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

这件事吧，咱们得从头捋一下了。

核心问题就是 原子弹是否可以做到米粒大小。

大家应该知道，原子弹爆炸是有一个临界质量的，说几个数据：

铀-235的临界质量是52公斤，等下，这还没有完，它还有临界体积，如果是一个球体的铀-235它的临界直径是17厘米。得将近半尺多的一个球体才可以爆炸产生链式反应呢！

比铀-235更容易引发链式反应的核材料是钚-239，这是一个人造元素（算了，一会在写个钚-239到底是怎么制造的，发在《精讲核武器》的专栏里面吧）。钚-239的临界质量是10公斤，临界直径是9.9厘米。

这样看，如果想起爆一枚原子弹就必须制造一个十几厘米直径的核材料球是吧？也不一定。

上图是临界质量和临界直径说明范例：

第一个图例说的是——如果临界质量小则发生核裂变的原子就少，并且有大量裂变产生的中子逸散到核材料之外浪费掉了。

第二个图例说明，当质量足够大，则有足够多的原子可以裂变，而且由于球体的表面积是同体积其他形状物体中表面积最小的，那么中子逃逸的也就最少。就可以引发核裂变链式反应。

第三个图例就更有意思了，如果在核材料外面覆盖一层中子反射物质（例如碳化钨或者铍）那么原本该逸散的中子就会反射回去，这样就可以大幅度的降低核材料的临界质量和临界直径。

但无论如何，我们也很难找到一个平衡点，将核弹做到一粒米粒那么大，理由就是——如果减少了核材料的质量和直径，我们就得加厚反射层的厚度。因此，用传统核材料制造一枚米粒大小的原子弹的路线就被堵住了

所以，目前真正实用化的原子弹W54还得做到至少这么大：

但是，我们可以发现一个问题点，不同的核材料的临界质量和临界直径是不一样的。

钚-239的临界质量仅仅是铀-238的1/5。那么有没有一种核弹材料是临界值及其小的呢？其实还真有！

这就是锎，英文Californium，很像是加利福尼亚的拼写吧？没错，这个东西就是伯克利加州大学大学首次合成的，为了纪念就叫做Californium了。

锎是一种人造元素。通过在回旋加速器中利用α粒子撞击锔生成。其中锎-252是一种可以在中子轰击下裂变并放出复数中子的元素同位素。 它的临界质量只有2.7公斤，临界直径只有6.9厘米。是一种比钚更容易发生链式反应的同位素。

然而为什么没有锎弹？

主要是这玩意产量太小了！目前世界上只有两个机构可以生产出锎-252，分别是美国的国家橡树岭实验室和俄罗斯的核反应研究所。

他们两家的产量喜人，橡树岭实验室每年可以生产出0.25克锎-252，而俄罗斯的核反应研究所每年只能生产出0.025克。

如果想凑到临界质量，两个机构得不断的生产10000多年。而且更悲催的是锎-252的半衰期只有2.6年。所以即便是10000年也是凑不够数的。

但是就锎来说，是给人类一个核弹小型化的指引方向，寻找临界值更小的元素同位素则很可能找到某一种新的人造元素可以做成更小的核弹。

路线基本上就是这样的，但是锎有着强大的放射性。

例如图片中的装置：

这个罐子是运送锎的，每次最多可以运输1克锎。

那么微型原子弹的另外一条路又给堵上了——无法保存不好运输。

不过，重点来了，随着人类不断的合成新的元素，那么一定也是必然会找到一种适合做及其微型原子弹的核材料。为什么说这个断言呢？这里就有一个元素的稳定岛理论，当原子中质子或中子为特定“幻数”的时候，这个元素将十分稳定。目前推定的幻数是2、8、20、28、50、82、126，目前已经确定的元素是：氦、氧、钙、镍、锡、铅，分别对应稳定岛的2～82节点，但目前人工合成元素刚刚合成到119，所以距离126还比较遥远。

另外的一个概念就是人工合成元素有点贵，即便是做成米粒大小的核弹恐怕也得是很多艘福特级航母的费用了。

最后 说下威力。

即便是完全反应掉，按照E=M*C*C来算，也就相当于几吨的TNT当量，所以没什么性价比的。

军武数据库

一颗只有一粒米大小的原子弹爆炸后威力能有多大？

从理论上看，并不能制造出米粒大的原子弹，全世界最小的原子弹是M388“大卫·克洛科特”核炮弹，长780毫米，直径最粗处280毫米，是世界上实战部署过的最小核武器！它是五十年代的W-54核弹头基础上研发的，有10吨和20吨当量可选！无法把原子弹制造到无限小是因为它并不是一块核材料即可引爆，还需要外围引爆结构，如果按临界质量来计算的话，它还可能更大！

一、何为临界质量？

如果是裂变的原子弹，那么就会涉及到一个临界质量的概念！它的本质是能让核材料中的自由中子在于逃逸出整块材料之前能撞击到下一个原子核的最小质量，如果质量太小，那么就没有机会撞击产生链式反应，如果足够大那么就可以形成原子弹所需的链式反应！

各位可能搞不明白一整块核材料都是固体，为什么自由中子会从里面跑出来？那么我们得来了解下：U235原子的直径是原子核的26634倍，而质子则是原子核直径的百分之一左右，中子的直径只有质子的一半，要击中另一个原子核的话，相当于从一个体育场中心打高尔夫击中另一个体育场中心的一个篮球大小的物体！所以需要有足够大的体积才不至于让这颗中子在撞击到另一个原子核之前跑出材料外！

钚—239的临界质量为5千克；

铀—235的临界质量为15千克；

请注意，以上临界质量需要铀—238作为中子反射材料！

二、能制造出低于临界质量的核弹吗？

上文中有说明，低于临界质量的中子会在撞击到原子核之前就跑出核材料！那么很明显只有10吨TNT当量的核弹核材料明显是低于临界质量的，那么这些核弹是如何制造的呢？

当然无论是满足临界质量要求还是不满足临界质量的核弹，都有一个中子反射层，因为我们希望在核材料炸散之前，有尽可能多的核材料产生裂变，那么自由中子你被反射回来就成了一个重要的手段！简单的说只要中子反射材料足够好，那么我们就可以把核材料的装药量减小，甚至做到非常小！比如本文开头的M388“大卫·克洛科特”核炮弹，整个炮弹质量只有23千克！

它的射程只有2千米，但它对人体的杀伤范围超过5千米，对于这种武器您有什么话要说？

三、一块米粒大的U235彻底释放能量，威力有多大？

这个是无法制造的，因此我们只能计算核材料彻底裂变时候的能量，以下为参数：

米粒大的U235材料按3立方毫米计算

铀的密度为：22.48g/cm^3,

那么这块材料的质量约为：0.00006744kg

U235材料裂变时质量亏损约0.0935%，那么亏损约：0.0000000630564kg

按大神爱因斯坦的质能方程E=MC^2，约合：5667226605.25J

按一吨TNT4184000000J计算，那么总共约合：1.34吨TNT的能量！

各位可以想象一下1.34吨的TNT爆炸产生的能量，不过提醒下各位，一般一枚152MM的高爆榴弹装药量约为6千克TNT，杀伤范围大约400M直径！

星辰大海路上的种花家

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

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？

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。

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

通过计算可以知道，一粒米的重量约为0.02克，在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。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。

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。

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，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，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。所以，用一粒米大小的体积去制造原子弹不可能实现。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。

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！

经常用了

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。

军武吐槽君

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

这么简单的问题讲了一大堆没有一个回答出来，绕来绕去的烦死了，假如我这样，要被老总当场拍死！我来说: 广岛原子弹u235有60公斤，实际裂变1公斤，爆炸的力量相当于13000吨TNT，一粒米0.1克，那么就相当于1.3吨TNT的力量，1.3吨可以炸出直径130米的大坑，虽然很方便携带了，但是强大的辐射会将周围的人烧伤，人们会被辐射烧得当场呕吐，甚至有的人会变异，比如长到3米高，或者突然很聪明，什么考试都考满分，但是假如长出2个鼻子，估计人家不会饶你，所以不建议携带。

baiyin27

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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额，凭借目前的核武器小型化技术还远远达不到造出一粒米这么大的原子弹的程度，别说是现在了，就是未来，应该也是造不出来的，为什么？来了解一下核武器是如何小型化的就知道了，

▲各种裂变材料的相关数据

注意图中红框框起来的地方，可以看到，铀-235的临界质量为48公斤，钚-239质量为10.5公斤，再考虑到铀-235和钚-239的密度（两者的密度都大概在19克/立方厘米左右，不过钚的密度会受到环境影响），10.5公斤的钚-239大概是一个直径为10厘米的球体，而48公斤的铀-235则大概是一个直径为16厘米的球，也就是说，凭借目前的技术，用来造原子弹的铀-235装药或者钚-239装药的临界体积直径起码也在10厘米以上了（能达到爆炸条件），而且这还是在理想情况下以纯钚和纯铀的密度来估算的体积，所以，考虑到现有技术条件下对这两种核材料提纯的问题，实际体积只会更加大，如果再加上起爆装置呢？下图为M388核火箭炮，可单兵操作，已经是上个世纪50年代的产物了！

那么，为什么核材料要有临界质量？因为临界质量就是保证核裂变能正常进行下去的最小质量（只有裂变反应才有临界质量这个概念，聚变反应是没有的），而核裂变的实质就是链式反应，那么什么是链式反应呢？链式反应就是指：前一个中子逸散前能够通过轰击重原子核（钚-239、铀-235等）来产生更多新的中子，而这些新的中子也一样，在逸散前通过轰击重原子核再次产生大量的新的中子，这是一个周而复始的过程。比如下图所示，中子撞击铀核，释放出能量以及新的中子，这些新中子又会继续重复这样的行为，产生一系列的连锁反应，而且这个连锁反应的时间非常短，可以理解为是在一瞬间发生的，而巨大的核能在一瞬间被释放出来，后果就是产生毁天灭地的核爆炸！

▲“链式反应”原理图

因此，这就是原子弹裂变反应的实质，所以，想要发生核爆炸，就必须保证链式反应能正常进行，而链式反应想要顺利的完成，就要保证中子可以轰击到重原子核，那么如何保证中子能够轰击到重原子核呢？通常有两种办法，第一种就是提高核材料的纯度，使重原子核的密度更大，这样中子轰击到重原子核的概率就越高；第二种则是延长中子的有效运动距离，也就是通过辅助装置来延长中子穿过核材料的时间，比如在核材料的外围加上一层中子反射层，把中子重新“反射回”核材料中。这两种方法都是同样能用来提高中子轰击重原子核的概率，从而减小核材料的临界质量的。因此，米粒大小的原子弹，不存在的，临界质量就已经限死了，更何况还要考虑到起爆装置的体积！

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