Mi van akkor ha fogok egy kritikus tömeghez közeli urán vagy plutóniumgolyót és a Mariana árok fölött bedobom az óceánba?

Előzőnek igaza van, ez a nyomás alig-alig nyomná össze a fémeket (elhanyagolhatóan).

Ennél azért több kell egy atombombához.

Jóval a kritikus tömeg fölé tervezik, és neutron-inicializátort, -tükrözőt, stb. alkalmaznak.

Szóval, ha véletlenül fel is robbanna, (van rá nagyon-nagyon pici esély,) csak a közepén menne végbe a láncreakció,

szétvetné mint egy hagyományos bomba, vagyis piszkos bomba lenne.

Hogy mennyire összenyomható a plutónium, ahhoz nem értek, de valószínűleg nem túlságosan.

Neutronfizikai szempontból viszont ahhoz hogy atombombaként robbanjon fel, nem elég éppen hogy kritikusnak lennie, prompt-szuperkritikusnak kell lennie.

Ez azt jelenti, hogy a hasadás során "azonnal" felszabaduló, ún. prompt neutronoknak elégnek kell lennie a láncreakció fenntartásához.

Ha csak éppen hogy szuperkritikus, akkor az ún. késő neutronok is szükségesek a láncreakcióhoz, amik több másodperccel a hasadás után keletkeznek. Emiatt lényegesen megnő a rendszer időállandója, és lassan, komótosan fog emelkedni benne a teljesítmény.(A késő neutronok valamivel kevesebb mint 1%-át adják az összes keletkező neutronnak)

A kompressziónál azonban érdekesebb kérdés, hogy mi történik a plutóniumgolyóddal, ha simán vízbe mártod. A víz ugyanis kiváló reflektor. Ha a golyód éppen hogy szubkritikussága levegőben értendő, akkor rögtön szuperkritikussá válik, amint vízbe mártod.

Szintén nagyobb hatása van a dologra a hőmérsékletnek. A Mariana-Árokban hideg van. A hideg szintén növelni fogja a golyód reaktivitását az által, hogy a Doppler-effektus csökken. (De az is lehet, hogy a gyors neutronokkal működő atombombában ez nem is komoly szempont. Egy termikus atomreaktorban az.)

Szóval a lényeg amit mondani akarok, az az hogy egy hasadóanyag kritikus tömege nem egy abszolút mennyiség, hanem nagyban függ a körülményektől. Geometria, hőmérséklet, környező anyagok, a kísérletben használt anyagok tisztasága, meg gondolom még egy csomó más minden befolyásolja.

[link]

water reflector neutron

[link]

és az elbénázott linkem:

[link]

ad 3:

A nukleáris dolgokban elég jó választ a következő dolgokkal egészíteném ki:

Ami a plutónium tulajdonságait illeti, meglehetősen ridegtörékeny módosulata okozza a megmunkálási nehézségeket.

Ha a kérdésben feltett plutónium golyó megmelegedne, mondjuk a kezdődő nukleáris láncreakciótól, (szép lassan) akkor biztos átkristályosodik béta plutóniummá, ami kb 1.5 kg/dm3 al kisebb sűrűségű mint a szobahőmérsékletű forma (alfa plutonium) így ha el is indul valami biztosan megáll. lehűlés után visszakristályosodna ha tudna, de inkább elporlad.

Ilyen megfontolásból ötvözik az atomfegyverekben a plutóniumot, hogy delta fázisú, jól alakítható (a kompressziós hullám által összepréselhető) legyen.

Továbbá a plutónium ekkora térfogatban szuperkritikussá válása esetén a keletkező energia külső összenyomás (implóziós hullám, és a plutónium részecskék tehetetlenségi lendülete, ami összefelé hat) nélkül (és itt a statikus víznyomás kevés) hamar szubkritikussá válik. (szétrepül.) az eredmény atomrobbanás helyett "nuclear fizzle" Ennek elméleti részleteiről többet:

[link]

és

[link]

Ebből az okból kifolyóan a lassan kritikussá váló plutónium reaktor lehetetlenség, ebből így nem tud atombomba lenni maximum atompukkancs.

Summázva: ha kritkus közeli szubkritikus lenne, és valamilyen csoda folytán mégis lenne láncreakció, a lassú melegedés miatt biztosan kitágulna és ujra szubkritikussá válna a rendszer.

Ami további érdekesség: A plutónium alfa bomló a belőle származó sugárzás nem igényel védőöltözéket. Mérgezés ellen elég a védőkesztyű.

Érdekességként megemlítem, hogy létezett a földön természetes atomreaktor, afrikában, Gabonban. angol wiki:

[link]