一颗只有一粒米大小的原子弹爆炸后威力能有多大?你怎么看?

轩轩劲爆精神


不知道题主知不知道“临界质量”的概念,“临界质量”是保证链式反应正常进行所需要的核装药的最小数量,即维持核子连锁反应所需的裂变材料质量,由于受各种环境的影响,临界质量并非完全一样,影响它的因素包括核素性质、富集度等。

经过计算,一粒米的重量约为0.02克(通过100粒米为2克计算而来),现有科技条件下无论如何也做不到一粒米大小的原子弹相当于铀—235的临界质量为15公斤和钚—239为5公斤这样的级别,而满足不了临界质量的米粒级原子弹其威力也不大,在此小地就不计算了,交给数学课代表去算。

原子弹是核武器之一,它是利用铀235或钚239等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器,主要靠核反应的光热辐射、冲击波和感生放射性造成杀伤和破坏作用,以及造成大面积放射性污染,以达到战略目的的大杀伤力武器,由于原子弹爆炸威力无比,其爆炸释放的能量用TNT炸药的重量TNT当量来表示。

关于原子弹爆炸或核电事故,人类都有过惨痛的教训,比如世界反法西斯战争末期为加速加速战争进程,美军分别余1945年8月6日和9日对日本广岛和长崎投掷原子弹,造成大量平民和军人伤亡,1986年4月26日发生在前苏联加盟共和国乌克兰境内的切尔诺贝利核电站的核子反应堆事故,是近代历史中代价最“昂贵”的灾难事件,而2011年3月11日发生于日本福岛县的福岛第一核电站事故,造成放射性物质泄漏,一时间引起恐慌,人们纷纷抢购饮用水和食盐等。

从原子弹爆炸、核电站事故就可以看出核武器的危害了,更何况还有其他大规模的杀伤性武器的存在,因此国际社会有许多的人或组织抵制核武器,对此你怎么看?欢迎留言分享!


地理那些事


不是我泼冷水,以人类目前的科技实力是制造不出一粒米大小的原子弹的。原子弹是以核材料的核裂变链式反应释放巨大能量而产生威力的一种武器,但是要诱发核材料的链式反应必须以传统的化学爆炸产生高温高压为前提,这也就是为什么原子弹内部必须装填一定量的TNT炸药作为起爆扳机的原因。所以别说制造一粒米大小的原子弹,就是一粒米全部装满TNT炸药,也不足以引发链式核反应,因此一粒米大小的原子弹更是不可能造出来的。


既然一粒米的原子弹不能造,那么我们就只能讨论讨论一粒米大小的核材料(以铀235为例)裂变后的威力有多大。投放在日本广岛的世界上第一颗原子弹——小男孩,它的尾塞里装有60公斤铀235,但是由于枪式原子弹转换效率太低,最后只有约700克铀235发生了裂变反应,不过就这么一点裂变能量,最后爆炸产生的TNT当量也高达1.5万吨,也就是说一克铀235裂变产生的能量约等于21吨TNT爆炸的能量。

一粒米的平均体积大约为0.02立方厘米,而铀235的密度为19.05克/立方厘米,换算下来,一粒米大小的铀235的重量大约为0.38克,按照一克等于21吨TNT炸药计算,一粒米大小的铀235裂变产生的能量约等于8吨TNT爆炸,那么8吨TNT爆炸的威力有多大呢?

66式152毫米加榴炮高爆弹TNT装药大约为6公斤,能在地面上炸出直径5米,深1.8米的大坑。美军Mk-84航弹内部装药430公斤,加上高空投掷的动能加速度,在地面爆炸的威力差不多等于1吨,在地面能够炸出直径11米的大坑,冲击波殃及120米之外。如果是8吨TNT同时爆炸,弹坑直径最起码在20米以上,冲击波范围在300米以上,炸毁一座像世贸大楼这样的超大型建筑绝对不在话下!


军史吐槽君


前提:假设这么少可以爆炸。

原子弹有两种重要原料铀235或钚239。

我们就以威力小的铀235为原料来计算一粒米大小的原子弹爆炸威力。

热中子轰击铀-235原子后会放出2到4个中子,中子再去撞击其它铀-235原子,从而形成链式反应。

核反应方程式可写为


裂解过程中由于有质量损失,所以根据质能方程

一个铀235核裂解释放出来的能量为

一粒米大小约重0.02克,密度1.67g/cm^3,铀235密度为19.05g/cm^3,所以一粒米铀235重量为0.02*(19.5/1.67)等于0.65克,换算成摩尔单位就是0.00277mol,1mol含有6.021367×10^23个粒子,所以一粒米大小含有铀235个数为

故一粒米铀235核裂变可释放能量为

一吨TNT炸弹释放的能量为

所以一粒米铀235核裂变可释放能量相当于TNT炸弹


有初有终


虽然核武器小型化搞了这么多年,但迄今为止人类还没有造出米粒大小的原子弹,而且根据原子弹核爆原理推测,人类也不可能造出那么小的原子弹。



原子弹使用的裂变材料(铀235或钚239)要想发生核爆,就必须超过一定的临界质量,只有这样才能发生连续链式核裂变反应。在以铀238为反射材料的条件下,铀235与钚239的临界质量分别为15公斤和5公斤。即便不考虑裂变材料的利用率,15公斤的铀或者5公斤的钚也没办法做到米粒大小。



无论如何米粒大小的原子弹不可能实现,但为了满足题主的好奇心,也可以从理论上计算一下它的威力。

二战末期,美国在广岛投下的第一枚原子弹使用了64千克铀,爆炸当量为1.5万吨TNT,相当于每千克铀的爆炸当量为234吨TNT。而美国在长崎投下的钚原子弹使用了6.2千克钚,爆炸当量为2.1万吨TNT,据此推出每千克钚的爆炸当量为3387吨TNT。虽然铀和钚的密度要大很多,但米粒大小铀或钚的质量也不会超过5克。假设铀或钚的质量就是5克,那通过简单的数学计算就可以得到米粒大小原子弹的威力:米粒大小铀原子弹的当量为1.17吨TNT,米粒大小钚原子弹的当量为16.94吨TNT。



与普通原子弹比,米粒原子弹的当量确实要小了很多,但以它的威力炸死个人依然绰绰有余,所以大家千万不要想着过年当鞭炮用了!


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一粒米有多大?这是笔者拿卷尺量“东北长粒米”得出的直观结果,长度最多5毫米、宽度在2毫米、厚度1毫米多一点,这样一个小的体积不可能制造出来原子弹!

我们都知道,原子弹的核装药有两种:一种是铀235,另一种是钚239。其中铀235 的浓缩度要在93%以上,最好是95%!而且铀浓缩只是制造核弹的第一步,而核装药的铀或者钚还需要有“临界值”才行,也就是说超过临界值才能出现核爆炸。
这是广岛原子弹(铀弹)和长崎原子弹(钚弹)的爆炸示意简图。

铀和钚在产生链式反应时需要有“临界值”,也就是说这两个核材料不但要有浓缩度,还需要有一定的重量才行,根据公开的资料“广岛原子弹”使用了60公斤的浓缩铀,才产生了20000吨TNT的当量,受当时技术水平的限制,其中只有4公斤发生了链式反应!

U235要想产生核爆炸理论上需要52公斤才行,如果在外层有中子反射层,只需要15公斤。但原子弹实际制造中要超过这个重量。

52公斤也好,15公斤也罢它们的体积都大大的超过了一粒大米,虽然铀的密度很高的是19.05克/立方毫米…但,一粒米大小的铀235也 不可能产生链式反应,同时原子弹不仅仅是有核装药,还有高能炸药、电子器件、最外面的包裹层,如果将这些都算在一粒米的体积内,那么核装药的重量就更少了,估计2克都不到,2克怎么产生链式反应?



钚239是比铀235 用量少一些的原子弹爆炸核材料,核爆炸理论以10公斤为临界值,也就是说10公斤以上的钚才能产生核爆炸(核裂变),钚的密度是19.816克/立方毫米…一粒米大小的钚239也不可能产生核爆炸。

通过对铀235和钚239的最粗略介绍,可以得出以目前的核爆炸理论来看,一粒米大小的铀或者钚根本制造不出来原子弹,它的质量太轻了不会产生链式反应,而且原子弹不只是有核材料就能爆炸的,各种杂七杂八的辅助材料和装置也是很多的,一粒米大小的体积内根本装不下。


我国首枚氢弹实验,当量为300万吨TNT当量,估计铀235核扳机所用的铀235和钚239主装药加一起会用到几百公斤的质量

所以,用一粒米大小的体积去制造原子弹不可能实现。


皇家橡树1972


威力很大,大的可是轻易杀死一个把它装在兜里的人。

以常用的原子弹核装药U235为例。一个米粒大小的丰度超过95%的U235,有着非常强的放射性。靠近它的人,很快就会因为受到超剂量的辐射而死去。而靠近它的人,也很容易因为超剂量的辐射而生病。也可能会死。

至于爆炸嘛。不好意思,它还不具备那个功能。

原子弹的爆炸原理是有放射性的金属元素通常是U235或者钚239发生链式反应而瞬间释放出巨大的能量。

但是,无论是U235还是钚239。要发生链式反应都是有前提条件的。

这个前提条件是金属的质量足够大。

这个质量被称作“临界值”。

比如U235,它发生链式反应的临界值大约是15公斤。换句话说,一块没有超过15公斤的U235金属块就只是一个有放射性的金属块而已。不会发生爆炸。

原子弹的爆炸过程,就是一个使用外力将两块亚临界的U235或者钚239的金属块压在一起,使其总质量超过临界值而自动发生链式反应的过程。而一个米粒大小的核装药,是远远达不到发生链式反应的条件的。但是,由于核装药都有着非常强的放射性,对人体的伤害比X光要强得多,人一直待在这种环境下,又没做好防护工作的话,会很快因辐射而死去。

因此,尽管只有一个米粒大小,对人体的损坏还是非常大的。


陌上云白


这个问题本身有问题,一粒米大小的原子弹无法实现核爆的临界条件,这个问题就像给太平洋安装护栏,给喜马拉雅山安装电梯一样,没有意义。

从工程角度看,超出了可行性阈值,原子弹临界质量在15公斤以上,显然一粒米不可能达到15公斤,最小的战术核弹也有两米多的长度。如果非要计算相当于一粒米重量的铀原料能量,也是可以计算,我们可以感觉广岛原子弹1公斤多的裂变材料等比估算一粒米重量的TNT当量,当然结果也是很可观的,至少相当于数十发榴弹炮的能量。

因此,这个问题除了满足好奇心之外,没有工程学上的意义,临界条件都不具备,如何进行裂变反应,就算科技达到了天顶星的地步,也不会去造一粒米重量的核武器。

这就像我们今天能够该500多米的高楼大厦,为什么不用木材盖?虽然我们能的科技完全能够去试试用木头到底能盖多高的楼,但没有人会这么做。


军情瞭望台


问题假设根本就是不成立的,原子弹根本做不成一粒米这么小。如果是一粒米这么大你信不信美俄的弹药库里面全是“核子弹”,AK“突突突”打出去的全是核弹头,到时候就真的悲剧了。下图是W54型裂变弹头,他作为M388核火箭筒和一些“核背包”的战斗部,而W54已经是小型化程度很高的核武器了。

原子弹有“内爆”和“枪”式两种爆炸结构,但是无论哪种结构原理都是核裂变的链式反应。但是进行链式反应是有条件的,这个条件是“临界质量”,所谓临界质量就是指固定条件下(裂变材料类型、材料结构、材料纯度等等方面)引起自发持续链式反应的最小裂变材料质量。虽然我们知道武器级核燃料的浓度要到93%以上,但是浓度只是最基本要求,更要达到临界质量才可以,只有超过临界质量才能出现核爆炸。

目前原子弹使用的核燃料有2种:铀235和钚239。然而铀235球的临界质量是46.7千克(另有资料显示52千克),如果其他条件不变增加反射层,那么铀235的临界质量可以降到16.8千克。也就是说只有当高浓度铀235达到16.8千克的时候才能引发链式反应。同理,钚239没有反射层的情况下临界质量为10千克,增加反射层可以降到4.5千克。

一粒米的大小恐怕也就是5毫米长,2毫米直径,体积不会超过0.2立方米厘米。铀的密度19.05 g/cm3,钚的密度最高在19.86 g/cm3,无论是铀还是钚他的临界质量再低也不可能是压缩到一粒米那么小。更何况原子弹爆炸还需要复杂的保险和引爆装置,当年投掷在广岛的“小男孩”原子弹铀235装药质量为60千克,材料利用率6%左右,实际参与的质量在3.6千克。所以这个“一粒米”大小的原子弹是伪命题,根本不成立。下图为“小男孩”的复制品和大致结构


雏菊西瓜Peterpan


人类威力最大,破坏力最强的武器是前苏联研制的“沙皇”炸弹,相当于5000万当量的TNT,这还是削减版本的,本来设计是一亿当量,但是由于没有合适的场地再加上国际的舆论压力的原因,苏联最终决定削减一半当量,但就算是这样“沙皇”炸弹仍然是目前人类掌握的威力最大的武器,当时爆炸产生的蘑菇云宽40千米,高64千米,比是珠穆朗玛峰高7倍还多,爆炸产生的电磁脉冲波造成全球通讯中断一小时。



咱们对比一下美国扔到日本的原子弹

迫于苏联钢铁洪流的和核弹的威胁,美国决定把核弹推向小型化,便捷化,常规化,于是世界上最小的核弹在1955应运而生,它就是M-388无后坐力核炮弹,重34.5千克,长780毫米,最宽处280毫米,杀伤效果非常好,辐射范围也广,但是有一个不能忍受的缺点那就是,这种核炮弹发射距离只有2.72公里,这个距离是处于核炮弹的辐射范围的,也就是说,谁发射谁倒霉,得跟着敌人一块死,这可要了老命了。

说到这问题就出来了,为什么美军不继续削减核弹的当量呢?比如削减到和咱们题目中说的和米粒一样大小,还真不行,不然美军早就这么做了,也不至于最后让这款杀器退役啊。原因就是一粒米大小的核弹无法达到实现核爆超临界状态。

至于为什么可以看下方的“核先生科普”的回答他是这方面的专家,这方面我真的不太擅长,抱歉


军武小咖


首先区分概念:没有一厘米大小的原子弹,原子弹体积最小的体积目前已知的也是美国生产的原子弹,弹长2.46米,弹径0.46米。

原子弹从二战美国在广岛长崎投放的“小男孩”和“胖子”是早期的原子弹,体积大,当量相比后来改进型,小很多。

由于军事技术的不断改进,目前原子弹已经把体积变得很小,形成为战术核武器。包括核地雷,核导弹,核鱼雷等等不同原子弹衍生品。


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