科普:核彈工作原理
說到核彈,相信大家一定會想到被利用于實(shí)戰(zhàn)的兩枚核彈:小男孩和胖子,雖然都是原子彈,但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻大為不同,小男孩采用槍爆式結(jié)構(gòu),核裝藥為武器級鈾-235,胖子采用內(nèi)爆式結(jié)構(gòu),核裝藥為钚-239,小男孩引爆方式為在到達(dá)一定高度后雷管點(diǎn)燃炸藥包推動一枚亞臨界狀態(tài)的鈾-235高速運(yùn)動并撞擊另一塊亞臨界狀態(tài)的鈾-235,兩者達(dá)到超臨界狀態(tài),發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放核能,最后撐破外殼爆炸,小男孩核彈長約三米,槍爆式優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,技術(shù)門檻低,但核裝藥利用率低,后面的鈾-235還沒來得及參與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就被炸飛了,胖子采用內(nèi)爆式結(jié)構(gòu),核心裝藥钚-239被做成亞臨界狀態(tài)的钚球,外裹炸藥包,啟動后炸藥包被點(diǎn)燃向內(nèi)壓縮钚球,钚球達(dá)到超臨界狀態(tài)開始鏈?zhǔn)椒磻?yīng),同時炸藥包產(chǎn)生的動能抵消一部分钚球膨脹的動能,最后撐破外殼爆炸,內(nèi)爆式結(jié)構(gòu)可以很好的解決槍爆式核彈核裝藥利用率低的問題,在這里順便提一下:蘇聯(lián)的第一顆核彈,代號南瓜采用的核燃料為鈾钚混合燃料,原因是钚=239毒性大,生產(chǎn)成本高,主要存在于反應(yīng)堆乏燃料棒中,存在于核廢料,快中子反應(yīng)堆就以钚-239為燃料,快中子反應(yīng)堆中钚-239的來源是钚燃料外的鈾-238,快中子轟擊鈾-238,鈾-238發(fā)生衰變變?yōu)轭?239,燃料越燒越多。
提起氫彈,相信大家一定想到蘇聯(lián)大伊萬核彈,大伊萬核彈為氫彈,氫彈是核聚變提供能量,其核心雷管為一顆原子彈,外堆氫的同位素氘和鋰-6,原子彈爆炸產(chǎn)生大量中子,中子轟擊鋰-6使其變?yōu)殡埃S后氘氚在超高溫下聚變變?yōu)楹?,釋放中子并釋放能量,核心雷管原子彈的作用是制造聚變的高溫條件,同時中字轟擊鋰-6產(chǎn)生氚(氚有放射性,氘一般稱重水,是重水反應(yīng)堆中子慢化劑和冷卻劑)
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