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核弹原子弹氢弹的原理是什么

发布时间:2019-02-05 01:24:42  来源:互联网   阅读:0

核弹(原子弹、氢弹)的原理是什么?

利用核能生产电力,俗称核电。一提起核电和核电厂,许多人马上联想到原子弹、氢弹(统称核弹)。其实核电与核弹根本不是一回事,核电厂绝对不可能发生像原子弹那样的核爆炸事故

核弹原子弹氢弹的原理是什么

。这不是因为安全措施可以防止,而是科学原理上根本不可能。担心核爆炸事故完全没有必要。铀-235的裂变容易在一定条件下链式地、自动地进行,这“一定的条件”有两个:一是提高“铀堆”(即由铀-235组成的堆块)的纯度,减少杂质的含量。因为杂质,包括铀-238会截获吸收反应中的大部分中子,使链式反应中断。二是铀堆的体积要足够大,才能防止中子飞出堆外,否则链式反应也会中断。铀核的每次裂变产生的中子都是快中子,是很容易飞出堆外的。这个“足够大”的体积,至少达到所谓“临界体积”,即恰好能使链式反应自动持续进行的体积。对于高浓缩铀-235(93%以上含量)来说,临界体积直径约4.8cm,对应的质量叫“临界质量”,约1kg。在这两个条件下,链式反应是如何进行的呢?正如前面说过,每个铀核裂变后又产生2~3个新的中子,每个新的中子都能够使别的铀核发生裂变,这种链式反应就进行得很快,而且是自动进行和不受控制的。整个铀堆在远不足1秒钟(秒)内裂变完毕,能量一齐释放,即发生核爆炸。这就是原子弹的原理。在制作上,将1kg以上的高浓缩铀-235做成两块,每块小于临界体积。使用时,首先让普通TNT炸药爆炸,产生压力推动“原子炸药”(铀块)合拢,合成总体积超过临界体积铀块,于是原子弹(见下面示意图)爆炸。1kg铀-235制成的原子弹,威力相当于约2万tTNT炸药,称为2万t级核弹(即以TNT炸药为当量,将核弹分级)。1945年8月6日美国在日本广岛投下的第一颗原子弹,就是2万吨级的。

另一种核弹是氢弹,简单地说,氢弹是采用原子弹引爆的。氢弹采用的“核炸药”在原理上也是氘和氚,但实际放在炸弹里的是氘化锂。锂元素在炸弹爆炸过程中产生氚。在原子弹爆炸产生的超高温之下,聚变材料氘和氚瞬时发生核聚变,一齐释放出能量,因而威力巨大。氢弹的结构如下图所示。氢弹不似原子弹那样受到“临界体积”的限制,因而可以做得很大。其威力级别依所装核材料多少而不同,最大的可以达1000万tTNT当量以上。

可控核聚变利用核能同样需要极高温度条件,但核燃料是通过“等离子体”持续发生微量核聚变,逐步释放能量并及时传送出去的,它与氢弹的原理也不同,当然也不会发生核爆炸。

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