¿Es una bomba atómica una súper crítica rápida y no moderada?

Answer 1

A2A

La respuesta corta, corta (que Quora no permitirá) es simplemente “sí”.

Esta es una descripción física correcta de cualquier explosión de bomba de fisión.

Hay una clase de reactor experimental que está diseñado para funcionar en este espacio, generalmente conocido como “ensambles críticos”, dos ejemplos famosos fueron “Lady Godiva” (más tarde, solo “Godiva”, llamada así porque era básicamente un simple núcleo de bomba, sin reflector) y el similar “Jezabel” en Los Alamos, hecho de uranio y plutonio de grado de arma respectivamente.

Estos reactores eran apenas subcríticos, y se volverían rápidamente supercríticos una vez que se retirara la varilla de control, pero tan levemente que la expansión térmica del metal detendría la reacción en cadena. Por lo tanto, cuando se operan, producirían un pulso de neutrones rápidos por debajo de milisegundos, y tendrían que enfriarse antes de operar nuevamente. La escala de tiempo del pulso estaba determinada por la velocidad del sonido en el metal, ya que eso controlaba qué tan rápido podía expandirse.

Godiva había sido precedido por “Topsy”, una versión natural reflejada en uranio. Hasta que se estudió a Topsy no era seguro intentar a Lady Godiva, ya que sin un reflector era extremadamente sensible a todo lo que lo rodeaba, con el consiguiente peligro de supercrítica inadvertida.

Answer 2

Esa es una buena pregunta.

Hace solo unos años, Ralph Nader todavía estaba dando entrevistas diciendo que “a pesar de que la posibilidad de que un reactor de energía nuclear explote como una bomba atómica sea muy, muy pequeña”. Yo caracterizaría esto como una declaración intencionalmente engañosa, pero con algunas definiciones. de lo que es una bomba atómica, podría tener razón (de una manera muy incorrecta, jaja).

Uno de los parámetros clave de las reacciones en cadena es la probabilidad de que un neutrón absorbido cause fisión en lugar de producir gammas. Para U235 y Pu239, esta probabilidad es mucho mayor para los neutrones térmicos que para los neutrones rápidos. El punto es que un diseñador de bombas estaría encantado de tener algunos neutrones térmicos alrededor. No me sorprendería si me dijeran que un efecto secundario positivo del berilio en las bombas atómicas fue la moderación que proporcionó este metal ligero.

Puede ser un error tratar de encontrar una definición física de lo que es una bomba atómica. En realidad, podría ser más un problema de ingeniería. Para que una ciudad destruya una explosión, se necesita mucha ingeniería para obtener una súper crítica rápida y mantenerla durante el tiempo suficiente para tener una explosión eficiente y grande. Diseño de arma nuclear

Entonces, cuando todo está dicho y hecho, ¡tal vez Ralph tenía razón! Solo hay una muy, muy pequeña probabilidad de que un reactor de poder explote como una bomba atómica. Bueno, este diseño solo funciona con U235 / U233 / Pu239 casi puro. Es un estiramiento mucho mayor para obtener una explosión significativa con 5% de material fisible, 5% de U235.

Aquí está mi definición: para que una planta de energía nuclear tenga una explosión (aunque pequeña) como una bomba atómica, la energía de fisión debe liberarse en un tiempo lo suficientemente pequeño y un volumen lo suficientemente pequeño como para explotar el fisible directamente, sin conducir el calor a El moderador provoca una explosión de vapor.

Puede ver que la segunda explosión en Chernobyl podría ajustarse a mi definición de desastre de Chernobyl. El enlace dice que las otras tres posibles explicaciones para la segunda explosión son más probables.