ingeniørdebat.dk
Ingeniørdebat => Computer => Emne startet af: Morten Jødal efter 12, August 2011 - 21:20
-
Jeg har fået et link til en uhyre spændende artikel om det cyberangreb på Irans atomprogram, der angiveligt satte programmet et år tilbage.
Artiklen kan læses HER (http://www.wired.com/threatlevel/2011/07/how-digital-detectives-deciphered-stuxnet/all/1)
Der kan sikkert være delte meninger om, hvem der er "helte" og "skurke" i denne sag, men artiklen tager ikke stilling. Den redegør blot for opdagelsen og dekodningen af den computerorm, der var i stand til at ødelægge centrifugerne fysisk.
Netop derfor er den placeret under "Computer", hvor resten af historien nok ikke hører hjemme. Hvad det er for centrifuger, der er blevet angrebet, kan læses HER. (http://en.wikipedia.org/wiki/Gas_centrifuge)
Interesserede bør sætte god tid af til læsningen. Det er en meget lang artikel, men efter min opfattelse indsatsen værd!
-
Interessant stof. Kun undrer det mig hvorfor disse centrifuger er tilsluttet internettet.
Da det drejer sig om et hemmeligt anlæg der formentlig er ret simpelt at styre, var det mere rimeligt om anlægget var afsondret fra den ydre verden med forbud mod at bruge USB-nøgler, disketter og lignende.
Det var også interessant at få forklaret hvordan disse centrifuger fungerer.Det undrede mig at uranet skal være på gasform og ikke flydende som i en mælkecentrifuge, men det er formentlig på grund af centrifugens høje rotationshastighed, op imod lydens hastighed (det må vel være periferihastigheden). Hvad er mon temperaturen inde i centrifugen?
Venlig hilsen Gerda
-
Hej Gerda
gasformen er ønsket fordi de forskellige isotoper har forskellige massefylder og når de er på gasform så kan de adskilles ligesom du kender det fra mælkecentrifuger hvor man skille fløden fra mælk.
Fissile atomer er:
235U. Isotopen findes i naturligt forekommende uran i en mængde på 0.7 %.
De 99.3 % består at isotopen 238U, der ikke er spaltelig.
235Uran er den eneste fissile isotop, der findes naturligt.
233Uran. Forekommer stort set ikke naturligt. Produceres ved bestråling af Thorium.
239Pu (Plutonium-239)er ikke naturligt forekommende. Det er en transuran.
Det dannes ved bestråling af 238U og en påfølgende omdannelse ved radioaktivt henfald.
Det dannes derfor i brændselselementerne under driften.
En betydelig del - 30-40 % af energien fra a-kraftværker - stammer fra spaltning af plutonium, som dannes under driften.
Andre plutoniumisotoper kan også spaltes.
240Pu spalter spontant uden ydre anledning. Det er brændslets indhold af denne isotop der gør, at brugt brændsel ikke egner sig som grundlag for fremstilling af atombåben.
Også isotopen 241Pu er spaltelig.
Heraf ses det at den uran man er interesseret i også er den letteste(fløde)
Og plutonium 239 fremstilles af den tunge 238.
-
Ja Morten man kan undre sig at USA begiver sig ind på det spor, fordi det jo legimterer det angreb de selv har været udefor med Wikileaks.
-
Det var også interessant at få forklaret hvordan disse centrifuger fungerer.Det undrede mig at uranet skal være på gasform og ikke flydende som i en mælkecentrifuge, men det er formentlig på grund af centrifugens høje rotationshastighed, op imod lydens hastighed (det må vel være periferihastigheden). Hvad er mon temperaturen inde i centrifugen?
Venlig hilsen Gerda
Ja, man skal jo op i en meget høj temperatur for at få uran i gasfase, men den eneste grund til at man alligevel foretrækker at centrifugere i gasfasen må vel være, at det i praksis er endnu mere vanskeligt at centrifugere i væskefasen. Med de små masseforskelle der er mellem isotoperne, skal der en vældig masse "g" til for at separeringen skal kunne ske. Det Det giver nok problemer med en væske der er næsten 20 x tungere end vand. Såvidt jeg ved kan man ikke engang separere tungt vand fra vand ved centrifugering! Egentlig burde det være muligt at separere uranisotoperne på samme måde som man fremstiller tungt vand. Det kræver nok mere energi, men kræver sandsynligvis ikke så besværlige konstruktioner! Håber at Echelon ikke er altfor kvikke en søndag morgen her i hundedagene! ;-)
-
Svar til forskellige:
Gerda, som jeg læser artiklen, var de ramte faciliteter IKKE forbundet til internettet.
Nu har jeg aldrig beskæftiget mig med PLC-programmering, men jeg kunne godt have en fornemmelse af, at eksperterne i sådanne ting helst gør det på eget kontor med de relevante håndbøger ved siden af. Herunder kan jeg forstå, at nogle af de komponenter, der skal programmeres til, er klassificerede, så håndbøgerne i at programmere dem måske også er, og ikke nødvendigvis må ligge og flyde hos en tilfældig kunde.
Måske derfor er det nødvendigt at tillade klassificeret personnel at medbringe USB-nøgler?
Jeg læser det sådan, at det klart må have været betroede ansatte, der smuglede nøglerne ind, og jeg kan ikke lade være med at forbinde de senere mord på to sådanne ansatte med det iranske efterretningsvæsens opklaringsarbejde! Men det er naturligvis ren spekulation ...
Spredningen til andre faciliteter kan meget vel være sket gennem Siemensmedarbejdere, der har arbejdet hos flere kunder, og det fremgår jo også af artiklen, at spredningsmønsteret adskiller sig stærkt fra al anden virusspredning.
Bjarke: Der ligger en ganske spændende både moralsk og politisk debat og lurer et sted derude ... men måske ved vi for lidt til at føre den. Du nævner USA, men det gør faktisk ingen af de reelt involverede (omhyggeligt?). Symantecs ansatte har spekuleret på, hvorfor deres opklaringsarbejde ikke er blevet standset, da de første resultater blev offentliggjort, og det kan meget vel være CIA, de forventede ville trække i trådene. Men måske har CIA været for kloge til overhovedet at antyde, at de er indblandede, når nu affæren alligevel kommer frem?
Og måske er CIA slet ikke indblandet, men nøjes med at grine?
Vi ved for lidt - og sammenligningen med Wikileaks er jo fin, men kan kun bruges til at aktivere holdninger for og imod.
John: Det er ikke uran, der centrifugeres, det er uranhexafluorid, UF6.
Jeg linker til en anden Wikipedia-artikel (http://en.wikipedia.org/wiki/Uranium_hexafluoride), hvoraf det fremgår, at dette stof sublimerer (altså overgår fra fast form til dampform) allerede ved bekvemme 56,5°C ved atmosfæretryk. Nu ved jeg ikke, hvor meget denne gas afviger fra idealitet, men for ideale gasser er densiteten jo proportional med molarmassen og altså en smule lavere for "fløden" 235UF6 end for "mælken" 238UF6 (jfr. Bjarkes redegørelse). Så en stribe centrifuger i kaskade kan lave en ret god adskillelse, og dette er vistnok den billigste måde at berige uran på, men den kræver høj teknologisk kunnen.
I fyrrerne, da atombomben blev opfundet, opstod der jo et pludseligt behov for uranberigelse, og alle kendte metoder blev benyttet. Herunder i høj grad cyklotroner, som er enormt dyre både i bygning og drift. Så da den kemiske omdannelse med efterfølgende gascentrifugering vandt, fik alle USAs tekniske universiteter en cyklotron forærende af militæret efter krigens slutning. ;D
Den kunne de bruge til en masse god forskning i helt andre ting.
Centrifugemetoden er forøvrigt i konkurrence med diffusion af UF6 - altså en anden metode, der bygger på samme kemiske forbindelse. Den er omtalt i samme Wikipedia-artikel (med link til nærmere beskrivelse). Så vidt jeg har forstået, er diffusion lettere at håndtere, men centrifugering kan berige bedre, hvilket er en af grundene til, at man mistænker Iran for at have militære og ikke civile formål i tankerne.
I det hele taget taler man i a-kraftdebatten meget om uran, men går man i dybden, drejer det sig meget sjældent om det rene metal. Brændselsstave indeholder for eksempel altid piller af uranoxid UO2, som er langt lettere at håndtere end metallet, og da O tillader neutroner at passere, er den kemiske forbindelse lige så god. Ligeledes er der kemi involveret i samtlige bearbejdningsprocesser - fra udvinding af den smule uran, der ofte er i blymalm (som af samme grund omdøbes til uranmalm) over oprensning og berigning til genudvinding af ubrugt uran fra brugte brændselsstave.
Rent uranmetal produceres kun i begrænset omfang til specielle formål (granatspidser, stabiliseringslodder i fly og skibskøle, strålingsbeskyttelse).
I alle disse tilfælde benyttes "forarmet" uran, altså uran befriet for 235U. 238U har så lang halveringstid, at strålingen fra stoffet er forsvindende, men på grund af den høje densitet beskytter det meget effektivt mod gammastråling - ca. dobbelt så godt som bly. Ofte benyttes det i form af "mursten" overtrukket med et tyndt beskyttelseslag, som standser den alfastråling, der er den primære fra uran.
Nå, det sidste var egentlig langt off-topic - men det kan vel ikke undgås, at en debat om uranberigelsescentrifuger også kommer til at handle om uran? Selv om hovedemnet var det digitale angreb på dem.
-
John: Det er ikke uran, der centrifugeres, det er uranhexafluorid, UF6.
Jeg linker til en anden Wikipedia-artikel ([url]http://en.wikipedia.org/wiki/Uranium_hexafluoride[/url]), hvoraf det fremgår, at dette stof sublimerer (altså overgår fra fast form til dampform) allerede ved bekvemme 56,5°C ved atmosfæretryk.
OK, så forstår jeg at skidtet virker!
-
Til gengæld gjorde spørgsmålet mig klogere på en upåagtet sikkerhedsrisiko ved A-kraft.
Ifølge den Wikipedia-artikel jeg linker til i mit forrige indlæg, opbevares 95% af al hidtil produceret forarmet uran i form af det ekstremt giftige og letfordampelige UF6 i metalcylindre med ca. 12 tons i hver!
Læs sidste afsnit i linket: "Storage in gas cylinders".
Det er ærligt talt ikke ret betryggende, og ulykker er forekommet.
Men det er "for dyrt" at omdanne stoffet til det risikofrie UO2.
Endnu mere off-topic - men tankevækkende :o
-
Vi er formodentlig enige i at Irans centrifugering har til formål at lave A VÅBEN.
og vi er formodentlig også enige om at det der opbevares i gastætte tanke er (D)UF6, er på krystalinskform.
Det link og sidelink er ret enige om hvad der er tale og meldingen er også oversaskende for mig al den stund at når og hvis uran anvendes i ammunition så er prisen på at lave det på fastform ikke uoverkommelig
-
vi er formodentlig også enige om at det der opbevares i gastætte tanke er (D)UF6, er på krystalinskform.
Det link og sidelink er ret enige om hvad der er tale og meldingen er også oversaskende for mig al den stund at når og hvis uran anvendes i ammunition så er prisen på at lave det på fastform ikke uoverkommelig
Vi er helt enige i opfattelsen af det iranske berigelsesprogram.
Vi er teknisk set også enige om resten af dit indlæg.
UF6 - uanset om der er D (for depleted = forarmet) foran er for giftigt og flygtigt et stof til at det kan opbevares forsvarligt i store mængder.
Vi er formentlig også enige om, at risikoen i princippet intet har med nukleare forhold at gøre, men med stoffets kemiske og toksikologiske egenskaber.
Vi er nu langt off-topic, og jeg går endnu to små skridt længere ud:
1. Jeg fandt det væsentligt at få denne oplysning frem, uanset at den intet har med hverken StuxNet eller Iran at gøre
2. Jeg indrømmer, at der også lå lidt politisk drilleri i det, for hvordan er det gået så galt?
Det er det - efter min personlige opfattelse - fordi USAs A-kraftindustri har været for magtfuld og derfor engang i tidernes morgen har opnået en tilladelse, de ikke skulle have haft; nok med et halvt løfte om, at det var "midlertidigt".
Og nu mangler der så en stærk regering, der kan gribe ind over for en magtfuld industri, der - som alle markedsbaserede foretagender - prøver at minimere sine omkostninger, og i dette tilfælde for meget. Det skulle en myndighed have forhindret!
Det er så min påstand, at bortset fra den nukleare industri kunne kun olieindustrien slippe af sted med at handle så uforsvarligt. :o
Til dine bemærkninger om prisen for oparbejdning kan jeg kun sige, at jeg heller ikke finder den særlig høj. Men problemet er, at vi her ikke taler om et materiale, der bagefter har værdi, derimod om at skifte en billig slutdeponering af et affaldsstof ud med en dyrere ... og så har man altså opsamlet en pukkel af de sidste 50-60 års produktion ::)
-
UF6 - uanset om der er D (for depleted = forarmet) foran er for giftigt og flygtigt et stof til at det kan opbevares forsvarligt i store mængder.
Morten, af nysgerrighed, hvad er det ved UF6 der er rigtig giftigt? Er det U eller F? Jeg havde i 70'erne og 80'erne en "laboratorietilladelse". Jeg rodede med en masse ting dengang og svjh fik jeg tilladelsen fordi jeg skulle bruge metanol til noget særligt. Dengang fik man så tilsyneladende en "generel" laboratorietilladelse, sådan af man kunne bestille hvad som helst hos den lokale materialist. Jeg fik aldrig nogen meddelselse om at laboratorietilladelsen var blevet inddraget, men jeg går stærkt ud fra at den ikke gælder mere! ;-)
En gang for ca, 30 år siden brugte jeg min tilladelse til at købe en flourforbindelse i forbindelse med noget der skulle "smelte glas". Det var altså noget hidsigt stads, såvidt jeg forstår mere "hidsigt" end forarmet uran, som soldater jo håndterer (i fast form) uden nogen særlige foranstaltninger. Problemet med disse granater er vist EFTER at de er "forstøvet" (efter at de har penetreret noget panser.
-
Forarmet uran regner jeg for ret uskyldigt.
Efter NATOs angreb på Kosova var der en del ballade, fordi metallet var blevet brugt til granatspidser.
Men presseballaden stoppede (dog selvfølgelig uden dementi!) da man testede svenske soldater for uran i urinen: det viste sig, at den testgruppe, der havde gjort tjeneste i Kosova, havde ca. halvt så meget uran i deres urin som den kontrolgruppe, der havde travet rundt i de nordsvenske fjelde. Der er nemlig også spor af uran i al granit. Og der er meget granit i Nordsverige!
Så meget for urans giftighed.
Og som tidligere nævnt er den forarmede uran meget lidt radioaktiv, så jeg er heller ikke bekymret for strålingsniveauet.
Derimod reagerer UF6 spontant med vand og frigør hydrogenfluorid HF, som er dødeligt giftig. En vandig opløsning er kendt som flussyre og har tekniske anvendelser - men har også ført til en del ulykker.
Restproduktet uranylfluorid (UO2F2) er moderat giftigt.
Jeg mener derfor, at håndtering af UF6 i kontrollerede omgivelser er fuldt forsvarlig. Hvorimod deponering af stoffet er aldeles vanvittig! Også fordi det har et betydeligt damptryk ved stuetemperatur og derfor let spredes ved skader på beholderne.
Omdannelse til det ufarlige UO2 burde have været et lovkrav helt fra starten.
Det hører naturligvis med i billedet, at for hver gang man producerer et kg beriget uran (kraftværksstandard), producerer man samtidig 5-6 kg forarmet uran - og det allermeste deponeres altså som det giftige hexafluorid.
-
Jeg er først nu blevet opmærksom på denne trådog vil kommentere et par af påstandene.
Man kan i dag lave letvands kraftreaktorer uden berigning af Uranet eller med kun en lille berigning. Der var for en del år siden et projekt hvor Risø fremstillede de specielle brændselselementer som muliggør det
Men til bomber skal der bruges højt beriget uran eller plutonium. Så hvis iranerne, har så hårdt brug for berigning, er det ikke bare til fredelige formål.
Bjarkes indledende belæring om fision er ikke korrekt. U235 er ikke den eneste naturligt forekommende fisile isotop. Der er også andre, men de er bare ikke så nemme at få til det. U238 kan f.eks også give fision men kun ved indfangning af neutroner med over 1,5 MeV. Denne hurtige fision bidrager til reaktionen og må tages med i regning ved dimensionering af en kraftreaktor.
-
Man kan i dag lave letvands kraftreaktorer uden berigning af Uranet eller med kun en lille berigning. Der var for en del år siden et projekt hvor Risø fremstillede de specielle brændselselementer som muliggør det
Det har jeg aldrig hørt om - og din eftersætning om "specielle brændselselementer" giver mig mistanke om, at der er tale om noget andet - fx MOX fuel, som fremstilles af brugte brændselselementer og er beriget med plutonium, der dannes som biprodukt under normal reaktordrift.
MOX fuel udgør efter manges opfattelse en stærkt forøget sikkerhedsrisiko (prøv at google ordene).
De havarerede reaktorer på Fukushimaværket i Japan brugte MOX fuel, og det er øjensynligt ikke godt for japanernes helbred! Se fx HER (http://www.dcbureau.org/20110315782/natural-resources-news-service/mox-fuel-rods-used-in-japanese-nuclear-reactor-present-multiple-dangers.html). Hvis du mener noget andet end MOX, vil jeg meget gerne bede dig uddybe - og helst med en kildehenvisning.
Jeg deler din opfattelse af det iranske berigelsesprograms formål.
Jeg bemærkede også, at Bjarke ikke har ret mht. spontan fission af 235U, men undlod at kommentere det, da det var en ligegyldig detalje i forhold til trådens hovedemne - og der var allerede flere vigtigere sidespor. Din fremstilling er imidlertid heller ikke korrekt!
Faktisk er sandsynligheden for spontan fission højere i 238U end i 235U. HER (http://aktuelnaturvidenskab.dk/fileadmin/Aktuel_Naturvidenskab/nr-4/an4bjerge_levetid.pdf) er en spændende artikel om, hvordan geologer kan udnytte den spontane fission (bemærk: dobbelt s - modsat fusion) af 238U.
Derimod er 235U langt mere modtagelig for indfangning af langsomme neutroner end 238U, og det kan føre til induceret fission, som vil sige at der dannes en ny isotop (her 236U) i en ustabil tilstand, som får den til meget hurtigt at fissionere.
Da fission typisk frigør 2-3 overskydende neutroner, er der mulighed for at forøge raten af ny induceret fission, hvis de nye neutroner kan indfanges i 235U-kerner - hvilket så kræver, at disse findes i rimeligt stort antal, derfor berigningen.
Alle isotoper af grundstoffer med højere numre end 92 (uran) kan fissionere spontant, og de fleste har også øget sandsynlighed for induceret fission. Det er den ene halvdel af ideen bag MOX fuel, den anden halvdel er, at der dannes ret store mængder plutonium i en traditionel kernereaktor på grund af indfangning af hurtige neutroner i 238U - som herefter betahenfalder til 239Np og videre til 239Pu. 239Pu kan dog også indfange neutroner og omdannes da til 240Pu
Neutronerne fra fission er hurtige, så for at gøre dem langsomme skal de gennem en stribe sammenstød med atomer af moderatoren, som kan være vand, tungt vand eller grafit. Grafit blev (berettiget) upopulært efter Tjernobylkatastrofen, og tungt vand er "for effektivt", så den dannede plutonium fra reaktordriften bliver næsten ren 239Pu, der er egnet til fremstilling af A-bomber, modsat en blanding med et højere indhold af 240Pu, som dannes ved normal drift af en letvandsreaktor. Det er god latin blandt de fleste A-kraftfolk at anse letvandsreaktorerne for de mest sikre. Jeg er kun delvist enig (bl.a. er jeg ikke glad for MOX fuel, der kun bruges i letvandsreaktorer), men vil ellers lade emnet ligge for nærværende.
Endelig: Da vi nu er ved at afrunde detaljer og sidespring fra tråden, skal jeg lige gøre opmærksom på, at Bjarke vist misforstod mine bemærkninger om risikoen ved at oplagre UF6 - da han skrev om Iran i sit svar til det indlæg, hvor jeg introducerede risikoen. Men langt den meste oplagrede UF6 ligger i USA og er affald fra denne nations mangeårige atomprogrammer - både civile og militære. Og risikoen er regulær kemisk forgiftning, fordi stoffet ikke er blevet "nedarbejdet" til et stabilt oxid, men ligger som et ret flygtigt giftstof.
-
Først tak for rettelsen af stavefejlen. Den var dum.
Men du misforstod mig. Det er et faktum at U238 kan bringes til fission ved absobtion af en hurtig neutron. Det kan ske, selv om det langtfra sker hver gang kernen rammes af en hurtig neutron. Sandsynligheden for et elastisk stød hvor neutronen taber energi er større.
Ikke desto mindre er fission af U238 ansvarlig for mellem 2 og 4 % af neutronerne som frigives i en kraftreaktor i følge min gamle lærebog.
-
Vi er sandsynligvis enige. Men du skrev:
U238 kan f.eks også give fision men kun ved indfangning af neutroner med over 1,5 MeV.
- og det tolkede jeg naturligt sådan, at indfangning af hurtige neutroner er den eneste måde, 238U kan fissionere på. Jeg fandt det da væsentligt at fremhæve spontan fission, som endda er afgørende for, at både A-kraftværker og A-bomber overhovedet virker.
Da du ikke fulgte op på:
Man kan i dag lave letvands kraftreaktorer uden berigning af Uranet eller med kun en lille berigning. Der var for en del år siden et projekt hvor Risø fremstillede de specielle brændselselementer som muliggør det
- har jeg tolket det sådan, at det faktisk var MOX fuel, du tænkte på. Det er af mange grunde et problematisk produkt, men har absolut intet med Irans berigelsesprogram at gøre.
-
Nej de specielle brændselsceller man udviklede var absolut ikke MOX.
Tværtimod , formålet var at udvikle celler, som kunne fungere med naturligt uran, eller svagt beriget (det husker jeg ikke) i en letvandsmodereret reaktor.
Formålet var netop at man så kunne give nukleart brændsel , uden risiko for at de kunne brugs i nukleare våben. Vi hørte om det til en julelkomsammen på Risø i Kerneteknisk Selskab, og så en forsøgsproduktion af celler. De lignede ikke de sædvanlige . Uran (oxid) var valset ind i tynde metalplader.
Jeg har ledt efter dokumentationen, men kan ikke finde den.
Hverken den ene eller anden Uranisotop giver spontan fission. Der skal en påvirkning af kernen til. Det er hulens svært med andre patikler end neutroner.
Du kan læse om det i frofessor Ølgaard lile skrift , som jeg giver et link til nedenfor. Det er ret gammelt, så kun de første sider med den fundamentale forklaring er værd at læse.
http://www.akraft.dk/reaktorprin.pdf (http://www.akraft.dk/reaktorprin.pdf)
-
Nej de specielle brændselsceller man udviklede var absolut ikke MOX.
Tværtimod , formålet var at udvikle celler, som kunne fungere med naturligt uran, eller svagt beriget (det husker jeg ikke) i en letvandsmodereret reaktor.
I så fald må jeg formode, at forsøgene ikke er blevet nogen succes - for disse celler er ikke udbredt i de reaktorer, der er i drift.
Hverken den ene eller anden Uranisotop giver spontan fission. Der skal en påvirkning af kernen til. Det er hulens svært med andre patikler end neutroner.
Der tager du simpelthen fejl!
Jeg kan se, at du ikke har fulgt mit link til Aktuel Naturvidenskab i det første af mine nylige indlæg - det handler om, at geologer kan bruge henfaldsspor fra SPONTAN fission af 238U til at datere gamle uranholdige bjergarter.
Jeg har til gengæld ikke læst professor Ølgaards gamle artikel, så jeg kan ikke afgøre, om han giver en forkert oplysning, eller - mere sandsynligt - du har fejllæst den.
Men jeg har googlet emnet. En dansk søgning giver intet brugbart, men søger du på fission - uranium - spontaneous kommer der en del.
Her er et link til en videnskabelig artikel om emnet fra 1953:
http://prola.aps.org/abstract/PR/v92/i4/p907_1 (http://prola.aps.org/abstract/PR/v92/i4/p907_1)
Engelsksproget Wikipedia har en ganske glimrende artikel om spontan fission:
http://en.wikipedia.org/wiki/Spontaneous_fission (http://en.wikipedia.org/wiki/Spontaneous_fission)
Den centrale passage er:
As the name suggests, spontaneous fission gives much the same result as induced nuclear fission. However, like other forms of radioactive decay, it occurs due to quantum tunneling, without the atom having been struck by a neutron or other particle as in induced nuclear fission. Spontaneous fissions release neutrons as all fissions do, so if a critical mass is present, a spontaneous fission can initiate a self-sustaining chain reaction.
Længere nede angives fissionsrater for flere isotoper - af tallene fremgår, at hyppigheden af spontan fission er 7700 gange højere i 238U end i 235U - og at den spontane fissionsrate i 238U er 0.0136 neutroner / (g*s).
Der står meget mere, og der er flere interessante videre links - kan anbefales!
Spontan fission er afgørende for, at en kædereaktion kan starte. Man kan ikke bare trykke på en knap og indføre en ekstern neutronkilde! Hvad skulle det i så fald være? Neutroner er hulens svære at frembringe og styre i en accelerator ...
-
Jeg har nu selv fulgt mit eget gode råd og nærlæst de videre links fra Wikipedia-artiklen om spontan fission, og der er mange guldkorn.
En af de for mig overraskende ting var, at til A-våben er det afgørende, at der er FÅ spontane fissioner.
Under Manhattan-projektet i 1940'erne, som førte frem til A-bomberne, arbejdede man med to hovedlinier: "Thinman" og "Fatman".
Begge var baseret på plutonium, da det var meget vanskeligt at fremskaffe tilstrækkeligt meget højtberiget uran, men det lavtberigede uran man havde, var allerede i funktion i reaktorer, som naturligt producerede plutonium.
"Thinman" var en "kanonrørsbombe", hvor et hult projektil ved hjælp af en konventionel sprængladning skulle skydes mod en plutoniumkerne, så den samlede mængde blev overkritisk.
Man var klar over, at denne proces var vanskeligere med plutonium end med uran - men man havde ikke højtberiget uran nok.
Det væsentlige: GRUNDEN TIL, at processen var vanskeligere med plutonium, var en højere rate af spontan fission, som ville starte kerneprocesserne inden de to dele var i helt rigtig position og dermed føre til en "fuser", hvor bomben blev splittet ad, men hovedparten af materialet ikke fissionerede.
Det krævede en meget stor hastighed at få de to dele til at mødes hurtigt nok og derfor et meget langt kanonrør til accelerationen. I 1944 indså forskerne, at projektet måtte anses for umuligt at gennemføre, så "Thinman" blev opgivet og erstattet af "Little boy", som byggede på samme principper, men hvor det fissionible materiale var 80% 235U, som er lettere at arbejde med, fordi raten af spontan fisison er langt lavere, så man får bedre tid til at føre de to dele sammen, inden den inducerede fission tager over og giver den voldsomme virkning - og kanonrøret kunne laves meget kortere.
Som bekendt var "Little boy" den bombe, der blev kastet over Hiroshima den 6. august 1945. Uden forudgående afprøvning, for man havde simpelthen ikke uran nok til at fremstille et prøveeksemplar!
Modsat var "Fatman" en implosionsbombe, hvor det fissionible materiale (239Pu) var samlet i en kugleskal, som af en samtidig konventionel eksplosion hele vejen rundt om kuglen blev presset sammen til en massiv kugle og derved blev overkritisk.
Problemerne med denne konstruktion var i høj grad mekaniske/logistiske: hvordan får man alle dele af sprængstoffet til at eksplodere så præcist samtidig, at der dannes en massiv plutoniumkugle, inden indeslutningen brister?
Det lykkedes, og man havde plutonium nok, så denne bombe blev afprøvet (Trinity, 16. juli 1945, "Brighter than a thousand suns"). Og den næste - "Fatman" - blev kastet over Nagasaki den 9. august 1945.
Den første plutoniumbombe var produceret af hurtige reaktorer, så den bestod af næsten ren 239Pu. I moderne konstruktion af A-bomber er problemet at holde indholdet af 240Pu lavt nok, hvilket er et problem på grund af 239s ret høje spontane fissionsrate og høje virkningstværsnit for absorption af neutroner. Man taler derfor om "weapon-grade plutonium", som højst må indeholde 7% 240Pu, fordi 240Pu frigiver over 40.000 gange så mange neutroner ved spontan fission som 239Pu og derfor ikke tillader implosionen at fuldføres inden materialet bliver overkritisk.
-
Jeg synes nu at du skal læse de første sider af ølgaards lille skrift.
Så kan vi diskutere bagefter, om der er noget, du eller han har misforstået.
Det du kalder spontan fission er så sjældent i uran, at man kan se bort fra det i reaktor sammenhæng, og nok også til bomber, som jeg nu ikke har nogen indsigt i.
Startneutroner skaffer man sig på klassisk vis med en radium-berylium kilde. Det var samme måde som man brugte til at frembringe fission i trediverne.
Når man læser dit indlæg , og ikke er meget omhyggelig, får man let den tro at en stor klump af uran alene, kan give en overkritisk masse.
Det er almindeligt overtro.
Men læs nu skriftets første sider frem til firefaktorformlen.
-
Jeg synes nu at du skal læse de første sider af ølgaards lille skrift.
Så kan vi diskutere bagefter, om der er noget, du eller han har misforstået. Det er almindeligt overtro.
Det har jeg nu gjort uden at lære noget nyt.
Derimod må jeg fastholde, at der er noget DU har misforstået!
Retfærdigvis må jeg indrømme, at jeg blev mindet om de klassiske neutronkilder baseret på alfa-bombardement af beryllium. Dem havde jeg ærligt talt glemt - men har ellers undervist i dem for mange år tilbage, da gymnasieelever lærte mere fysik end idag.
Så jeg bør beklage den sidste sætning i mit forrige indlæg: Det ville være muligt at fremskaffe en neutronkilde til at starte fissionen i en reaktor, hvis det havde været nødvendigt - men det er det ikke, og en elproducerende reaktor indeholder ikke en sådan kilde!
Ølgaard har ikke misforstået noget; jeg kunne dog ikke læse alt, jeg mangler skrifttypen WPMath, så visse af formlerne så mærkelige ud, men jeg tror på hans ekspertise og kunne gætte mig til de fleste af de manglende tegn.
Men Ølgaard skriver heller ikke noget sted, at der skal induceres neutroner udefra for at starte reaktoren op!
Det du kalder spontan fission er så sjældent i uran, at man kan se bort fra det i reaktor sammenhæng
Ingen har påstået, at det har nogen større betydning - undtagen lige præcis under opstart, hvor den tilvejebringer de første neutroner.
Men forøvrigt er det ikke kun mig, der taler om spontan fission. Prøv lige at google på engelsk som anvist i et af mine tidligere indlæg.
nok også til bomber, som jeg nu ikke har nogen indsigt i.
Det er forkert. I bombekonstruktion er det afgørende vigtigt.
Når man læser dit indlæg , og ikke er meget omhyggelig, får man let den tro at en stor klump af uran alene, kan give en overkritisk masse.
Det er almindeligt overtro.
I så fald var det "almindelig overtro", der førte til, at en af manhattanprojektets fysikere ofrede sig selv for at redde de øvrige.
I et tidligt forløb eksperimenterede man med kritisk masse af beriget uran ved at lade to klumper køre frem mod hinanden på en skinne og måle neutronfluxen. I et forsøg satte mekanismen sig fast, mens materialet var i overkritisk tilstand, og neutronfluxen begyndte at stige hastigt. Den pågældende fysiker styrtede hen til opstillingen og rev den ene uranklump fri med de bare hænder. Han døde 9 dage senere af strålingssyge.
Historien kan bl.a. læses i bogen "Manhattanprojektet", som kan lånes på biblioteket.
Den kritiske masse af en 235U-kugle er 52 kg. Det svarer til en diameter af kuglen på 17 cm.
Se her: http://en.wikipedia.org/wiki/Critical_mass (http://en.wikipedia.org/wiki/Critical_mass)
Den kritiske masse kan formindskes ved at omgive uranklumpen med et neutronreflekterende materiale. Det skete i "Little boy", som indeholdt ialt 50 kg uran, hvilket var det dobbelte af den kritiske masse i dette design. Sent i designprocessen blev der dog også tilføjet en neutronkilde i bombens spids.
Se mere her: http://en.wikipedia.org/wiki/Little_Boy#Assembly_details (http://en.wikipedia.org/wiki/Little_Boy#Assembly_details)
-
I et tidligt forløb eksperimenterede man med kritisk masse af beriget uran ved at lade to klumper køre frem mod hinanden på en skinne og måle neutronfluxen.
Som denne tråd har udviklet sig, bliver jeg nødt til omhyggeligt at korrigere også mine egne fejl.
Jeg har fundet mit eget eksemplar af "Manhattan Projektet", hvor ulykken er omtalt side 69 (og forøvrigt: spontan fission er nævnt side 71).
Det var ikke "et tidligt forløb", da ulykken indtraf den 21. maj 1946, og det fissionible materiale var ikke uran, men to halvkugler af plutonium. Det sidste står ikke i den omtalte bog, men i dette link (http://en.wikipedia.org/wiki/Louis_Slotin), som gør omhyggeligt rede for fysikeren Louis Slotins liv og død.
Der var heller ingen skinne, men en skruetrækker, som han brugte til at holde de to halvkugler fra hinanden med (en aldeles vanvittig forsøgsprocedure!). Ulykken indtraf, da skruetrækkeren smuttede for ham, og han reagerede ved hurtigt at kaste den øverste halvkugle ned på gulvet - men døde den 30. maj af en strålingsdosis på skønnet 21 Sv.
Hans hurtige reaktion menes dog at have reddet de syv tilskuere til forsøget.
Jeg beklager, at først bogen og siden min hukommelse havde forvansket denne tragiske begivenhed.
Men pointen: at der ER en kritisk masse, og at en klump større end denne vil fissionere mere eller mindre fuldstændigt UDEN tilførsel af neutroner udefra, idet de oprindelige få spontane fissioner vil igangsætte tilstrækkeligt mange inducerede fissioner til at få fissionen til at løbe løbsk - ja, den holder! Og det gælder også for uran, selv om den kritiske masse af 235U er en del større end for de interessante plutoniumisotoper.
-
Nu var diskusionen jo oprindelig vedrørende om U238 er en fissil isotop.
Det er vi jo efterhånden formentlig enige om at den er.
Jeg har desværre ikke kunnet dokumentere min påstand om at det er muligt at lave en letvandsreaktor med naturligt eller kun svagt beriget Uran.
Sidst har jeg anført at man ikke kan lave en selvvedligeholdende kædeproces i rent uran uanset den totale masse.
Det har du prøvet at imøde gå med dine bombehistorier om plutonium, som ikke har med emnet at gøre at gøre.
Jeg vil stadig påstå at for at opnå en kritisk konfiguration må der foruden Uran også indgå andre stoffer, som eksempelvis vand, eller grafit. Uden moderator med relativ lette kerner kan man ikke få en kritisk masse af Uran.
-
I ved sikkert at fissionsprocesser kan finde sted uden at der har været nogle Hahn'er eller Oppenheimere på spil, fx i Oklo, Gabon, for mange, mange år siden! ;-)
-
Harbst, jeg er ked af, at debatter mellem os to så ofte ender i demagogik - men det er ved at ske nu med denne.
Jeg vil forsøge at bringe den lidt på sporet igen og trække de vigtige pointer frem.
Du skriver:
Nu var diskusionen jo oprindelig vedrørende om U238 er en fissil isotop.
Nej, det var ikke emnet fra min side. Jeg har bemærket, at du imødegik en forkert påstand fra et langt tidligere indlæg af Bjarke, men desværre kom du selv til at skrive:
U238 kan f.eks også give fision men kun ved indfangning af neutroner med over 1,5 MeV
OG DET ER FORKERT! Indfangning af hurtige neutroner er langt den vigtigste kilde til fission af 238U under drift af en kernereaktor (og jeg har aldrig betvivlet, at disse fissioner naturligvis medvirker til både energiproduktionen og neutronfluxen), men jeg fandt det væsentligt at påpege spontan fission, som kan finde sted i både 238U og 235U - langt hyppigst i 238U - og som er afgørende for, at en kernereaktor kan startes uden hjælp fra en ydre neutronkilde.
Du benægtede længe eksistensen af spontan fission, og det har jeg forsøgt at imødegå med diverse dokumentation og påvisning af konsekvenser. Nogle af disse eksempler førte ind på bombekonstruktion, hvilket du åbenbart finder off-topic. Det gør jeg ikke, da spontan fission var nøgleordet, men jeg skal ikke berøre emnet yderligere.
Jeg beklager, at fysikeren Louis Slotins død skyldtes plutonium og ikke uran. Det var en fejltolkning af en upræcis oplysning fra en bog, og derved blev historien lidt off-topic (men handlede dog stadig om spontan fission).
Du skriver i dit seneste indlæg:
Sidst har jeg anført at man ikke kan lave en selvvedligeholdende kædeproces i rent uran uanset den totale masse.
DET ER FORKERT!
Jeg har dokumenteret den kritiske masse af 235U flere gange, men da jeg tidligere har konstateret, at du har en udpræget modvilje mod at tro på Wikipedia, kommer her flere kilder, der er enige med de tidligere - men som ikke er Wiki!
http://www.wisegeek.com/what-is-critical-mass.htm (http://www.wisegeek.com/what-is-critical-mass.htm)
Critical mass is a concept one comes across when discussing nuclear material. In brief, the critical mass of a material is the amount needed for it to continue a nuclear reaction once it has begun.
There are different types of nuclear materials, and one type is known as a fissile material. Fissile materials are able to sustain a reaction once it has begun.
Critical mass is different depending on the material being used. In the case of Uranium-233, the critical mass is about 35 pounds (15kg). In the case of Uranium-235, the critical mass is about 115 pounds (52kg).
http://www.mpoweruk.com/nuclear_theory.htm (http://www.mpoweruk.com/nuclear_theory.htm)
Critical Mass
In practical terms the effective critical mass depends on many other attributes, such as the degree of enrichment of the fuel, its shape, temperature, density, and whether it is contained within a neutron-reflective substance. The minimum critical mass of Uranium-235 is a 52 Kg sphere 17 cm in diameter.
Jeg indrømmer, at det vil være overmåde vanskeligt at lave et praktisk design af en reaktor, der er stabil over længere tid i netop kritisk tilstand, hvis der kun må benyttes ren uran og ingen moderator. Det er formentlig hvad du mener, men ikke hvad du skriver!
Da du altså ikke vil anerkende reaktorer, der benytter ren uran, men tillige en moderator eller neutronreflektor, som "urandrevne", kan du formentlig heller ikke bruge denne videnskabelige artikel:
http://www.osti.gov/bridge/purl.cover.jsp?purl=/766566-ITPxxo/webviewable/ (http://www.osti.gov/bridge/purl.cover.jsp?purl=/766566-ITPxxo/webviewable/)
der handler om bl.a. urandrevne minireaktorer.
Den 1,8 Mia år gamle naturlige reaktor i Oklo, Gabon,
http://www.denstoredanske.dk/It,_teknik_og_naturvidenskab/Elektricitet/Kernekraft_og_kerneteknik/Oklo-f%C3%A6nomenet (http://www.denstoredanske.dk/It,_teknik_og_naturvidenskab/Elektricitet/Kernekraft_og_kerneteknik/Oklo-f%C3%A6nomenet)
som John Larsson så fint fremhæver, passer heller ikke til din snævre definition, da teorien er, at indtrængende vand i klippen har virket som moderator.
Men vi er forhåbentlig ved sagligt at nå enden af debatten.
Endelig finder jeg ikke Risø-eksperimenterne med brændselselementer, der skulle være mere effektive med en anden geometri end den sædvanlige, specielt vigtige for denne debat - eller i det hele taget vigtige, da de ikke blev sat i produktion. Jeg forstod, at de ikke havde noget med MOX at gøre, og det er nok for mig.
-
Kære Morten
Jeg er også ked af den form debatten har fået.
Lad os nu undgå at tale helt forbi hinanden fremover.
Det er stadig efter min bedste ovebevisning ikke muligt at opnå kritikalitet med uran alene. Der må andre stoffer i spil.
De mængder du refererer, som minimun for en kritisk kerne kan ikke passe, hvis det skal forstås som at der med U235 skal mindst 52 kg til. Det synes at fremgå af din kilde at det gælder for ren U235. Det fremgår indirekte af, at den hævder at der skal 400kg U235 til hvis berigningen nedsættes til 20%.
Dr1 reaktoren var ikke stor, men ingen kan vel tvivle om at den var kritisk i drift. Den indeholdt 984 g U235 i form af 20% beriget uran opløst som uranylsulfat i let vand. Beholderkernen var omgivet af et grafitspejl.
Der var således en faktor 400 gange mindre uran235 end din kilde hævder at der skulle være nødvendigt.
De angivne tal, kan meget vel passe for bomber . Det kan jeg ikke vurdere. Men de fremføres fejlagtigt som helt generelle.
Man skal være kritisk med kilder fra internettet. Der står så mange påstande, som fremføres af halvstuderede røvere uden at lægge vægt på forudsætningerne.
-
Man skal være kritisk med kilder fra internettet. Der står så mange påstande, som fremføres af halvstuderede røvere uden at lægge vægt på forudsætningerne.
Her kan vi være 100% enige.
Derfor har jeg også været omhyggelig med at se på ophavet til de links, jeg har præsenteret i debatten (ihvertfald i det omfang deres oplysninger var kritiske for min argumentation).
Wikipedia er en sag for sig, her er kvaliteten stærkt vekslende, men jeg mener efter bedste evne, at de opslag, jeg har refereret til, er af høj kvalitet - og det har altså været der jeg har fundet de ønskede tabelværdier.
Nogle af dem - deriblandt den kritiske masse af 235U - har jeg dog fundet bekræftet flere steder.
Og så til en forklaring på den fortsatte uenighed, som mest beror på misforståelser:
"Den kritiske masse" for et fissionibelt grundstof er den masse, en kugle af rent stof skal have for netop at kunne vedligeholde neutronfluxen ved fortsatte inducerede fissioner.
Det ville være principielt muligt at opbygge en kernereaktor af ren 235U som to halvkugler tilsammen lidt over den kritiske masse - og med en anordning til at holde kuglerne så nær ved hinanden, at den samlede neutronflux netop var kritisk. Den påstand vil jeg fastholde - det er forudsætningen for at tale om kritisk masse som et veldefieret begreb.
I praksis ville dette være et ganske vanvittigt design. Det var omtrent det, fysikeren Louis Slotin anvendte med et par plutoniumhalvkugler i 1946 - med katastrofalt resultat.
En masse faktorer indgår i denne størrelse, men en ikke uvæsentlig ting er tab af neutroner til omgivelserne.
I ethvert praktisk reaktordesign indgår derfor en form for moderator eller neutronreflektor, som forøger udbyttet af neutroner, der forårsager fortsat fission. Afhængigt af moderatorens art og reaktorgeometrien kan mængden af uran derved gøres endog meget mindre - jfr. DR1.
Jeg har dog ikke oplevet DR1 i funktion og heller ikke nærlæst dens design. De to gange, jeg har besøgt Risø, var hhv. DR2 og DR3 i funktion, men DR1 opgivet.
P.S. Selv om jeg lovede ikke at skrive mere om bomber, må jeg lige nævne, at "Little boy" heller ikke indeholdt 52 kg 235U, men kun 50 kg 80% 235U. Dens neutronreflektor var en skal af wolframcarbid. Denne mængde angives at være den dobbelte af kritisk mængde i dette design.
Jeg lægger ikke noget nyt link, da en præcis tegning kan findes ud fra de tidligere.
Og jeg beklager - men dette er Verdens mest gennemregnede offentliggjorte design, der udnytter fissionsprocesser. Jeg kunne ikke finde et alternativ.
-
P.S. Selv om jeg lovede ikke at skrive mere om bomber, må jeg lige nævne, at "Little boy" heller ikke indeholdt 52 kg 235U, men kun 50 kg 80% 235U. Dens neutronreflektor var en skal af wolframcarbid. Denne mængde angives at være den dobbelte af kritisk mængde i dette design.
Jeg lægger ikke noget nyt link, da en præcis tegning kan findes ud fra de tidligere.
Og jeg beklager - men dette er Verdens mest gennemregnede offentliggjorte design, der udnytter fissionsprocesser. Jeg kunne ikke finde et alternativ.
Morten! Beware of "nolehce"! ;-)
-
Hvis din kilde bruger denne særegne definition af kritisk masse , så kan jeg godt forstå uenigheden.
Den almindelige betydning er massen af fissilt materiale i en netop kritisk reaktor. Den kritiske masse er derfor stærkt afhængig af konfi gurationen.
DR2 blev da lukket ned længe før DR1.
Så hvis du har set DR2 er du kørt lige forbi Dr1, som stadig var i drift. Den var meget brugt til demonstration og øvelser for studerende.
-
Hvis din kilde bruger denne særegne definition af kritisk masse , så kan jeg godt forstå uenigheden.
Den almindelige betydning er massen af fissilt materiale i en netop kritisk reaktor. Den kritiske masse er derfor stærkt afhængig af konfi gurationen.
Dermed blev den tilbageværende uenighed så afklaret - men også, at du ikke har ulejliget dig med at læse min dokumentation, inden du påstod, at jeg havde uret! End ikke den der fremgik af de citater, jeg havde sat ind med rødbrun skrift.
Om definitionen er "særegen" afhænger af, hvilket miljø man færdes i. Den er bredt anvendt, men naturligvis med angivelse af hvad man mener i den givne situation. I kernekraftindustrien har man naturligvis aldrig brug for den kritiske masse af en ren isotop - i faciliteter, der oparbejder og producerer brændselsstave kan den være mere nyttig. Og desuden indgår den som grundlag i beregningsformler, der kan bruges i reaktordesign, idet man i høj grad kan indregne de øvrige faktorer - så man fx kan beregne virkningen af et brændselsskift.
Jeg vil også lige fremhæve, at jeg ikke har en enkelt, men adskillige uafhængige kilder til denne definition. Så vidt jeg husker har jeg citeret 4.
-
Hvis du nu læste de artikler du har sat uddrag ind af, vil du se at de egentlig også skriver at begrebet kritisk masse er for en reaktor.
Derefter angiver den ene alligevel kritisk massse for en isotop eller blanding af isotoper. Han bruger begrebet i strid med sin egen forklaring af det. Det er åbenbart at forfatteren sakser forskellige steder fra og bruger våbenstørrelser som gældende generelt.
Sådan er der så meget underlødigt på nettet, som troskyldige sluger råt.
-
Hvis du nu læste de artikler du har sat uddrag ind af, vil du se at de egentlig også skriver at begrebet kritisk masse er for en reaktor.
1. Her begår du et typisk demagogisk trick!
Jeg har indsat ialt TO citater om "Kritisk masse". Det ene fra wisegeek.com, det andet fra mpoweruk.com. Det første forklarer kritisk masse i den rene betydning - også hvis du læser hele artiklen! Du vælger alene at se på det sidste citat, som ganske rigtigt er taget fra en sammenhæng, der drejer sig om drift af en reaktor. Jeg burde have sprunget det over, men ville retfærdigvis medtage en sætning om den udvidede anvendelse. Her bruger de "minimum critical mass" om den rene størrelse.
"Kritisk masse" i den rene betydning er et gammelkendt begreb - jeg mødte det i min studietid (i tresserne), og der er masser af trykte referencer til det. Men det er ikke så vigtigt for drift af en kernereaktor.
2. A propos "læse", så var de to citerede artikler ikke de bedste om emnet. Det var derimod engelsk Wikipedias gennemgang - som jeg linkede til tidligere, men som du åbenbart ikke har læst. Det kunne have sparet os for en masse af polemikken, hvis du havde!
Vi er forsåvidt enige om, at mpoweruk-artiklen i sin helhed ikke er af høj kvalitet. Men det er den fra Wikipedia.
Men a propos "troskyldige", så synes jeg du kaster med flere sten end dit glashus kan holde til. Du synes at have været til et par foredrag af (gode) eksperter i et begrænset emne - og derpå regne det for HELE sandheden om et meget bredere emne! Det er troskyldigt, men ikke konstruktivt.
-
Jeg har skam læst artiklerne, men kun skimmet i de fleste afsnit.
Nej jeg har ikke bare været til et par foredrag, men i min studietid haft faget atomkraftteknik over flere semestre. Det var eksamensfag for min retning. Dertil øvelseskursus på Risø med rapporter.
Begrebet reaktor er ret vidt. Det er ikke bare kraftraktorer, men også forsknings- og andre reaktorer, hvor det er neutronfluksen man er interesseret i , eksempelvis til behandling at siliciumskiver , fremstilling af radioaktive isotoper og gamma og analyse af grundsoffer , ud fra halveingstid og gammaspektografi af de dannede isotoper. Selv bomberne er reaktorer. Det er også en reaktor, selv om den ikke er kritisk.
Wisegeek skriver således
In brief, the critical mass of a material is the amount needed for it to continue a nuclear reaction once it has begun.
Det er en noget løs formulering, som ikke udelukker, at der også er moderator til stede.
Mpoweruk artiklen indledes med en stor del om radioaktivitet . Det har jeg ikke nærlæst. Om fission gør den ret meget ud af og gentager, at fissislt materiale kun er et materiale, som kan undergå fission ved absorbtion af termiske neutroner.
Naturlig fission hører således ikke med i deres definition, og heller ikke U238
Det må også ligge implicit i definitionen at en kritisk masse af fissibelt materiale er baseret på en reaktor, som har moderator indbygget.
Men jeg vil medgive dig at min påstand om at man ikke kan opnå en selvvedligeholdende fissionsproces med ren uran uden moderator, gælder for normale grader af berigning.
.
Hvis der anvendes rent eller næsten rent U235 , ved jeg ikke om det er rigtigt.
-
Begrebet reaktor er ret vidt.
Det er vi 100% enige om!
En reaktor er en beholder designet til, at der foregår en reaktion i den. Begrebet anvendes også i kemi, hvor fx en kogekolbe er en reaktor.
Men i dagligsproget er det siden tressernes A-kraftdebat blevet knyttet til nukleare reaktorer.
Ud fra dine oplysninger anerkender jeg, at du ved mere om kernereaktorer end jeg, trods mit ret grundige selvstudium.
Til gengæld fastholder jeg, at du ser for snævert på tingene: "For en mand med en hammer er enhver genstand et søm" - og du læser alle nukleare processer udelukkende som om de handler om reaktordrift. Det gælder også din påstand om wisegeek-artiklens fissionsbegreb.
Her beskrives den mest udbredte fissionstype i kernereaktoren under drift - men der står intetsteds "kun".
Jeg har med adskillige links - herunder et til en direkte videnskabelig artikel - dokumenteret spontan fission, endda med henfaldsrater for diverse isotoper. Så det giver ingen mening at betvivle fænomenet, hvad du nu begynder på igen. Men naturligvis er det af helt forsvindende betydning i en reaktor, der er startet op. Ikke desto mindre er det vigtigt i en række sammenhænge - herunder selve reaktorstarten.
P.S. Jeg har kikket i et par andre wisegeek-artikler og fundet dem underlødige - så ingen af os skal vist argumentere med den præcise ordlyd der!
-
Jeg beklager en del slåfejl i det forrige indlæg fra mig. De gjorde visse passager svære at læse.
Nu nærmer vi os enighed.
Jeg har erkendt begrebet spontan fission. Min tabel giver da også halveringstider for både U235 og U238 uden at sige hvad slags radioaktiv proces der er. De er begge omkring 10^9 år som er ca som jordens alder.
U 235 har dog den korteste. Derfor undrer det mig at især spontan fission i U238 skulle være et problem i visse bomber. Kosmisk stråling giver også neutroner, har jeg læst for nylig.
-
Ja, så kan vi slutte af med enkelte detaljer.
235U har en halverigstid på 7,04*108 år, 238U ligger på 4,47*109 år - altså lidt over 6 gange højere.
Men mht. spontan fission vender det modsat: 238U fissionerer 7700 gange mere end 235U - men selv denne "høje" fissionsrate er kun ansvarlig for ca. 1 henfald pr. 2 millioner (resten er alfahenfald) og dermed ret ligegyldig for halveringstiden.
Ligeledes er kernekraftfolk helt ligeglade med den spontane fission, når først reaktoren kører, for den har forsvindende lille betydning.
Når fissionsraten er et problem i bomber, skyldes det, at i en overkritisk masse vokser raten af induceret fission forbløffende hurtigt. I bombedesignet er det afgørende, at hele mængden af fissibelt materiale er samlet på én gang i tilstrækkelig lang tid til at neutronfluxen når de fleste kerner - og så forbløffende det end kan lyde, regnede atombombens fædre ud, at skiftet fra underkritisk til helt samlet skulle ske på under 1 millisekund - i modsat fald ville bomben blive splittet ad inden ret meget nåede at fissionere.
I en bombe med 239Pu var der endnu kortere tid til rådighed, og kanonrørsdesignet blev helt opgivet med dette materiale.
Senere beregninger har endda vist, at i uranbomben over Hiroshima nåede kun ca. 1% af materialet at fissionere inden varme og tryk spredte det hele. Og bomber af kanonrørstype menes ikke at være bygget siden først i halvtredserne.
Du har ret i, at der også er neutroner i kosmisk stråling. Neutroners halveringstid er bare 10,3 minutter, så kun vor nærmeste stjerne - Solen, 8 lysminutter borte - kan levere en neutronflux af betydning til jordens atmosfære. Den er til gengæld ansvarlig for omdannelse af en del 14N til 14C gennem processen
14N + n -> 14C + p
og dermed for et af arkæologernes vigtigste dateringsværktøjer.