BoMBa AtomOwA i WoDoRoWa

Prezentacja na temat: "BoMBa AtomOwA i WoDoRoWa"— Zapis prezentacji:

1 BoMBa AtomOwA i WoDoRoWa

2 Schemat bomby atomowej
W bombie atomowej materiał rozszczepialny (uran, pluton) podzielony jest na fragmenty ukształtowane, by powstające w wyniku rozszczepienia jąder neutrony uciekały poza jego obszar. Szybkość reakcji rozpadu jest mała. Po odpaleniu ładunków wybuchowych ładunki rozszczepialne zbijane są w jeden ładunek o masie większej od tzw. Masy krytycznej. W tej sytuacji więcej neutronów powstaje w trakcie rozpadu, niż wydostaje się na zewnątrz i szybkość reakcji gwałtownie się zwiększa, prowadząc do niekontrolowanego już wybuchu i uwolnienia olbrzymiej energii. Schemat bomby atomowej Stabilizacja lotu bomby Ładunek wybuchowy Ładunek rozszczepialny Dodatkowe źródło neutronów Ładunek wybuchowy

3 Schemat bomby wodorowej
Reakcja termojądrowa zachodzi w czasie wybuchu bomby atomowej (termojądrowej). Aby powstały warunki wystarczające do zapoczątkowania reakcji fuzji, konieczny jest najpierw wybuch bomby atomowej (która stanowi zapalnik bomby wodorowej) w celu uzyskania temperatury i ciśnienia. Reakcja termojądrowa trwa zaledwie ułamek sekundy, ale w tym czasie bomba wyemituje tyle energii, ile powstaje przy spaleniu wielu tysięcy ton węgla. Schemat bomby wodorowej Ładunek rozszczepialny (uran) Mieszanka deuteru i trytu Materiał wybuchowy

4 Zasada działania bomby atomowej
Zasada działania bomby atomowej opiera się na rozszczepianiu uranu. Bombardując jądro uranu neutronami doprowadza się do jego rozszczepienia z emisją energii i kilku neutronów. Neutrony te mogą albo uciec z próbki uranu, albo spowodować rozszczepienie kolejnych jąder. Jeżeli mamy za mało uranu, to przeważa pierwszy przypadek. Mówimy wtedy, że mamy masę podkrytyczną. Przy pewnej ilości uranu zaczyna przeważać ten drugi przypadek. Minimalną masa przy, której zaczyna rozwijać się jądrowa reakcja łańcuchowa nazywamy masę krytyczną. Powyżej masy krytycznej więcej neutronów powoduje rozpad kolejnych jąder niż ich ucieka z próbki. Reakcja więc rozwija się lawinowo. Na przykład: najpierw jedno rozszczepienie, później dwa, cztery, osiem, szesnaście itd. Każde rozszczepienie wyzwala kolejną dawkę energii. Następuje wybuch. Na tej właśnie zasadzie działa bomba atomowa.

5 Bomba wodorowa bomba wodorowa - lub inaczej bomba termojądrowa jest jak na razie jedynym na Ziemi przejawem reakcji termojądrowej dającym dodatni bilans energetyczny. Energia uwalniana w czasie wybuchu tej bomby pochodzi z syntezy jąder lekkich (izotopy wodoru),w wyniku której powstają jądra cięższe o większej energii wiązania na nukleon. W dniu 1 listopada 1952 amerykańscy fizycy pod kierunkiem Edwarda Tellera doprowadzili na atolu Eniwetok do pierwszego wybuchu bomby termojądrowej. Bomba wykorzystywała deuter i tryt jako paliwo termojądrowe. Siłę wybuchu oszacowano na 10 megaton (MT) czyli około 700 bomb jądrowych zrzuconych na Hiroszimę. Reakcja termojądrowa, to synteza jąder lekkich pierwiastków, w wyniku której powstają jądra cięższe o większej energii wiązania w przeliczeniu na jeden nukleon. Jest to zysk energetyczny, który może być przekształcony w energię, np. cieplną. Warunkami umożliwiającymi reakcję syntezy jest silne rozpędzenie jąder atomowych (wysoka temperatura) oraz duża koncentracja odpowiednich jąder. Warunki takie uzyskuje się przez wybuch bomby jądrowej w centrum której umieszczono materiał do syntezy termojądrowej.

6 Kraje które przeprowadziły próbne wybuchy jądrowe
USA: 1030 prób ZSRR: 715 prób Francja: 210 prób Wielka Brytania: 45 prób Chiny: 45 prób Indie: 6 prób Pakistan: 6 prób Izrael/Republika Południowej Afryki: spekulacje o przeprowadzeniu jednej próby Korea Północna: spekulacje o przeprowadzeniu jednej próby

7 Bomba atomowa Little Boy

8 Schemat Little Boy'a Lotki stabilizujące Stożek ogona
Wloty powietrza (dla detonatora ciśnieniowego) Detonator ciśnieniowy Ołowiana obudowa ekranująca Ramie detonatora Głowica detonatora Konwencjonalny materiał wybuchowy (kordyt) "Pocisk" z Uranu-235 Prowadnica "pocisku" "Tarcza" z Uranu-235 (ze zwierciadłem neutronów) Czujniki telemetryczne Zapalniki(montowane tuż przed zrzutem)

9 O Little Boy'u Little Boy miał długość 3 metrów, średnicę, w najgrubszym miejscu, 71 cm i ważył 4035 kg, choć ładunek uranu ważył zaledwie 1 kg. Nazwano go Little Boy (mały chłopiec) lub Thin Man (chudy człowiek), gdyż pod takim kryptonimem kryły się też duże bomby zapalające, które masowo zrzucano już wcześniej na Japinię. Little Boy odziedziczył po tych bombach zewnętrzny pancerz, co upodabniało go do złudzenia do tych bomb. Bomba posiadała zapalnik ciśnieniowy, który uruchamiał eksplozję automatycznie na zadanej wysokości. Little Boy posiadał moc wybuchu równoważną 15 kilotonom trotylu. Jego serce składało się ze sfery wypełnionej ok. 0.5 kg izotopu uranu 235. Sfera była podzielona na trzy odseparowane od siebie cienkimi foliami ołowianymi sekcje. W każdej znajdowała się 1/3 całkowitej ilości uranu. Wybuch został inicjowany przez symetrycznie rozmieszczone wokół tej sfery ładunki trotylu, które wtłoczyły trzy fragmenty uranu do środka sfery niszcząc przy okazji cienkie przegrody ołowiane i tworząc odpowiednią masę krytyczną uranu. Był pierwszą na świecie bombą atomową użytą w czasie wojny. Nigdy więcej nie użyto bojowo bomby uranowej. Na Nagasaki użyto bomby z plutonu Fat Man. Jednym z celów bombardowania było porównanie skutków niszczących obu typów bomb.

10 Bomba atomowa Fat Man

11 1. bezpiecznik detonujący AN 219 2. Antena radaru Archie 3
1. bezpiecznik detonujący AN Antena radaru Archie 3. Panel z bateriami (do detonacji ładunków wybuchowych) 4. Jednostka X - układ sterujący detonacją 5. Łącznik mocujący dwie elipsoidalne połówki bomby 6. Pięciokątne fragmenty materiału wybuchowego 7. Sześciokątne fragmenty materiału wybuchowego (całość tworzyła wzór jak piłka do piłki nożnej) 8. Ogon bomby (model California Parachute) 9. Powłoka głowicy (1,4 metra średnicy wewnętrznej) 10. Stożki obudowujące całość głowicy 11. Materiał wybuchowy 12. Materiał rozszczepialny 13. Panel z przyrządami sterującymi (radar, czasomierz, itp.) 14. Panel czujników barometrycznych Schemat Fat Man'a

12 O Fat Man'ie "Fat Man" to nazwa Bomby atomowej, która w dniu 9 sierpnia 1945 roku została zdetonowana nad japońskim miastem Nagasaki. W odróżnieniu od zrzuconej trzy dni wcześniej na Hiroshimę bomby Little Boy zbudowanej ze wzbogacanego uranu, to urządzenie zawierało ładunek z plutonu. Bomba miała długość ponad 3m, średnicę 1.5m i ważyła 4.5 tys. kg. Siła ładunku wynosiła 20 kiloton (84 TJ (teradżule)). Została zrzucona przez pilota Charlesa Sweeney’a z bombowca o nazwanego przez załogę Bockscar. W eksplozji w Nagasaki zginęło osób. Było to drugie, i jak do tej pory (2006) ostatnie, militarne użycie broni jądrowej.