2023-08-03, 00:58
  #1
Medlem
Il.Malizias avatar
Jag såg nyligen filmen Oppenheimer och där nämns att det fanns en teoretisk risk att kärnexplosionen inte skulle sluta utan tända eld på hela atmosfären.

Hur stor risk för detta var det egentligen och vad förhindrade att så skedde?
Citera
2023-08-03, 01:05
  #2
Avslutad
https://www.insidescience.org/manhattan-project-legacy/atmosphere-on-fire

Citat:
"It is shown that, whatever the temperature to which a section of the atmosphere may be heated, no self-propagating chain of nuclear reactions is likely to be started. The energy losses to radiation always overcompensate the gains due to the reactions.

It is impossible to reach such temperature unless fission bombs or thermonuclear bombs are used which greatly exceed the bombs now under consideration. But even if bombs of the required volume (i.e., greater than 1,000 cubic meters) are employed, energy transfer from electrons to light quanta by Compton scattering will provide a further safety factor and will make a chain reaction in air impossible."

However, the 1959 feature by Buck may have helped sustain the idea that a nuclear weapon could potentially set the planet on fire. One paragraph toward the end of her feature reads:

"If, after calculation, [Compton] said, it were proved that the chances were more than approximately three in one million that the earth would be vaporized by the atomic explosion, he would not proceed with the project. Calculation proved the figures slightly less -- and the project continued."

Sen beror det på vad du menar med hur stor sannolikheten var. Den sannolikhet man räknar fram är inte nödvändigtvis den korrekta sannolikheten. Fast skillnaden kan lätt bli väldigt filosofisk.
Citera
2023-08-03, 01:08
  #3
Medlem
Stenballes avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Il.Malizia
Jag såg nyligen filmen Oppenheimer och där nämns att det fanns en teoretisk risk att kärnexplosionen inte skulle sluta utan tända eld på hela atmosfären.

Hur stor risk för detta var det egentligen och vad förhindrade att så skedde?

Det fanns ingen risk, men det visste man inte då.
När de sprängde det första kärnvapnet så hade de bara teorier att förlita sig på - de visste inte hur kraftfullt det egentligen skulle bli.
Det kunde bli ingenting, eller jordens undergång enligt den tidens kunskap.
Citera
2023-08-03, 01:11
  #4
Medlem
Foliekavajs avatar
Det var ungefär som med partikelacceleratorn i CERN som man trodde skulle skapa ett svart hål och svälja hela världen, det var en teori som visade sig felaktig.
Citera
2023-08-03, 03:05
  #5
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av Il.Malizia
Jag såg nyligen filmen Oppenheimer och där nämns att det fanns en teoretisk risk att kärnexplosionen inte skulle sluta utan tända eld på hela atmosfären.

Hur stor risk för detta var det egentligen och vad förhindrade att så skedde?

Det var 0% risk i retrospekt baserat på att det inte inträffade.

Jag har förstått att farhågorna för sånt framfördes, men har svårt att tänka mig att man hade så dålig koll på fysiken här. Jag menar att om man kunde luska ut att inte bara U-235 som fanns tillgängligt var fissibelt att även Pu-239 som inte ännu fanns tillgängligt skulle vara det så borde man också kunna luska ut att kväve inte skulle antändas.

Sen kan ju ens teorier visa sig vara felaktiga. Teorierna sa att man inte skulle skapa ett svart hål i CERN. Men hur skall man bedöma sannolikheten för det? Teorierna säger ju att matlagning på fredag inte heller kommer förinta universum, men om dessa teorier stämmer även på fredag återstår att se (gäller de inte i detta avseende så bjuder jag er alla på fri sprit).
Citera
2023-08-03, 03:16
  #6
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av Il.Malizia
Jag såg nyligen filmen Oppenheimer och där nämns att det fanns en teoretisk risk att kärnexplosionen inte skulle sluta utan tända eld på hela atmosfären.

Hur stor risk för detta var det egentligen och vad förhindrade att så skedde?

Det finns inga möjliga kärnreaktioner som kan ske i atmosfären som dessutom skulle kunna bli kedjereaktioner.

Det är mycket möjligt att Oppenheimer tänkte på denna kemiska reaktion mellan syre och kväve:

2 O2 + N2 -> 2 NO2

Men det finns alldeles för mycket kväve, N2, i atmosfären för att denna reaktion skulle kunna bli självunderhållande. Dvs bli till en kedjereaktion. Det finns nästan 4 ggr mera kväve än syre,
och därför kan den reaktionen inte fortsätta i all oändlighet.

Industriellt så användes reaktionen i början av 1900-talet under namnet Birkeland-Eydes process,
för att tillverka salpetersyra (= eng nitric acid):
https://en.wikipedia.org/wiki/Nitric_acid

Citat:
Ursprungligen postat av Wikipedia
The industrial production of nitric acid from atmospheric air began in 1905 with the Birkeland–Eyde process, also known as the arc process. This process is based upon the oxidation of atmospheric nitrogen by atmospheric oxygen to nitric oxide with a very high temperature electric arc. Yields of up to approximately 4–5% nitric oxide were obtained at 3000 °C, and less at lower temperatures. The nitric oxide was cooled and oxidized by the remaining atmospheric oxygen to nitrogen dioxide, and this was subsequently absorbed in water in a series of packed column or plate column absorption towers to produce dilute nitric acid. The first towers bubbled the nitrogen dioxide through water and non-reactive quartz fragments. About 20% of the produced oxides of nitrogen remained unreacted so the final towers contained an alkali solution to neutralize the rest. The process was very energy intensive and was rapidly displaced by the Ostwald process once cheap ammonia became available.

https://en.wikipedia.org/wiki/Birkeland%E2%80%93Eyde_process

Reaktionen kräver en elektrisk ljusbåge som håller cirka 3000 C och speciella förhållanden inne i reaktorn, antagligen överskott av syrgas.
Atombomben kunde i och för sig åstadkomma höga temperaturer men
bara i en begränsad volym, Jordens atmosfär är ändå mycket stor.

Birkeland-Eydes och Ostwalds processer konkurrerade under en tid med varandra, och
bägge kunde producera salpetersyra.
En av de viktigaste kemikalierna för att kunna producera moderna krut och sprängämnen i stora
kvantiteter var just salpetersyra. Och tillgången till denna kom att bli avgörande för krigens intensitet under både WW1 och WW2.

Ostwald-processen finns beskriven här:
https://en.wikipedia.org/wiki/Ostwald_process

Även om hela Uran- eller Plutonium-mängden skulle omsatts till ren energi så hade Jorden inte precis
gått under för det.

Beräkningar visade rätt tidigt att vid 10 MTons kärnladdningar eller större så försvinner den mesta energin högt upp i stratosfären och ut i rymden, och då gör den ingen nytta militärt sett längre.

Reaktionen:
2 O2 + N2 -> 2 NO2

En reaktion som alltid sker i blixtarna i åskväder. Den resulterande kväveoxiden tar växterna och naturen upp och blir till ett viktigt näringsämne för all växlighet.
__________________
Senast redigerad av DrSvenne 2023-08-03 kl. 03:29.
Citera
2023-08-03, 07:42
  #7
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av DrSvenne
Det är mycket möjligt att Oppenheimer tänkte på denna kemiska reaktion mellan syre och kväve:

2 O2 + N2 -> 2 NO2

Men det finns alldeles för mycket kväve, N2, i atmosfären för att denna reaktion skulle kunna bli självunderhållande. Dvs bli till en kedjereaktion. Det finns nästan 4 ggr mera kväve än syre,
och därför kan den reaktionen inte fortsätta i all oändlighet.
Det är mitt intryck också att det var kemisk antändning man spekulerade över. Ditt motargument säger bara att inte allt kväve kan förbrukas i en sådan kedjereaktion, men vad hjälper det oss om allt syre förbrukas och atmosfären hettas upp?

Ett mer pragmatiskt motargument är att atmosfären inte självantänts de gånger större meteoriter träffat oss med sprängkraft större än någon kärnladdning.
Citera
2023-08-03, 08:13
  #8
Medlem
diseuses avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Il.Malizia
Jag såg nyligen filmen Oppenheimer och där nämns att det fanns en teoretisk risk att kärnexplosionen inte skulle sluta utan tända eld på hela atmosfären.

Hur stor risk för detta var det egentligen och vad förhindrade att så skedde?
Vill du ha detaljerna är denna video intressant:

https://youtu.be/nD-Dco7xSSU
Citera
2023-08-03, 10:17
  #9
Medlem
nerdnerds avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Xenonen
Det är mitt intryck också att det var kemisk antändning man spekulerade över. Ditt motargument säger bara att inte allt kväve kan förbrukas i en sådan kedjereaktion, men vad hjälper det oss om allt syre förbrukas och atmosfären hettas upp?

Ett mer pragmatiskt motargument är att atmosfären inte självantänts de gånger större meteoriter träffat oss med sprängkraft större än någon kärnladdning.
Samma pragmatiska argument funkar mot farhågorna om CERN. Jorden bombarderas hela tiden med energirika partiklar från kosmisk strålning. Vissa av dessa har extremt mycket mer energi än något som någonsin har producerats i CERN.

https://en.wikipedia.org/wiki/Oh-My-God_particle
Citera
2023-08-03, 10:50
  #10
Medlem
Muppetys avatar
Om det blir riktigt varmt kan det bildas svarta hål! Men först vid några nonilioner (10³⁰) grader...

Planck-temperatur 1,41679 × 10³² K.
https://en.wikipedia.org/wiki/Planck_units#Planck_temperature

Tror man har nått 100 miljarder grader eller nått sånt hittills.

Men reaktionen kväve - syre sker ju i en vanlig bilmotor? O ozon bildas vid blixtnedslag? Nån kemisk reaktion måste väl ske runt en kärnladdning?
Citera
2023-08-03, 11:48
  #11
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av nerdnerd
Samma pragmatiska argument funkar mot farhågorna om CERN. Jorden bombarderas hela tiden med energirika partiklar från kosmisk strålning. Vissa av dessa har extremt mycket mer energi än något som någonsin har producerats i CERN.
Motargumentet där är att resultatet av sådana kollisioner är partiklar som färdas med nära ljushastighet till skillnad från experiment där man kolliderar partikelstrålar med motsatt riktning där restprodukterna har låg hastighet och lättare fångas upp av jordens gravitationsfält istället för att direkt försvinna ut i rymden igen. I samband med RHIC gjordes en rätt grundlig analys av potentiella katastrofscenarier.

Det enda vi lyckats producera som är unikt i universum är annars extremt låga temperaturer som inte torde återfinnas någonstans naturligt. Tur nog är svårt att se hur det skulle leda till någon kedjereaktion modell ice-nine.
Citera
2023-08-03, 14:05
  #12
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av Xenonen
Det är mitt intryck också att det var kemisk antändning man spekulerade över. Ditt motargument säger bara att inte allt kväve kan förbrukas i en sådan kedjereaktion, men vad hjälper det oss om allt syre förbrukas och atmosfären hettas upp?

Ett mer pragmatiskt motargument är att atmosfären inte självantänts de gånger större meteoriter träffat oss med sprängkraft större än någon kärnladdning.

2 O2 + N2 -> 2 NO2

Om det varit 2-4 ggr mer syrgas än kvävgas i atmosfören då hade reaktionen varit möjligt att fortsätta tills att all kvävgas förbrukats.
Men så är inte fallet.
Tror att man räknat på det och atmosfären befinner sig i kemisk och termodynamisk jämvikt.
Jämvikt betyder att några större förändringar inte är att vänta.

Men visst varje åskväder så bildas det kilovis med NOx som de heter.
Säkert även vid atombombsexplosioner i atmosfären.
Eller större meteoriter som bildar plasma.

Citat:
Ursprungligen postat av Muppety
Om det blir riktigt varmt kan det bildas svarta hål! Men först vid några nonilioner (10³⁰) grader...

Planck-temperatur 1,41679 × 10³² K.
https://en.wikipedia.org/wiki/Planck_units#Planck_temperature

Tror man har nått 100 miljarder grader eller nått sånt hittills.

Men reaktionen kväve - syre sker ju i en vanlig bilmotor? O ozon bildas vid blixtnedslag? Nån kemisk reaktion måste väl ske runt en kärnladdning?

NOx från bilmotorerna handlar väl bara om ppm, dvs 0,0001 % ? NOx plus Ozon, O3, är en bidragande orsak till smog i städerna.
NOx ska tas hand om katalysatorn annars.

NOx tillsammans med Ozon bildas hela tiden i de övre luftlagren på grund av Solens UV-ljus, och även på grund av annan partikelstrålning vid polerna, dvs Norrskenet.

NOx = samlingsnamn för N2O, NO och NO2 - Man utesluter dock N2O5 eftersom den kan inte bildas under atmosfäriska förhållanden normalt.
__________________
Senast redigerad av DrSvenne 2023-08-03 kl. 14:11.
Citera
  • 1
  • 2

Skapa ett konto eller logga in för att kommentera

Du måste vara medlem för att kunna kommentera

Skapa ett konto

Det är enkelt att registrera ett nytt konto

Bli medlem

Logga in

Har du redan ett konto? Logga in här

Logga in