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Text File  |  2003-06-29  |  14KB  |  255 lines
  1. "The problem of nuclear weapon proliferation will not be solved until the
  2.  root cause is attacked. This is the belief that nuclear weapons are desirable
  3.  things to have, whether for use in fighting wars, in deterring and/or
  4.  intimidating adversaries, or only as symbols of technological power or
  5.  political equality with the mighty. Until all these motivations are shown to
  6.  be empty, and until nuclear weapons are outlawed by a world consensus that
  7.  they are too dangerous, politically and militarily counter-productive and
  8.  morally unacceptable, the threat of nuclear proliferation will remain."
  9.  
  10. p.83, Uranium Enrichment & Nuclear Weapon Proliferation, SIPRI, A. Krass et al.
  11.  
  12. IMPLOSION ASSEMBLY
  13.  
  14. The idea here is to have a hollow shell of fissionable material, and compress
  15. it using carefully placed surrounding explosives. By pressuring the material 
  16. into a smaller volume, you increase the density. By doing so, you increase the
  17. probability of a neutron split over neutron loss. You need a precise spherical
  18. shock wave for compression.
  19.  
  20. The collapsed core is then irradiated with external neutrons to start fission.
  21. The number of nuclei fissioning during later generations is proportional to
  22. how many nuclei you have fissioning initially. This depends on the initial
  23. neutron flux.
  24.  
  25. Fusion Boosting
  26.  
  27. At the centre of the core you can have solid Li6D. Some time before detonation
  28. you could also inject the core with T gas, from some exterior device. The idea
  29. is to achieve a fusion reaction in the central pit.
  30.  
  31. During implosion, the core gains a high enough temperature and
  32. pressure for fusion reactions to occur. The synergy between fusion and fission
  33. reactions greatly improves chain reaction efficiency. Neutrons released from
  34. fusion have much higher energies than those released via fission processes.
  35. When these ultra fast neutrons hit U-235 nuclei, the splitting releases more
  36. neutrons than when U-235 are hit with fission neutrons. The chain reaction
  37. multiplies rapidly, leading to higher temperatures, and more fusion. The
  38. ultimate result is more U-235 splitting than you would have without the
  39. boost.
  40.  
  41. The shell may be made of U-235 or Pu-239. The first Chinese test employed
  42. a U-235 shell.
  43.  
  44. Another technique is to introduce a tamper of some sort, which is another shell
  45. surrounding the fissionable material. This shell is usually made of 
  46. Beryllium or U-238. It's purpose is to reflect escaping neutrons back into
  47. the reaction. This has the effect of reducing the amount of fissionable
  48. material needed for a reaction.
  49.  
  50. The Fat Man bomb used a hollow core, but present day weapons might employ a
  51. solid (subcritical) core of fissile material. The density increase in a solid
  52. core reduces the amount of critical mass required for a chain reaction. This
  53. is because the reaction cross section is substantially increased.
  54.  
  55. Core Levitation
  56.  
  57. To increase the impact of the tamper on the fissionable shell, you can
  58. levitate the shell. You leave an air gap between the two materials. This
  59. has the effect of increasing momentum transfer, and hence facilitating
  60. implosion. According to Ted Taylor, in John McPhee's book (see Refs):
  61.  
  62. "[Taylor] said there was something about the structure of implosion
  63. bombs that he had not gone into, and that he could not go into, which
  64. contributed greatly to their yield... 'All I can say is this: They
  65. had known all along that the way to get more energy into the middle was
  66. to hit the core harder. When you hammer a nail, what do you do? Do you
  67. put the hammer on the nail and push?'"
  68.  
  69.  
  70. ============================================================================
  71.  
  72.      [1]  Uranium Detonator
  73.           -----------------
  74.  
  75.               Comprised of 2 parts.  Larger mass is spherical and concave.
  76.               Smaller mass is precisely the size and shape of the `missing'
  77.               section of the larger mass.  Upon detonation of conventional
  78.               explosive, the smaller mass is violently injected and welded
  79.               to the larger mass.  Supercritical mass is reached, chain
  80.               reaction follows in one millionth of a second.
  81.  
  82.      [2]  Plutonium Detonator
  83.           -------------------
  84.  
  85.               Comprised of 32 individual 45-degree pie-shaped sections of
  86.               Plutonium surrounding a Beryllium/Polonium mixture.  These 32
  87.               sections together form a sphere.  All of these sections must
  88.               have the precisely equal mass (and shape) of the others.  The
  89.               shape of the detonator resembles a soccerball.  Upon detonation
  90.               of conventional explosives, all 32 sections must merge with the
  91.               B/P mixture within 1 ten-millionths of a second.
  92.  
  93.  ____________________________________________________________________________
  94.  
  95.                                   - Diagram -
  96.                                  -------------
  97.  ____________________________________________________________________________
  98.                                        |
  99.             [Uranium Detonator]        |         [Plutonium Detonator]
  100.  ______________________________________|_____________________________________
  101.                 _____                  |
  102.                |    :|                 |               . [2] .
  103.                |    :|                 |           . ~   \_/   ~ .
  104.                | [2]:|                 |        ..        .        ..
  105.                |    :|                 |      [2]|        .        |[2]
  106.                |   .:|                 |     . ~~~ .      .      . ~~~ .
  107.                `...::'                 |    .        .    .    .        .
  108.                _ ~~~ _                 |   .           .  ~  .           .
  109.             . `|     |':..             | [2]\.  .  .  .  [1]  .  .  .  ./[2]
  110.          .     |     | `:::.           |   ./          . ~~~ .          \.
  111.                |     |   `:::          |   .         .    :    .         .
  112.        .       |     |    ::::         |    .      .      .      .      .
  113.                | [1] |    ::|::        |     . ___        .        ___ .
  114.       .        `.   .'   ,::||:        |      [2]|        .        |[2]
  115.                  ~~~     ::|||:        |        .'        _        `.
  116.        ..        [2]   .::|||:'        |           .     / \     .
  117.         ::...       ..::||||:'         |              ~ -[2]- ~
  118.          :::::::::::::||||::'          |
  119.           ``::::||||||||:''            |
  120.               ``:::::''                |
  121.                                        |
  122.                                        |
  123.                                        |
  124.                                        |
  125.        [1] = Collision Point           |      [1] = Collision Point
  126.        [2] - Uranium Section(s)        |      [2] = Plutonium Section(s)
  127.                                        |
  128.                                        |
  129.  ______________________________________|_____________________________________
  130. ============================================================================
  131.  
  132.  
  133.                         - Diagram for Plutonium Bomb -
  134.                        --------------------------------
  135.                        [Gravity Bomb - Implosion Model]
  136.                        --------------------------------
  137.                         -> Cutaway Sections Visible <-
  138.  
  139.  
  140.  
  141. ============================================================================
  142.  
  143.  
  144.  
  145.                                       /\
  146.                                      /  \ <---------------------------[1]
  147.                                     /    \
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  149.                  | :      ||:      ~      ~               : |
  150.      [2]-------> | :      ||:                             : |
  151.                  | :      ||:                             : |
  152.                  | :      ||:                             : |
  153.                  | :      ||:                             : |
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  160.                  | :      ||:                             : |
  161.                  | :______||:_____________________________: |
  162.                  |/_______||/______________________________\|
  163.                   \       ~\       | :          |:|         /
  164.                    \       |\      | :          |:|        /
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  166.                      \     |:_\    | :__________\:|      /
  167.                       \    |___\   |______________|     /
  168.                        \  |     \ |~               \   /
  169.                         \|_______\|_________________\_/
  170.                         |_____________________________|
  171.                         /                             \
  172.                        /                               \
  173.                       /                                 \
  174.                      /          _______________          \
  175.                     /       ___/               \___       \
  176.                    /____ __/                       \__ ____\
  177.      [3]_______________________________               \ ___|
  178.                    / __/               \               \__ \
  179.                   / /                  \/                 \ \
  180.                  / /              ___________              \ \
  181.                 / /            __/___________\__            \ \
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  183.      [4]-------> ___||___|====|[[[[[|||||||]]]]]|====|___||___ <------[4]
  184.             /  /              |=o=o=o=o=o=o=o=o=| <-------------------[5]
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  186.            :  |___                    |*|                    ___|  :
  187.           .'  |   \_________________  |*|  _________________/   |  `.
  188.           :   |   ___________   ___ \ |*| / ___   ___________   |   :
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  209.              `:=========\::. `::::...     ...::::' .::/=========:'
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  211.                `.          ~~~~~~\|   ~~~   |/~~~~~~          .'
  212.                 `.                \:::...:::/                .'
  213.                  `.                ~~~~~~~~~                .'
  214.                   `.                                       .'
  215.                    `:.                                   .:'
  216.                     `::.                               .::'
  217.                       `::..                         ..::'
  218.                         `:::..                   ..:::'
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  220.     [12]------------------> `:____:::::::::::____:' <-----------------[12]
  221.                               ```::::_____::::'''
  222.                                      ~~~~~
  223.  
  224.  
  225.  
  226.  
  227.  
  228.  
  229. ============================================================================
  230.  
  231.  
  232.                               - Diagram Outline -
  233.                              ---------------------
  234.  
  235.                         [1] - Tail Cone
  236.                         [2] - Stabilizing Tail Fins
  237.                         [3] - Air Pressure Detonator
  238.                         [4] - Air Inlet Tube(s)
  239.                         [5] - Altimeter/Pressure Sensors
  240.                         [6] - Electronic Conduits & Fusing Circuits
  241.                         [7] - Lead Shield Container
  242.                         [8] - Neutron Deflector (U-238)
  243.                         [9] - Conventional Explosive Charge(s)
  244.                        [10] - Plutonium (Pu-239)
  245.                        [11] - Receptacle for Beryllium/Polonium mixture
  246.                               to facilitate atomic detonation reaction.
  247.                        [12] - Fuses (inserted to arm bomb)
  248.  
  249.  
  250.  
  251.  
  252. ============================================================================
  253.  
  254. 1994
  255.