¿Una bomba de fisión pura libera más energía de la que se puso en el enriquecimiento de uranio o en la creación de plutonio?

Answer 1

¡Buena pregunta!

Hiroshima tenía aproximadamente 6 × 10 ^ 13 julios (Números: armas nucleares, desde hacer una bomba hasta hacer una reserva para hacer las paces). Una gran planta de energía es de 1000 MWe o 10 ^ 9 julios por segundo. En 60,000 segundos, 1000 minutos, 17 horas, una gran planta de energía ha emitido tanta energía como la bomba de Hiroshima.

Dado que una planta de enriquecimiento se ubicó en Tennessee para estar cerca del sistema de energía TVA (Proyecto Manhattan – Wikipedia), me parece probable que tenga razón. Que la primera bomba fue una pérdida neta de energía. Jajaja Especialmente porque todo tuvo que ser construido desde cero, todos esos costos por primera vez.

La difusión gaseosa es más eficiente que los magnetrones. Entonces, incluso en la Segunda Guerra Mundial, la tecnología evolucionó. Las centrifugadoras son más eficientes que la difusión gaseosa.

Quizás la mayor ganancia de eficiencia es el mejoramiento de plutonio, sin necesidad de enriquecimiento. Uno puede construir reactores de grafito y cargarlos con uranio natural y cosechar el plutonio que se cría. Esta es la tecnología WW2.

Supongo que para el final de la Segunda Guerra Mundial, si solo observara los costos directos de energía, las bombas eran una ganancia neta de energía (la energía necesaria para producir la cuarta, etc., bomba que habría estado lista cada 3 semanas), pero no es del todo obvio.

Answer 2

Supongo que la energía utilizada para crear el arma de pistola de uranio, “niño pequeño” fue mucho mayor que el rendimiento de 12kt de esa bomba. En los años transcurridos desde entonces, la eficiencia de las bombas ha mejorado dramáticamente (especialmente con el refuerzo de tritio). La separación de uranio también ha mejorado mucho. El costo real de un arma de fisión aumentada probablemente no sea más de un par de millones. Eso indicaría una eficiencia mucho mayor. Por supuesto, en estos días hay pocas o ninguna arma de fisión pura en las existencias de los Estados Unidos. La mayoría de las ojivas de hoy son termonucleares.

Answer 3

Bien. Las bombas lanzadas sobre Hiroshima y Nagasaki, eran de 15 y 20 kilotones, respetablemente. O 63 y 84 Terajulios, respetablemente.

Ahora. Las centrifugadoras de enriquecimiento de uranio y plutonio gastan una fracción insignificante de esa cantidad de energía.

Entonces. El proceso de enriquecimiento cuesta mucho menos energéticamente que la energía real que se obtiene de la explosión.

Actualmente existen dos métodos comerciales genéricos empleados internacionalmente para el enriquecimiento: la difusión gaseosa (denominada primera generación) y la centrífuga de gas ( segunda generación), que consume solo entre un 2% y un 2,5% de energía como la difusión gaseosa, siendo las centrífugas al menos un “factor de 20” más eficiente.

Se está haciendo un trabajo que usaría resonancia nuclear; sin embargo, no hay evidencia confiable de que ningún proceso de resonancia nuclear se haya ampliado a producción.