核爆炸原理,子弹大小的核弹
核爆炸原理,子弹大小的核弹?
子弹么就以7.62*51北约标准步枪弹举个栗子~
假设这么大的都是最常用的原子弹的核装药铀235吧
(这洗碗用的手套真的可以用来捧这玩意儿吗?)
这个就是7.62*51弹的尺寸,近似处理,那么这枚子弹的体积就是5.2*10的负六次立方米,而铀235密度18950千克每立方米。这个体积下铀235重量约为100克。而铀235被快中子轰击时原子核多出一个中子而便成为了极不稳定的铀236
铀236原子核瞬间解体为几个稍微较轻的原子核(一般时钡141及氪92),总原子反应式如下
一个铀-235原子的裂变在反应堆内释放 3.24×10 -11 J(202.5 MeV =). 这相当于19.54 TJ / mol,或83.14 TJ / kg ,如果假设100克铀235完全裂变(狗子在做梦呢)可以产生8.314 TJ能量,也就是8.314*10的十二次方焦耳能量
做个比方吧,当年丢广岛的小男孩里边装有64千克铀-235,但只有1公斤不到进行了裂变反应。它产生了5.5*10的十三次方焦耳能量。所以说...如果子弹大小的100克全部裂变的话,差不多比广岛原子弹小一个数量级那种。
然而现实生活中,铀235临界质量(最小起爆质量)量为56千克(123磅),这时候是一个直径为17.32厘米的球体,和子弹大小的体积还差远呢~而低于这个质量的铀235理论上不能起爆,所以以上数据只能说明这么大体积铀235完全裂变产生的能量。
是不是核导弹飞行时间就会很长了?
这个需要解释一下,所说的核燃料是指裂变物质,目前在核能利用方面用的核燃料主要裂变物质铀-235(还有一些其他元素,如钍-233等)。用于核武器制造的裂变物质主要是钚-239。典型的核电站燃料组件
核电站燃料棒及燃料芯块
提问者的意思,个人理解是问如果把动力燃料改为核燃料是不是就可以延长飞行时间、提高射程?这是一个误解。核能简单的说是重原子裂变或轻原子聚变过程中由于质量损失释放出的能量(质能转换方程E=MC^2),必须通过连续、可控的方式才能利用核能,否则那就变成了核武器。目前,还没有用核动力驱动的导弹或者火箭,前苏联曾尝试搞核动力火箭,但未成功;美国曾研究过核动力飞机,并进行了试验飞行,但由于放射性、实用性等因素,并未真正投入使用。美国NB-36H核动力飞机
其实,目前采用化学燃料的核武器运载工具射程已足够,美、俄等国家的战略核导弹最大射程均超1万公里,俄罗斯的SS-18“撒旦”导弹最大射程可达1.6万公里。俄罗斯“撒旦”洲际弹道导弹
另外,战略导弹之所以难以防御主要是因为其超高的飞行速度,末端速度可达20马赫以上。因此,即使是想延长射程,最好方式是提升飞行速度而不是延长飞行时间。
当然,如果考虑未来太空航行,目前的化学燃料肯定是不行的,核动力可以作为一个有效的选择之一。美国曾研究的核动力飞船“猎户座”CG图,1965年项目终止
以上是个人的理解,欢迎关注“威呐解析”、讨论交流。
原子弹则是原子之间的爆炸吗?
原子弹的威力是十分巨大的。在第二次世界大战时,美军向日本的广岛和长崎分别投放了一颗原子弹,14万人广岛原子弹爆炸,其中许多人死于爆炸之后几个星期甚至几个月之内的核辐射。在长崎,爆炸直接造成约7.4万人立即死亡,受伤人数与死亡人数相当。最终统计死亡人数约为8万。爆炸之后,许多爆炸幸存者饱受辐射后遗症的折磨,包括癌症、白血病和皮肤灼伤。
爱因斯坦在1905年提出了一个著名的方程——质能方程。也就是这里的:
E=mc²,
E表示能量,m代表质量,而c则表示光速(常量,c=299792.458km/s)。
也就是说一个50KG的人,它含有的能量是:
E=mc²=50*9*1016=4.5*1018J
这个能量相当于什么呢,相当于2亿吨煤完全燃烧所释放的能量,说到这里,有的人可能就会问,我有这么大能量我怎么不知道呢?这里就要提到智能方程的定义了,这里的质量M指的是原子核级别的质量变化,也就是说只有物质的原子核的质量发生了变化,才能有如此大的能量释放出来。
但是一般的化学变化,都是在分子层面进行,所以,都无法释放如此巨大的能量。
下面,来讲一讲,如何让物质的原子核发生质量变化。科学家发现,U235在被中子轰击后,会发生分裂,变成2-3块小的U235和2-3个中子,新产生的中子会继续轰击U235块,如此循环下去。
链式反应
但是,U235十分难提纯,在天然矿石中铀的3种同位素共生,其中铀-235的含量非常低,只有约0.7%。只有把其他同位素分离出去,不断提高铀235的浓度,它才能用于制造核武器。(浓度高于90%)。由于化学反应只在分子层面进行,所以提纯铀-235必须使用物理方法。气体离心法——它是一个庞大的系统,通过每秒2万转以上的高速离心机,铀-238同位素重分子气体比铀-235轻分子气体更容易在圆筒的近壁处得到富集。在近轴处富集的气体被导出,并输送到另一台离心机进一步分离。随着气体穿过一系列离心机,其铀-235同位素分子被逐渐富集。
当U235被提纯到90%以后,就可以用来制造核武器了,根据质能方程,一公斤U235释放能量相当于2700吨煤完全燃烧释放的能量。引爆原子弹有两种方法——子弹法和内爆法。子弹法是把两块亚临界体积的浓缩核裂变材料,引爆时让其中一块撞击另一块,使两块亚临界体积的核裂变材料合在一起,变成一块超临界体积,使之引爆。内爆法是内聚引爆法的简称,也叫做向心引爆法,就是把核裂变材料均匀地散布在一个球面上,引爆时让它们向中心内聚成一块超临界体积的核裂变材料,使之引爆。以铀235为主要装药,其中铀235做成圆环状,分别放置在一个中子源的四周,起爆时先引爆烈性炸药把数个部分同时推进到中子源处,核装药达到临界质量,临界温度,加上中子源照射,就起爆。这种原子弹技术比较复杂,要解决同时起爆的问题,一般要在先拥有枪式原子弹后才能制造,但是其对装药的利用效率比枪式高很多,可达1%左右,对核弹的小型化有很大的促进。
原子弹的威力那么大,我们还是希望世界永远不会有战争,人类应该把核能利用起来发电,造福人类而不是用来毁灭人类。希望随着科技的发展,核能的利用越来越广泛,越来越安全,想象一下,一辆电动汽车,用核能驱动,永远不用充电,那画面是不是很美好!
宇宙大爆炸的原理是什么?
是因为天文学家们观测银河系外天体时发现:天体的红移量与天体到地球的距离成正比。进而有个叫哈勃的家伙认为这些红移是因为天体正在远离地球而产生的多普勒效应,并推导出一个叫哈勃定律的公式。由此误导人们认为天体间的距离也在随时间不断增大。但事实并非如此!
首先,哈勃望远镜拍摄到了不少星系相互碰撞的照片,直接证明天体间的距离并非仅不断增加;
其次,类星体存在的多组红移量不等的发射与吸收谱线簇,间接证明星光在星际空间来地球路程中,其频率在不断地降低。证明天体红移量并非仅仅由天体相对地球退行产生的多普勒效应;再者,利用不同频率段的测量方法得到的所谓哈勃常数存在明显差异且呈现频率越高的光的哈勃常数越大的趋势证明:星光的红移量很可能是由星际物质作用的结果。因为近期发表的所谓星系外围存在物质晕及仙女座与银河系间已经有物质交换等证明:星际空间并非绝对真空,而是存在物质的。这些物质很可能就是产生所谓的宇宙背景辐射以及使星光的频率随距离降低的根源。本人设计的验证哈勃定律的方案已发表在由中科院主办的、中科协协办的“科学智慧火花”网上,希望有条件的单位与个人能早日实施此方案,早日找出天体红移的主要原因及哈勃定律的对错。美国投下的原子弹为什么在高空爆炸?
原子弹的爆炸方式有哪几种?
我们一般都只是知道核武器从反应原理上可以分为:裂变核武器和聚变核武器!而是我们也知道原子弹就是属于典型的裂变核武器,氢弹则是聚变核武器!
但是其实核武器还可以从爆炸方式来去区分的!
1.超空中爆炸,一般高度在距离地面30公里以上的高空爆炸!
2.高空爆炸,一般爆炸高度为200米以上!
3.中空爆炸,一般爆炸高度为120米到200米的高空!
4.低空爆炸,大约为60-120米左右的低空高度!
其实对于以上几种爆炸方式是有战略讲究的,而不仅仅是威力而已!
美国当年在日本投下的原子弹为何选择高空爆炸?按照一般人的理解,可能觉得选择高空爆炸似乎威力不大摧毁面积要低于地面爆炸!这种错误的思想主要来源于对核武器的爆炸所产生的威力范围理解不深造成的!
核武器的威力所造成的不仅仅去冲击波而已,比如还有光热辐射,大面积的核辐射污染等等!这些都是可以完成对方重要设施设备遭受破坏,甚至摧毁的主要力量!
当年美国投下的原子弹按照吨位来看,其实并不算威力大的当量,仅有1-2万吨左右的TNT当量!但是如果将本身就当量不足的原子弹引爆于地面而不是空中的话,那么受到地面房屋,地形,山脉等等的影响,所造成的威力是不理想的!
核武器爆炸于何种高度,取决于它的攻击目标是什么!
在高空中引爆原子弹,第一可以摧毁日本的通讯网,电力网,电力设施等等;第二增加对人员的杀伤力,这种方式对于人员密集的城市是一种极具杀伤力的手段,冲击波过后,光热辐射,核辐射所造成的影响更大!
其实还有一个主要原因!
由于美国当年也是急于结束战争,于是就匆匆的将几乎刚实验完成的原子弹投入到日本,由于本身原子弹造价太高,当时技术有限,一旦引爆失败代价就高了!而且是原子弹不像是普通的炸弹依靠撞击引爆!再加上希望早日逼迫日本投降,所以就原理上威力怎么大就怎么投放!
所以,日本广岛,长崎就成了历史上的"活的原子弹试验场"!
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