Druhá přednáška byla o designu jaderných zbraní, tedy jak jaderné zbraně v principu fungují.
Jaderné zbraně jsou:
- štěpné a
- termojaderné („vodíkové“).
Štěpné jaderné zbraně:
- první atomová bomba byla uranová,
- má nevýhodu, že je potřeba velké množství obohaceného uranu (asi 50 kg),
- toto kritické množství se rozdělí na dvě části, které se oddělí vzdáleností, aby nemohla začít probíhat štěpná reakce,
- bomba se odpálí tak, že se explozí obě části uranu spojí dohromady, vznikne kritické množství a začne štěpná reakce, která způsobí výbuch,
- tato bomba je velmi neefektivní, na energii se přemění jen zlomek procenta uranu,
- její výroba je velmi snadná, pokud máte dostatečné množství obohaceného uranu, mohou jí vyrobit teroristé,
- další typy jaderných bomb, si myslí, teroristé bez pomoci jaderných států nedokážou vyrobit,
- brzy se přešlo na plutoniové štěpné bomby,
- výhoda potřeba mnohem menší množství plutonia (dnes stačí i jen 2,5 kg plutonia),
- princip je ten, že se vezme množství plutonia, která v obvyklé hustotě nemá kritické množství,
- musí se něčím stlačit do menšího objemu a tím vznikne kritické množství, ve kterém vznikne řetězová reakce a bouchne to,
- na začátku zkoušeli plutonium odpálit stejným principem jako u uranové bomby, sice tam vznikla štěpná reakce, ale jen to zašumělo, neutrony uletěly a nevybuchlo to,
- potom zkoušeli plutonium stlačit explozí klasické výbušniny, ale to také nefungovalo, protože výbuch plutonium rozmetal dřív, než proběhlo dost generací štěpné reakce (je potřeba, aby stlačené plutonium zůstalo stlačené několik nanosekund),
- proto museli Američani vyvinout speciální „explozivní čočky“, které z více výbuchů vytvoří vlnu, která plutonium stlačí na kritickou hmotnost a malou chvíli ještě podrží pohromadě, v takovém případě bomba vybuchne,
- explozivní čočky asi bude velká věda, protože o tom měl několik stránek výpočtů a diagramů, poslední obrázek ukazoval, jak se jednotlivé výbuchy různě skládají a ruší, až vytvoří kulovou vlnu, která stlačí plutonium uprostřed a chvíli ho udrží pohromadě, než atomová bomba vybuchne,
- první plutoniová bomba byla malá koule plutonia obklopená velkou koulí z výbušniny, tvořené 16 explozivními čočkami a fungovalo to,
- další výzkum se soustředil na to, jak snižovat množství plutonia (například plutoniová kulička uprostřed se dnes dělá dutá) a zlepšovat stlačení (výbušnou kouli okolo tvoří nejprve 36 explozivních čoček, dnes až 96),
- tím se dosahuje neefektivnějšího využití plutonia na výbuch,
- dnes mají plutoniové bomby sílu asi 220 kt TNT, silnější nejsou,
- vznikaly další druhy štěpných jaderných bomb,
- neutronová bomba je jaderná bomba, která většinu energie přeměňuje na silné radioaktivní záření,
- byla to bomba určená na ničení posádek obrněných vozidel, nadzemní jaderný výbuch by většinu chráněných vozidel nezničil, proto silné záření mělo proniknout za pancíře a zabít posádky,
- Američani ani Rusové neutronovou bombu už nemají ve výzbroji, používá ji jen Čína,
- kobaltová bomba, nikdy nevznikla, jen se o ní uvažovalo,
- Edward Teller experimentoval s plutoniovými bombami, kde byla náplň jen 0,5 kg plutonia,
- sice mu to bouchalo, ale síla bomby byla jen asi 200 t TNT, ostatní fyzici se mu smáli, že dělá prskavky,
- aby dosáhli silnějšího výbuchu, přešel vývoj na termojaderné zbraně,
- termojaderná bomba je složena z primární části, kterou tvoří štěpná jaderná bomba, a sekundární části, což je zásobník s deuteriem,
- primární jaderná bomba vybuchne a její tlak se využije v sekundární části, kde se zapálí termojaderná fůze, která způsobí výbuch,
- přenášení tlaku do sekundární části bomby je opět velmi složitá fyzika, spousta rovnic, vzorců a diagramů, kterým jsem neporozuměl, jen jsem pochopil, že největší tlak na deuterium způsobí rentgenové záření, ostatní tlaky jsou mnohem méně významné,
- další vývoj šel k tomu, že sekundární části dávaly sériově za sebe, to znamená, že primární štěpná bomba odpálí první sekundární část, která se využije na tlak do další sekundární části a tlak z této druhé sekundární části je do třetí sekundární části, která vybuchuje, to jsou ty nejsilnější bomby,
- americká nejsilnější termojaderná bomba (mám pocit Mark8) má tři sekundární sekce a sílu výbuchu přes 30 Mt TNT,
- vůbec nejsilnější jaderná bomba je ruský Car, který má pět sekundárních částí a sílu výbuchu okolo 100 Mt TNT, to se Rusová báli odpálit, proto nechali jen tři sekce a odpálili bombu o síle asi 50 Mt TNT,
- moderní termojaderné bomby se dělají tak, že sekundární sekce není ze štěpného materiálu, bomba sice vybuchne, ale nevzniká z ní žádný spad, pokud se jaderný výbuch nedotkne povrchu, potom nevzniká žádný radioaktivní spad a zmoření je minimální,
- přednášející navrhoval tyto čisté termojaderné bomby používat například na kopání přehrad a podobné věci,
- bohužel Rusové sekundární sekce termojaderných bomb obalují plutoniem, proto jsou jejich bomby pološpinavé a zamořují spadem.
Na přednášce byla spousta další zajímavých věcí. Případně ještě někdy něco připíšu.