“实验室里用手掰开原子弹阻止了一场核爆炸”有可能吗,引爆原子弹的条件是什么?


实验室里用手掰开原子弹阻止了一场核爆炸,是不是正能量满满啊?

这个双手掰开原子弹的故事也流传很久了,当然写的很有传奇性,故事本身是真实发生的,但也有很多误读,比如双手掰开避免了一场核爆炸,这个明显是对当时事故情形的夸张。

当然故事是真实发生的,属于一场核实验研究中的事故,但离核爆还远远不够,哪个实验室也不会有这么大胆能在实验室里做这种临界实验的,可见这个说法之夸张。这也属于实验室中操作失误的一个典型例子。

故事的主角是Louis Slotin,当时正在给周围同事演示钚临界质量与铍制半球壳反射中子的关系。如图所示,把一块钚原料放在一个大的铍制半球上,在上面再加一个小点的铍制锅盖,通过调整上面那个小的半球锅盖的位置,来反射中子,起到调节链式反应的临界点。从下图对事故的还原中演示中可以看到,这个实验当时的操作条件也是非常简陋的,关键在于Louis操作时,用来调整上面铍盖时,仅仅使用一个螺丝刀,来调整位置。

由于是给同事的演示实验,他用螺丝刀这种粗糙的手法,来调整上面铍盖的距离,这时候事故发生了,由于手滑导致上面的反射中子的锅盖完全扣上了。本身一块钚不足以产生达到临界状态,然而当铍盖完全扣上,反射的中子急速了反应,迅速到达临界状态,释放出大量的辐射,Louis和在场同事都遭受到了中子和伽玛射线的强烈辐射,Louis在本能之下,把上面的铍盖给甩到了,恢复到正常状态。这就是所谓的徒手掰开原子弹的故事。

当然事故发生以后,Louis就应该遭受大剂量的辐射,在数天后就去世了,其他有几位同事也在数年后去世。但这个徒手掰开原子弹的故事,就这么加工出来,而且一再出现在一些励志鸡汤中。



量子实验室

路易斯·斯罗廷生在一个犹太人家庭,为了躲避纳粹屠杀他父亲带着全家一起逃往北美,这个斯罗廷还真是一位天生的学霸,最大的爱好就是学习,16岁就考上了巴尼托尼大学,还获得本硕连读,拿到了理学地质学双学位,后来在伦敦国王学院继续深造攻读博士。看到这大家都以为他一定是一个爱学习的乖乖男?事实上这位斯罗廷可是调皮的很,西班牙内战时参加了国际纵队,后来又跟随皇家空军一起开战斗机,甚至还拿过拳击手比赛的冠军,博士毕业后还去美国成为了一名科学家,整个人生就像抹了神油一般的丝滑,宛若开了十块钱外挂一般。

斯罗廷负责组装世界上第一枚原子弹,三位一体核试验的核心,也被称为“美国首席军械工”的他任务就是测量铀、钚核心的临界质量值。简单来说他的任务就是测量原子弹爆炸的临界值,可以说是一个稍有不慎就魂归西天的活,科学家们称为“搔弄睡龙的尾巴”。原子弹的核心是两个光不溜秋平平无奇的钚,当两个半球被挤压在一起超过临界质量就会爆炸,撞在一起那可真是惨绝人寰。


迷彩虎军事

原子弹的原理就是重核元素(铀或钚)的裂变链式反应:用一个中子去轰击一个重原子核,原子核将会发生裂变,成为2-4个更轻的原子核,同时释放出更多的中子,这些新产生的中子又轰击其他原子核,产生更多的中子和裂变反应。由于裂变过程会发生质量损失,因此会释放出很大的能量,如果能让裂变的链式反应在很短的时间发生,那么就可以释放巨大的能量形成爆炸的威力。因此,原子弹爆炸的重要因素,就是要短时间产生大量的链式反应,这要求重原子核要靠的足够紧密,原子核数目要足够多,产生的中子能量要足够强。

但是要注意的是,原子弹是瞬间释放能量的,也就是让链式反应瞬间发生。所以原子弹对重原子的密度是有关键要求的,这是为何需要浓缩铀的主要原因。原子弹爆炸最关键的参数就是临界密度,在浓缩铀物质达到临界密度时,提供链式反应最初所需的中子,就能瞬间释放巨大能量出来。

一般的核反应堆也是达到一个临界值的,但这个临界值要远低于原子弹爆炸的界限。反应堆的临界值就是能够让链式反应持续稳定进行下去所需要的重原子核密度。在常见的核裂变反应堆中,其实就是靠抽取铀棒来改变堆积密度,从而控制链式反应的进行。所以,核燃料甚至核废料是有严格保存规定的,它们绝对不能简单堆积起来,因为很容易达到临界值,在没有合适防护情况下就自主构成了一个核反应堆,辐射是极其剧烈的!至于一个铀块的掉落是否能引起原子弹量级的爆炸,倒是可能性很小。无论如何,直接接触核反应堆量级的辐射或者原子弹量级的辐射,都是致命的。


飞贼克斯和康德马特

这个事情在美国实验室确实发生过,但是有部分是夸大或者误传的。

首先说但是两块铀确实是超过临界发生链式反应了,但发生链式反应并不等同于就会发生核爆,因为但是两块铀的纯度并没有达到武器级,所以反应速度并不快,这才有时间手撕核弹。

第二就算但是没有撕开两块铀,也不会发生人们印象中得核爆,首先发生的核反应会直接将两块铀炸散,从而阻止链式反应的继续发生,爆炸威力不会超过一枚炸弹。

最后说一句,手撕核弹的这个人几天后就挂了,属于接触巨量的放射线,其勇气,仍然值得人们钦佩。


巫师的低语

有人已经回答得很详细,但是我想答一个简洁的。

简单来说,这是不可能的。

首先:光就原理来看形成链式反应需要俩条件:1,足够多的核裂变材料。2,拥有一个中子源启动链式反应的第一步。

由上可知在没有中子源的情况下再多的铀堆在一起也不会产生爆炸。

其次,链式反应远没有上述那么简单,触发链式反应后会产生大量的热,这些热会将参与反应的核材料推开从而使链式反应提前终止,怎样使核材料在极短的时间内尽量多的参与链式反应才是制造原子弹的关键点,才是各国最高机密(这也是为什么我们的邻居老是只能炸二踢脚的原因)

所以无论如何都不会出现提问者所述的情况。


SeanWood

有点夸张,一般两块浓缩铀缓慢聚合在一起超过临界质量时会产生大量的热和中子,然后,将两块武器级铀融化推开,产生大量射线并不会核爆;核爆要在极短的时间里将两块武器级铀合在一起并外裹中子反射层反射中子充分加速裂变。


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