11.25 原子彈爆炸瞬間內部到底發生了什麼?竟然能釋放出如此大的威力

原子彈的爆炸瞬間發生了劇烈的鏈式裂變反應,那麼到底什麼是鏈式裂變反應?

先從原子彈的結構說起

首先原子彈嚴格來說不是個炸彈,而是一個裝置,原子彈包括了控制系統,高能炸藥,反射層,核裝料,中子源、彈殼包裹層等幾個部分。原子彈的核心部件是核燃料,但是無論從重要程度還是從製造難度,核燃料不是整個原子彈中最難的部分,就是從重量和體積上來看,核燃料所佔的也不足整個核彈的十分之一。

原子彈爆炸瞬間內部到底發生了什麼?竟然能釋放出如此大的威力

在原子彈被啟動後,最先動作的當然是控制部分,控制部分將高爆炸藥點燃,高爆炸藥將核燃料推到一塊,達到超臨界狀態,這時中子源被擊破,釋放出啟動中子,啟動中子射向處於超臨界狀態的核燃料,鏈式反應開始。可以做核燃料的是易裂變元素的原子,如U235或者Pu239和Tu233。

鏈式反應初始,假設有A、B、C、D、四個中子從中子源射出,四個中子就像無頭蒼蠅一樣,到處亂撞,向四周散開,開始了不同的命運。

原子彈爆炸瞬間內部到底發生了什麼?竟然能釋放出如此大的威力

裂變反應動圖

A中子:剛出去就碰到了鈾238核,沒能裂變,放出一個伽馬光子,被鈾238吸收了

B中子:飛了半天沒有碰撞到鈾235核,畢竟原子核比原子要小得多,當能量減小到一定程度,快要飛不動時,撞到一個鈾235核,鈾235核瞬間變成兩半,同時又放出3箇中子。

C中子:剛出去就碰到了鈾235核,但是又被彈開了,繼續飛行,又碰撞到另一個鈾235核,鈾235核瞬間變成兩半,同時又放出3箇中子。

D中子:碰撞到鈾238核,把鈾238核打散了,發生了裂變反應。

裂變後產生的中子又瘋狂的撞向旁邊的鈾235,引發新的裂變反應,釋放出更多的中子,同時也釋放出了更多的熱量,這就是鏈式裂變反應。


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