核武器中的「彈藥」鈾究竟是什麼樣子?

2020-12-03 悅文天下

本文轉載自【微信公眾號: 白色的可樂 ,ID:hhkele2020】

在20世紀60年代,一個美國文科大學生在上核擴散理論課時與教授發生爭執,說他可以單憑公開的科普資料來造出核彈。

教授不信,就把這個當作對學生的考試,說給你一個月時間寫出設計方案,不能爆就不及格。結果學生贏了,他根據公開資料設計了一個「核彈」,其可行性得到當時軍方核專家的認可。

一起來看看核彈的結構圖

投到廣島的原子彈「小男孩」的內部構造

這是典型的原紫彈。

A、B為兩塊鈾,兩塊鈾合為一體時就會出現核爆炸,B後面為引爆用的普通ZHA藥,用於把B鈾塊推過去。

類似於下面這個樣子

A、B鈾到底是什麼樣子?下面是一塊武器級鈾金屬,從退役的原紫彈中拆出。

鈾是如何提煉製造的?

鈾是具有緻密而有延展性的銀白色放射性金屬。鈾通常被人們認為是一種稀有金屬。

核燃料進入核反應堆前要經歷鈾礦開採、提取、精製、轉化、濃縮、燃料元(組)件製造等過程的加工。

鈾礦石

鈾礦開採

鈾提煉

分離

濃縮

分離濃縮想必大家都清楚,就是通過氣體離心機完成。

布滿離心機的濃縮鈾工廠

下面這個是裝黃餅的桶,可以看看工作人員有什麼特別防護都沒有。

下圖為核電站中使用的核燃料,它是由上面的黃餅繼續提純後得來的,戴著一副手套後,你依然可以用手捧著它們。

一起來看看視頻介紹

最後看一看鈾的爆炸威力

1千克鈾235全部裂變後放出的能量,接近2萬噸TNT!如果用火車拉,足足需要340多節車廂,火車長達5.2千米!

如果這些中子撞擊到另外的原子核,引發一次,甚至更多次新的裂變,像鏈條一樣傳遞下去,就是鏈式反應。

可如果大多數中子還沒撞上原子核,就飛到外面了,裂變反應的規模就沒法變大,也就沒法形成核爆炸。

如果把這塊鈾材料加厚加大,裂變產生的新中子,就能在飛出去前,有足夠機會撞上原子核,結果一次裂變變成兩次,然後變成四次、八次……這就形成了核爆炸。一微秒內,這個數量就能超過2億億億次!基本上一千克鈾裡面的原子核都能被撞裂。

因此把核材料積累到一定數量,就能產生核爆炸,這個質量就叫做臨界質量。最簡單的原子彈,就是把兩塊都不夠臨界質量的核材料,猛地合到一起。也就是我們文章開始講到的「原子彈」,最簡單的原子彈.

END

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  • 濃縮鈾與核武器
    中國日報網環球在線消息:鈾是存在於自然界中的一種稀有化學元素,具有放射性。鈾主要含三種同位素,即鈾238、鈾235和鈾234,其中只有鈾235是可裂變核元素,在中子轟擊下可發生鏈式核裂變反應,可用作原子彈的核裝料和核電站反應堆的燃料。 根據國際原子能機構的定義,豐度為3%的鈾235為核電站發電用低濃縮鈾,鈾235豐度大於80%的鈾為高濃縮鈾,其中豐度大於90%的稱為武器級高濃縮鈾,主要用於製造核武器。
  • 製造一枚氫彈究竟有多難?
    核武器有兩種,他們或是通過將大原子分裂(原子彈中的核裂變)或是將兩個原子聚合成新原子(熱核炸彈,亦即氫彈中的核融合)來產生強大的核力,兩種反應過程都會釋放巨大的能量。太陽以及其他許多星體都是類似的大型聚變反應堆。  製造核武器的第一個障礙是找到核燃料。僅有極少數種類的原子可以滿足製造所要求的大小和數量。
  • 硬核科技:從海水中提取核原料——鈾
    說起核也許你第一反應會想到核武器,核武器是利用能自發進行的原子核裂變或聚變反應瞬時釋放的巨大能量,產生爆炸作用在地球上除了陸地上含有鈾資源意外,在海水中也存在著相當於陸地上儲量1000倍的鈾,這一事實促進了國內外科學家們在過去的半個世紀致力於研究從海水中提取鈾。但是,在海水中鈾的含量十分低,大約只有3.3mg/L,並且海水中也存在著其他的金屬離子,這些原因導致了從海水中提取鈾需要克服相當多的問題。
  • 研製核武器難,秘密研製核武器更難,美國嚴密監控各國
    通常來說,有兩種原子彈:鈽彈與鈾彈,基本原料就是鈽239與鈾235。鈽239是由中子轟擊鈾238轉化而成,而鈾235是從鈾礦中分離而來。所以,製造原子彈原始原料就是鈾礦,只要掌握了鈾礦開採情況就能從源頭上控制核武器的製造。世界上的大部分鈾礦都在國際原子能機構的監控下,或者在美國衛星或情報機構的監視下,想秘密大規模開採鈾礦,是很難做到的。
  • 都知道核武器的原理,卻還是造不出核武器,其實技術壁壘在這裡
    從1945年世界上第一顆原子彈問世,距今已有70多個年頭了,核武器的製造原理也早已不是什麼秘密了。但對於大多數的國家而言,製造核武器仍然是一件極為困難的事情。是什麼成為了阻止核武器擴散的關鍵技術壁壘呢? 核武器的原理簡單來講就是「鏈式反應」,何為鏈式反應呢?
  • 鈾彈和鈽彈有什麼區別
    原子彈裝的核燃料主要為鈾235或鈽239,分別稱為鈾彈和鈽彈。天然鈾礦石中鈾235僅佔0.7%,為獲取高純度鈾235,通常要採用物理方法把天然鈾礦石中的鈾238分離出去,不斷提高鈾235的濃度。當鈾235的濃度達到90%以上,就可以滿足核武器的要求。美國在廣島投擲的原子彈就是鈾彈。我國的第一枚原子彈也是鈾彈。
  • 去年就已開始提純鈾
    伊朗原子能機構副主席穆罕默德賽義迪5月9日確認,伊朗在2004年暫停所有鈾濃縮活動前,已經將37噸鈾原料轉化成氣體,這些氣體可以用於濃縮鈾。  據美聯社報導,賽義迪表示,伊朗在中部地區的核設施中完成了上述轉化工作。他說:「在暫停鈾濃縮活動前,我們將37噸鈾原料(即「黃餅」)在伊斯法罕核設施中全部轉化成了UF4氣體。」
  • 伊朗到底有沒有核武器?耗全國一半電力,啟動萬臺離心機造濃縮鈾
    據《德黑蘭時報》消息,近日伊朗伊斯蘭革命衛隊表示,目前伊朗已經成功發射了第一枚軍事衛星,該衛星名為「努爾」,目前正在距離地球表面425千米的軌道中行駛。伊朗官方還表示,這是一枚多功能衛星。對於伊朗的解釋,美國十分質疑。
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    核武器在人類戰爭中總共也就露臉過一次,那就是在日本的廣島和長崎。自此之後,人類戰場上再無核武器出現。不過雖然人類戰場上不再見到核武器,核武器卻尤如一柄達摩克利斯之劍懸在了人類頭頂。人人都知道核武器是人類戰爭的天花板,任誰也不敢輕易去碰觸。同時核武器作為大國身份的象徵,始終為一個強國獲得國際認可的必要條件之一。
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