppe vid 1 b redan för 2 MeV.

Kolla gärna igenom mer data i exfor om ni orkar (klart bästa databasen för kärnfysik): https://www-nds.iaea.org/exfor/exfor.htm

Jag kan starkt rekommendera databasen Janice som NEA håller tillgänglig för OECD. Där finns bland annat hela endf och mycket mer, lätt sökbart på isotop och mt-grupp.

Tack, Janis* verkar rätt bra, och mer lättanvändbar än den jag länkade till. Exfor-databasen finns även med på Janis. Jag tycker dock inte att man kan välja flera reaktioner samtidigt på den sidan?

Ursäkta jag hoppar in i en tråd här - men det här med nanoteknik är bara ett mode-ord som börjat användas på senare tid. Nanopartiklar och dylikt har existerat sedan Universums början, så det är inget nytt. Många sådana partiklar har tillverkats under lång tid, mest bekanta är en del kommersiella färgämnen osv.

Denna atombombskula verkar vara lite av samma historie-skröna som den om sk "Red Mercury", dvs rött kvicksilver som skulle vara en essentiell komponent för att skapa små extra kraftfulla kärnvapen. Detta är komplett nys, förmodligen var historien initierad utav KGB som ville tex komma åt kriminella ryssar som handlade med radioaktiva preparat och annat illegalt.

Precis som Saefvgren skriver så är den viktigaste funktionen hos ett kärnvapen i att den kan upprätthålla fissionen/fusionen under tillräckligt lång tid innan bomben splittras av sig självt.

Oavsett vad du hittar på med nanoteknik osv, så kommer du inte ifrån att atomerna består mest av tomrum, kärnan är bara en ytterst liten del av hela atomen, Att kunna styra och träffa med specifika neutroner ett så litet mål som kärnan utgör är bara löjligt - de kan inte styras vare sig magnetiskt eller med elektriska fält eftersom de är oladdade, - Man kan säkert bygga en slags lins som styr fluxet (flödet) av neutroner - men det behövs ändå så kraftigt flöde utav neutroner att det enda som fungerar någorlunda är ett annat kärnvapen, I guess....

Sen en annan faktor är att det är inte så mycket energi i en handfull atomer.

Just det faktum som Saefvgren skriver om att man måste ha en tillräckligt stor massa (sk kritisk massa) för att få en upprätthållande kedjereaktion är just på grund av att det annars läcker ut för många neutroner utan att förorsaka en ny klyvning. Detta på grund av att atomerna som sagt består mest utav tomrum.

Tomrummet i atomerna kan du inte göra något åt - utom att öka trycket. Fast då måste det vara astronomiskt högt.

Men visst om du kan komma på en metod att pressa ihop Plutonium med trycket 10 milj eller fantasiljoner bar eller något sådant kanske du kan få plats i ett AA-batteri. Du kanske får åka till någon neotronstjärna ute i rymden och testa din bombdesign ? Där kan du nog få tillräckligt högt tryck ?

Nu till något annat - läste för väldigt länge sedan att tyskarna under WW2 kan ha räknat fel angående den kritiska massan för Uran i att den låg på drygt 5000 kg, jag vet ej om de räknat på naturligt eller anrikat Uran och att det var därför de satsade på tungt vatten - Plutonium metoden ?

Kan detta stämma tro ? En bomb med 5000 kg Uran blir ju ohemult stor (eftersom man behöver också en stor mängd TNT), och kan kanske bara levereras med tåg eller fartyg ? I vilket fall som helst borde det vara möjligt att få till stånd en vild okontrollerad kedjereaktion men risken för en fizzle är ju mycket stor ? Eller vad säger ni som kan detta bättre och har tabellerna i huvudet - är det möjligt med naturligt Uran att konstruera en bombdesign ?

Om man också måste få plats med något moderatorämne för att bromsa neutronerna så blir ju designen ännu klumpigare ?

Angående Pravda så betyder ju namnet detsamma som "sanning" och liknande fantasibetonade nyheter som atombombskulan har ju tidigare förekommit. Under kommunist-tiden så var det ju en epidemisk flora av osanningar som grasserade, bland annat om produktionsresultat mm, och det gjorde ju att ledningen tappade kontrollen och styrförmågan, och inte heller visste vad som var sant och vad som var ren och skär lögn ....

Å andra sidan vet jag några vänner som varit på öst-universitet tex i Moskva mfl ställen och de hade stor skicklighet inom sitt område. Lenins och Stalins förakt för utbildat folk hade ju dock satt sina spår - Chrustjov var dock av en helt annan kaliber och initierade mycket av Sovjets rymdprogram, faktiskt imponerande på många sätt.

Javisst det blir kanon det ja, bara att köpa Fulleren och antiväte-gastub på eBay ?

Nej du kan nog inte öppna Fullerenen utan att den faller sönder, och så fort du försöker stoppa in antivätet så smäller det. Ingen ide' heller att stoppa in atom för atom, det får du isåfall hålla på med tills Universums tid är ute.

Det blir bara futtigt med energi för varje atom ändå.

Fysik handlar inte bara om framsteg och möjligheter utan också om begränsningar i vår tillvaro. Dessa begränsningar är också strikt definierade, ingen brukar ifrågasätta gravitationen och liknande fenomen, -- utom psykfall som tror att de kan flyga ut ifrån balkongen osv.

Tex de sk stealth-flygplanen och rymdraketerna är på sitt sätt imponerande och fantasiska skapelser, men även de lyder under gravitationens inflytande och Newtons rörelselagar till 100 %.

FantasiFysiken som pistolkuleatombomber och liknande hör mera hemma i det metafysiska området, men visst är fantasi bra bara man inte tror för mycket på den ?

Konstigt att du klagar på fysikerna i det här forumet -- det är ju inte dem som skrivit naturlagarna ? Eller hur ?

Exemplet med 5000kg naturligt uran för en bomb låter väldigt lågt i sammanhanget.
Som jämförelse kan nämnas att Chicago Pile-1 (den första artificiella kärnreaktorn) utgjordes av ca 6 ton uran i metallform, 34 ton uranoxid samt ca 400 ton grafit som moderator.

Om du trycker ihop en tillräckligt stor klump med naturligt uran tillräckligt snabbt så kan du ju förstås uppnå kritikalitet men frågan är om det kommer hinna leverera mer kraft än vad som går åt till att trycka ihop klumpen innan den blåser isär av det inre trycket igen.
Definitionen av en "fizzle" är inte exakt men jag misstänker att under alla omständigheter så skulle en sådan bomb av naturligt uran vara en "fizzle" jämfört med våra konventionella kärnvapen.

Ok. Uppfattade inte detaljerna som så viktiga i det här fallet, men visst, man bör kolla upp sina källor. Med lägre tvärsnitt σ blir det längre fria medelväglängder 1/(Nσ) (där N är atomernas antalstäthet) och därmed motsvarande mycket större radie på den kritiska massan -- OM en sådan öht existerar. Det gör det inte för U238 eller naturligt uran. Varför? Det är inte tröskelenergin i sig som är problemet. En tillräckligt stor andel av de prompta fissionsneutronerna har högre energi än 2 MeV för att en kedjereaktion skulle kunna hållas igång -- om fissionstvärsnittet var det enda tvärsnitt som fanns.

(Med tillräckligt stor andel menas att i medel minst EN av fissionsneutronerna orsakar en ny fission. Om jag minns rätt blir det ca 2.5 fissionsneutroner från U, alltså måste minst 1/2.5 av fissionsneutronerna ha en energi över tröskelenergin. Den som vill kan roa sig med att integrera Watts spektrum och kolla.)

MEN tvärsnitten för inelastisk spridning (n,n') är högre än för fission, och därmed är det fler neutroner som sprids än som fissionerar en atom. Vid (n,n') tappar neutronen ca hälften av energin, så när detta väl har hänt med t ex en 3 MeV-neutron så är den under tröskeln och kan inte fissionera någon mer U238. Och efter några kollisioner blir absorptionstvärsnitten så betydande att de försvinner den vägen.

Summa summarum gör (n,n') att det blir för liten andel av neutronerna som når över tröskeln och kan orsaka en fission. Och därför kan inte U238 och naturligt U bli kritiskt.

Jag säger inte att din källa var fel, men frågan är ju varför det är så stora skillnader (eller okej, en faktor tre är kanske inte jättestor skillnad, men iaf)...

Att evaluera neutrontvärsnitt är en vetenskap på gränsen till svartkonst. Det är svåra mätningar som man sedan på ett klokt och korrekt sätt ska medelvärdesbilda över, och vad som är klokt och korrekt beror på tillämpningen. Olika bibliotek kan ha olika syften och data kan skilja. Om det är så i detta fall är det svårare att sia om.

I de flesta transportberäkningar av neutroner, oavsett om de görs med Sn eller diffusion, använder energigrupper och resultatet beror kraftigt på hur dessa väljs. Även resultat från MCNP beror på hur tallys väljs.

Ja det var den första reaktorn som sattes ihop, javisst var den ju bevisligen kritisk, jag tänkte mer på om man kan få naturligt metalliskt Uran att bli kritiskt ? Antagligen är det som du skriver att det är bla för glest mellan U235-atomerna för att det ska ske. Bla att energin på neutronerna är för hög för att initiera klyvning, det är bla därför man har en moderator.

Geometrin på själva Uranet elr Plutoniumet är ju också viktigt, och bästa formen är givetvis en sfär, vid andra geometrier behövs det mera för att åstadkomma kritikalitet.

Jag minns ej var jag läste om nazisternas 5000 kg Uran men det är möjligt att påståendet och ev rapport var fejk ? Vi kan ju inte i detalj veta vad som nazisterna visste om atombomber etc - allt tyder ju på att de var långt ifrån att få en bomb färdig - men fan vet kanske Stalin lade beslag på en myckenhet hemligt material ifrån nazisterna. Likaså att USA och UK fick tag i mycket sådant. Så måhända att nazisterna var närmre en bomb än vad vi fått lära oss. Det finns ju ingen anledning för de allierade att släppa på sådana hemliga uppgifter heller, och hemligstämplarna kanske kommer att kvarstå ännu många år ?

Något måste ju nazisterna ha begripit ändå om atombomber eftersom de förmodligen listade ut att tungt vatten - reaktor - Plutonium - vägen var den elegantaste och snabbaste ? Eftersom de tillverkade tungt vatten i stora volymer i Norge... En dykarexpedition gjordes för kanske 10 år sedan till vraket av färjan och man lär ha tagit upp prover som visade på cirka 1-2 % D2O ( svårt nu att komma ihåg, men gränsen ligger nog för anrikning genom elektrolys på kanske 12 % ? )

Anta att rent naturligt Uran är olämpligt för bomber men: - Givet att man har obegränsat med naturligt Uran + det allra lämpligaste moderator materialet - Kan man då bygga ihop en fungerande bomb ?

Tex så kunde man tex ha en gasbehållare med UF6 och komprimera den hårt, så att kritikalitet uppstår, nu vet jag inte om Fluor kan fungera som moderator ?

Ids inte leta i tabellerna just nu- Även om det jag skrev om tidigare om att en fizzle kan inträffa så kan den ju vara ytterligt skadlig ändå ?

Nu till Americium - det påstås att det ska ha en låg kritisk massa, som bäst kanske 600 g, men radioaktiviteten är förmodligen så hög att man kan inte ha det som en klump, det blir för varmt. I länken i trådens tidigare poster om nukleära ämnen så nämns 23 kg som minsta kvantitet för kritikalitet vilket är i en helt annan storleksordning,
Så påståendet om 600 g kankse kommer ifrån en helt felaktig källa ?

Nåja det tål att fundera på om villkoren för bombdesign, - det är ju många faktorer som måste tas hänsyn till, inte bara möjlig yield ( output, utbyte ) utan även om värmeutvecklingen vid förvaring att den inte blir för stor etc...

Men om man kan hitta på nyare metoder för att komprimera det nukleära material tillräckligt snabbt, tex med nyare ännu inte upptäckta sprängämnen som har ännu högre VoD än dagens ? Så kan det användas för bombdesign.

Funderar på en sak - snacket om red mercury kankse inte är helt taget helt ut luften . Om man tänker sig att ha en tamper i flytande kvicksilver (hög densitet, låg viskositet) så kan kvicksilvret agera som en perfekt kompressionsfär närmast fisiionsladdningen ?

Nåja detta är inte mitt område längre - längesen man fundera på dessa frågor

Tack för svar! Otroligt vilken kunskap det går att finna på Flashback hos folket där ute i stugorna!
Idén var alltså inte så tokig i teorin, men i praktiken så är det alltså sådana extrema temperaturer som krävs att det inte är genomförbart.
Tack, då har jag lärt mig någonting nytt, och jag kunde sova gott i natt när jag fick svar på den funderingen!