Skulle det g att ha en planet i storlek med jorden som i stort sett bara bestod av uran till exempel eller skulle det leda till att den sprngdes av fissionen? Hur stor planet kan man ha av radioaktivt material fr fission utan att kedjereaktionen blir s pass intensiv att planeten sprngs?
Skulle det g att ha en planet i storlek med jorden som i stort sett bara bestod av uran till exempel eller skulle det leda till att den sprngdes av fissionen? Hur stor planet kan man ha av radioaktivt material fr fission utan att kedjereaktionen blir s pass intensiv att planeten sprngs?
Naturligt uran (uran-238) kan inte n kritisk massa s ven om hela planeten var naturlig uran s skulle ingen kedjereaktion uppst. Uran-235 kan dremot n kritisk massa och det behvs inte mer n typ 100 kilo kanske.
S om en planet skulle sprngas s beror det helt p halten av uran-235 och hur hg densiteten r.
Skulle det g att ha en planet i storlek med jorden som i stort sett bara bestod av uran till exempel eller skulle det leda till att den sprngdes av fissionen? Hur stor planet kan man ha av radioaktivt material fr fission utan att kedjereaktionen blir s pass intensiv att planeten sprngs?
Med bara isotopen U238 skulle det iaf inte bli ngon kedjereaktion. Men det radioaktiva snderfallet alstrar ju en del vrme, vilket r svrare att kyla bort ju strre massan r, drfr att area per kg minskar med kande massa.
Nu r det mjligt jag rknar fel i farten, men jag fr det till att en ren U238-planet med jordens massa, skulle frigra nstan 300 gnger s mycket radioaktiv vrme som den som jorden fr frn solen. Det skulle nog vara en rtt varm planet, omkring 1000C eller kanske flera gnger det, beroende p hur mycket mindre radien skulle vara jmfrt med jordens (pga hgre densitet). Skulle rent av kunna ha samma yttemperatur som solens yta.
__________________
Senast redigerad av nerdnerd 2024-01-09 kl. 21:47.
Fast nr uran bildas i supernovor s r det ungefr lika mycket U235 som U238. Att det naturligt bara r 0.7 % U235 beror p att det har kortare halveringstid n U238, s att det mesta av det som fanns p jorden har snderfallit sedan dess.
Med nra 50 % U235 vid planetbildningen r den kritiska massan vldigt mycket mindre n en planetmassa, typ ett par hundra kg.
__________________
Senast redigerad av nerdnerd 2024-01-09 kl. 21:39.
Med bara isotopen U238 skulle det iaf inte bli ngon kedjereaktion. Men det radioaktiva snderfallet alstrar ju en del vrme, vilket r svrare att kyla bort ju strre massan r, drfr att area per kg minskar med kande massa.
Nu r det mjligt jag rknar fel i farten, men jag fr det till att en ren U238-planet med jordens massa, skulle frigra nstan 300 gnger s mycket radioaktiv vrme som den som jorden fr frn solen. Det skulle nog vara en rtt varm planet, omkring 1000C eller kanske flera gnger det, beroende p hur mycket mindre radien skulle vara jmfrt med jordens (pga hgre densitet). Skulle rent av kunna ha samma yttemperatur som solens yta.
Vad skulle hnda med en planet stor som jorden gjord av plutonium?
Vad skulle hnda med en planet stor som jorden gjord av plutonium?
Den skulle aldrig kunna bildas! Redan ngra tiotal kilo utgr en kritisk massa, som snabbt skulle bilda en hrdsmlta och vaporiseras. Dremot skulle det inte bli ngon Nagasakibomb, i avsaknad av implosionsmekanism.
Jag tror inte det hade exploderat, dock kan det ju fissioneras nd. Det finns ju ntt stlle i Afrika dr U-235-halten var ngot hgre tidigare (numera lgre) o man tror att det har varit en "naturlig krnreaktor".
Vad skulle hnda med en planet stor som jorden gjord av plutonium?
Citat:
Ursprungligen postat av Nakkvarr
Den skulle aldrig kunna bildas! Redan ngra tiotal kilo utgr en kritisk massa, som snabbt skulle bilda en hrdsmlta och vaporiseras. Dremot skulle det inte bli ngon Nagasakibomb, i avsaknad av implosionsmekanism.
"Stor som jorden" r lite tvetydigt, pga plutoniums hga densitet p ca 20 kg per liter. Men enklaste tolkningen r samma massa, dvs ca 610⁴ kg.
Om en sdan planet hade bildats med en sdan densitet hade det DEFINTIVT direkt blivit en sjujvla smll!
Sjlva pongen med hopsprngning r att stadkomma s mnga kritiska massor som mjligt. Man utgr frn en underkritisk massa, men eftersom den kritiska massan minskar med kad densitet (lite mer exakt, r den kritiska massan omvnt proportionell mot densiteten i kvadrat) s leder hopsprngningen till att plutoniumet nr det r som mest ihoptryckt har flera gnger den kritiska massan. Ju fler kritiska massor i brjan p kedjereaktionen, desto hgre utbrnning.
En plutoniumjord skulle ha ca 620 kritiska massor (p ca 10 kg vardera fr en bar Pu-239-sfr med 20 kg/dm), s utbrnningen skulle bli mycket nra total. Med ca 200 MeV per fission, och det antal plutoniumatomer som det blir med 610⁴ kg, frigrs en energi p ca 4.810⁸ Joule, dvs SKITMYCKET. Visserligen en piss i Nilen jmf m en supernovas ca 10⁴⁴ Joule, men...
Vad skulle konsekvenserna bli? Om plutonievrlden skulle finnas p jordens plats, r Venus atmosfr ganska nra. Hade nog iaf tagit en del stryk frn den stora mngden joniserande strlning. Jupiter? Vill inte spekulera utan att iaf rkna lite p det.
Problemet r frsts hur en en sdan planet ens skulle kunna uppkomma. Med min bsta fantasi kommer jag p tv stt:
1. En allsmktig Gud: varde en plutoniumplanet!
2..En helt bisarrt avancerad teknisk civilisation av det slag som kan bygga "maskhl", bygga Dysonsfrer runt stjrnor, gra lite vad de vill med svarta hl och t o m med hela galaxer, som bara lattjar lite.
"Stor som jorden" r lite tvetydigt, pga plutoniums hga densitet p ca 20 kg per liter. Men enklaste tolkningen r samma massa, dvs ca 610⁴ kg.
Om en sdan planet hade bildats med en sdan densitet hade det DEFINTIVT direkt blivit en sjujvla smll!
Sjlva pongen med hopsprngning r att stadkomma s mnga kritiska massor som mjligt. Man utgr frn en underkritisk massa, men eftersom den kritiska massan minskar med kad densitet (lite mer exakt, r den kritiska massan omvnt proportionell mot densiteten i kvadrat) s leder hopsprngningen till att plutoniumet nr det r som mest ihoptryckt har flera gnger den kritiska massan. Ju fler kritiska massor i brjan p kedjereaktionen, desto hgre utbrnning.
En plutoniumjord skulle ha ca 620 kritiska massor (p ca 10 kg vardera fr en bar Pu-239-sfr med 20 kg/dm), s utbrnningen skulle bli mycket nra total. Med ca 200 MeV per fission, och det antal plutoniumatomer som det blir med 610⁴ kg, frigrs en energi p ca 4.810⁸ Joule, dvs SKITMYCKET. Visserligen en piss i Nilen jmf m en supernovas ca 10⁴⁴ Joule, men...
Vad skulle konsekvenserna bli? Om plutonievrlden skulle finnas p jordens plats, r Venus atmosfr ganska nra. Hade nog iaf tagit en del stryk frn den stora mngden joniserande strlning. Jupiter? Vill inte spekulera utan att iaf rkna lite p det.
Problemet r frsts hur en en sdan planet ens skulle kunna uppkomma. Med min bsta fantasi kommer jag p tv stt:
1. En allsmktig Gud: varde en plutoniumplanet!
2..En helt bisarrt avancerad teknisk civilisation av det slag som kan bygga "maskhl", bygga Dysonsfrer runt stjrnor, gra lite vad de vill med svarta hl och t o m med hela galaxer, som bara lattjar lite.
Finns det ngra andra resultat av att packa en planet full av radioaktiva metaller eller r det antingen att den glder eller att den exploderar?
Den skulle aldrig kunna bildas! Redan ngra tiotal kilo utgr en kritisk massa, som snabbt skulle bilda en hrdsmlta och vaporiseras. Dremot skulle det inte bli ngon Nagasakibomb, i avsaknad av implosionsmekanism.
Omjliga fysikfrgor kan vara bde roande och lrorika att svara p, se Randall Munroe's bcker om What if? fr utmrkta exempel p det!
Ett kanske iaf pyttelite troligare scenario fr hur en plutoniumplanet skulle kunna bildas, r om den kommer frn ett stort och tunt moln av plutoniumgas, ungefr som vi tror att stjrnorna har bildats av ffa vte och helium. Om molnet r tillrckligt tunt skulle dess massa kunna vara lika stor som jordens utan att smlla, eftersom (som sagt) den kritiska massan r omvnt proportionell mot densiteten i kvadrat.
Efter lite rknande fr jag det till att ett homogent plutoniummoln med jordens massa skulle behva ha en radie p minst 38 miljoner km, dvs ca 100 gnger avstndet till mnen, eller ca 50 gnger strre n solens radie. Det skulle kunna hllas upp av sitt eget inre tryck och temperatur, men det skulle svalna och dra ihop sig allt mer -- nda tills det blev kritiskt, varmed en kedjereaktion skulle starta som uppehll tryck och temperatur, ungefr som i en krnreaktor. Detta skulle kunna vara stabilt p ungefr samma stt som solen. Om molnet tillflligt drog ihop sig lite skulle kedjereaktionerna ka, och drmed trycket, och drmed radien. Liknande fast tvrtom ifall radien tillflligt blev fr stor. Molnet skulle ha mnga plusjoner och fria elektroner, pga krockar med snabba fissionsfragment (som i sig skulle vara hgt joniserade), och pga joniserande strlning.
Hur mycket fissionsenergi skulle frigras? Skulle "planeten" lysa? Vet inte just nu. Men fr jmvikt mste energin frn fissionerna iaf tcka upp fr den vrme som frloras som vrmestrlning till omgivningen.
-----
Detta har ven en koppling till explosionsscenariot i mitt frra inlgg. Kedjereaktionerna skulle fortstta vxa exponentiellt s lnge plutoniummassan var verkritisk. Detta skulle ta slut antingen genom att expansionen frn den frigjorda energin fick massan att bli s stor att den blev underkritisk, eller att plutonium atomerna brjade ta slut, eller en kombination av dessa tv. Men som sagt, fr att en plutoniumsfr med jordens massa ska bli underkritisk, mste radien vxa till ca 100 gnger mnbanans radie, dvs till mer n hundra ljussekunder. Vilket ju iaf skulle ta minst hundra sekunder, som r extremt mycket mer n dubbleringstiden fr fissionerna i kedjereaktionen (i storleksordning hundradelar av miljondels sekunder!). Det r DRFR som jag r s sker p att vldigt nra 100 % av plutoniumet skulle brnnas ut.
-----
Lite mer om rkningarna:
Allmnt, "allt annat lika":
mₓ = c/ρ
dr mₓ r kritisk massa, ρ r densiteten, och c r en materialberoende konstant. Denna kan berknas fr plutonium om vi anvnder de knda vrdena fr plutonium-239 vid vanlig metallisk densitet, mₓ₀=10kg och ρ₀=20g/cm:
c = mₓ₀ρ₀ = 10kg(20g/cm) = 4.010⁹kg/m⁶ .
Fr det uttunnade molnet har vi
mₓ = c/ρ = c (4πr/(3m))
I den kritiska grnsen: mₓ=m vilket ger ekvationen
9m = 16πcr⁶
med lsningen
r = ⁶√(9m/(16πc)) .
Med m = jordens massa och c enligt ovan blir
r = 3.810⁰ m .
__________________
Senast redigerad av nerdnerd 2024-01-23 kl. 23:48.
Flashback finansieras genom donationer frn vra medlemmar och beskare. Det r med hjlp av dig vi kan fortstta erbjuda en fri samhllsdebatt. Tack fr ditt std!
