科學問題百問之-原子彈

科學問題百問之-原子彈

上圖呢，就是傳說中的「蘑菇雲」，也就是在二戰中讓日本投降的最後通牒。有沒有很壯觀，有木有？！那它爆炸產生的巨大能量到底怎麼來的呢？接下來，讓我們一起一探究竟吧。

簡介

原子彈是利用鈾和鈈等較容易裂變的重原子核在核裂變瞬間可以發出巨大能量的原理而發生爆炸的。鈾-235和鈈-239此類重原子核在中子的轟擊後，通常會分裂變成兩個中等質量的核，如果不加控制，這個裂變系統會變為一個劇烈的鏈式裂變反應。這也是原子彈那極具破壞性威力的來源。

基本原理

原子彈是利用重核裂變瞬間釋放出巨大能量，引起殺傷破壞的武器。原子彈里用於裂變的材料是鈾或鈈兩種元素的同位素——鈾-235或鈈-239，它們的原子核在接受到一個中子後，就會分裂成大小、重量差不多的兩個原子核，同時釋放出約200MeV的能量。這只是一個原子裂變放出的能量，那1kg的鈾-235或鈈-239完全裂變，能產生多少能量呢？

基本原理圖如下：

鈾-235的原子核裂變時，還會放出中子，有時一個也沒有，有時能達到6個，平均有2.5個。這就是說，一個中子引起的核裂變，會放出2.5個中子。而這些中子又會引起周圍原子核的裂變，於是就會象雪崩一樣引起一連串的原子核裂變，這個過程就叫鏈式反應。鈈比起鈾來，具有更小的臨界質量，因此可以實現核武器小型化。因此，事實上原子彈更多採用鈈-239做為裂變材料。原子彈就是將亞臨界狀態的裂變材料變成超臨界狀態，同時提供一些中子，使裂變鏈式反應能持續進行，從而發出巨大的能量。

發展趨勢

核能在生活中的應用也較多，最典型的就是核電站，那核電站的到底時怎麼工作的呢？我們來一起看看。

另外一個就是，在軍事上的應用了。由於核武器投射工具準確性的提高，自60年代以來，核武器的發展，首先是核戰鬥部的重量、尺寸大幅度減小，比威力（威力與重量的比值）有了顯著提高。威力更大的熱核武器，比威力提高的幅度還更大些。這一方面的發展或許已接近客觀實際所容許的極限。自70年代以來，核武器系統的發展更著重於提高武器的生存能力和命中精度，如美國的「和平衛士/MX」 洲際導彈、「侏儒」小型洲際導彈、「三叉戟」Ⅱ潛地導彈，蘇聯的SS-24、SS-25洲際導彈，都在這些方面有較大的改進和提高。

防護措施

原子武器的爆炸方式有空中、地面（水面）和地下（水下）爆炸。原子武器爆炸時，能產生多種殺傷破壞作用。早期核輻射作用時間持續幾秒至十幾秒，發現閃光後，應立即進入人防工事或坑道，可以減少核輻射的照射劑量，同時能有效的防護衝擊波傷害。沾染區的地面劑量率隨著時間的增加而不斷下降。爆炸後，沾染區應立即禁止通行，非專業人員應盡量推遲進入核爆區。

今天的原子彈就介紹到這了

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