Wie viel Druck wäre nötig, um eine Atombombenexplosion von 1 Gigatonne innerhalb einer Kugel mit einem Radius von einem Meter einzudämmen?

Wie viel Druck wäre nötig, um die größte von Menschen nutzbare Atombombe innerhalb einer Sphäre mit einem Radius einzudämmen?

Wäre es auch möglich, ein Magnetfeld zu erzeugen, das ein Substratmaterial wie eine dicke Sandwand so kontrolliert, dass es wie eine unterirdische Explosion endet?

Angesichts der Tatsache, dass 1 kg vollständig gespaltenes Uran 235 17.500 kg TNT-Sprengstoff entspricht, benötigen Sie für eine Explosion von 1 Megatonne (entspricht 1 Milliarde Tonnen TNT) ungefähr 57.143 kg Uran, was bei 18.000 kg/m^3 liegt würde mindestens 3 m ^ 3 benötigen, also 3/4 des Volumens in einer Kugel mit einem Radius von 1 m einnehmen.
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Ich bezweifle, dass Sie mehr als 57 Tonnen U-235 an einem Ort zusammenbauen könnten, ohne dass sich eine kritische Baugruppe bildet, bevor Sie fertig sind.
@theo Ich gehe davon aus, dass Bomben dieser Größe eine erhebliche Fusionskomponente haben würden.

Antworten (1)

Sie können eine Schätzung der Größenordnung wie folgt erhalten.

Wir gehen davon aus, dass alles als einatomiges ideales Gas in seinem Gefäß endet – tatsächlich wird es ein Plasma sein, mit einer thermischen Energie pro Mol 3 2 R T F ich N A l , Wo T F ich N A l die thermodynamische Temperatur des Plasmas ist.

Unter Vernachlässigung der Verdampfungswärme (wir gehen davon aus, dass nur ein kleiner Teil der freigesetzten Energie verbraucht wird, um alles zu verdampfen), setzen wir also die freigesetzte Energie gleich Δ H = 4 × 10 18 J auf die thermische Gesamtenergie des Plasmas, so dass aus der idealen Gasgleichung:

Δ H = 3 2 μ R T F ich N A l = 3 2 P v

und wir wissen es v = 4 π R 2 mit R = 1 M , woher ich komme P ∼ 2 × 10 17 P A , oder ungefähr 10 12 Atmosphären!

Der Druck im Erdmittelpunkt ist sechs Größenordnungen kleiner als dieser Wert. Wenn wir also die Explosion in einem Schiff im Erdmittelpunkt eindämmen würden, würde das Volumen flüchtig auf eine Größenordnung von sechs Größenordnungen größer ansteigen als unsere Sphäre, dh sie würde flüchtig ein Loch von ca 1 k M Radius im Mittelpunkt der Erde. Es würde schnell wieder schrumpfen, wenn die Wärme in die Erde entweicht. Ich weiß nicht viel über Seismologie, aber ich vermute, dass eine solche Störung im Erdmittelpunkt sogar überall auf der Erde an der Oberfläche ziemlich auffällig sein könnte. Rechnet man die Amplitude der Kugelwelle am Boden aus entsteht eine Störung mit 1 k M Amplitude bei 1 k M vom Erdmittelpunkt aus könnte es von seinen ziemlich winzigen, aber empfindlichen Instrumenten entdeckt werden.

Ich habe nicht einmal seismologisch darüber nachgedacht, was passieren könnte, ich habe nur von einer Art nuklearer Abwehrvorrichtung geträumt, als ich das fragte. Aber ich habe mich immer über diese Tsunamis gewundert.
@ vajra78 Ich habe nur versucht, meinen berechneten Druck auf etwas Reales und Bekanntes zu beziehen. Es gibt eine faszinierende Theorie (nicht Mainstream, ich bin mir nicht sicher, wie viel Gewicht sie heutzutage hat), dass es im Zentrum der Erde einen Kernreaktor gibt, der aus Uran besteht und dem Proterozoic Natural Reactor in Gabun ähnelt . Diese Art der Berechnung zeigt schön, wie es funktionieren könnte. Wenn das spaltbare Material zu stark zerkleinert wird, beginnt eine nukleare Explosion, aber die Erde ist so groß, dass sobald sich die Energie der Explosion ausdehnt, die Reaktanten ..
@ vajra78 ... in erheblichem Maße würde die Reaktion gelöscht. Der Druck würde dazu führen, dass die Reaktanten genau auf der richtigen Dichte gehalten werden, um nahezu kritisch zu sein.
Es sei denn natürlich, der Druckbehälter entpuppt sich als ausgezeichneter Neutronenreflektor.
Wie viel Druck wäre nötig, um eine Atombombenexplosion von 1 Gigatonne innerhalb einer Kugel mit einem Radius von einem Meter einzudämmen?
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