核弹原理

Question

如题所述

Answer 1

三种核弹的工作原理
三种核弹的异同 简单的说，它们的相同之处就在于其破坏威力都来源于某些物质的原子核核能的释放。本世纪初科学 家发现原子核中蕴藏着巨大的能量，人们将这种核能释放，并首先用于军事目的，结果促成了核武器的出 现；三种核弹的不同之处在于核能释放的方式不同和破坏杀伤的形式不同。核能的释放出现在原子核发生 转变的过程中，而这种转变可分为重核裂变和氢核聚变两种方式。 一般将核裂变武器称为第一代核武器，实际上就是原子弹；将核聚变武器称为第二代核武器，实际上 就是氢弹；将以调整和控制核爆炸能为特点的新一代核武器称为第三代核武器，主要包括增强某一破坏因 素的核武器，如中子弹、冲击波弹、感生辐射弹、光辐射弹、电磁脉冲弹以及核定向能武器等。作为增强 的辐射武器，中子弹是目前世界上唯一已实现生产和部署的一种第三代核武器。 原子弹 原子弹是利用原子核裂变反应释放出大量能量的原理制成的一种核武器，核装药一般为钚-239、铀 -235。这些物质的原子核在热中子轰击下，分裂为两个或若干个裂片和若干个中子，同时释放出巨大的能 量。新产生的中子又去轰击其它原子核，如此连续发展下去，核分裂的数量就会急剧增加，形成链式反应， 仅在百分之几秒内就会出现猛烈爆炸，并放出非常大的能量。1 公斤铀释放出的能量相当于 2 万吨梯恩梯 炸药爆炸时释放出的能量。 原子弹装药分为两块，每块都小于临界质量，因此平时不会发生核反应。当引爆装置点燃普通炸药时， 将两块装药推挤到一起，整体质量便大于临界质量，在中子的轰击下，产生原子核裂变链式反应，随即出 现核爆炸。目前原子弹的威力可达到几万吨到几百万吨梯恩梯当量。 氢弹 氢弹是利用轻原子核聚合成较重原子核过程中释放出大量能量的原理制成的核武器。这种核聚变反应 要在数千万度高温和超高压条件下才能进行，单位质量所释放出来的能量一般为核裂变反应的 4 倍以上， 能产生更大的破坏作用，通常又称这种聚变反应为热核反应。原子核越轻，所带电荷越少，产生聚变反应 所需的能量也越低。因此，一般都用氢的同位素氘、氚和氘化锂等物质作为核装药，故将这种核武器称为 氢弹。 热核反应就是氘和氚的原子核在超高温和超高压的情况下彼此结合成为氦原子核并释放出巨大的能量 的过程。为什么用氘化锂也可以进行热核反应呢？这是因为中子打在锂上就会产生氚，同时氘化锂中的氘 和氘发生反应也可产生氚和中子。 氢弹的结构比原子弹复杂得多，它要装一个小型原子弹做引爆装置。小原子弹引爆后释放出中子流并 形成超高温、超高压环境，中子流与热核材料作用使氘和氚原子核结合成氦原子核，并释放出巨大能量和 新的中子，继而又产生新的聚变反应，如此连续发展下去，直至产生热核爆炸。由于热核材料不受临界质 量限制，氢弹可以制成比原子弹威力大得多的核武器。现代氢弹威力可以做到几万吨、几百万吨和几千万 吨梯恩梯当量。
中子弹 中子弹也是一种利用核材料聚变反应放出巨大能量的原理制成的核武器，因此又被称为特殊的氢弹。 由于它是利用轻核聚变时产生的大量高能中子进行杀伤破坏的一种小型核武器，故又被称为以高能中子辐 射为主要杀伤力的小型氢弹。 在中子弹中，引爆用的原子弹更小，只有几百吨梯恩梯当量。这种原子弹是用钚-239 制成的，因其比 铀装药能释放更多的中子，可使中子弹小型化。中子弹主要核装药是氘和氚的混合物，而不是氘化锂。因 为氘和氚聚变反应所放出的中子比裂变反应所放出的中子多得多，而锂可以吸收大部分中子。 中子弹的外壳一般不用铀-238 制作，而是采用铍和铍合金做成，这样高能中子可以自由逸出，同时使 放射性污染的范围比较小。中子弹的当量较小，一般威力为 1 千吨梯恩梯当量，要求引爆用的原子弹更小， 使其制造难度增大。中子弹的爆炸能由聚变反应产生，并主要以快中子流的形式向四周释放。它的核辐射 效应特别大，因此其正确名称应是增强的辐射武器。 凡是核武器都具有核辐射、冲击波、光辐射、放射性污染和电磁脉冲等杀伤力，但对三种核弹来说， 这五种因素各自体现的比例都是不同的。同时在不同的爆炸方式下，各种杀伤破坏因素在释放的总能量中 所占的比例也不完全相同。 大体来说， 原子弹爆炸时， 冲击波和光辐射占能量的 85%， 其它 3 种因素占 15%； 氢弹爆炸时，冲击波和光辐射占能量的 65%，其它 3 种因素占 35%；中子弹爆炸时，核辐射和电磁脉冲占能 量的 70%以上，其它 3 种因素占 30%以下。 由此可见，氢弹和中子弹虽然都属核聚变武器，但它们的杀伤形式是不同的。氢弹是以冲击波和光辐 射为主来杀伤生命和破坏设施的，而中子弹是以中子辐射为主来杀伤生命的，电磁脉冲是随着中子辐射而 出现的占能量较小部分的强脉冲信号。1 千吨梯恩梯当量的中子弹，在距地面 90 米的低空爆炸时，其冲击 波、光辐射和放射性污染的毁坏作用只限在爆心投影点周围 180 米的范围之内，而快中子流以及中子流贯 穿辐射与周围介质原子互相作用产生的电磁脉冲的杀伤半径却可达 800 米的距离。 中子的贯穿作用很强，它可以穿透坦克、掩体和砖墙去杀伤人员，而武器和建设物却能完好的保存下 来。由于中子弹放射性污染比较低，因而被称为“清洁的”核弹。此外，中子流作用的时间很短，在中子 弹袭击之后，军队能很快进入目标区作战。这些特点，决定了中子弹可作为战术核武器使用。 核武器主要是作为核战斗部装在战略导弹上，用以摧毁战略目标。在近程夜战、空战和防空中有的导 弹也装有核战斗部，用以摧毁地面大面积战术目标，对付飞机群和拦截携核弹的轰炸机等。中子弹不仅可 以作为核战斗部装在导弹上使用，而且能够制成炮弹由榴弹炮发射出去投入战斗。

Answer 2

原子弹是利用重核裂变瞬间释放出巨大能量，引起杀伤破坏的武器。原子弹里用于裂变的材料是铀或钚两种元素的同位素——铀-235或钚-239，它们的原子核在接受到一个中子后，就会分裂成大小、重量差不多的两个原子核，同时释放出约200MeV的能量。举例来说，铀裂变有时产生氪（36号元素）和钡（56号元素），反应方程式为：235U+n—→236U—→140Ba+93Kr+3n。这个能量差不多能使你肉眼能看到的最小的沙粒跳一下了。相比之下一个碳原子燃烧产生的能量只有4.1eV，仅是裂变能量的5千万分之一。

这只是一个原子裂变放出的能量，学过化学的人都知道，1摩尔铀-235里面有6.02×10^23个原子，也就是超过6千万亿亿个铀原子，总重235克。铀的比重和黄金差不多，所以1摩尔的铀也就和250克的金条差不多大，可以放在手心里。这些原子如果全部裂变的话，能量相当惊人，差不多相当于600吨煤完全燃烧所释放的能量。1kg的铀-235或钚-239完全裂变，释放出的能量大约等于2万吨烈性的TNT炸药爆炸的威力。

铀-235的原子核裂变时，还会放出中子，有时一个也没有，有时能达到6个，平均有2.5个。这就是说，一个中子引起的核裂变，会放出2.5个中子。而这些中子又会引起周围原子核的裂变，于是就会象雪崩一样引起一连串的原子核裂变，这个过程就叫链式反应。但是这些中子未必都会引起新的裂变，譬如由于原子核十分微小，所以中子不一定能接触到铀核，如果铀块不够大的话，有些中子就会飞出铀块，不能引起新的裂变。当然，铀块中的杂质也会吸收中子，使新的裂变不能进行。

能使裂变材料的链式反应能持续进行的最小的体积称之为临界体积，这时它的质量成为临界质量。临界质量和裂变材料的种类、纯度、密度以及几何形状密切相关，如果材料包裹以中子反射材料的话，还可以降低临界质量。据网上说一般球形纯铀-235的临界质量约为50kg，δ相钚-239则为15～16kg；而加装中子反射材料后，铀-235的临界质量只有15kg了，而δ相钚-239则只有10～11kg了。之所以材料加工成球形，是因为体积一定时，球形表面积最小，中子泄漏也就减少了。

Answer 3

原子互相撞击分裂成更多原子，就爆了，伤害来自光热辐射、冲击波本回答被提问者和网友采纳

Answer 4

核弹内部是铀-235，铀-235周围包围着高能炸药，高能炸药爆发后，铀-235在核弹内部就会被压缩到达临界点，之后就产生了核裂变，也就是核爆炸。

Answer 5