Sevpolitforum.info

Да, таки дисительна, а КАКОЙ?
Баярен, просвети тёмных, неуков!

Взорвать металл можно двумя силами: электрической или механической, воздействуя ими только на свободные электроны. В лабораторных условиях проще пользоваться электрической силой. Поразительны в этом смысле опыты французского физика Георга Вертгейма (G. Wertheim). В 1844-1848 годах он показал, что небольшой электрический ток (примерно в 10 раз более сильный, чем в обычной электропроводке) существенно меняет характеристики металлов. Их сопротивление на разрыв уменьшается, а модуль упругости снижается на 18%. Получается так: если нет тока и свободные электроны движутся хаотически, они надежно "склеивают" узлы решетки, защищают металл от разрыва, обеспечивают его высокую упругость. Но стоит сформировать из них направленный поток, как металл становится податливым к воздействию силы. А что станет с металлом, если электрический ток продолжать увеличивать, но металл охлаждать, сохраняя его твердое состояние?

Авторы проделали подобные опыты, пропуская ток по металлическим пленкам толщиной несколько сотен атомарных слоев. В столь тонком слое металл хорошо охлаждался воздухом и нагревался не выше 180°С.

Плотность тока j в пленках увеличивали в 1000 раз по сравнению с обычным проводом. При значениях j= (1,43÷8,04)·109 А/м2 (соответственно вольфрам и алюминий) энергетическое равновесие в кристаллах нарушалось настолько, что они взрывались, минуя жидкое состояние, за несколько микросекунд. Известно, что плотность тока пропорциональна скорости потока электронов, а кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости. Поэтому, когда плотность тока увеличивалась в тысячу раз, кинетическая энергия направленного (локализованного) потока электронов возрастала в миллион раз. Этого оказалось достаточно, чтобы "отвлечь" свободные электроны от роли "клея" и взорвать кристаллическую решетку. Способ взрыва твердого металла с помощью электрической силы, а также источник энергии, основанный на этом принципе, авторы запатентовали в 2000 году.

Электрический взрыв твердого металла оказался весьма эффективным. Энергия связи каждого атома, например, железа, превращенная в энергию взрыва, составляет около 8·106 Дж/кг (известное взрывчатое вещество тротил вдвое слабее). Вместе с тем эффективность взрывчатых веществ оценивается не только энергией, но и мощностью, то есть отношением энергии взрыва к его продолжительности. Благодаря кратковременности мощность взрыва металла в сотни раз больше, чем у того же тротила.

Проведенные опыты позволили наконец определить ту величину избытка кинетической энергии свободных электронов, которая нарушает равновесие частиц в металлическом кристалле. Мы установили, что труднее всего взорвать легкий алюминий. Для этого требуется электрическая энергия ß=1/66 его энергии связи. Легче всего взрывается тяжелый вольфрам - необходимая энергия составляет только 1/2133 энергии связи, и кпд взрыва близок к 100%, поскольку он равен (1 - ß)·100.

Подробнее см.: https://www.nkj.ru/archive/articles/4072/ (Наука и жизнь, МЕТАЛЛ ВЗРЫВАЕТСЯ!)

Ядерное оружие направленного действия (США)

Проект "Орион"/"Касаба"
Собственно говоря, проект "Касаба" - гаубица "Касаба", как она более известна - родился как производная от проекта ядерно-импульсной ракеты "Орион".

Основным фактором, приводившим в движение "Орион", было облако раскаленной плазмы, формирующееся в момент взрыва и распространяющееся в пространство со скоростью до сотен километров в секунду. Создатели проекта "Орион" предположили, что можно повлиять на процесс формирования плазменного облака, сконцентрировав большую его часть в виде узкого конуса плазмы. В подобном виде, привод был бы намного более эффективен: узкий конус плазмы направлялся бы точно на отражательную плиту (которая могла теперь иметь совсем небольшие размеры!) и приводил корабль в движение.

Спроектированный ядерный заряд направленного действия имел следующую компоновку:
- Ядерный заряд помещался в оболочку из обогащенного урана
- В этой оболочке было предусмотрено единственное отверстие, заткнутое "пробкой" из бериллия
- Поверх бериллиевой пробки крепилась вольфрамовая плита



Теоретическая схема направленного ядерного заряда

При детонации заряда, в первые микросекунды, формирующийся мощный поток рентгеновского излучения отражался от урановых стенок, в конечном итоге находя выход только со стороны бериллиевой "пробки". Бериллий, эффективно поглощая рентгеновское излучение, стремительно разогревался, преобразуя тем самым рентгеновское излучение в инфракрасное. Положенная сверху на "пробку" вольфрамовая плита оказывалась поверх мощнейшего направленного потока тепла: испаряясь, плита преобразовывалась в поток плазмы, устремленный точно в том направлении, куда указывала "пробка".

Концепт был абсолютно реалистичен и работоспособен. И - как и многими подобными работами - им заинтересовались военные.

Идея милитаризовать направленные ядерные заряды была практически очевидна. Удар летящей на скорости в сотни (до 1000) километров в секунду плазмы имел бы совершенно ошеломляющий эффект на любую цель. Условный килограмм ионизированного газа, разогнанный до скорости 500000 м/с, имел бы энергию порядка 12,5 ТерраДжоулей - или в 24 раза больше энергии выстрела в упор орудия линкора "Ямато". Никакая боеголовка, никакая тем более ракета или космический аппарат не могли бы устоять против такого плазменного тарана. Более того: мало какая наземная структура имела бы хотя бы призрачные шансы выдержать это.

https://grimnir74.livejournal.com/5304535.html