原子彈是核武器之一,是利用核反應(yīng)的光熱輻射、沖擊波和感生放射性造成殺傷和破壞作用,以及造成大面積放射性污染,阻止對(duì)方軍事行動(dòng)以達(dá)到戰(zhàn)略目的的大殺傷力武器。主要包括裂變武器和聚變武器。亦有些還在武器內(nèi)部放入具有感生放射的輕元素,以增大輻射強(qiáng)度擴(kuò)大污染,或加強(qiáng)中子放射以殺傷人員。
核武器是指利用能自持進(jìn)行核裂變或聚變反應(yīng)釋放的能量,產(chǎn)生爆炸作用,并具 有大規(guī)模殺傷破壞效應(yīng)的武器的總稱。其中主要利用鈾235或钚239等重原子核的裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)原理制成的裂變武器,通常稱為原子彈;主要利用重氫或超重氫等輕原子核的熱核反應(yīng)原理制成的熱核武器或聚變武器,通常稱為氫彈。
1964年10月16日,中國(guó)自行研制的第一顆原子彈爆炸成功 。根據(jù)解密的資料,為了這顆原子彈的爆炸,中國(guó)一共花費(fèi)了28億人民幣。[2] 1967年6月17日,中國(guó)又成功地進(jìn)行了首次氫彈試驗(yàn),打破了超級(jí)大國(guó)的核壟斷、核訛詐政策,為中華人民共和國(guó)作出了巨大貢獻(xiàn)。
原子彈主要是利用核裂變釋放出來的巨大能量來起殺傷作用的一種武器。它與核反應(yīng)堆一樣,依據(jù)的同樣是核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。按理,反應(yīng)堆既然能實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng),那么只要使它的中子增殖系數(shù)k大于1,不加控制,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的規(guī)模將越來越大,則最終會(huì)發(fā)生爆炸。也就是說,反應(yīng)堆也可以成為一顆“原子彈”。
實(shí)際上也是這樣,若增殖系數(shù)k大于1而不加控制的話,反應(yīng)堆確實(shí)會(huì)發(fā)生爆炸,所謂反應(yīng)堆超臨界事故就是屬于這樣一種情況。
反應(yīng)堆重達(dá)幾百噸、幾千噸,無法作為武器使用。而且在這種情況下,裂變物質(zhì)的利用率很低,爆炸威力也不大。要制造原子彈,首先要減小臨界質(zhì)量,同時(shí)要提高爆炸威力。這就要求原子彈必須利用快中子裂變體系,裝藥必須是高濃度的裂變物質(zhì),同時(shí)要求裝藥量大大超過臨界質(zhì)量,以使增殖系數(shù)k遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1
原子彈爆炸的原理
使用常規(guī)炸藥有規(guī)律地安放在鈾的周圍,然后使用電子雷管使這些炸藥精確的同時(shí)爆炸,產(chǎn)生的巨大壓力將鈾壓到一起,并被壓縮,達(dá)到臨界條件,發(fā)生爆炸?;蛘邔蓧K總質(zhì)量超過臨界質(zhì)量的鈾塊合到一起,也會(huì)發(fā)生猛烈的爆炸。
臨界質(zhì)量是指維持核子連鎖反應(yīng)所需的裂變材料質(zhì)量。不同的可裂變材料,受核子的性質(zhì)、物理性質(zhì)、物料形狀、純度、是否被中子反射物料包圍、是否有中子吸收物料等等因素影響,而會(huì)有不同的臨界質(zhì)量。
剛好可能以產(chǎn)生連鎖反應(yīng)的組合,稱為已達(dá)臨界點(diǎn)。比這樣更多質(zhì)量的組合,核反應(yīng)的速率會(huì)以指數(shù)增長(zhǎng),稱為超臨界。如果組合能夠在沒有延遲放出中子之下進(jìn)行連鎖反應(yīng),這種臨界被稱為即發(fā)臨界,是超臨界的一種。即發(fā)臨界組合會(huì)產(chǎn)生核爆炸。
如果組合比臨界點(diǎn)小,裂變會(huì)隨時(shí)間減少,稱之為次臨界。核子武器在引爆以前必須維持在次臨界。以鈾核彈為例,可以把鈾分成數(shù)大塊,每塊質(zhì)量維持在臨界以下。
引爆時(shí)把鈾塊迅速結(jié)合。投擲在廣島的“小男孩”原子彈是把一小塊的鈾透過槍管射向另一大塊鈾上,造成足夠的質(zhì)量。這種設(shè)計(jì)稱為“槍式”。 钚核彈不能以這種方法引爆。[1]
另外一種原子彈:內(nèi)爆式钚彈是一種嶄新的設(shè)計(jì),美國(guó)在1945年7月16日新墨西哥州試爆了一枚稱為“小玩意”的原子彈。結(jié)果試驗(yàn)非常成功,得到的當(dāng)量達(dá)二萬公噸,比原先預(yù)計(jì)高出二至四倍。
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