En el contexto de las pruebas nucleares de Corea del Norte, ¿cuál es la física detrás de la fisión potenciada frente a la fusión?

Answer 1

Trataré de mantenerlo simple. La fisión es la división de núcleos radiactivos grandes y pesados. Los dos materiales fisibles adecuados para esto son isótopos específicos de uranio y plutonio (isótopos = combinaciones exactas de protones y neutrones). Un dispositivo nuclear explosivo simple tiene una sola etapa y es un dispositivo de fisión, comúnmente llamado bomba atómica. Por sí solo, no es tan eficiente como podría ser en la liberación de energía por kilogramo de material fisionable. Se hace pedazos a medida que ocurre la fisión, lo que reduce la cantidad de fisión potencial.

Fusion es la unión de núcleos de luz para formar uno más pesado. El Sol es una reacción de fusión masiva, principalmente creando helio a partir de hidrógeno. En el proceso, se liberan neutrones. La fusión se induce en una bomba mediante el uso de un dispositivo de fisión para crear el calor y la presión necesarios para que se produzca la fusión.

Un dispositivo de fisión potenciado utiliza una pequeña cantidad de combustible de fusión (tritio o material que puede generar tritio, un isótopo de hidrógeno radioactivo) para aumentar en gran medida la cantidad de neutrones de alta energía que pueden inducir una mayor fisión en el combustible fisible antes de que el combustible explote. aparte. Hace que la explosión sea más eficiente al liberar más energía por kilogramo de combustible fisionable. La cantidad de combustible de fusión es solo alrededor del 1% de la energía total y su propósito son los neutrones que libera frente a la liberación de energía pura de su reacción. Un dispositivo de fisión impulsado adecuadamente puede ser mucho más pequeño con el mismo rendimiento que uno que no está impulsado. De la energía total liberada, es abrumadoramente fisión. La liberación de energía de fusión es insignificante. En los dispositivos reales construidos, estos eran típicamente gases de hidrógeno pesados, generalmente tritio, impulsados. El tritio tiene una vida media de ~ 12 años, lo que requiere que el tritio en estos dispositivos se reponga periódicamente. El rendimiento práctico fue aproximadamente el doble que sin el aumento de la misma cantidad de material fisionable.

En comparación, una bomba termonuclear, o bomba H, es un dispositivo de dos etapas. La primera etapa es la fisión primaria, que puede o no aumentarse. Su único propósito es crear el bombardeo de calor, presión y energía radiactiva más rayos X necesarios para encender una fusión secundaria de tritio o un material que generará tritio (hidrógeno pesado). El aporte energético del primario es inferior al 30%, generalmente mucho menor, en comparación con la energía liberada por el secundario. En algunos es tan bajo como 5%. El combustible de fusión es más ligero y más pequeño. En este caso, la etapa de fisión primaria está allí para inducir la fusión, que es la fuente abrumadora de la energía total.

Esta es una gran simplificación para llegar a los principios básicos y fundamentales, al tiempo que se omiten detalles que complicarían la explicación.

Answer 2

Las Fusion Weapons combinan 2 átomos en uno liberando una cantidad masiva de energía, pero requieren una bomba de fisión de iniciación más pequeña para comenzar el proceso.

Las armas de fisión dividen los átomos de manera incontrolada y en cascada. Al dopar el núcleo radiactivo de Plutonio o Uranio235 con un material menos estable pero más radiactivo, puede ocurrir una cascada más grande y más rápida. Eso libera una gran cantidad de energía.

Las bombas de fisión pueden, prácticamente, ser de aproximadamente 100kilotones a 2 Meagtons, cualquier cosa grande es demasiado grande para un misil, bombardero o torpedo. Las bombas de fusión no tienen un límite superior teórico en potencia, pero en términos prácticos, 30MegaTons es el más grande, que no pierde la mayoría de su potencia en la parte superior de nuestra atmósfera. El más pequeño que puede ser es de alrededor de 3 MT.

Answer 3

La fisión aumentada es la tercera etapa de un verdadero dispositivo termonuclear en el que los neutrones rápidos generados por la reacción termonuclear dividen los átomos de uranio 238 que se utiliza como sabotaje. A diferencia del uranio 235 que está dividido por neutrones térmicos, el uranio 238 no necesita ningún neutrón térmico para causar fisión. Se somete a fisión por los neutrones ‘rápidos’ que se liberan por la siguiente reacción:

1H2 + 1H3 -> 2He4 + 0n1

Este neutrón es 7 veces más energético que los neutrones térmicos.

Answer 4

Físicamente, la fisión es el proceso inverso a la fusión.

La fisión ocurre cuando el neutrón (térmico o rápido) golpea un isótopo de uranio (U 235 o U 238) o plutonio, lo que conduce a isótopos hijos + 2–3 neutrones + 200 MeV (energía), esto para un átomo, recuerde que un gramo- el lunar tiene aproximadamente 6 X 10 ^ 23 átomos, ¿qué tal 10 kg de isótopo fisionado?

En la fusión, dos átomos ligeros, como el hidrógeno, el tritio y el deuterio, se fusionan para formar átomos más pesados, como H (1) + H (1) → He + energía. como sucede dentro de las estrellas.