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制造一枚原子弹需要多少核材料?原子弹专家为你解答

作者:佚名   来源: JZ5U整理   日期:2019/11/21 14:40:30

出品:科普中国

作者:岳江锋

筹划:宋雅娟

监制:光明网科普事业部

网友发问:制造一枚原子弹需求几核资料?

专家解答:

原子弹是应用铀235或钚239的原子核自持裂变链式反响原理制成的核武器,也称为“裂变核武器”。要使链式反响自持地停止下去,原子弹中的裂变装料必需大于一定的质量,这一质量称为“临界质量”。临界质量的大小与裂变装料的品种、密度等要素有关。

从科学推算得知,在没有附加措施的状况下,铀235裸球的临界质量为52千克、δ相钚239裸球的临界质量为16千克、α相钚239裸球的临界质量约为10千克。假如在裂变装料外面包上能反射中子的铀238或铍反射层,则可减小其临界质量。例如,包有2厘米厚的铀238外层时,δ相钚239的临界质量仅为11千克。进步裂变装料的密度,也能减小其临界质量,普通来说,密度进步1倍,临界质量可减小至原来的四分之一。

原子弹的设计原理就是使处于次临界状态的裂变装料霎时到达超临界状态。依据超临界状态完成方式的不同,原子弹可分为枪式构造和内爆式构造两种。枪式构造又称压拢型,即把两块或多块处于次临界状态的裂变装料,在化学炸药爆炸产生的力推进下疾速合拢而成为超临界状态。内爆式构造又称压紧型,即应用化学炸药爆炸产生的内聚冲击波和高压力,紧缩处于次临界的裂变装料,使其密度急速进步,而成为超临界状态。

临界质量只是发作核爆炸的最低质量,详细到某一种型号的原子弹配备核资料的质量,外界鲜有报道。二战末期,美国投向日本的两颗原子弹代号分别为“小男孩”和“胖子”,是迄今为止独一投入作战运用的原子弹,这两颗原子弹的状况现已根本分明。其中,“小男孩”是枪法原子弹,用了64千克铀-235,另有12.8千克铀-238和铀-234同位素;“胖子”原子弹属于内爆法原子弹,用钚作为裂变资料,装有6.2千克δ相钚合金。

枪法(上)和内爆法(下)原子弹构造表示图(图片来自网络)

专家引见:岳江锋,原中国国防科技信息中心军事刊物主编,毕业于解放军国防科技大学,曾在军中退役20余年,现为某研讨所高级工程师、项目总师,获军队科技进步二等奖1项,三等奖3项,在多家网络媒体发表文章百余篇,并创立了“谢武军事”公众号。


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