哪个男孩不想造一颗原子弹呢?

原子弹的原理

原子弹的原理我们在高中课堂已经学习过了,其实原理非常简单 铀-235钚-239等重原子核中子的轰击后,通常会裂变变成两个中等质量的核,同时再放出2到3个中子和200兆电子伏的能量。这个中子还可以链式触发,不断地进行下去。

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而且在地球上,是一直由宇宙射线等高能中子的轰击,所以只需要保证中子能撞到 铀-235 上就能触发核爆。一克完全裂变的铀-235 ,就相当于近 20 吨 TNT 炸药。而触发这个可怕的炸弹,只需要能够达到 临界质量 即可。

物理学实操指南 - 图3

93.8% 纯度的球形铀-235 ,密度为 18.75g/cm³ 时,临界质量约为 52kg ,52kg 相当于两袋面,为什么很多国家都制造不了原子弹呢?

主要问题是提纯,必须要要达到一定的纯度才可以进行猛烈的裂变,只有大国才能负担得起,现在一般的方式是激光+离心机提纯。铀-235 和 铀 有一个中子的差距,通过这个质量不同可以用高转数的离心机将其提纯。但是这个技术门槛非常高,世界上只有中美法可以生产。

物理学实操指南 - 图4

伊朗的偷偷的搞了一个,但是目标太大,被以色列轰炸掉了。

物理学实操指南 - 图5
美国爸爸的离心机

原子弹一般都是下面两种构型,原理都是相同的,都是先把两个不到临界质量的铀,通过某种机关在使用时放到一起,使其达到临界质量,发起链式反应。

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所以原子弹是有的最大的威力上限,因为临界质量的铀放到那里,就会自爆。那么为了更大的威力应该怎么办呢,就需要氢弹出马了。

氢弹

说起氢弹就要说起核聚变,核聚变主要有三种- (D-T),质子-质子链反应碳氮氧循环

- (D-T)

物理学实操指南 - 图7

- (D-T)的核聚变反应产生(He)与中子(n),期间释放出的核能,在核聚变发电中难度最低,是目前考虑中的未来主要能源。2018年11月,中国科学院等离子体物理研究所宣布在合肥综合性国家科学中心的EAST磁约束核聚变实验装置实现一亿度等离子体运行。因为资金等原因,现在中国是最大也是唯一有决心坚持下去的玩家。地球希望在中国

质子-质子链反应


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质子-质子链反应是太阳和比太阳轻的恒星产生能量的主要方式,这种方式人类暂时驾驭不了。但是反应物非常常见,应该是以后发展的机会。

碳氮氧循环

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这种核聚变发生在比太阳还要在重的恒星的主要方式,碳、氮、和氧核在循环中担任催化剂并且再生。这种核聚变方式可以利用更重的元素。

氢弹的设计细节处于严格保密状态,氢弹的构型一直是五大联合国安全理事会常任理事国的最高机密。然而其基本原理已被公众广泛得知。在接近三十年的时间里,这个方案的基本特征都作为国家机密秘而不宣。
它的特征包括

  • 将核弹的爆炸分成两个阶段,一个是用于引发次级核爆的初级核爆,另一个就是威力更大的次级核爆。
  • 通过初级核弹中核裂变产生的X-射线对次级核弹进行压缩,这个过程称为对次级核弹的辐射内爆。
  • 在内压缩以后,通过次级核弹内部的裂变爆炸对次级核弹进行加热。

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现在氢弹都只有五常可以制造,由于氢弹的特性是可以做成无限大的,非常危险,也是唯一可能毁灭人类的武器。

朝鲜也宣布自己有了,但是大家都不信。


中子弹

中子弹(英语:Neutron bomb)又称强型辐射弹(英语:enhanced radiation bombs),是一种靠微型原子弹引爆的超小型氢弹,外层用反射层包着,它只产生少量冲击波红外线,仅为一般核爆炸的十分之一,但释放大量中子束,中子可自由逸出,使放射性沾染的范围比较小。中子的贯穿能力极强,占总能量的80%左右,而中子作为一种微粒子,能够轻易穿透装甲车辆、建筑物、砖墙去杀伤人员,而装甲车辆、建筑物和武器却能完好的保存下来。

参考视频 https://www.youtube.com/watch?v=q5r22Wl6cWg