Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
0

Почему при ядерных испытаниях вода не вступала в термоядерную реакцию?

Canopus [1] 6 месяцев назад

Термоядерная реакция - это процесс слияния ядер вещества с выделением огромного кол-ва энергии. Проще всего её осуществить с ядрами легких элементов - водорода и гелия. В водородной бомбе и используют изотоп водорода - дейтерий. А для запуска термоядерных реакций, всего-лишь нужны температуры порядка несколько десятков миллионов градусов. В водородной бомбе, для достижения таких температур и начала термоядерных реакций, в качестве запала используют обычный ядерный заряд.

И вот вопрос. Вода - это водород и кислород. Воды вокруг нас много, очень много. 70% всей поверхности планеты покрыто водой. При взрыве даже ядерной бомбы получается температура, достаточная для начала термоядерного синтеза. Т.е. если ядерный боеприпас поместить под воду... весь океан должен вступить в термоядерную реакцию и мощность такого взрыва даже представить себе трудно. Земля по идее, могла бы превратиться во второе Солнце и гореть, пока в ней не закончится весь водород и гелий.

Но в реальности, подводные и надводные испытания не привели к столь ужасающим последствиям. Вопрос - почему?

1

Все очень просто - при термоядерном взрыве вода находится снаружи взрыва и условия слияния ядер водорода не достигаются. К тому же подорвать протий, которого больше всего в воде, значительно сложнее, чем дейтерий и тритий, которые используется в термоядерных зарядах.

Теперь чуть подробнее. Для начала слияния ядер водорода нужно два условия - достаточная их концентрация и достаточная их температура. При термоядерном взрыве внешняя вода расталкивается газообразными продуктами взрыва (ударной волной) и не может оказаться в центре взрыва, где есть достаточная температура. Для слияния дейтерия с тритием требуются меньшие температуры и количества веществ, так как у них меньше энергетический порог слияния и требуется всего лишь столкновение двух ядер. Для слияния ядер протия требуется более высокая температура, большая концентрация в центре взрыва и практически нереальное время удерживания условий для начала слияния, так как требуется очень редкий случай тройного или четверного столкновения ядер.

Поэтому взрыв в океане на Земле или в атмосфере Юпитера, как ранее предлагалось, не приведет к дальнейшей термоядерной реакции.

1

Обычный водород, из воды, в термоядерную реакцию вступает только в необычных условиях: в центре звезды. Да даже и там для такой реакции просто давления (концентрации протонов) и температуры (их энергии) недостаточно. Нужны ещё "катализаторы" - ядра углерода, кислорода и азота. Эта реакция известна как CNO-цикл.

В земных условиях для термоядерной реакции используется не нормальный водород, а его изотоп, дейтерий, содержание которого в морской воде - порядка одной сотой процента. Поэтому даже а условиях атомного взрыва в обычной воде нужная плотность и энергия ядер дейтерия, а не просто водорода, не достигается. По счастью.

1

Собственно даже просто взорвать делящуюся бомбу и тем самым поджечь реакцию синтеза невозможно даже при наличии дейтерия.

Схема обеспечения начала синтеза довольно остроумна и называется в общем случае "лучевым обжатием".

Попытки обойтись просто взрывом были предприняты Сахаровым в его первой бомбе (РДС-6с) и показали бесперспективность "простого" подхода.

1

"А для запуска термоядерных реакций, всего-лишь нужны температуры порядка несколько десятков миллионов градусов."

И еще давление порядка нескольких десятков миллиардов атмосфер и достаточная для реакции концентрация дейтерия/трития, только и всего. Правда, в океане такого сочетания не встречается.

Потому океан и не взрывается при испытаниях атомных бомб.

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID