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原子彈爆炸是怎麼樣的一個過程?

原子彈爆炸是怎麼樣的一個過程

原子彈爆炸是怎麼樣的一個過程

原子彈爆炸是怎麼樣的一個過程原子彈是一種殺傷力非常強的核武器,從原理上講,最簡單的原子彈採用的是所謂槍式結構。兩塊均小於臨界質量的鈾塊,相隔一定的距離,不會引起爆炸,當它們合在一起時,就大於臨界質量,立刻發生爆炸。但是若將它們慢慢地合在一起,那麼鏈式反應剛開始不久,所產生的能量就足以將它們本身吹散,而使鏈式反應停息,原子彈的爆炸威力和核裝葯的利用率就很小,這與反應堆超臨界事故爆炸時的情況有些相似。因此關鍵問題是要使它們能夠極迅速地合在一起。

這可以象旁圖所示的那樣,將一部分鈾放在一端,而將另一部分鈾放在「炮筒」內,藉助於烈性炸藥,極迅速地將它們完全合在一起,造成超臨界,產生高效率的爆炸。為了減少中子損失,核裝葯的外面有一層中子反射層;為了延遲核裝葯的飛散,原子彈具有堅固的外殼。

另外在槍式結構中,兩塊核裝葯雖然高速合攏,但在合攏過程中所經歷的時間仍然顯得過長,以致於在兩塊核裝葯尚未充分合併以前,就由自發裂變所釋放的中子引起爆炸。這種「過早點火」造成低效率爆炸,使核裝葯的利用率很低。

在內爆式結構中,將高爆速的烈性炸藥製成球形裝置,將小於臨界質量的核裝料製成小球,置於炸藥中。通過電雷管同步點火,使炸藥各點同時起爆,產生強大的向心聚焦壓縮波(又稱內爆波),使外圍的核裝葯同時向中心合攏,使其密度大大增加,也就是使其大大超臨界。再利用一個可控的中子源,等到壓縮波效應最大時,才把它「點燃」。這樣就實現了自持鏈式反應,導致極猛烈的爆炸。

內爆式結構優於槍式結構的地方,在於壓縮波效應所需的時間遠較槍式結構合攏的時間短促,因而「過早點火」的幾率大為減小。這樣,內爆式結構就可以使用自發裂變幾率較大的裂變物質,如鈈239作核裝葯;同時使利用效率大為增。


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