Strålingsimplosion er princippet om pulseret kompression af en nuklear ladning ved hjælp af røntgenenergi , som frigives under eksplosionen af et tæt anbragt atomvåben og transmitteres gennem en speciel kanal (mellemtrin). I dette tilfælde udføres kompression af plasma, hvori fyldstoffet vender sig under dets sublimering . Strålingsimplosion bruges i termonukleare , det vil sige i to-trins (to-fase) atomvåben [1] .
Udtrykket "strålingsimplosion" kan også bruges i forbindelse med enhver proces, hvor strømmen af elektromagnetisk strålingsenergi til overfladen af et legeme bruges til mekanisk at komprimere det. Brugen af denne idé til energiproblemer i kontrolleret inerti termonuklear fusion er ved at blive undersøgt .
Strålingsimplosion blev først udviklet af Klaus Fuchs og John von Neumann i USA som en del af deres arbejde med ideen om et brintbombedesign kaldet "Classical Super". Som et resultat af dette arbejde blev der indgivet en hemmelig patentansøgning i 1946, og disse oplysninger blev senere videregivet af Fuchs til Sovjetunionen som led i hans atomspionage. Dette design blev dog ikke brugt i den endelige H-bombekonfiguration, og hverken USA eller USSR var i stand til at omsætte Fuchs' ideer til en rigtig H-bombe. En modificeret version af Fuchs-Neumann-ideen blev brugt i "George"-forsøgene i Operation Greenhouse den 8. maj 1951.
I samarbejde med Edward Tellers gruppe ved Los Alamos Laboratory om mulige muligheder for at skabe en brintbombe fremsatte Stanislav Ulam i januar 1951 [2] ideen om at bruge den hydrodynamiske chokbølge af et atomvåben til at komprimere en anden del af fissilt materiale til en utrolig tæthed for at øge udbyttet af en atomeksplosion til flere megatons, det vil sige ideen om en to-trins atombombe. Han indså senere, at den samme tilgang kunne bruges til at igangsætte en termonuklear reaktion. Han slog ideen til Edward Teller , som hurtigt indså, at i stedet for den mekaniske chokbølge af en atomeksplosion, ville det være meget hurtigere og mere effektivt at bruge røntgenstråler , frigivet fra en atomeksplosion, til at komprimere. Denne kombination af ideer blev senere kaldt Teller-Ulam-ordningen .
Den første eksperimentelle termonukleare enhed baseret på dette princip blev testet den 1. november 1952 ( Evie Mike test ).
I USSR blev en lignende ordning uafhængigt udviklet i 1955 og dannede også grundlaget for teknologien til termonukleare våben (produkt RDS-37 ). Samtidig var det videnskabelige bidrag fra Viktor Davidenko , Andrei Sakharov og Yakov Zel'dovich [1] [3] betydeligt .
Det meste af energien fra en atombombeeksplosion frigives i form af røntgenstråler . Emissionsspektret falder nogenlunde sammen med spektret af et sort legeme ved en temperatur på 50.000.000 Kelvin (lidt mere end tre gange højere end temperaturen i Solens kerne - 15 millioner K). Amplituden kan repræsenteres som en trapezimpuls med 1 mikrosekunds stigetid, 1 mikrosekund plateau og 1 mikrosekund faldtid. For en 30 kiloton atombombe er den samlede røntgenenergi 100 terajoule .
I Teller-Ulam-skemaet kaldes objektet, der udsættes for stråling, "sekundært stadium". Objektet indeholder fusionsbrændstof, såsom lithiumhydrid , og dets ydre skal er lavet af et røntgenuigennemtrængeligt materiale, såsom bly eller uran-238.
For at overføre røntgenstråler fra overfladen af det primære trin (dvs. atombomben) til overfladen af det sekundære trin, anvendes et system af "røntgenreflektorer".
Reflektoren er normalt en cylinder, såsom uran. Det primære trin er placeret i den ene ende af cylinderen, og det sekundære trin er i den anden. Det indre af cylinderen er normalt fyldt med røntgengennemsigtigt skum, såsom Styrofoam .
Udtrykket "reflektor" er forvirrende, da man måske tror, at enheden fungerer som et spejl til røntgenbilleder. En lille del af strålerne er selvfølgelig spredt, men det meste af energioverførslen sker i en to-trins proces: "reflektoren" opvarmes til høj temperatur af strålingen fra atombombeeksplosionen, og så udsender den selv X -stråler, som falder på sekundærstadiet. Effektiviteten af denne proces kan forbedres ved metoder, der er statshemmeligheder .
Nogle kinesiske dokumenter siger, at kinesiske videnskabsmænd brugte en anden metode til at producere strålingsimplosion. Ifølge disse dokumenter brugte de i deres første termonuklear bombe, i stedet for en "reflektor" til at overføre energi fra det primære stadium til det sekundære, en røntgenlinse.
Udtrykket "strålingsimplosion" indebærer, at bombens sekundære trin komprimeres af strålingstryk, men beregninger viser, at selvom dette tryk faktisk er højt, overstiger trykket, der udøves af fordampende materialer, det langt. Den ydre skal på sekundærstadiet bliver så varm, at den begynder at fordampe og spredes med stor hastighed. Dette skaber et tryk, der er flere størrelsesordener højere end blot strålingstrykket. Strålingsimplosion i termonukleare våben er således intet andet end implosiv fordampning forårsaget af stråling.