Введение

Формированный заряд, используемый в ядерном оружии Взрывная линза, используемая, например, в ядерном оружии, представляет собой высокоспециализированный заряд. В общем, это устройство, состоящее из нескольких взрывчатых зарядов. Эти заряды расположены и сформированы с целью контролировать форму детонационной волны, проходящей через них. Взрывная линза концептуально похожа на оптическую линзу, которая фокусирует световые волны. Заряды, из которых состоит взрывчатая линза, выбраны так, чтобы иметь разные скорости детонации. Для преобразования сферически расширяющегося волнового фронта в сферически сходящийся, используя только одну границу между составляющими взрывчатыми веществами, граничная форма должна быть параболоидной; аналогично, для преобразования сферически расходящегося фронта в плоский, граничная форма должна быть гиперболоидной и так далее. Для уменьшения аберраций (отклонений от предполагаемой формы) конечного фронта волны можно использовать несколько границ.

Изобретение

Как упомянул Ханс Бете, изобретение устройства взрывчатых линз было разработано и разработано Джоном фон Нейманом.

Использование в ядерном оружии

В ядерном оружии массив взрывчатых линз используется для изменения нескольких приблизительно сферических расходящихся волн детонации в одну сферическую конвергентную. Сходящаяся волна затем используется для разрушения различных оболочек (разрушителя, отражателя, толкателя и т. Д.). и, наконец, сжимает ядро (копь) делящегося материала до критического состояния. Они обычно изготавливаются из пластиковой взрывчатки и инертного вставки, называемого волнообразователем, который часто представляет собой плотную пену или пластик, хотя можно использовать и многие другие материалы. Другие, в основном более старые взрывчатые линзы не включают волнообразный формообразователь, но используют два типа взрывчатых веществ, которые имеют значительно различные скорости детонации (VoD), которые находятся в диапазоне от 5 до 9 км/с. Использование низко- и высокоскоростных взрывчатых веществ вновь приводит к сферической конвергентной детонационной волне, чтобы сжать физический пакет. Оригинальное устройство Gadget, используемое в тесте Троицы и Fat Man, сброшенном на Нагасаки, использовало Baratol в качестве низкого взрывчатого вещества VoD и Composition B в качестве быстрого, но другие комбинации могут быть использованы. Иллюстрация слева представляет собой поперечное сечение через сегмент многоугольного клина. Клинки соединены между собой, образуя сферическое устройство. Взрывающийся детонатор на крайнем левом конце пускает полусферическую волну взрыва через высокоскоростной внешний взрыв. (Это полусферическая, потому что взрывающийся мостовой проволока действует как точечный детонатор.) Когда волна передается в точно сформированный внутренний взрывчатый материал, образуется новая сферическая волна, сосредоточенная на объекте. Успешное функционирование этого устройства зависит от одновременного запуска волны в каждом сегменте, равномерности и точности скорости волны, а также правильности и точности формы интерфейса между двумя взрывчатыми веществами. Серия экспериментов была проведена в 1944 и 1945 годах во время Манхэттенского проекта для разработки линз для удовлетворительного имплозии. Одним из самых важных испытаний была серия Экспериментов RaLa. Первоначально использовался 32-точечный сборник (каждый из которых имел пару взрывных детонаторов). Позже была опробована 92 "точечных" сборки, с целью получения меньшей сборки с улучшенной производительностью. Наконец, с успехом испытания ядерного взрывного устройства "Лебедь", двух "точечных" сборки стало возможным. Swan использовал систему "воздушных линз" в дополнение к сформированным зарядам и стал основой всех последующих конструкций США, ядерных и термоядерных, и отличался небольшим размером, небольшим весом, исключительной надежностью и безопасностью, а также использованием наименьшего количества стратегического материала любого дизайна.

Другие применения

Линзы, использующие альтернативные методы проектирования и производящие плоские выходы "плоскостной волны", используются для экспериментов в области физики высокого переходного давления и материаловедения.