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1 # 哨兵ZH
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2 # 轉世輪迴追夢人
核裂變的原理,對於鈽元素來說,用大於臨界中子數的情況下,發生核裂變反應,釋放出大量的能量,具體表現有三個,一,中心有上千度的高溫,第二,瞬間釋放的能力引發從中心到外圍的巨大沖擊波,可以輕易撕破坦克,第三,發生的核裂變反應將發生核物質的汙染從而產生大劑量的核輻射。
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3 # 迷彩派軍事
你好我是迷彩派,這個問題我來回答。
核武器運用的原理就是能夠持續進行的原子核裂變與核聚變。通常原子彈的反應叫做核裂變,氫彈的反應叫做核聚變。
首先來說一下核裂變。核裂變又稱作核分裂,它是由一些放射性元素的重型原子核分裂成兩個質量較小的原子核。而這些原子核再吸收一箇中子之後繼續發生裂變,如此反覆N次。而原子彈就是透過炸藥引爆,將兩塊處於裂變臨界值的重型原子核材料(鈾235或者鈽239)擠壓到一塊,使之產生碰撞然後引發出巨大的核裂變。
其次再來說下核聚變。核聚變又稱作核融合,這是由質量小的院子在超高溫高壓下發生原子核的相互聚合作用。並且再聚合之後生成中子和氦-4,並伴隨著巨大能量釋放。而氫彈主要就是透過原子彈的爆炸來點燃氫的同位素氘和氚,繼而釋放出巨大的能量。
儘管氫彈的殺傷破壞力和原子彈相同,但是氫彈的威力要比原子彈大得多。一般來說原子彈可以達到幾萬或者幾十萬噸TNT當量,而氫彈則能夠產生數百上千萬噸TNT當量。而為什麼說核武器可以有這麼大的威力是因為在爆炸中心會產生上億度的高溫;其次就是隨著瞬間釋放能量會產生巨大的衝擊波;再次就是爆炸時會產生光輻射和熱輻射;最後就是爆炸後會產生大面積的放射塵埃,然後這些放射塵埃會產生大劑量的持續輻射造成對生物的持續傷害。
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4 # 壹點科譜
核武器很多朋友都知道是核裂變或者核聚變。那麼,但你知道為什麼核裂變和核聚變會有如此大的威力嗎?
我們只要知道了這一點。題中的問題都迎刃而解了。
賦予物質質量的是原子核。我們日常生活中的化學反應通常止步於分子。但核反應不同,它是直接由原子核發生裂變或者聚變的反應。
前面已經說了,物質質量是原子核賦予的。根據愛因斯坦的質能守恆定律。能量是物質轉化的另一種方式,不會無故產生。不管何種方式變化,總量不變。
意思就是說,一張紙的燃燒,燃燒後雖然只剩下灰燼,但是在燃燒過程中會新生成其它物質,如水,氣體,煙塵。這些東西只不過是這一張紙在燃燒種的一種質量轉化形式,即丟失的質量轉化其它物質和能量。但總質量不變。
根據此依據,賦予物質質量的原子核蘊含著驚人的能量。如何把原子核中的能量釋放出來呢?那就是讓原子核丟失質量,丟失的質量將轉化能量。
原子由原子核及圍繞它做無規則運動的n個電子組成,原子核在發生核裂變和核聚變時,都伴隨著質量的虧損,釋放出巨大的能量,這些能量稱為原子核能,俗稱原子能。
比如1千克鈾-238的全部核的裂變將產生20,000兆瓦小時的能量(足以讓20兆瓦的發電站運轉1,000小時),與燃燒2500噸煤釋放的能量一樣多。
所以原子彈和氫彈會具有如此大的威力。
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到目前為止,核武器的主要原理仍然是“重核裂變”和“輕核聚變”,即在原子核裂變或者是聚變的過程中,會釋放出巨大的能量,而這些能量的來源於則是在核反應過程中出現的“質量虧損”。因此,這就是為什核武器的威力會這麼大的根本所在,同時也是核爆炸與普通化學爆炸的存在本質上不同的主要原因:核反應與化學反應之間的差異。
▲核爆炸
眾所周知,目前所有的常規武器,在爆炸過程中涉及到的都只是化學反應,而物質的化學反應只發生在原子或者分子這一個層面,反應的過程也是遵循“質量守恆”的,即在反應前後的總質量不會出現變化(反應物、生成物之間),反應過程中產生的能量來自於原子之間化學鍵斷裂(吸收能量)和生成(釋放能量)。所以,這種層面上的能量在量級上有很大的限制,如果沒有技術性的突破,那麼自從進入到熱武器時代以來,到目前為止,人類對“化學能”潛力的發掘基本上已經是到了盡頭了,所以從二戰到現在,常規武器的威力其實也並沒有質量上的提高。
▲普通航彈爆炸
可是核武器爆炸是完全不一樣的,因為這完全是另一種層面的能量釋放,是原子核之間的反應,而這個反應過程屬於核物理反應,並不是尋常的化學反應,關於化學反應,我們可以說它是質量守恆、能量守恆,但是在核物理反應過程中,通常是不分開說的,而是稱這個系統遵循“質能守恆”,為什麼?因為在狹義相對論看來,“能量”和“質量”之間可以互相轉化,它們都是對方的另一種表現方式。因此,當核反應過程中出現“質量虧損”時,我們可以把它理解成是“質量不守恆的”,為什麼?因為有一部分虧損的質量已經以能量的方式釋放出來了,也就是“質量轉化成了能量”。所以,核反應我們能不單說是能量守恆、質量守恆,而是說它遵循“質能守恆”。
▲質能方程
知道了核反應和普通化學反應之間的差別,我們繼續來討論:為什麼質量虧損後轉化的能量在量級上會遠遠超過普通的化學反應?要回答這個問題,我們直接來看上圖中的那個公式,也就是愛因斯坦質能方程,這個方程式其實就是用來描述質量和能量在一定條件下的轉換關係的。首先,我們先來看公式中的三個引數,它們分別是能量E、質量m和常量c,其中常量c就是光速,可以直接取c=3.0x10^8米/秒,而能量E和質量m的單位分別是焦耳(J)和千克(kg)。因此,知道了這些,我們就可以來簡單計算一下在核反應過程中質量和能量之間的轉換關係了,例如在核反應過程中虧損了1克的質量,那麼這1克的質量可以轉化的能量則是0.001千克x(3.0x10^8米/秒)^2=9x10^13焦耳,而1千克TNT炸藥爆炸時釋放的能量約為4200千焦,所以,虧損的1克質量轉化後的能量就相當於2.14萬噸TNT爆炸後釋放的。
▲質量與能量轉換計算
因此,為什麼核武器的威力那麼大?原因就在這:核反應與普通化學反應之間存在本質上的不同,化學反應過程中釋放的能量僅僅是來自於化學鍵的斷裂和生成,而在核反應過程中則是會出現質量虧損,核爆炸的能量來自於核物質的質量虧損。而現階段不管是像原子彈這種利用重原子核的裂變的裂變式武器,還是以氫彈為代表的以輕原子核的聚變來釋放核能的聚變式武器,它們的區別無非只是反應原理的不同,但是本質上是一樣的,釋放的能量來自於核物質在反應過程中的質量虧損。在理論上,僅僅是1克的質量轉化為能量釋放出來,就相當於2萬多噸的TNT爆炸,這就是核能的可怕之處,也是核武器的威力能夠碾壓一眾利用化學能的常規武器的根本原因。