Czy katastrofa samolotu z bombą atomową na pokładzie spowoduje jej det... (@Sweet-Jesus)

Czy katastrofa samolotu z bombą atomową na pokładzie spowoduje jej detonację? Między innymi tego dowiecie się z kolejnego artykułu dotyczącego projektu Manhattan.

☢JAK ZDETONOWAĆ BOMBE ATOMOWĄ?

W większości podręczników fizyki widnieje prosty schemat broni jądrowej. Do kuli wykonanej z materiału rozszczepialnego strzela się niewielką ilością uranu. Zderzenie tych dwóch elementów powoduje przekroczenie masy krytycznej, a w efekcie eksplozję. Jednak zainicjowanie wybuchu jest znacznie trudniejsze.

Aby uzyskać najsilniejszą eksplozję trzeba sprawić, aby reakcja pochłonęła cały materiał rozszczepialny. Jeśli powoli zbliżalibyśmy do siebie dwa kawałki uranu to reakcja rozpoczęłaby się przedwcześnie i wybuchłaby jedynie cienka warstwa w punkcie styku. Następnie eksplozja rozerwałaby całość rdzenia zanim narosłaby reakcja łańcuchowa. Oznacza to, że brakujący element decydujący o przekroczeniu punktu krytycznego musi być wystrzelony z prędkością 300 m/s.

Rozwiązanie to okazało się możliwe wyłącznie w przypadku bomb wykorzystujących uran. Reaktywność Plutonu-240 powodowała, że bomba tej konstrukcji zawsze wybuchłaby przedwcześnie. Potrzeba było stworzyć nowy rodzaj zapalnika – mechanizm implozyjny.

Stan krytyczny można osiągnąć nie tylko poprzez zwiększenie masy materiału rozszczepialnego powyżej poziomu krytycznego, lecz również przez zagęszczenie go powyżej pewnego poziomu. Można było to uzyskać poprzez ściśnięcie go do bardzo małych rozmiarów. Jedynym sposobem, aby uzyskać planowany efekt, było obłożyć pluton materiałami wybuchowymi, tak aby w momencie eksplozji zgnieść go do wymaganej gęstości.

Pierwsze eksperymenty wykazały, że mechanizm implozji będzie bardziej skomplikowany niż początkowo zakładano. Fala uderzeniowa w zetknięciu z gęstym plutonem ulegała rozproszeniu, a w efekcie mogła jedynie zniekształcić drogocenny rdzeń*. Z pomocą przyszły badania brytyjskich fizyków. Opisali oni zjawisko soczewkowania fali uderzeniowej. Tak samo jak można skupić światło za pomocą soczewki, tak samo można spowodować uformowanie fali uderzeniowej wykorzystując dwa odpowiednio uformowane materiały wybuchowe.

Tak skomplikowana broń była niezmiernie ryzykowna w użyciu. Nieprawidłowe działanie inicjatora mogłoby w najlepszym razie zmarnować rdzeń warty miliony dolarów, a w najgorszym bomba mogłaby wpaść w ręce wroga. Z tego powodu zdecydowano o przeprowadzeniu testu**.

Do ostatniej chwili możliwość przeprowadzenia testu stała pod znakiem zapytania. W soczewkach odlewanych z materiałów wybuchowych występowały małe pęcherzyki powietrza uniemożliwiające użycie ich do budowy bomby. Nocą poprzedzającą transport bomby nadal nie było wystarczającej ilości soczewek możliwych do wykorzystania. Pozbawieni nadziei naukowcy postanowili podjąć ryzyko. Wykorzystując zdjęcia rentgenowskie zlokalizowali pęcherzyki znajdujące się w głębi odrzuconych soczewek. Następnie zaczęto nawiercać materiały wybuchowe i wypełniać występujące w nich ubytki. Tym sposobem nad ranem dysponowali wystarczającą ilością idealnych soczewek, aby zbudować dwie bomby implozyjne.

*odpowiednie uformowanie fali uderzeniowej jest jednym z powodów czemu nigdy nie doszło do przypadkowego wybuchu bomby jądrowej. Każde zdarzenie, które skutkowałoby nierównomiernym odpaleniem zapalników, skutkowałoby zniekształceniem rdzenia i brakiem eksplozji. Dzięki temu możemy być pewni bezpieczeństwa nawet w przypadku przypadkowego zrzucenia bomby, pożaru magazynu czy upadku samolotu z bronią jądrową na pokładzie (wszystkie takie wypadki miały miejsce).

** w trakcie badań nad implozją prowadzono też mniejsze testy materiałów wybuchowych. Implozja najczęściej była badana na pniach drzew skutkując sukcesywnym ścinaniem drzew w okolicach Los Alamos. Niezamierzonym efektem tej działalności było wylesienie stoku pobliskiego wzgórza, co umożliwiło w późniejszych latach założenie tam stoku narciarskiego.

Tekst: Mateusz Stecki

Poprzednie wpisy:
1. Część 1/6 https://wykop.pl/link/7166583/projekt-manhattan-w-liczbach-czyli-jak-powstawala-bomba-atomowa-czesc-1-6
2. Część 2/6 https://wykop.pl/link/7167005/projekt-manhattan-w-liczbach-czyli-jak-powstawala-bomba-atomowa-czesc-2-6
3. Część 3/6 https://wykop.pl/link/7168129/projekt-manhattan-w-liczbach-czyli-jak-powstawala-bomba-atomowa-czesc-3-6

#napromieniowani #wojna #usa #militaria #ciekawostki #atom #bron #gruparatowaniapoziomu