大家好，今天小編關(guān)注到一個(gè)比較有意思的話題，就是關(guān)于核彈機(jī)械原理的問題，于是小編就整理了3個(gè)相關(guān)介紹核彈機(jī)械原理的解答，讓我們一起看看吧。
- 請問如果要制造一枚核彈，我需要怎樣的理論知識(shí)儲(chǔ)備，還有關(guān)于這方面的學(xué)科是，化學(xué)專業(yè)中的？
- 原子彈的原理是什么？能通俗地解釋一下么？
- 核彈為什么要用鈾，而不是其他元素？
請問如果要制造一枚核彈，我需要怎樣的理論知識(shí)儲(chǔ)備，還有關(guān)于這方面的學(xué)科是，化學(xué)專業(yè)中的？
制造一枚核彈并不需要太多的理論知識(shí)，只要學(xué)好高中物理，然后在網(wǎng)上找一找***的相關(guān)資料就可以了。制造核彈的困難在于你無法獲得鈾-235或钚239。因?yàn)檫@些裂變材料自發(fā)也會(huì)進(jìn)行緩慢的裂變并釋放射線，如果你得到這些材料就會(huì)馬上被有關(guān)部門抓走。
裂變核彈的原理是十分簡單的：只要兩塊達(dá)到臨界質(zhì)量的裂變?nèi)剂献苍谝黄鹁蜁?huì)發(fā)生劇烈核裂變。燃料的多少決定了是直接產(chǎn)生核爆炸還是只是反應(yīng)一會(huì)就因?yàn)槲镔|(zhì)飛散和燃料不足導(dǎo)致反應(yīng)停止。
***的原理是什么？能通俗地解釋一下么？
1803年，英國化學(xué)家物理學(xué)家約翰道爾頓觀察分子時(shí)發(fā)現(xiàn)了分子上有重影，開始不以為然以為自己是老眼昏花了，后來瞇眼仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)了是一種更小的物質(zhì)——原子
1911年，新西蘭原子核物理學(xué)學(xué)家盧瑟福用阿爾法粒子轟擊金箔提出了原子核模型，隨后通過同樣的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了原子核中更小的單位——質(zhì)子。
1934約里奧居里夫婦用阿爾法粒子轟擊元素，第一次發(fā)現(xiàn)人工放射性
1938年哈恩和斯特拉斯曼用中子轟擊鈾235時(shí)，發(fā)現(xiàn)了奇怪的現(xiàn)象，轟擊后鈾就像發(fā)生了連鎖反應(yīng)，又會(huì)出現(xiàn)新的中子使更多的鈾原子被轟擊，并且放出了能量。隨后就將這個(gè)現(xiàn)象叫做核裂變——這是認(rèn)為這個(gè)現(xiàn)象很像生物中的細(xì)胞分裂，畢竟1841年就發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞分裂，這個(gè)概念是成熟的。著名核物理學(xué)家費(fèi)米發(fā)現(xiàn)中子輻射產(chǎn)生新放射性元素以及用慢中子引起核裂變獲得同年1938年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，領(lǐng)完就跑到美國了。
1939年4月，柏林大學(xué)和柏林工業(yè)大學(xué)教授舒曼和漢堡大學(xué)物流化學(xué)系主任、陸軍顧問保羅 哈特克來到***位于帝國戰(zhàn)爭部的辦公室，向***匯報(bào)了可以利用鈾原料來制作一種新式***的構(gòu)想，隨后***正式批準(zhǔn)德國原子能***。
1940年海森堡稱為德國研究***的負(fù)責(zé)人，德國原子能***緊密推進(jìn)，同年4月9日，德國占領(lǐng)了挪威重水生產(chǎn)廠，并且掠奪了全部重水。
1944年2月，德國的所有重水又被英國突擊隊(duì)摧毀，雖然德國建設(shè)了用于核物理實(shí)驗(yàn)的重水反應(yīng)堆，但是知道戰(zhàn)爭失敗，反應(yīng)堆并沒有臨界。不過事后證明德國的原子能***完成度已經(jīng)達(dá)90%，只比美國至多慢了兩年。
1939年德國核裂變成功的消息發(fā)表后許多科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了其中奧秘，其中美國籍匈牙利物理學(xué)家魏格納就力勸美國***抓緊開始原子能***，要趕在納粹德國前研究出核武器。
1941年10月9日，美國羅斯福總統(tǒng)批準(zhǔn)了原子能***
氫彈是利用了氫的同位素氘和氚發(fā)生核聚變反應(yīng)釋放出巨大的能量來實(shí)現(xiàn)爆炸的。
圖：氘氚核聚變，生成物為氦4和自由中子
怎么制造氫彈是安理會(huì)五大常任理事國的核心機(jī)密。但氫彈的基本原理卻是非常簡單的。氫彈爆炸和太陽的核心中發(fā)生的核聚變反應(yīng)一樣，都是利用高溫、高壓使較輕的原子核克服原子間的庫侖力，使兩個(gè)原子核靠近到強(qiáng)相互作用力能夠起作用的范圍。強(qiáng)力會(huì)使兩個(gè)原子核合并成一個(gè)原子核。在這個(gè)過程中會(huì)損失質(zhì)量，這個(gè)質(zhì)量就變成了能量釋放出來了。它滿足質(zhì)能公式：E＝mc2。
氘和氚（均為氫的同位素）是所有元素中發(fā)生核聚變反應(yīng)需要條件最低的，所有氫彈就是用這兩種元素作為聚變材料。雖然這兩種材料需要的聚變條件較低，但也需要幾十、上百萬個(gè)大氣壓力，上千萬度的高溫才能夠?qū)崿F(xiàn)聚變反應(yīng)。這樣的條件非常難以達(dá)到，物理學(xué)家就利用了***爆炸來提供這樣的反應(yīng)條件。
圖：氫彈結(jié)構(gòu)
目前的氫彈起爆過程為：***點(diǎn)火壓縮核裂變材料引發(fā)初級核爆（核裂變），初級核爆點(diǎn)燃次級核爆（核聚變），這個(gè)過程稱輻射內(nèi)爆。輻射內(nèi)爆會(huì)產(chǎn)生大量的高速中子，中子轟擊鈾-238產(chǎn)生核爆（核裂變）。
所以，目前這一代的氫彈主要威力還是來源于核裂變，是一種比較“臟”的氫彈，它會(huì)產(chǎn)生大量的放射性塵埃。它的準(zhǔn)確名稱也應(yīng)該稱為“氫鈾彈”。
還有一種小威力的氫彈是“中***”，中***的核聚變成分較大，核裂變成分非常小。它主要利用核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的中子流來殺傷生命。它對建造物產(chǎn)生的破壞較小，核污染也較小。
1、質(zhì)能方程 即 e = mc^2
在特定的情況下（包括特殊的環(huán)境以及特殊的材料）,物質(zhì)的質(zhì)量能夠轉(zhuǎn)換成能力,其變換的公式即質(zhì)能方程.方程中e為產(chǎn)生的能量,m為轉(zhuǎn)換的物質(zhì)的質(zhì)量,c為光速即3*10^8 m/s.
2、重核裂變（特殊的材料與環(huán)境）
某些特殊的材料（如鈾等放射性物質(zhì)）在受到中子轟擊后,能夠分裂成中子以及比其更輕的原子,于此同時(shí)損失質(zhì)量,這些損失的質(zhì)量即轉(zhuǎn)換成能量的質(zhì)量,即質(zhì)能方程中的m；而進(jìn)行重核裂變需要一定的溫度,以及需要將一定質(zhì)量的反應(yīng)元素（鈾）壓縮在一定的體積中,這樣裂變才能發(fā)生,這個(gè)體積叫做臨界體積.
3、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（）
即使裂變不停發(fā)生,直至反應(yīng)材料耗盡.用中子轟擊處于臨界體積中的反應(yīng)材料（一般為鈾）,然后使其分裂成其他元素的原子核以及3個(gè)中子,這3個(gè)中子繼續(xù)去轟擊下3個(gè)鈾原子,使其繼續(xù)分裂,從而往復(fù)不停直至材料耗盡.
4、***
***里面是由2塊鈾（一塊大,一塊?。┮约耙粋€(gè)普通***組成.開始時(shí),兩個(gè)鈾塊是分離的,在***內(nèi)部有中子不停轟擊,由于2塊鈾分離的,故沒有達(dá)到臨界體積,無論中子怎么轟擊都是不會(huì)發(fā)生反應(yīng)的.當(dāng)需要引爆的時(shí)候,只需引爆其內(nèi)部的普通***,通過***的沖擊力使小塊鈾塊與大塊鈾塊粘在一起,從而達(dá)到臨界體積；***爆炸產(chǎn)生的能量迅速提升***內(nèi)部溫度,于是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生,重核裂變不停止直至鈾完全耗盡.由于質(zhì)能方程中,能量與質(zhì)量成正比且該系數(shù)為光速的平方,故即使質(zhì)量非常小,但是產(chǎn)生的能量還是非?？捎^的。
核彈利用原子核聚集，以兩種基本形式釋放出來。核裂變和核聚變，這兩種基本形式的任意一種，所釋放出的能量都是巨大的。廣島爆炸的核彈就是裂變式核彈，擁有一點(diǎn)四五萬噸當(dāng)量。核彈有著令人難以置伩的長期毀滅性力量。
***的原理是什么？能通俗地解釋一下么？
***的另一個(gè)名稱是裂變彈，和聚變彈（氫彈）一起統(tǒng)稱為核武器！盡管核武器將兩者統(tǒng)一在了一起，但裂變彈的原理和聚變彈是完全不一樣的，甚至完全相反，但事實(shí)上兩者卻還得攜手合作完成終極能量爆發(fā)過程！
一、裂變彈的原理
顧名思義，裂變彈就是利用重元素的裂變釋放能量的一種武器，一般利用的裂變材料有鈾235或者钚239！其原理是熱中子在撞擊鈾235原子核以后分裂成鋇144和氪89，并釋放出0.86 MeV的能量，另外還將釋放出2-3個(gè)中子！
而釋放出的2-3個(gè)中子又將撞擊其他鈾原子核，這些有原子核將繼續(xù)分裂并釋放出更多的中子，如此循環(huán)形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)！那為什么會(huì)裂變呢？是不是其他元素在遭受熱中子撞擊后也會(huì)裂變？要了解這個(gè)過程我們必須來了解下原子核，原子核是由質(zhì)子和中子組成的，如下圖：
1.為什么會(huì)裂變
質(zhì)子數(shù)的區(qū)別決定了元素的種類，而中子數(shù)則決定元素的同位素！從1號(hào)氫元素開始到118號(hào)人造元素og為止，每一個(gè)質(zhì)子數(shù)都代表一種元素，比較容易實(shí)現(xiàn)聚變的氫元素開始到鐵元素為止，原子核之間的結(jié)合能是增加的，元素逐漸穩(wěn)定，當(dāng)過了鐵元素之后的重元素，原子核的不穩(wěn)定性逐漸增加，因?yàn)榻M成原子的質(zhì)子和中子之間是有四種作用力中最強(qiáng)的強(qiáng)作用力聚合在一起的，但它的作用距離有限，在更多的質(zhì)子聚合在一起的時(shí)候?qū)?huì)受到質(zhì)子之間電磁斥力（質(zhì)子帶正電），質(zhì)子越多則越不穩(wěn)定，一直到能夠衰變的放射性元素！比如118號(hào)元素，存在時(shí)間只有0.9毫秒即衰變成116號(hào)元素，隨后則衰變成114號(hào)元素，再是112號(hào)元素，最后是56號(hào)元素鋇！
2.臨界質(zhì)量
核彈為什么要用鈾，而不是其他元素？
核彈當(dāng)然可以用其它元素，而且已經(jīng)用了。當(dāng)然，也不能瞎用，需要“裂變同位素”才行。
比如二戰(zhàn)時(shí)期的“胖子”***，它是枚钚239核彈，一炮就把長崎給糊了。
后來氫彈被開發(fā)出來，它使用了氘化鋰6。
氘化鋰6是鋰6和氘反應(yīng)生成的物質(zhì)，人們通過***當(dāng)做裂變“扳機(jī)”，鋰6會(huì)在劇烈的反應(yīng)中產(chǎn)生氚，氚與氘產(chǎn)生熱核反應(yīng)，核聚變就形成了。
氘即“重氫”，氚即“超重氫”。
所以，本質(zhì)上核彈的原理并不是難以闡述——中子射向原子核并被吸收，導(dǎo)致不穩(wěn)定和裂變，繼而爆發(fā)連鎖反應(yīng)。人們只是借助中子對原子核進(jìn)行轟擊，使之發(fā)生反應(yīng)并釋放出巨大的能量罷了。
中子與靶核碰撞時(shí)，產(chǎn)生了兩個(gè)原子核，每個(gè)原子核的質(zhì)量約為初始目標(biāo)原子核的一半；也會(huì)產(chǎn)生兩到三個(gè)中子，但產(chǎn)物質(zhì)量之和小于初始質(zhì)量；根據(jù)方程式E=mc2，將0.1%的初始質(zhì)量轉(zhuǎn)換為能量，然后新產(chǎn)生的中子繼續(xù)轟擊其它靶核，產(chǎn)生連鎖反應(yīng)并產(chǎn)生能量。
如今各國使用的核電站，與核彈技術(shù)某種程度上是一致的，區(qū)別僅在于規(guī)模的大小和對核反應(yīng)的控制上。
到此，以上就是小編對于核彈機(jī)械原理的問題就介紹到這了，希望介紹關(guān)于核彈機(jī)械原理的3點(diǎn)解答對大家有用。
