
在很多人的印象中,原子弹的威力非常大,好像几颗就能灭掉一个国家。
是不是这样?
当然不是!
事实上,原子弹的威力很大,但是远比普通人想象的要低。
今天,我们就给大家讲讲原子弹的威力。
首先,我们要给大家普及一些高中的物理知识。
世界上所有物质,都是由原子组成的。
比如,铁是由铁原子组成的;氧气是由氧原子组成的;水是由氧原子和氢原子组成的……
那么,原子是什么样子的呢?
原子是由原子核和电子组成的。
其中,原子核是由质子和中子组成,质子带正电荷、中子不带电;电子带负电荷。
比如,碳原子是由6个带正电荷的质子、6个不带电荷中子和6个带负电荷的电子组成的。
这里我们需要用到一个后面必须要用到的知识:原子体积和原子核的体积。
原子核直径约为原子的1万~10万分之一(不同原子不一样),我们取一个中间值,5万分之一。原子核是由质子和中子组成的,所以中子的体积比原子核还要小。
如果把地球比喻成原子,那么原子核就相当于一个直接约300米的球,中子就相当于一个直接10米的球。
大家要记住这个比例,因为核反应需要用中子去撞击原子核。
原子相当于地球那么大,然后要用一个直接10米的球(中子)随机的去撞击地球上的一个直径只有300米的球(原子核),难度之大可想而知。
了解以上内容,那么后面的就容易理解了。
原子弹一般采用的是铀235和钚239。
我们以大家比较熟悉的U235为例。
U235有92个质子,143个中子,加起来等于253,所以叫做U235。
当一个原子的质子数相同、中子数不同,那么就属于同一个物质,互为“同位素”。
原子弹为什么要选择用U235(也可以用钚239)?
因为U235容易发生裂变。
当你用一个中子去轰击U235的时候,U235增加一个中子,就会变成U235的同位素U236。
U236是无法稳定存在的,所以几乎在同时,U236就会分裂成为另外的两个元素:氪92和钡141,并释放出2-3个中子和大量的能量。
然后,释放出来的中子又去轰击其它的U235,这样就形成了链式反应,释放出大量的能量。
绝大多数的其它元素都没有U235和钚239的这两个重要特点:
1、不容易发生裂变;
2、不会释放中子。
比如,你用一个中子去轰击碳12,那么就可能变成碳13,不会发生裂变,也不会释放中子和能量。
这就是为什么原子弹要选择U235和钚239的主要原因。
下面就到了我们今天的核心部分了。
前面我们说过:如果把原子比喻成地球,那么原子核只相当于1个直接300米的球,中子相当于一个直接10米的球,所以想要让中子击中原子核是非常困难的。很可能会出现一个中子轰中一个U235后释放出来的中子轰击不到其它的U235,那样释放出来的能量就非常的少。
比如下图:中子击中几个U235以后,就再也碰不到其它的U235了,反应就终止了。这个时候,铀块就只能发热而不会爆炸。
如何解决这个问题?
最简单的办法就是增加U235的数量:当U235的数量越多,那么中子碰到的几率就越大,就越容易发生爆炸。