[woland666]

#ciekawostki bardzo #scianatekstu #ksiazki #atom #czytajzwykopem
Fragment Sumy wszystkich strachów Toma Clancy, a dokładniej opis reakcji jakie zachodzą w bombie termojądrowej.
Świetnie się to czyta.
Kiedy mechanizm zegarowy przymocowany do pancerza bomby pokazał godzinę
siedemnastą zero zero, urządzenie zaczęło działać.
Najpierw prąd z akumulatorów naładował kondensatory wysokiego napięcia, a
mikroładunki wybuchowe, podłączone do zbiorniczków trytu na dwóch końcach bomby,
wypaliły i popchnęły tłoczki, kierując tryt w wąskie metalowe rurki. Pierwsza rurka wiodła do
rdzenia ładunku inicjującego, druga do wtórnego. Wszystko odbyło się powoli, chodziło
bowiem o to, by próbki deuterku litu miały czas wymieszać się z trytem, który był paliwem
dla reakcji syntezy. Cały proces zabrał dziesięć sekund.
Kondensatory wysokiego napięcia uwolniły impuls elektryczny, przekazując go
przewodami do urządzenia rozdzielczego. Pierwsza para przewodów miała pięćdziesiąt
centymetrów długości. W urządzeniu rozdzielczym impuls elektryczny dotarł do
przełączników krytronowych, każdy z nich stanowił mikroskopijny, błyskawiczny w
działaniu mechanizm, który za pomocą samojonizującego się, radioaktywnego gazu,
kryptonu, pozwalał zgrać w czasie moment odpalenia kolejnych detonatorów. Urządzenie
rozdzielcze systemem kondensatorów zwielokrotniło natężenie impulsu elektrycznego i
posłało go przez siedemdziesiąt osobnych przewodów, długości dokładnie jednego metra.
Przekazanie impulsu trwało trzy dziesiąte “merdnięcia”, czyli trzy nanosekundy. Wszystkie
przewody musiały mieć tę samą długość, gdyż siedemdziesiąt kostek materiału wybuchowego
musiało oczywiście eksplodować w tym samym ułamku sekundy.
Rozdzielony impuls elektryczny dotarł do wszystkich detonatorów. Każda kostka
materiału wybuchowego miała ich trzy. Wszystkie co do jednego zadziałały tak, jak trzeba.
Pojedynczy detonator opatrzony był metalowym włóknem, tak cienkim, że pod wpływem
prądu rozrywało się na kawałki. Impuls wybuchu powodował eksplozję przylegającej kostki
materiału. Chemiczna reakcja w materiale wybuchowym rozpoczęła się w cztery i cztery
dziesiąte nanosekundy po wysłaniu impulsu przez mechanizm zegarowy. Skutek trafniej
byłoby nazwać implozją niż eks-plozją, jako że prawie cały impet wybuchu był skierowany
do środka.
Zewnętrzną warstwę każdej kostki stanowił stosunkowo powolny w działaniu materiał o prędkości wybuchu trochę
wyższej niż siedem tysięcy metrów na sekundę. Fala eksplozji rozchodziła się z tą
szybkością od detonatora, błyskawicznie osiągając krawędź pierwszej warstwy. Detonatory
były umieszczone na zewnątrz kuli z materiału wybuchowego, wobec tego czoło eksplozji
rozszerzało się ku jej wnętrzu, przez nietknięte jeszcze warstwy substancji wybuchowej. Styk
pierwszej warstwy materiału wybuchowego z drugą, wewnętrzną, zawierał puste miejsca, od
swego kształtu zwane bańkami, dzięki którym rozchodząca się promieniście fala uderzeniowa
zmieniała kształt na płaski i pod kątem prostym uderzała w metalowe elementy zwane
“taranami”.
Każdy z “taranów” był specjalnie obrobioną płytką wolframo-renu. Metal uderzony
falą uderzeniową o prędkości dziewięciu tysięcy ośmiu-set metrów na sekundę napierał z
kolei na centymetrową warstwę berylu, poza którą czekała jeszcze milimetrowej grubości
skorupa uranu 235. Zbita metaliczna masa pomknęła przez próżnię, zbliżając się ze
wszystkich stron naraz do punktu centralnego. Suma prędkości wymierzonych w siebie
“taranów” wynosiła osiemnaście tysięcy sześćset metrów na sekundę.
światła przemknęły pustym metalowym przewodem do samego rdzenia ładunku pierwotnego,
w miejsce w żargonie atomistów nazywane “jamą”. Proces obliczono w ten sposób, aby
neutrony trysnęły do “jamy”, kiedy pluton osiągnie połowę docelowej gęstości.
Pluton waży mniej więcej dwa razy tyle co ołów, lecz w tamtej chwili gęstość
zgniatanego rdzenia była już dziesięciokrotnie większa i wciąż narastała. W masę ściskanego
plutonu wdarła się teraz lawina neutronów.
Zaczęła się reakcja rozszczepienia.
Atom plutonu posiada masę atomową 239, która odpowiada łącznej ilości neutronów i
protonów w jego jądrze. Reakcja zaczęła się w milionach punktów naraz, lecz w każdym
wypadku wyglądała identycznie. Intruz w postaci “powolnego” neutronu, mijając jądro atomu
plutonu, dostawał się w zasięg sił jądrowych silnego oddziaływania, które spajają w całość
nukleony jądra. Przelatujący neutron zostawał więc wessany do wnętrza jądra, zmieniając
jego stan energetyczny i destabilizując wiązania. Symetryczne dotąd jądro atomowe
zmieniało spin i zaczynało chaotycznie oscylować, a fluktuacje sił jądrowych rozrywały je na
pojedyncze nukleony. W większości wypadków znikał przy tym jeden z protonów lub
neutronów, przemieniając się w energię w hołdzie dla Einsteinowskiej zasady: E=mc2.
Energia wyzwolona przy anihilacji nukleonu miała głównie postać promieniowania gamma i
rentgenowskiego, choć rozpraszała się także na trzydzieści innych, mniej tu istotnych
sposobów. Poddane bombardowaniu jądro atomowe uwalniało ostatecznie dwa do trzech
swobodnych neutronów. Ten właśnie fakt miał kluczowe znaczenie. Proces zapoczątkowany
przez jeden wolny neutron mógł być kontynuowany przez dwie albo trzy identyczne
cząsteczki, z których każda miała teraz prędkość jednej dziesiątej prędkości światła, co
wynosi trzydzieści trzy tysiące kilometrów na sekundę. Neutrony pędziły przez próżnię pełną
atomów plutonu o gęstości dwieście razy większej niż woda, toteż większość rozpędzonych
cząsteczek trafiała wkrótce w następne jądro atomowe.
Termin “reakcja łańcuchowa” oznacza, że proces narasta samorzutnie w
nieskończoność, a wyzwalana przy tym energia pozwala mu trwać bez konieczności
podsycania reakcji z zewnątrz. Reakcja rozszczepienia plutonu przebiega etapami, podczas
których energia wyzwolona podczas kolejnej reakcji podwaja się w porównaniu z reakcją
poprzednią, by znów się podwoić po kolejnym etapie procesu. Chociaż reakcję
zapoczątkowała garstka stosunkowo powolnych swobodnych neutronów, ich początkowa
energia wciąż się podwajała, a odstęp między każdym kolejnym rozszczepieniem można
było liczyć w ułamkach nanosekund. Wzajemny stosunek liczby neutronów w dwóch
następujących po sobie procesach rozszczepienia nazywa się współczynnikiem k, zaś
prędkość narastania reakcji łańcuchowej - najistotniejsza zmienna dla konstruktorów bomb -
nazywana jest “alfą”. Alfa o wartości tysiąc oznacza, że w ciągu jednej mikrosekundy ilość
podwojeń energii wynosi 21000 czyli dwa pomnożone przez siebie tysiąckrotnie. U szczytu
reakcji rozszczepienia, przy wartości “alfa” równiej 250 do 253, bomba mogła osiągnąć moc
dziesięciu miliardów miliardów watów, czyli sto tysięcy razy większą niż wynosi łączna moc
wszystkich elektrowni świata. Fromm zaprojektował ładunek inicjujący bomby z myślą o
takiej właśnie wartości, a przecież wybuch ładunku wtórnego miał być jeszcze
dziesięciokrotnie silniejszy. Dotąd jednak moce szalejące kilkanaście centymetrów dalej nie
dotknęły jeszcze ładunku wtórnego.
Proces rozszczepienia plutonu zaledwie się rozpoczął.
Kiedy eksplozja wciąż jeszcze zgniatała plutonowy rdzeń, część uwolnionych
promieni gamma, rozchodząc się z prędkością światła, przeniknęła już na zewnątrz bomby.
Nawet reakcje jądrowe rozciągają się w czasie. Pewna część promieniowania gamma
popłynęła w stronę ładunku wtórnego przez gazową chmurę, która jeszcze kilka mikrosekund
wcześniej była materiałem wybuchowym. Promienie gamma podgrzały gaz do temperatury
nieosiągalnej w zwykłej reakcji chemicznej, a ponieważ materiał wybuchowy składał się
głównie z lekkich atomów węgla i tlenu, chmura rozesłała na wszystkie strony ogromną ilość
“miękkich” promieni rentgenowskich o stosunkowo niskiej częstotliwości. Dotychczas
urządzenie działało dokładnie tak, jak przewidywali Fromm i Hosni. Proces rozszczepienia
plutonu trwał już siedem nanosekund - siedem dziesiątych “merdnięcia” - kiedy coś się
popsuło.
Promieniowanie z rozszczepianych jąder plutonu owionęło mieszaninę deuterku litu z
trytem w geometrycznym środku “jamy”. Powodem, dla którego Manfred Fromm pozostawił
destylację trytu na sam koniec, była zwykła inżynierska ostrożność. Tryt to gaz niestabilny, a
jego okres połowicznego rozpadu wynosi dwanaście i trzy dziesiąte roku. Oznacza to, że po
tym czasie próbka czystego trytu rozpadnie się na równą ilość trytu oraz izotopu 3 helu. 3 He
czyli hel-trzy jest najlżejszą substancją chemiczną po wodorze, a w jądrze brakuje mu
jednego neutronu, toteż hel-trzy chętnie absorbuje neutrony swobodne. Gdyby Hosni
destylował tryt przez siateczkę palladową, mógłby łatwo oddzielić 3 He, lecz Arab nie miał o
tym pojęcia. Skutek był taki, że jedną piątą całego trytu stanowiła niewłaściwa substancja.
Substancja, jak się okazało, fatalna dla całej reakcji.
Intensywne bombardowanie gamma z reakcji łańcuchowej rozpaliło litowy ośrodek i
ścisnęło pierwiastek dwa razy lżejszy od soli kuchennej, nadając mu gęstość metalu w jądrze
kuli ziemskiej. Rozpoczęła się dzięki temu reakcja syntezy jąder, choć na niewielką skalę. W
jej wyniku powstało mnóstwo nowych neutronów, a część jąder litu przemieniła się w tryt,
który pod potężnym ciśnieniem rozpadł się na kolejne neutrony. Wszystkie dodatkowe
neutrony miały przeniknąć do plutonowego rdzenia i podtrzymać trwającą w nim reakcję,
zwiększając współczynnik alfa i co najmniej podwajając moc ładunku inicjującego. W ten
klasyczny sposób rozwiązano problem zwiększenia mocy eksplozji w bombach atomowych
drugiej generacji. Jednakże obecność helu-trzy powstrzymała reakcję, gdyż izotop wychwycił
prawie jedną czwartą uwolnionych z litu prędkich neutronów, przechodząc z helu-trzy w
bezużyteczny stabilny hel.
Przez kilka następnych nanosekund nie miało to znaczenia, jako że pluton nadal
reagował, nadal zachodził proces rozszczepienia w tempie, które mogą wyrazić jedynie
liczby.
Potok energii zaczął teraz omywać ładunek wtórny. Pokryte metalem plastikowe
słomki rozbłysły, zmieniając się w plazmę, która zaczęła zewsząd napierać na rdzeń. Energia
promienista w ilościach, których próżno byłoby szukać na powierzchni słońca, rozpyliła
eliptyczne powierzchnie słomek, lecz zarazem odbiła się od nich w kierunku centrum
ładunku wtórnego, nazywanego Holraum. Słomkowa plazma, prąc ku środkowi, zetknęła się z
drugim zbiorniczkiem cząsteczek litu. W plazmę zmieniły się następnie ciężkie płyty uranu
238 przylegające do “jamy” ładunku wtórnego. Ciężka plazma napierała ze wszystkich stron
przez próżnię, uderzając wreszcie w podłużny pojemnik, również z U 238, wewnątrz którego
znajdowała się największa ilość mieszaniny trytu i deuterku litu. Plazma napierała z
olbrzymią siłą, znacznie większą od tej, jaka zgniata jądro jasnej gwiazdy.
Siła ta jednak słabła.
Reakcja w rdzeniu ładunku inicjującego przebiegała coraz wolniej. Trucizna w postaci
helu-trzy okradła bombę z neutronów, a siła eksplozji zaczęta rozrywać rdzeń, kiedy tylko
siły fizyczne wewnątrz niego na mgnienie osiągnęły równowagę. Reakcja łańcuchowa
osiągnęła punkt stacjonarny, a liczba rozszczepień przestała narastać. Zamiast podwoić się
jeszcze dwa razy, liczba reakcji zamarła, skutkiem czego docelowa moc siedemdziesięciu
tysięcy ton trotylu spadła o połowę, a potem jeszcze o połowę, osiągając ostatecznie
równoważnik jedenastu tysięcy dwustu ton TNT.
Konstrukcja Fromma była tak doskonała, jak tylko pozwalały na to warunki i dostępne
materiały. Można było zbudować czterokrotnie mniejszą bombę o tej samej mocy, lecz
założenia Fromma były całkowicie wystarczające. Niemiec liczył się ze stratami energii,
toteż dodał potężny margines bezpieczeństwa. Nawet wybuch o mocy zaledwie trzydziestu
kiloton wystarczyłby jako świeca zapłonowa dla ładunku wtórne-go, inicjując gwałtowną
reakcję syntezy, lecz ładunek nie zdołał osiągnąć nawet trzydziestu kiloton. W gwarze
konstruktorów mawia się o takiej bombie, że “skisła”.
Mimo wszystko i ten niewypał posiadał moc ponad jedenastu tysięcy ton trotylu.
Gdyby zgromadzić tę ilość materiału wybuchowego, można by ułożyć z niego sześcian o
boku dwadzieścia pięć metrów. Żeby przewieźć taką ilość trotylu, trzeba by zebrać cztery
setki ciężarówek albo jeden średniej wielkości statek handlowy. Chemicznego materiału
wybuchowego nie dałoby się jednak odpalić z równą dokładnością i sprawnością, gdyż jest to
po prostu fizycznie niemożliwe. Mimo to, bomba skisła.
Do tej pory żaden z przejawów trwającej reakcji nie przeniknął poza pancerz bomby,
nie mówiąc już o ścianach furgonetki. Pancerz trzymał się nadal, choć bardzo prędko miało
się to zmienić. Poza stalową powlokę przedostały się jak dotąd jedynie promienie gamma i
promieniowanie rentgenowskie, lecz nie dało się ich ujrzeć gołym okiem. Światło widzialne
nie wydostało się do tej pory z plazmowej chmury wewnątrz pancerza, który jeszcze trzy
“merdnięcia” temu krył w sobie pół tony precyzyjnie wykonanych części... A przecież
wszystko, co miało się zdarzyć, już się wydarzyło. Reszta była kwestią dystrybucji energii,
przebiegającą według praw fizyki, jakże doskonale obojętnych na zamiary i cele ludzi,
którzy się nimi posłużyli.

[O.....i]

@woland666: bardzo fajny tekst

[woland666]

@Inboxie: jak to z filmami( ͡° ͜ʖ ͡°). bardzo okrojony jest w porównaniu do książki.

[k.....n]

@woland666 jedna z moich ulubionych książek. To jak na ostatnich stronach zaplatają się wszystkie liczne i pozornie niepowiązywalne ze sobą wątki to magia!

[Movet]

@woland666 czasami się zastanawiam, co by było, gdyby jednak nie #!$%@? Fromma i wydobyli ten tryt prawidłowo. Plus, żeby ten strażnik przy tym nie grzebal. Fabuła mogłaby pójść w zupełnie inną stronę.

[Lucius]

Oglądając film zastanawiałem się czemu ma taki sam tytuł jak książka skoro tak bardzo się różni (ʘ‿ʘ)

[Dzolo]

@woland666: i za takie opisy szanuję mocno Pana Clancy... 1 października 4 lata bez mistrza thrillerów politycznych :/