Из отчета № 3 В.Л. Гинзбурга «1. Использование Li6D в "слойке"…»

Гинзбург Виталий Лазаревич

Закладки
Размер шрифта
A   A+   A++
Cкачать
Читать
Из отчета № 3 В.Л. Гинзбурга «1. Использование Li6D в

Из отчета № 3 В.Л. Гинзбурга

«1. Использование Li6D в "слойке".

2. Влияние взаимодействия между ядрами урана в "слойке"» [1]

3 марта 1949 г. [2]

Сов. секретно

(Особая папка)

Экз. № 1

Указывается на преимущества, связанные с использованием в «слойке» в качестве дейтеросодержащего вещества Li6D. При этом в результате реакции Li63 + n10 -> He42 + H31 возникает тритий H31 = T, который в результате реакций D + T -> He42 + n и T + T -> He42 + 2n дает нейтроны, делящие уран.

В результате использования Li63D калорийность «слойки» повышается в 2,9 раза по сравнению со случаем, когда используется D2O.

В отчете обсуждается вопрос об использовании Li6, а также некоторые другие вопросы, связанные с работой «слойки».

Введение

С точки зрения проблемы инициирования взрыва в «слойке», а также в связи со стремлением увеличить эффект взрыва очень важное значение имеет калорийность «слойки». Под калорийностью при этом, естественно, принимается энергия, выделяющаяся при сгорании всего дейтерия (мы будем пользоваться далее величиной К0 — калорийностью в МэВ, рассчитанной на одно ядро дейтерия). А.Д. Сахаров в С2 [3] вычислил калорийность «слойки» в вариантах A и B. В варианте A учитываются лишь первичные реакции

D + D -> He43 + n + 3,98 МэВ; (1)

D + D -> H31 + p + 3,3 МэВ, (2)

а также последующее деление урана нейтронами и прилипание нейтронов к ядрам. При этом К0A = 12,4 МэВ. В варианте B учитываются также вторичные реакции (H31 = T):

D + T -> He42 + n + 17,7 МэВ; (3)

T + T -> He42 + 2n + 11,6 МэВ. (4)

При этом предполагается, что

<v>1 = <v>2 = <v>3 = 2<v>4, (5)

где <v> — среднее значение произведения сечения на относительную скорость сталкивающихся частиц v для реакции (i). В варианте B К0B = 22,5 МэВ.

Предварительные расчеты А.Д. Сахарова показали, что минимальное количество плутония или U235, необходимое для инициирования детонации «слойки», сильно зависит от калорийности «слойки» K0 и при некоторых предположениях пропорционально 1/K03. В этой связи, как уже было указано, приобретает большой интерес изыскание всяких возможностей максимально повысить калорийность «слойки».

Большой вклад вторичных реакций (3)—(4) в калорийность «слойки» связан с тем, что быстрые нейтроны, образующиеся при этих реакциях, эффективно делят ядра урана. Достаточно сказать, что суммарное энерговыделение на одну реакцию (1) в сумме с одной реакцией (2) равно 1,2 = 42,9 МэВ, в то время как выделение на одну реакцию (3) равно 3 = 117,4 МэВ и на одну реакцию (4) 4 = 93,2 МэВ (см. (2)). Отсюда ясно, что, повышая удельный вес реакций (3)—(4), можно существенно повысить калорийность «слойки». Самый простой, в принципе, метод повышения роли реакций (3)—(4) состоит в замене части дейтерия в «слойке» тритием. Если, например, полностью заменить дейтерий тритием и использовать, таким образом, лишь реакцию (4), то K0 = 48 МэВ, т.е. калорийность возрастает примерно в 2 раза по сравнению с вариантом B. Использование смеси 50% D + 50% T несколько более выгодно, но выигрыш в калорийности по сравнению с вариантом B не превосходит 3 раз (в смеси D и T калорийность разумно относить на одно ядро смеси дейтерия и трития). Повышение калорийности в 2—3 раза уже весьма существенно, но использование трития в «слойке» весьма затруднительно ввиду его радиоактивности (реакция H31 -> He32 + идет с периодом полураспада T[дел] = 10 ± 2 года). Радиоактивность трития исключительно велика, время жизни настолько мало, что создание больших запасов T затруднительно и, наконец, получение трития также весьма сложно и дорого.

Copyrights and trademarks for the book, and other promotional materials are the property of their respective owners. Use of these materials are allowed under the fair use clause of the Copyright Law.