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Abakababa
Anmeldungsdatum: 03.05.2022
Beiträge: 6
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 Abakababa Verfasst am: 03. Mai 2022 00:54 Titel: H-Bombe für Nordkorea & Iran dank neuem Fusionsansatz? |
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Hallo,
den Beginn meiner Überlegungen bildet dieses 11 min lange Video.
Es handelt von einem Ansatz für einen Fusionsreaktor, dessen Initialenergie von einem sehr schnellen Projektil bereitgestellt wird. Dieses trifft auf einen Würfel mit Brennstoff mit Tritium+Deuterium, der in einer Weise geformt ist, dass er die Bewegungsenergie des Projektils maximal verstärkt. Bei 4:42 und 7:34 sieht man verschiedene Würfel in Großaufnahme. Sie haben eine Kantenlänge von ca 1-2cm.
Bei 8:46 gibt es eine Zeitlupensequenz, in der man das Projektil sieht. Es scheint sich um eine konventionelle Panzerkanone mit einem Durchmesser von 12cm zu handeln. Laut den Betreibern genügt die Energie aus dem Schuss, um den Fusionsprozess in Gang zu setzen. Laut Wikipedia hat die Leo 2 Kanone eine Mündungsenergie von >13MJ.
Als nächstes wollen sie die Kanone aber durch einen elektromagnetischen Beschleuniger ersetzen, der effektiv eine 1cm lange Nadel auf den Würfel schießen soll. Dies mit einer Geschwindigkeit von 20-30km/s.
Rechnet man sich das einmal durch, dann kommt in etwa der selbe Wert wie bei der Kanone heraus mit...
E = 0,5*3g*30.000km/s^2 = 13,5MJ
Es wird zwar nicht explizit gesagt, aber es sieht danach aus, als können sie mit der Kanone bereits einen zuverlässig reproduzierbaren Fusionsprozess erzeugen.
Das Ziel eines möglichst einfachen Designs wird dadurch eindeutig erreicht. Nebenbei zeigen sie allerdings auch, wie einfach eine Fusionsbombe gebaut werden kann.
Effektiv müsste der Brennstoffwürfel nur an der Spitze einer Masse angebracht werden (zB ein 1000kg schwerer Wolframstab), um ihn dann von einer hoch steigenden Rakete aus dem Orbit vertikal auf das Ziel fallen zu lassen.
Die Geschwindigkeit eines solchen Geschoss betrüge zwar nur ~1500km/s, allerdings ist es auch sehr viel schwerer als das, was aus einer Kanone kommt. Entsprechend größer könnte der Brennstoffwürfel ausfallen mit....
E = 0,5*1000kg*1500km/s^2 = 1,13GJ
Das wäre eine ziemlich dicke Bombe und das einzig relevante, was man dazu braucht, ist Tritium. Das aber fällt als Nebenprodukt in jedem Kernkraftwerk an.
Kommt das hin oder habe ich mich irgendwo vertan? |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1547
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| Nobby1 Verfasst am: 03. Mai 2022 09:02 Titel: |
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Mal überlegt welchen Aggregatzustand Wasserstoff und seine Isotope hat?
Da braucht man schon wie bei der ersten H Bombe der Amis ein Hochhaus, da man die Kühlung darin unterbringen musste.
https://youtu.be/iIZVS1nGfKo
Heute macht man das mit Lithium6deuterid |
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Abakababa
Anmeldungsdatum: 03.05.2022
Beiträge: 6
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| Abakababa Verfasst am: 03. Mai 2022 14:11 Titel: |
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Danke für die Antwort.
| Nobby1 hat Folgendes geschrieben: | Mal überlegt welchen Aggregatzustand Wasserstoff und seine Isotope hat?
[..]
Heute macht man das mit Lithium6deuterid |
Wegen des Würfels dachte ich mir schon, dass sie eventuell ein Hydrid verwenden, hatte aber keine Ahnung, was es da gibt auf dem Markt.
Vom Verständnis her würde ich jetzt vermuten, dass man mit der Hydridisierung der beiden Komponente eine Vorstufe des Fusionsprozess auslagert (bzw den Glücksfaktor reduziert, indem die Stoffe nahe genug beieinander liegen), so dass für die Fusion am Ende weniger Energie notwendig wird.
Ist denn bekannt, um wie viel sich der Energieinput in etwa reduziert, wenn man das Hydrid verwendet? |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041
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| DrStupid Verfasst am: 03. Mai 2022 15:39 Titel: |
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| Nobby1 hat Folgendes geschrieben: | | Mal überlegt welchen Aggregatzustand Wasserstoff und seine Isotope hat? |
Man sollte Bezeichnungen nicht wörtlich nehmen. Dass das Ding "Wasserstoffbombe" genannt wird, heißt nicht, dass da Wasserstoff im Spiel ist. Normalerweise nimmt man Lithiumdeuterid und das ist fest. Das Problem ist nicht der der Aggregatzustand, sondern die für die Zündung notwendige Energie. Mit einem Geschoss richtet man da gar nichts aus. Selbst Hohlladungen sind viel zu schwach. |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1547
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| Nobby1 Verfasst am: 03. Mai 2022 15:51 Titel: |
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A) habe ich oben doch geschrieben und B) wird in dem mp4 von Deuterium und Tritium ausgegangen. Ich halte das auch für nicht machbar, ausser auf der Sonne. |
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Abakababa
Anmeldungsdatum: 03.05.2022
Beiträge: 6
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| Abakababa Verfasst am: 03. Mai 2022 20:03 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Mit einem Geschoss richtet man da gar nichts aus. Selbst Hohlladungen sind viel zu schwach. |
Deren Trick soll ja darin liegen, dass die Bewegungsenergie des Projektils per geometrischer Akrobatik auf einen winzigen Punkt fokussiert wird.
Wenn man nun annimmt, dass damit für den sich dort befindlichen Teil des Brennstoffs eine Fusionsreaktion ausgelöst werden kann, dann ist sicherlich auch vorstellbar, dass diese Reaktion ausreichend ist, um den übrigen Teil des Brennstoffs zu entzünden.
Die Gretchenfrage ist halt, was da geometrisch los ist, wenn es nicht das Prinzip Hohlladung ist. Wer das herausfindet, der hat das Rezept für eine billige Megabombe.
| Nobby1 hat Folgendes geschrieben: | | Ich halte das auch für nicht machbar, ausser auf der Sonne. |
Tja, sie meinen aber, dass sie das in einer Weise zuverlässig hinbekommen, dass sie gerade am ersten Reaktor für den richtigen Einsatz basteln.
Insgesamt ist es aber schon sehr erstaunlich, dass im Schießpulver für eine konventionelle Kanone insgesamt genug Energie drin ist, um eine handvoll Moleküle zur Fusion anzuregen. |
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Fragvogel_1
Anmeldungsdatum: 30.03.2022
Beiträge: 73
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| Fragvogel_1 Verfasst am: 03. Mai 2022 21:01 Titel: |
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Hi,
| Abakababa hat Folgendes geschrieben: | ...
Wenn man nun annimmt, dass damit für den sich dort befindlichen Teil des Brennstoffs eine Fusionsreaktion ausgelöst werden kann, dann ist sicherlich auch vorstellbar, dass diese Reaktion ausreichend ist, um den übrigen Teil des Brennstoffs zu entzünden.
....
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Ist das nicht die Vorstellung einer chemischen Reaktion? Atombomben funktionieren so nicht. Einzelne Reaktionen würden nur den Rest der Bombe zerstören.
| Zitat: | | Die Gretchenfrage ist halt, was da geometrisch los ist, wenn es nicht das Prinzip Hohlladung ist. Wer das herausfindet, der hat das Rezept für eine billige Megabombe. |
Das ist die geringste aller meiner Sorgen.
Grüße |
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Abakababa
Anmeldungsdatum: 03.05.2022
Beiträge: 6
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| Abakababa Verfasst am: 03. Mai 2022 21:24 Titel: |
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| Fragvogel_1 hat Folgendes geschrieben: |
Ist das nicht die Vorstellung einer chemischen Reaktion? Atombomben funktionieren so nicht. Einzelne Reaktionen würden nur den Rest der Bombe zerstören.
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Irgendwie schon. Mein Gefühl sagt mir, dass die mit ihrem Ansatz (sofern er denn brauchbar ist) erst ganz am Anfang stehen. Da ist noch sehr viel Raum nach oben.
Die Kettenreaktion stelle ich mir in Verbindung mit dem Projektil vor, das dafür sorgt, dass der Brennstoff nirgendwo hingehen kann. Ist aber nur eine reine Spekulation.
| Zitat: |
Das ist die geringste aller meiner Sorgen.
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Echt? Sobald die Geometrie bekannt ist, wird jede mittelmäßige Schlosserei in der Lage sein, sich eine H-Bombe zu bauen. Das ist dir doch schon klar, oder?
PS:
Ich habe noch etwas nachgedacht und bin zum Schluss gekommen, dass sich klassische Verbrennungsmotoren vermutlich am besten für die Umsetzung der Energie eignen. Die Fusion muss nur klein genug sein, damit es den Motor nicht sprengt.
Am ehesten wird sich wohl der Wankelmotor eignen, da er robust ggüber hohen Drehzahlen ist. Bei einer Masse von 500kg für den Drehkolben würde bei 5000 U/min ausreichend Energie zur Verfügung stehen.
Der Brennstoffwürfel kommt dabei dort hin, wo beim Wankel die Zündkerze ist und als Verdichtungsmittel kann man Wasser verwenden, da sich das quasi nicht komprimieren lässt.
Fertig ist der Wankelfusionsmotor. Hier habt ihr es zum ersten Mal gelesen.  |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041
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| DrStupid Verfasst am: 04. Mai 2022 16:39 Titel: |
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| Abakababa hat Folgendes geschrieben: | | Deren Trick soll ja darin liegen, dass die Bewegungsenergie des Projektils per geometrischer Akrobatik auf einen winzigen Punkt fokussiert wird. |
Aber das ist doch vor Jahrzehnten alles schon probiert worden. Auch in gewöhnlichen Atombomben werden Stoßwellen für den Trägheitseinschluss fokussiert. Das hat man seit langem gut im Griff. Es ist aber nie gelungen, auf diese Weise eine Wasserstoffbombe zu zünden. Dass ein kleines Startup etwas können soll, woran zwei Supermächte mit nahezu unbegrenzten Ressourcen gescheitert sind, ist nicht besonders glaubwürdig.
| Abakababa hat Folgendes geschrieben: | | Wenn man nun annimmt, dass damit für den sich dort befindlichen Teil des Brennstoffs eine Fusionsreaktion ausgelöst werden kann, dann ist sicherlich auch vorstellbar, dass diese Reaktion ausreichend ist, um den übrigen Teil des Brennstoffs zu entzünden. |
Gibt es denn einen übrigen Teil des Brennstoffs, der nicht zündet? Wenn ja, dann zeigt das doch, dass die Energie nicht ausreicht. Solange weniger Energie frei wird, als man reinsteckt, ist das ohnehin alles Wunschdenken.
| Abakababa hat Folgendes geschrieben: | | Die Gretchenfrage ist halt, was da geometrisch los ist, wenn es nicht das Prinzip Hohlladung ist. Wer das herausfindet, der hat das Rezept für eine billige Megabombe. |
Was soll da schon großartig los sein? Wenn die Stoßwellen nicht überall die gleiche Ausbreitungsgeschwindigkeit haben, dann werden sie gebrochen, wie Licht in einem optisch dichten Medium. Damit kann man sie natürlich auch fokussieren. Das ist seit langem bekannt und wird auch technisch genutzt. Trotzdem hat noch niemand eine Wasserstoffbombe mit konventioneller Zündung gebaut. So einfach, wie Du Dir das vorstellst, ist das also nicht.
| Abakababa hat Folgendes geschrieben: | | Sobald die Geometrie bekannt ist, wird jede mittelmäßige Schlosserei in der Lage sein, sich eine H-Bombe zu bauen. |
Es ist mehr als zweifelhaft, dass ein mittelmäßiger Schlosser ein Projektil auf die im Video erwähnten 20-30 km/s beschleunigen kann. Von der notwendigen Präzision ganz zu schweigen.
| Abakababa hat Folgendes geschrieben: | | Der Brennstoffwürfel |
Der Würfel ist nicht aus Brennstoff. Der Brennstoff befindet sich in kleinen Hohlräumen innerhalb des Würfels. |
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Abakababa
Anmeldungsdatum: 03.05.2022
Beiträge: 6
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| Abakababa Verfasst am: 04. Mai 2022 18:07 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Gibt es denn einen übrigen Teil des Brennstoffs, der nicht zündet? Wenn ja, dann zeigt das doch, dass die Energie nicht ausreicht. Solange weniger Energie frei wird, als man reinsteckt, ist das ohnehin alles Wunschdenken.
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Das weiß ich alles nicht. Ich habe nochmal etwas nachgedacht und ich denke mittlerweile, dass sie eine extrem kleine Brennstoffmenge nehmen. Es ist ja recht einfach auszurechnen, wie groß die Menge eines Stoffs sein darf, wenn sie mit gegebenem Energieinput eine bestimmte Temperatur erreichen soll.
Für Wasser wäre das...
Q= c*m*dT
13MJ = 4186 J/kg*K * x * 150.000.000 K
x = 0,020704 g
Bei dem benötigten Materialien ist es dann vermutlich 1/4 oder vllt sogar noch etwas weniger. Generell aber ist das technisch heute auch in der Großserie gut machbar.
Bzgl der Energieausbeute würde die Menge übrigens in ca 15MWh Strom resuliteren, also immernoch ordentlich, wobei mir nicht bekannt ist, wie groß der Überschuss aus der Fusion am Ende ist. Vermutlich aber wirds reichen.
Effektiv impliziert diese extrem kleine Menge, dass die Geometrie in deren Würfel auf Punktgenaugigkeit getrimmt ist. Bei dem Krebs, der als natürliches Vorbild dient, ist es ja auch nicht die ganze Blase, in der die Energie verdichtet wird, sondern man sieht, dass es eine Linie ist, in der alles verdichtet ist.
Für einen Nachbau bedeutet es, dass man einfach nur eine sehr kleine Stoffmenge zuverlässig treffen muss. Etwa mit einem fixierten Brennstoffwürfel, der aus einem exakt ausgerichteten Kanal mit einem Projektil beschossen wird.
Oder - siehe Wankel - wie ich es machen würde: Eine klitzekleine Öffnung, an deren Ende der Brennstoff fixiert ist, und durch die mit dem notwendigen Hochdruck Wasser gedrückt wird.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
| Abakababa hat Folgendes geschrieben: | | Der Brennstoffwürfel |
Der Würfel ist nicht aus Brennstoff. Der Brennstoff befindet sich in kleinen Hohlräumen innerhalb des Würfels. |
[/quote]
Aha. Und du bist wohl einer von der Sorte, die mit dem Ackerdemikertitel auf die Welt gekommen sind... Manoman! |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041
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| DrStupid Verfasst am: 04. Mai 2022 19:57 Titel: |
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| Abakababa hat Folgendes geschrieben: | | Für einen Nachbau bedeutet es, dass man einfach nur eine sehr kleine Stoffmenge zuverlässig treffen muss. Etwa mit einem fixierten Brennstoffwürfel, der aus einem exakt ausgerichteten Kanal mit einem Projektil beschossen wird. |
Auch auf die Gefahr hin, mich zu widerholen: Es gibt keinen Brennstoffwürfel, sondern nur winzige Brennstofblasen innerhalb eines Würfels aus irgend einem anderen Material (vermutlich Kunstoff). Die maximale Brennstoffmenge wird durch das Volumen der Hohlräume begrenzt und wie Du mittlerweile selbst erkannt hast, wird selbst davon nur ein kleiner Teil gezündet.
Man kann den Würfel auch nicht beliebig vergrößern oder aus Brennstoff herstellen, weil sich damit die Brechung der Stoßwelle ändert. Und selbst wenn es gelingt, einen Würfel z.B. aus LiD so herzustellen, dass in der Kavität eine Kernfusion startet, ist mehr als zweifelhaft, ob die dabei frei werdende Energie ausreicht, um auch den Rest zu zünden. Bis sie Bereiche mit genügend großer Dichte erreicht, um nennenswert absorbiert zu werden, hat sie sich schon auf ein Vielfaches des ursprünglichen Volumens ausgedehnt. |
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Abakababa
Anmeldungsdatum: 03.05.2022
Beiträge: 6
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| Abakababa Verfasst am: 04. Mai 2022 21:13 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Auch auf die Gefahr hin, mich zu widerholen: Es gibt keinen Brennstoffwürfel, sondern nur winzige Brennstofblasen innerhalb eines Würfels aus irgend einem anderen Material (vermutlich Kunstoff).
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Ok, du verstehst Sarkasmus nicht. Mir ist schon klar, dass der Brennstoff im Würfel ist und nicht der ganze Würfel aus Brennstoff besteht.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Die maximale Brennstoffmenge wird durch das Volumen der Hohlräume begrenzt
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Wir suchen keine maximale Menge, sondern eine minimale.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
und wie Du mittlerweile selbst erkannt hast, wird selbst davon nur ein kleiner Teil gezündet.
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Das war keine Vermutung, sondern gesunder Menschenverstand. Restlose Verbrennung geht nur bei einem bzw. in dem Fall zwei Molekülen.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Man kann den Würfel auch nicht beliebig vergrößern oder aus Brennstoff herstellen, weil sich damit die Brechung der Stoßwelle ändert.
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Man kann zB 1000 Würfel nebeneinander stellen und sie gleichzeitig zünden.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Und selbst wenn es gelingt, einen Würfel z.B. aus LiD so herzustellen, dass in der Kavität eine Kernfusion startet, ist mehr als zweifelhaft, ob die dabei frei werdende Energie ausreicht, um auch den Rest zu zünden.
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Was, wenn der Rest nicht gezündet werden muss, weil die Teilmenge zur Zündung bzw. für das Erzeugen von mehr Outputenergie ausreicht?
Frage 1: Wie groß ist der Energieüberschuss bei einem perfekten Fusionsprozess?
Frage 2: Wie ineffizient darf der Fusionsprozess sein, um trotzdem noch einen Energieüberschuss zu erzeugen? |
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