4. Nuclear bomb simulation

Nuclear bomb simulation

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    da ich mal wieder bei heise lese wieviel rechenpower die immer noch in die nuclear bomb forschung stecken, frage ich mich was genau die berechnen. Die grobe theorie kenn ich, mehr details kann man irgendwie nicht ergooglen (meist bekommt man nur irgendwelche java script seiten die den impact radius in googlemaps einzeichnen). auch in sachen kernfusion fuer reaktoren scheint man mit den selben mitteln zu erforschen.

    fuer links, buechertipps oder auch direkt erkaerungen hab ich diesen thread eroeffnet 🙂 (fachdiskusionen zum thema sind auch willkommen 🙂 )

    das ganze natuerlich mit gewichtung hin zum programmieren, immerhin haben heutige PCs schon die rechenpower von supercomputern von damals auf denen auch schon solche simulationen liefen.

    konkret
    - berechnungen, formeln
    - wonach forscht man
    - welche algorithmen nutzt man

    thx 🙂

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    kurz gesagt: der perfekte simulator könnte die position jedes einzelnen atoms während so einer explosion berechnen. wenn nicht sogar elektrons, quarks oder strings.

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    was heisst schon perfect 😉
    sicherlich zaehlt nicht nur die raeumliche aufloesung, sondern auch die aufloesung der zeit. aber hast scho recht, je genauer, desto besser.

    die theorie ist ja auch erstmal trivial,
    -alle atome versuchen moeglichst viel raum fuer sich zu ergattern,
    -alle atome sind traege und deswegen ist die druckverteilung bei der kompression nicht gleichmaessig
    -alle elektronen spalten die atomkerne wodurch zwei atome entstehen die wiederrum gleich viel raum einnehmen wollen und dadurch entsteht druck usw.

    aber das ist der triviale teil, das koennte ich sicherlich in ner stunde implementieren.

    die daten zu erhalten ist ne andere sache, kritische masse, atom gewicht -> anzahl atome -> speicherverbrauch.

    und dann weiss ich immer noch nicht was erforscht wird, die kompressions art? die behaelter art? gibt es vielleicht dotierungen mit denen ne art katalysator eingepflanzt wird? ist es eine masse oder ein pulver oder... ?

    die frage ist auch, werden die elektronen und atome wirklich simuliert? oder werden winzige massen mit statistischen mitteln behandelt. physiker neigen ja oft dazu dieses system zu nutzen...

    also weiter 🙂

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    Ich glaube viel wird simuliert um ein zweites Castle Bravo zu verhindern 😃

    http://de.wikipedia.org/wiki/Operation_Castle#Castle_Bravo

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    ja, davon habn ich gehoert, aber das problem entstand nur weil sie etwas nicht in die berechnungen nahmen was relevant war -> menschliches versagen.

    viele dinge jedoch, z.b. halbwertszeit sind einfach nur statistiken die man annimmt und nicht simuliert.
    kann sein dass bei so ner nuclear reaktion aenlich vorgegangen wird.

    gibt es denn hier keinen studenten/praktikanten der mir ein paar NSA paper leaken koennte? 🤡

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    Vielleicht hilft das weiter: http://www.princeton.edu/~globsec/publications/effects/effects.shtml

    Ich könnte mir vorstellen, dass man in den Simulationen ziemlich heftige partielle differentialgleichungen mittels FEM oder einer ähnlichen Methode löst. Aber ich kenne mich mit der involvierten Physik auch nicht sonderlich aus. 🙂

    Wobei es bei den Tests natürlich auch darauf ankommen wird, was man genau wissen will. Geht es darum das Design einer neuen Bombe zu testen oder die Auswirkungen einer Bombe auf mechanische/biologische/elektronische Strukturen/Systeme oder um Atmosphereneffekte etc.

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    rapso schrieb:

    gibt es denn hier keinen studenten/praktikanten der mir ein paar NSA paper leaken koennte? 🤡

    eher DOD oder DOE Papers. Die NSA hat damit nichts zu tun :).

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    Hier noch ein paar Dinge die ich gefunden habe:
    http://harmo.org/conferences/proceedings/_Cavtat/publishedSections/PPT/H12_043_Bartnicki.pdf
    http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V4D-44NMB1D-3&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=17e5c197b0a93ba60d5990a8fdffe5a8 leider kostenpflichtig 😕
    http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=AD0841396

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    rüdiger schrieb:

    Vielleicht hilft das weiter: http://www.princeton.edu/~globsec/publications/effects/effects.shtml

    danke, chapter 1, 8 und 11 hatten einiges nuetzliches. leider kann man sich nicht sicher sein, ob darauf wirklich die simulationen basieren 😕

    Ich könnte mir vorstellen, dass man in den Simulationen ziemlich heftige partielle differentialgleichungen mittels FEM oder einer ähnlichen Methode löst. Aber ich kenne mich mit der involvierten Physik auch nicht sonderlich aus. 🙂

    ja, das hatte ich oben auch gemeint mit statistischen methoden, kenn ich von den Navier-Stokes equations.
    Laut dem buch von oben basiert alles auch auf wahrscheinlichkeiten, 40moegliche aufteilungen, x% strahlungs, y% kinetische energie, da die neutronen mit extremer geschwindigkeit in einem kleinen koerper unterwegs sind, war die approximation mittels generationen auch schon recht genau, bei der menge an neutronen und atomen wird es im mittel genau so sein denk ich mir, jedenfalls bei reinem material.

    fehlt noch die antwort auf die frage was genau erforscht wird. ich koennte mir denken dass eine moeglichst gute ausbeute erreicht werden soll?

    Wobei es bei den Tests natürlich auch darauf ankommen wird, was man genau wissen will. Geht es darum das Design einer neuen Bombe zu testen oder die Auswirkungen einer Bombe auf mechanische/biologische/elektronische Strukturen/Systeme oder um Atmosphereneffekte etc.

    ich denke man will die kraft usw. also die primaere funktion erforschen, fuer auswirkungen auf die einzelnen koerper bestrahlt man wohl eh tiere 😕

    rüdiger schrieb:

    rapso schrieb:

    gibt es denn hier keinen studenten/praktikanten der mir ein paar NSA paper leaken koennte? 🤡

    eher DOD oder DOE Papers. Die NSA hat damit nichts zu tun :).

    die NSA ist ein datenmagnet, ich wuerde meinen da findet man alles 😃

    [quote="rüdiger"]Hier noch ein paar Dinge die ich gefunden habe:
    http://harmo.org/conferences/proceedings/_Cavtat/publishedSections/PPT/H12_043_Bartnicki.pdf
    http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V4D-44NMB1D-3&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=17e5c197b0a93ba60d5990a8fdffe5a8 leider kostenpflichtig 😕
    http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=AD0841396

    danke fuer die muehe und paper, leider war das dritte nicht zu laden (nur weisser screen im browser).

    ich hoffe immer noch hier gibt es nen crack was das betrifft 🙂

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    rapso schrieb:

    ich hoffe immer noch hier gibt es nen crack was das betrifft 🙂

    Frag vielleicht besser in einigen englisch sprachigen Newsgroups. sci.physics oder so was.

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    Kleiner Gedanke meinerseits, sicherlich wird eine partielle Differentialgleichung gelöst, sehr wahrscheinlich auch mittels FEM, weil die Energieminimierung ein beliebtes Werkzeug der Physiker ist, Multiphysics ist auch damit kein Problem, sprich Wärmeentwicklung, Druckwelle, elektromagnetischer Impuls usw. Nevertheless, kalter Kaffee, aber (!) die Berechnung mittels FEM geht einer geeigneten Triangulation voraus, welche die PDG quasi schon implizit löst - je besser die Triangulation, desto besser die Qualität des Ergebnisses... ich könnte mir vorstellen, daß bei der derart großen Geschwindigkeit der Ereignisse eine stetige Reinstanzierung des Gitters vonnöten ist inkl. der Interpolationen...

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  • W

    Adaptive Verfeinerungen geschehen meist lokal, deswegen braucht man kein komplett neues Gitter und auch die Interpolationen beschraenken sich auf geaenderte Bereiche. Allerdings ist die Sache mit der Balancierung bei adaptiver FEM nicht ganz trivial.

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