もし高校科学部の女子マネージャーが夏休みの自由研究に核兵器を作っちゃったら プルトニウム型編

核兵器は自己責任で作ってね。 小学生の皆は、お父さんお母さんと一緒に作ろうね。
科学 原発 ウラン プルトニウム 核兵器 開発
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cladegifan @cladegifan
再び今日は。大学院で水爆開発に励んでいる兄の妹です。科学部のマネージャーやっています。夏休みの自由研究に、ストーカー対策も兼ねてウラン型原子爆弾を作りました。前回、そのレポートを書かせていただいたんですが、あれから悲しい出来事があったのでいきさつを書きます。
cladegifan @cladegifan
原爆を庭に置いてから、ストーカーが来なくなりました。「いやー、やっぱりこれからは`一家に一台原爆よねー」って友達と喜んでいたんです。ところが、うちのセンセンとカクカクが原爆に吠えるんです。可愛い模様を描いたり、エプロン掛けてみたりしたんですけど、やっぱり吠えるんです。
cladegifan @cladegifan
ご近所からは、迷惑だ!って叱られるし、困っていました。そうこうしている内に、ママが洗濯物干している時に足を引っかけて....。「こんな危ない物、捨ててきなさい」って言われました。せっかく作ったのに、でも仕方ないなと思って、粗大ゴミ収集センターに連絡したんですけど、
cladegifan @cladegifan
原爆は駄目って断られました。仕方無いので、リトルちゃん(家の原爆の名前です)をかついで、捨てられそうな所をあちこち探したんですけど、見つからないので、結局、国会議事堂の前に置いてきました。あ、ちゃんと張り紙しておきましたよ。「とってもよい子です。どなたか可愛がって下さい」って。
cladegifan @cladegifan
国会議事堂は日本で一番偉い人達が集まる場所でしょ。あそこなら、誰か良い人が拾ってくれるだろうなと思って。それで、家に帰ってシャワーを浴びて、MOCO`sキッチンを見ようと思ってTVをつけたんです。そうしたら、いきなりウザイ玉川徹の顔が大写しで写って。何が始まったの?って思ったら、
cladegifan @cladegifan
テロップで、「日本に核テロリスト!!」「日本、極秘に核開発か!?」なんて言葉が流れて。緊急報道特集とかで、MOCO`sキッチン中止になっちゃったみたいなのね。ママも「物騒な世の中になったわねぇ」とか言ってるし。パパも長期出張中だし。我が家の安全を守れるのは私しかいないわ
cladegifan @cladegifan
って思ったの。そこで、また例のおじさんに連絡をとりました。「ねえ、質の良いプルトニウム手に入らない?」って。「おー、あのお嬢ちゃんか。あるよあるよ、ロシア製の上物が。プルトニウム240を0.9%しか含まない超高品質のやつがあるよー」って軽いのりで返事された。
cladegifan @cladegifan
そう、今回はプルトニウム型。ウラン型に比べて爆発させるのが難しいんだけど、ステップアップで挑戦してみることにしたってわけ。
cladegifan @cladegifan
まず、入手したプルトニウムを加工します。そのままでは使いにくいので。3%のガリウムと混合して合金を作ります。そして低密度デルタ相(比重1.59)を取り出してこちらを利用します。高密度のアルファ相を利用しない理由は、アルファ相がもろいから。デルタ相は強靱なのね。
cladegifan @cladegifan
膨張係数が小さくて、冷却時にひどく収縮したり、逆に加熱でひどく膨張したりすることが無いから扱いが楽なの。太陽を盗んだ男  http://t.co/OSXa1eRr で、ジュリー(沢田研二)が金属の塊をナイフで削っているシーンがあったでしょ。あれがデルタ相のプルトニウム。
cladegifan @cladegifan
さて、プルトニウム型(愛称 ファットちゃん)は、5層の構造で出来てるの。大きな玉ネギみたいな物ね。中心から、ベリリウム中性子発生部(ピット)、プルトニウム核、ウランタンパー(反射殻)、プッシャー(中性子吸収殻)、爆縮レンズ。
cladegifan @cladegifan
それぞれ大きさは、1.0cm,4.5cm,11.5cm,23cm,63cm。最後の爆縮レンズが突出して大きいのが解るわよね。これは、ウラン型には無かった物で、プルトニウム型の特徴。逆に、他部分の役割は、ウラン型を作ってみた人には簡単に解るよね。基本はウラン型と全く同じだから。
cladegifan @cladegifan
爆弾の中心にボロニウムで出来た中性子発生器を置きます。周囲を臨界前のプルトニウムで囲んで、起爆時に縮めて→超臨界状態にするの。中性子発生器は反応を助けて確実にするため。でもこれだけじゃ周囲に中性子が漏れて、プルトニウムが中性子で満たされない→超臨界状態を維持出来ないから、
cladegifan @cladegifan
中性子反射器で囲みます。ウラン型では炭化タングステンや鋼鉄を使ったけど、今回はもう少し頭を使います。ここには自然ウラン、ウラン238を使います。ウラン238は核分裂しない物質で、中性子を1個当てると核分裂性のウラン239になるの。逆に言うと、優れた中性子吸収材でもあるわけ。
cladegifan @cladegifan
今回は、単なる反射材ではなく、このウラン238も爆弾に使おうってわけ。兄貴の作ってる水爆、特に3F爆弾と似た様なものね。厚さは7cm(さっきの数字は積算の直径ね).これは、試行錯誤の末に決めた値。ピットを固定するだけなら薄くても良いのだけど、
cladegifan @cladegifan
例えば10cm超にすると臨界量を節約出来るんだけど、厚くし過ぎてても威力の増加が見込めないの。そういうことからあれこれ考えてはじき出した厚さが7cmってこと。爆縮の際、これは2.5倍程度の密度に圧縮されて、約4~5臨界質量になります。つまりタンパー自体が爆発するわけ。
cladegifan @cladegifan
要するに、この爆弾は、プルトニウムとウラン両方を使った爆弾ってわけ。威力の比で言うと、後者が20%くらいかな。ね、3Fと似てるでしょ。で、豆知識。ウランもプルトニウムも後ろに付く数が偶数の物は核分裂しません。覚えておいてね。 http://t.co/VkLVldBj
cladegifan @cladegifan
さて、まずはプルトニウム核から作りましょう。デルタ相プルトニウムはもう出来たわよね。さっき言い忘れたけど、デルタ相プルトニウムは加工し易い上に、比較的低い圧力でアルファ相に相転移するの。つまり爆縮の時アルファ相になるわけ。これによってより多くの密度増加が期待出来る訳ね。
cladegifan @cladegifan
まず、デルタ相プルトニウムを中空の球に加工します。残念だけど、こういう金型は作れないので、2個の半球に分けて鋳造します。鋳造した各半休はニッケルメッキします。これは、プルトニウムが非常に反応し易い金属だからなの。
cladegifan @cladegifan
メッキをする際に注意しないと、電解液がニッケル膜の下に残って膨れてしまう場合があります。そうなると、半球同士がピッタリ合わなくなるから、ナイフで削って平滑にしてね。何事も注意深くやりましょう。半球を合わせる時、閒に金の薄膜(0.1mm)を敷きます。
cladegifan @cladegifan
これは、2つをピッタリ重ねる目的もあるんだけど、爆縮時に衝撃波のジェットを逃がして、中性子点火器の過早発を防ぐ役割もするの。
cladegifan @cladegifan
次は、中性子点火器。簡単に言うと、固体ボロニウムの球を内蔵するベリリウム殻の球体ね。ウラン型と同じよ。ボロニウムは中性子発生器で、ベリリウムは反射器。爆縮の際にベリリウム殻が破壊されて、ボロニウムから発生する中性子がプルトニウムに降り注ぐわけ。これが`点火`するわけね。
cladegifan @cladegifan
全重量は7g。球の外径は2cm,殻の厚さは0.6cm。この小さい球が実はプルトニウム型の肝なの。私がこのレポートを書こうと思った理由の一つなんだけど。点火器について触れている日本語の文献は皆無なの。「プルトニウムを爆縮すると超臨界状態になって爆発します」なんて解説がほとんどでしょ
cladegifan @cladegifan
こんな図が書いてあって、http://t.co/CRO7k41t 爆縮で超臨界に達したプルトニウムは瞬間的に連鎖反応を起こし爆発します。なんて説明読んだことあるでしょ。でもね、実際には縮めただけでは爆発しないの。他から大量の中性子を供給して`点火`することが必要なのよ。
cladegifan @cladegifan
この辺りは、日本の学者の無知というかいい加減さを表していると思うわ。孫引きだけで書くんでしょうね、ああいう人達って。ちなみに、北朝鮮も被害者で、この点火器の存在を知らなかったらしいわ。どうしても爆発しないので、悩んだ末、点火器が必要であることに気付いて、
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コメント

Tsuyoshi CHO @tsuyoshi_cho 2012年8月13日
カリフォリウム編とかあるのかしらん
ワス @wsplus 2012年8月14日
ロシアで一番流通してるのはイエローケーキなので、そっからの遠心分離抽出法もお願いします。
goya4 @goya4 2012年8月14日
ケータイ並みに、『1人にひとつ』のほうが時流を掴んでいるよね。次のステップはそこまで進む?
cladegifan @cladegifan 2012年8月14日
みんな、読んでくれてありがとね。兄貴のエントリー三つ(http://ow.ly/cX2f4http://ow.ly/cX2juhttp://ow.ly/cX2mo)と一緒に読んで、核兵器について良く理解しようね。それで、核抑止力や潜在的核抑止力について正確な知識を持って貰えると凄く嬉しいです。
cladegifan @cladegifan 2012年8月14日
カリフォリウムは、お小遣いで買えなかったから使っていません(涙)。だから、カリフォリウム編はありません。
cladegifan @cladegifan 2012年8月14日
一番精度が高いのは、電磁分離法かな。ナトリウム、カリウム、及び塩化プルトニウム、そしてタングステンまたはタンタルを陰極にした700℃の電解槽を作るんだけど。要は、電気泳動みたいなものか?これだと、1回で純度99.99%のプルトニウムを作ることが出来るわ。
cladegifan @cladegifan 2012年8月14日
ただ、ここまで高純度のプルトニウムは爆弾には必要無いのね。他には、遠心分離法が現実的かな?ただね、中性子3個の質量差を利用できるウランと違って(ウラン235と238を分離)、プルちゃんは239と240だから中性子1個の質量差しかないわけ。
cladegifan @cladegifan 2012年8月14日
だから、精度の高い遠心分離器が必要になって、要は高いわけね(涙)。お小遣いたくさんある人だったらお勧めかもね。装置は日本で普通に売ってるよ。輸出は規制されてるけど、前、精度誤魔化してイランに売って大問題になった会社あったよね。逆に言うと、日本人なら普通に買えます。
cladegifan @cladegifan 2012年8月14日
こういう機械、当たり前に売ってるから、やっぱり国も一家に一台の時代を目指してるんだなぁーって思ったりします。あ、一人に一つって良いよね。私もケータイくらいの大きさの原爆があったら、防犯用に持ってあるきたいもの。で、今、研究してます。
cladegifan @cladegifan 2012年8月14日
爆縮レンズの小型化なんだけど、32個の爆薬を2個に減らして、爆風を上手く利用して周囲から均等に圧力をかけることで爆縮出来ないかなぁーと。これって、アメリカの最新型と同じ方式なんだよ、へへへ(ちょっと自慢)。目指すはケータイ原爆よね。出来上がったらまたレポートします。
ハピ鶏丼(あとはグレカーレだけ) @hapitori 2012年8月14日
ハゲてるベリーのアレは読む気にならないけどこれは買いますw。
neologcutter @neologcuter 2012年8月14日
新版 アリエナイ理科―オトナのための最も刺激的な理科の教科書 http://p.tl/1C1h コレ読んだ方が早いかもしれん。