تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
Minimal Nuclear Device
المؤلف:
Franklin Potter and Christopher Jargodzki
المصدر:
Mad about Modern Physics
الجزء والصفحة:
p 99
6-11-2016
271
Minimal Nuclear Device
What is the minimum mass of pure U-235 or Pu-239 required in a device for a nuclear event? How would you estimate this value?
Answer
Pure U-235 can be accumulated into a critical mass for a sustained nuclear chain reaction, but pure Pu-239 cannot start itself because the loss rate of neutrons exceeds the production rate. On the average, each U-235 fission produces 2.5 neutrons for every incident neutron. At the critical mass of fissile material the chain reaction will be sustained. For U-235 this critical mass is about 7 kilograms for ideal behavior, requiring a sphere about the diameter of a baseball of pure U-235. Surely this baseball would be too hot to handle!
Diffusion problems of an expanding material would require a neutronnreflecting strong tamper material surrounding the U-235 sphere to delay the expansion for a few microseconds to achieve additional fissions before exploding. At 100 percent efficiency the explosion would be equivalent to about 120 kilo tonnes of TNT. However, no nuclear device is that efficient.
Declassified records indicate that about 60 kilograms of highly enriched uranium was used in the nuclear device that was released over Hiroshima, Japan, in 1945. The explosive charge for the device detonated over Nagasaki three days later was provided by about 8 kilograms of plutonium-239 (>90 percent Pu-239).