От Pokrovsky~stanislav Ответить на сообщение
К Игорь
Дата 15.10.2008 12:46:43 Найти в дереве
Рубрики Прочее; Версия для печати

Re: Мусор у...

>Вообще-то изотопный состав оружейного плутония как бы секретен, но то, что доступно в сети говорит, примерно о таком составе:
> 238Pu -0,13;
> 239Pu - 91,72;
> 240Pu - 6,55;
> 241Pu - 1,06;
> 242Pu - 0,43;
> 241Am -0,11;

>Как видим, изначально амереция в почти в 400 раз больше, чем нарабатывается за 10 лет хранения боеголовки. Поэтому трудно поверить, что добавление такой ничтожнйо части чего-то там принципиально может изменить в тепловыделении в момент сжатия.

Давайте попробую выстроить логику.

Для плутония и америция характерны не только бета-распады, но и альфа-распады и спонтанное деление. Спонтанное деление - процесс довольно медленный. Для плутония скорость спонтанного деления 50 дел/кг*с.
У америция в основном состоянии ядра - она побольше. Но не критично.

Зато, например, у Am-242 в возбужденном состоянии(в изомерном) - вероятность спонтанного деления возрастает в 10^23 раз. У 239-го, у 241-го цифра может быть другой, но все-равно, рост по сравнению с ядром в основном состоянии очень сильный.
Но америций, получившийся в результате бета-распада получается как правило именно в изомерном состоянии. И поэтому с высокой вероятностью делится, образуя осколки с высокой энергией(200 МэВ на два осколка).

При том, что типичная энергия возникновения дефекта кристаллической решетки имеет масштаб 2-5 эВ, то каждое деление производит до 40 млн. смещений атомов.
Поскольку за 10 лет распадается около 1/5000 ядер плутония, а каждое деление образовавшегося америция производит 40 млн. смещений, то в материале происходит до 4*10^7:5000=4000 смещений на атом(сна).

Типично материалы теряют свои физические свойства уже при 100 сна. Даже если гипотеза практически 100% распада образовавшегося америция неточна, то запас на ошибку 40-кратный.

Что значит материал теряет физические свойства? Отдельные вакансии коагулируют в макроскопические поры, они заполняются гелием высокого давления, возникшим в результате альфа-распада, группы пор превращаются в макротрещины. Возникают явления радиационного охрупчивания и радиационного распухания. Искажения в решетке не желают залечиваться, поскольку в материале на каждые 2500 атомов плутония(по истечении 10 лет) имеется один чуждый его решетке атом какого-нибудь иода, самария, ксенона, стронция, цезия и пр.

Следствия для боеприпаса. При эксплозивном сжатии материал из-за охрупчивания может просто разрушиться до
достижения необходимого сжатия.
Из-за распухания и соответствующего уменьшения плотности плутония суммарное сечение ядер плутония на пути нейтронного потока снижается. И скорость нарастания числа нейтронов уменьшается. Соответственно цепная реакция уже идет, тепловыделение колоссально, разупрочненный плутоний не выдерживает и претерпевает тепловой взрыв, а плотность потока нейтронов еще не достигла величины, необходимой для того, чтобы инициировать деление каждого плутониевого ядра.

Вот приблизительно по такой схеме.

Первоначальное же утверждение, что америций ускоряет развитие реакции, подумав, - полагаю ошибочным.