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原来原子弹是这么爆炸的!

核弹除了原子弹、氢弹,还有助爆型原子弹、中子弹等类型。如果按使用方法分,又可以分为弹道导弹核弹头、核炸弹、核炮弹等。但是归根结底,最基本的还是原子弹和氢弹。

但是附带说明一下:核弹和核武器,这两个概念还是有区别的。

核弹,也叫核战斗部、核弹头,是指采用核裂变或者核聚变原理放出能量的爆炸装置。

核武器,则是指配备核战斗部的武器系统,比如核弹头,除了核弹头还有火箭发动机、弹体;核炮弹、核地雷,得有适合发射、掩埋的外壳,以及碰炸、压发引信。

原子弹是利用核裂变释放能量。自然界中某些元素的原子核分裂成两个小原子后,一部分质量转化为能量。根据爱因斯坦的质能方程,这个能量可能非常大!比较常见的裂变原子有铀、钚、钍等。它们各自有多种同位素(原子核里质子一样多,中子数却不一样),秉性也不尽相同。

有的自己动不动就裂变,没法控制,所以也不能用到原子弹上。

现在原子弹常用的裂变元素是铀235(质子中子一共235个)、钚239,还有铀238,经常作为核弹头里的辅助材料。

原子弹光有核元素还不行,还要让它们根据人们的控制,能够持续进行裂变反应。

原来原子弹是这么爆炸的!

把核材料积累到一定数量,就能产生核爆炸,这个质量就叫做临界质量。因此最简单的原子弹,就是把两块都不够临界质量的核材料,猛地碰在一起。这就是枪式原子弹的基本原理。

原来原子弹是这么爆炸的!

产生核爆炸的临界质量和不少因素有关,比如形状、密度、结构。形状方面是最直观的,而且显然球形是最合理的,能以最小的体积让中子最容易撞到原子核。一般来说,一个纯铀235球体的临界质量约50千克,钚239球为15~16千克。

原来原子弹是这么爆炸的!

原来原子弹是这么爆炸的!

1945年8月6日,美国投到广岛的原子弹——”小男孩“就是一颗枪式铀弹,威力近2万吨梯恩梯当量。但它的核材料利用率不到2%。

原来原子弹是这么爆炸的!

其实两块铀还没有完全合拢,就会让中子们越撞越多,形成链式反应、核爆炸。但这样一边炸一边裂变,还有提前爆炸,都会让链式反应的效率变低。因此枪式原子弹中核材料的利用率才不到10%。

作者:熊伟

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