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发布时间：2022-04-20 08:41
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热心网友
时间：2023-10-02 01:45
原子弹的爆炸，就是原子弹中的核原料产生核反应。
注意，是核反应而不是化学反应，这完全是不同量级的两个东西。
化学反应是原子与原子之间的化学键释放能量，而核反应是原子核内部产生能量，其强度要远高于化学反应。
核反应的强度有多高呢？举个例子就明白了。
TNT是一种炸药，爆炸能产生巨大的能量，是一种化学反应。抗战神剧里的地雷，就是能把人腿给炸飞的那种，里边就含有大约30克TNT，换句话说，只要30克TNT就能把人腿给炸飞了。
而美国给日本投下的广岛原子弹，其威力相当于1万5千吨TNT，或者相当于5亿个地雷同时爆炸。而广岛原子弹里的核燃料，只有几十千克，相当于一个小男孩的质量。
https://iknow-pic.cdn.bcebos.com/3801213fb80e7becb1c0b862232eb9389b506b1f?x-bce-process=image/resize,m_lfit,w_450,h_600,limit_1/quality,q_85那威力如此强大的原子弹，原理是什么呢？
原子弹里的核燃料，是铀。注意，是金字旁的铀，不是菜籽油的有。金字旁的铀是一种具有放射性的金属元素。原子弹爆炸就是里边的铀产生核反应。
核反应有两种。一种是核聚变，一种是核裂变。太阳所释放的能量来自核聚变，原子弹爆炸所产生的能量来自核裂变。
核裂变的过程具体是怎样的呢？首先是一个中子轰击铀原子核，把原子核给轰散架，产生大量能量，并产生3个中子。这新产生的3个中子又继续轰击旁边的原子核，产生9个中子。这新产生的9个中子又继续轰击旁边的原子核产生27个中子。这个过程会一直持续，核反应强度也会以指数级增加。这个过程叫做链式反应。
这就是原子弹爆炸的基本原理。不过这里边有个小问题，不知你发现没有。链式反应要持续进行，有个前提条件是，轰击产生的3个新中子，要能够轰击到其它的原子核才行，但实际上这个概率很小，为什么呢？因为原子核的体积相对于原子的体积来说，太小了，中子可能还没有轰击到别的原子核，就已经飞出了核燃料。
那应该如何保证中子在飞出核燃料之前，能够轰击到别的原子核呢？方法很简单，就是把核燃料做的足够大，把中子包裹的严严实实的，让中子根本飞不出去。
要理解这一点不难。举个例子，天空中有一只鸟，你拿*去打它命中的概率很小。但如果天空中有很多的鸟，形成一个巨大的鸟群，你的子弹在穿越鸟群的过程中，总能够大概率的命中一只鸟。
那到底要把核燃料做多大呢？这个体积叫做临界体积，临界体积对应的质量叫做临界质量。要让链式反应持续进行，临界质量大概是几十千克。
关于临界质量有个小故事。我们知道，在二战的时候，是美国首先研制出了原子弹，而纳粹德国为什么没有研制出原子弹呢？这是因为，负责德国原子弹研发的是海森堡，他把临界质量给算错了，算成了几吨。要知道，以当时的技术，要提炼几吨的铀，难度是非常大的，所以德国造原子弹的积极性就不是太强。
而美国的科学家比较严谨，没有算错临界质量，只用了几十千克铀，就造出了原子弹。如果当时德国没有算错临界质量，可能历史就得改写了。
你可能会有一个疑问。照这么说，只要几十千克铀放到一起，原子弹自动就爆炸了，那制造原子弹岂不是很简单？你只对了一半。
确实，只要你能搞到几十千克的铀，把它们放到一起，他们就能发生剧烈的核反应。但问题是，你怎么能搞到几十千克的铀呢？提炼高浓度的铀是一项非常复杂的工程，目前只要少数国家拥有这项技术。
有时我们听新闻联播，说哪个国家在搞浓缩铀计划，言下之意就是那个国家在偷偷研制原子弹。
https://iknow-pic.cdn.bcebos.com/f636afc379310a55d3276577bb4543a982261035?x-bce-process=image/resize,m_lfit,w_450,h_600,limit_1/quality,q_85最后讲一下原子弹的结构示意图。左边是一个小铀块，右边也是一个小铀块，这两个铀块各自的体积都小于临界体积，不会发生爆炸。引爆原子弹，只需要用炸药作为推力，把两个小铀块迅速合到一起，就能马上产生剧烈的核反应发生爆炸。
你可能会问，要引爆原子弹还需要中子的轰击啊，最初的中子哪里来的呢？其实宇宙中都有大量的中子，只要有哪怕一个中子轰击到了铀块，就能引发链式反应。不过实际的原子弹为了让反应更迅猛，内部会装有中子源，当两个铀块合并到一起的同时，中子源会释放大量的中子去轰击铀，引发更强烈的链式反应。
本期科普到此结束。如果你还意犹未尽的话请关注我。
热心网友
时间：2023-10-02 01:46
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时间：2023-10-02 01:46