pn64 (pn64) wrote,
pn64
pn64

Categories:

РДС-1, Mk.3. Галлий.

Набрел на одну статью.

Заинтересовал вот этот график (плотность плутониево-галлиевого сплава как функция содержания галлия):



Ну и захотелось немножко посчитать.

Как пишут, ОЗ первых бомб представлял из себя полый шар, на поверхность которого наносился слой никеля.
Толщина слоя мне не известна; предположим, она была ~ 0.1 мм (как у первоначально применявшегося покрытия из серебра).
Предположив еще, что размеры плутониевых ядер даются тоже с точностью ~ 0.1 мм, в дальнейшем будем считать, что никелевого слоя просто нет.

Попробуем прикинуть состав сплава ядерного заряда РДС-1.

Масса и размеры заряда:
http://pfc-joker.livejournal.com/40663.html

Документ подретушировали, но у нас все ходы записаны:
"
а) заряд из плутония:
вес заряда 6403,39 граммов,
диаметр наружный 93 миллиметра,
диаметр внутренний 28 миллиметров;
"

Считаем.
Объем: V = 4/3 π  (R23 - R13) ~ 409.7 см3
Плотность: ρ = M / V = 15.631 г/см3

Из графика (прямая, отмеченная стрелочкой), получаем, что сплав содержал галлий в количестве ~ 5.24 атомных процентов. Это соответствует ~ 102 граммам.

То есть, из 6400 г ~ 6300 г - плутоний и 100 г - галлий.

Масса плутония удивительным образом совпадает с указанной вот в этом документе:
"
... с расчетом выпуска продукции: в 1948 г. - 10 килограммов, в том числе первые 6,3 килограмма - к 15 ноября 1948 г.
"

Занятно, не правда ли?

--------------------------

Теперь о "Толстяке".

"Gadget":


Есть якобы цитата из меморандума Гровса (18 июля 1945 г.):
"
The pit of these devices contained 6.2 kg of a delta-phase plutonium alloy. The mass was provided in a declassified memorandum written by Gen. Groves to the Sec. of War two days after the Trinity test. He describes the device and the results of the test and states that the explosion was created by "13 and a half pounds of plutonium".
"

Что интересно, ныне текст меморандума доступен в таком виде:
Удобочитаемый текст: www.atomicarchive.com/Docs/Trinity/Groves.shtml)

Как видим, отсутствуют 3 строки. - Возможно, как раз те, где "13 and a half pounds of plutonium".
То есть, документ вновь частично засекречен. Ну что ж, поверим автору статьи на слово.

Но, как говорится, доверяй, но проверяй.

13.5 фунтов это 453.59237 * 13.5 = 6123 г

Итак, вес.
Цифирь номер 1 - ОЗ Gadget'а состоял из ~ 6.1 кг плутония.
Цифирь номер 2 - Строчкой выше в этой же статье говорится о "6.2 кг плутониевого (дельта-фаза) сплава".

Размеры:
"The pit was a 9.0 cm sphere, solid except for an approximately 2.5 cm cavity in the center for the modulated neutron initiator."

Т.е., внешний диаметр 90 мм, внутренний 25 мм.

Источник номер 2:
"
8.1.1.1 The Pit Assembly
The heart of the pit assembly was the plutonium core whose fission in its compressed state would release the explosive energy of the bomb. The core contained 6.2 kg of a delta-phase plutonium-gallium alloy. The core was a 9.20 cm sphere, solid except for a 2.5 cm cavity in the center for the neutron initiator.
"

То есть, вес ядра - 6.2 кг.
внешний диаметр - 92 мм, внутренний - 25 мм.

Из всего этого делаем вывод, что вес плутония в заряде - 6.1 кг, галлия ~ (6.2 - 6.1 = 0.1 ) - 100 граммов.

Размеры.

Внутренний диаметр = 25 мм (других данных нет).

Внешний.
Посчитав плотность при D = 90 мм (указанный по ссылке 1) , получим ρ ~ 16.6 г/см3.

Такое значение плотности плутония в дельта-фазе не может быть получено ни при каком содержании галлия (если сплав достаточно однороден и не содержит  "вкраплений" плутония в альфа-фазе). - См. график.
То есть, "90 мм" - это неверный размер.

Таким образом, вроде оказывается, что ОЗ "Gadget" имел массу ~ 6200 г при внешнем диаметре 92 мм и внутреннем - 25 мм.

Но есть одно "но":

Посчитав плотность при этих "массогабаритах", получим ρ = 15.518 г/см3, что соответствует содержанию галлия 6.92 ат. %.

А по ссылке http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq8.html читаем:
"
The plutonium was stabilized in the low density delta phase (density 15.9) by alloying it with 3% gallium (by molar content, 0.8% by weight), but was otherwise of high purity.
"
То есть, "посчитанное" содержание галлия отличается от заявленного ("3%") более чем в 2 раза.

Что это означает?
Либо то, что технологии изготовления сплава в СССР и США были разными, либо, - что "известные" массогабариты ОЗ Mk.3 не совсем правдивы.
Tags: СССР, США, Ядерное оружие
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 7 comments