1945年8月,美國在日本廣島投下的原子彈(代號“小男孩”)采用炮式結構,重約4100 kg,直徑約71 cm,長約305 cm。核裝藥為鈾235,爆炸威力約為14000噸TNT當量。最後,我們來看看“小男孩”投入廣島的那壹刻。
原子彈主要由爆轟控制系統、炸藥、反射層、由核裝藥組成的核部件、核點火部件和彈殼組成。爆轟控制系統用於及時引爆炸藥,是推動和壓縮反射層和核部件的能源。反射層由鈹或鈾-238制成,以減少中子泄漏;核裝藥主要是鈾-235或鈾-239;核點火組件用於提供“點火”中子,以觸發核裂變的鏈式反應;彈殼用來固定和組合零件。
1 kg鈾-235裂變後釋放的能量接近2萬噸TNT炸藥(圖片有誤)!如果坐火車拉,需要340多節車廂,火車長5.2公裏!
根據原子彈起爆機理的不同,原子彈可分為“槍式”和“匯聚式(內爆式)”。現代原子彈通常結合這兩種結構的特點,提高核裝藥利用率,增強破壞力。
鈾是壹種重金屬元素。天然鈾有三種同位素,按質量數排列。它們是鈾238、鈾235和鈾234,它們不斷地向外界輻射α、β、γ等射線。天然鈾中同位素鈾235的豐度只有0.72%,按照原子彈的設計要求,必須提高到90%以上。粒度超過95%的鈾235具有
但這顆米粒大小的原子彈不會爆炸,因為原子彈爆炸的前提條件是金屬鈾的質量足夠大。每塊鈾的體積小於臨界體積(鈾235的體積不小於臨界體積,這是鏈式反應的另壹個必要條件),所以通常不會爆炸。
核電荷數小時,體積也小。如果產生的中子沒有擊中其他原子核,它們可能會跑到原子核電荷之外,打斷鏈式反應,單個鈾原子核裂變釋放的能量微乎其微。只有大量的鈾核繼續裂變,也就是通常所說的鏈式反應,才能獲得大量的能量。
換句話說,壹顆米粒大小的原子彈只是壹個放射性金屬塊,達不到爆炸標準,但其放射性足以讓靠近它的人生病死亡。鈾是壹種重金屬,具有明顯的腎毒性。用於制造原子彈的濃縮鈾是90%,所以不能接近,不能直接接觸。