Bom Phân Hạch Gia Tăng – Boosted fission bombBây giờ chúng ta hảy trở lại ngòi neutron D-T để hiểu thế nào là Bom phân hạch gia tăng. Nếu nhìn kỷ cơ cấu đầu W88, được trang bị cho đầu đạn xuyên lục địa (ICBM) Trident II, chúng ta thấy nó chia làm hai phần. Phần trên là loại bom phân hạch “gia tăng” (Boosted fission bomb) xài ngòi neutron D-T. Chúng ta gọi là “gia tăng” vì ngòi D-T là loại ngòi phản ứng theo hợp hạch, giúp tăng cường độ phản ứng của bom phân hạch. Vậy cho nên bom xài ngòi D-T còn “tạm” được gọi là bom phân hạch gia tăng. Và nó cũng là mô hình chính của bom nhiệt hạch (thermonuclear bomb). Thường có nhiệt độ cở 20 đến 30 triệu độ.
Những loại bom phân hạch với sức nổ ép làm tăng khối lượng đến mức quá hạn để nổ, thì mức tối đa, sức mạnh mà chúng ta gặt hái được chỉ tới 20% mà thôi. Thường thì phản ứng dây chuyền phân hạch, chưa phân hủy đến 20% của nguyên liệu nguyên tử, thì nó đã phát nổ rồi (thermal expansion process - bước vào quá trình giản nở vì nhiệt). Nhưng với ngòi D-T thì quả bom thời nay 10-15kg có sức công phá gấp mấy chục lần hơn Little-Boy (64kg) hay Fat-Man (70kg+).
Bộ phận phân hạch D-T trong những thời khắc đầu tiên khi trái bom bị ép vào, sẽ bắt đầu phản ứng cùng lúc với sự phân hạch của (U-235 hoặc P-239). Khoảng cở 1% nguyên liệu phân hạch được phản ứng, thì nhiệt độ của D-T sẽ tăng lên cực cao, tạo ra phản ứng nhiệt hạch hợp hạch (thermonuclear fusion). Từ phản ứng này sẽ tạo ra vô số neutron nhanh, năng lượng cao (high velocity, high energy neutron - 14MeV). Loại neutron này có năng lượng gấp bảy lần neutron của bom phân hạch bình thường. Tạo ra khả năng phân hạch cao và lượng neutron thoát ra gấp nhiều lần phản ứng thường.
Lý do tạo ra được điểm lợi này là…”rất đơn giản”: Phần này xài rất nhiều toán học từ phương trình vi phân, tích phân đến hằng số và ma trận trong vi tích phân. Viết ra cũng vài chục trang giấy, mà chính tôi đã từng học khá nhiều về nó, vậy mà nhìn lại còn nỗi gai ốc. Hồi thời còn vật lộn với nó mà còn chưa hiểu hết, thì bây giờ nói chi đến diễn tả bằng tiếng Việt. Viết ra chính mình còn không hiểu thì làm sao ai hiểu…híc, híc.
“rất đơn giản” bao gồm các công thức tính flux, delta time absorption, cross section, scattering effect, probability of capturing,.. "Em xin bó tay".
Thôi, đơn giản hoá thế này. Nếu chúng ta lấy 1 mol Deuterium (2 grams) phản ứng hợp hạch với 1 mol Tritium (3 grams) chúng ta sẽ có 1 mol neutrons (1 gram); tương đương với 600,000 tỷ tỷ hạt neutrons. Cho dù bị thất thoát trong phản ứng, hoặc bay tuột mất không bắt được, thì vẫn đủ để phản ứng phân hạch cho 1 mol Plutonium (239 grams). Phản ứng này sẽ tạo ra khoảng 4.6 mol neutrons. Tiếp theo tạo ra phản ứng cho 1099 gram Pu-239. Tại thời điểm này (mới 2 lần phân hạch) chúng ta đã có tổng số 1.338g (1099g + 239g) Pu-239 bị phân hạch, năng lượng phát ra đã là 23 ngàn tấn TNT.
Nghiã là với 5g lõi D-T và 1,34kg Pu-239 chúng ta sẽ có sức công phá cở 23kT(TNT). Trong khi trái bom thả ở Hiroshima nặng 64kg chỉ có sức công phá 16kT(TNT).
Điểm quan trọng nhất là ngòi neutron D-T và cấu trúc bom gia tăng phân hạch đã cho ta một cấu trúc bom an toàn hơn các loại thời trước. Loại bom này không bị tự kích hỏa (predetonation) khi xảy ra sự cố hoặc có vụ nổ neutron bom ở gần. Chúng ta sẽ hiểu thêm khi tới phần neutron bom.
DanViet2011_@VnMilitaryHistory
Một phút thư giản:Viết tới đây, chợt nhớ một ngày khi còn trong trường đại học.
Một hôm lảo Giáo sư Tiến sĩ Vật Lý Nguyên tử giảng về bài phản ứng hợp hạch (nuclear fusion).
Lão quơ một mớ “buà lỗ ban” toán học trên bảng. Bổng lão chùi, chùi,.. viết, viết…chùi, chùi...viết, viết...
Rồi lảo bước lui ba bước, chống nạnh đứng nhìn chằm chằm... vào cái bảng đen loang lổ.
Tôi thúc tay thằng bạn Việt nam ngồi kế bên,
_ “Ê mày. Chết rồi, ổng ‘Kên’ cái bảng kìa!”
Thằng khỉ cười tủm tỉm:
_ “Sao mày ... thế. Cái bảng đang “Kên” ổng đó.”
_ ".....”
(Cám ơn bác daibangden trau chuốt giùm)
