核武器是如何517888九五至尊娱乐的?

2016年9月29日发布 2023年8月23日更新

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每个原子的中心都有一个原子核. 将一个原子核分开——或者将两个原子核结合在一起——可以释放出大量的能量. 核武器利用这种能量制造爆炸.

现代核武器的517888九五至尊娱乐原理是化学炸药、核裂变和核聚变的结合. 炸药压缩核材料, causing 裂变; the 裂变 releases massive amounts of energy in the form of X-rays, 它们产生了引发核聚变所需的高温高压.

裂变和聚变

所有的物质都是由原子组成的:这是一种非常小的结构,可以容纳三种粒子的不同组合, 也就是质子, 中子, 和电子.

在每个原子的中心是一个“原子核”(原子核的复数形式是“原子核”)。, 中子和质子紧密结合在一起的地方. 大多数原子核相对稳定, 这意味着它们的中子和质子的组成相对来说是静止不变的.

裂变, 某些重原子的原子核分裂成更小的原子核, 较轻的原子核, 在这个过程中释放多余的能量. 这有时可以自发发生,但在某些细胞核中,也可以由外部诱导. 一个中子射向原子核并被吸收,造成不稳定和裂变. 在某些元素中——比如铀和钚的某些同位素——裂变过程也会释放出多余的中子, 如果它们被附近的原子吸收,就会引发连锁反应.

融合 当暴露在极高的温度和压力下时,反向517888九五至尊娱乐, 一些较轻的原子核可以聚变形成较重的原子核, 在这个过程中释放能量.

在现代核武器中, 哪些同时使用裂变和聚变, 一个弹头在几分之一秒内释放的爆炸能量比二战期间使用的所有武器都要多 结合——包括投在日本的两颗原子弹“胖子”和“小男孩”.

它们是如何517888九五至尊娱乐的

所有的核武器都使用裂变来产生爆炸. “小男孩”是战时使用的第一种核武器,其517888九五至尊娱乐原理是将一个中空的铀-235圆柱体射向一个由同样材料制成的目标“塞”.

核燃料

只有某些元素的某些同位素才能发生裂变(同位素是原子核中中子数不同的同一元素的变体)。. 钚-239和铀-235是核武器中最常用的同位素.

每一部分本身不足以构成a 临界质量 (维持裂变所需的最少量的核材料)——但是通过碰撞碎片, 达到临界质量,发生了裂变链式反应.

现代核武器的517888九五至尊娱乐原理略有不同. 临界质量取决于材料的密度:如密度 in折痕,临界质量 de折痕. 而不是两个亚临界核燃料的碰撞, 现代武器在铀-235或钚-239金属的亚临界球体(或“坑”)周围引爆化学炸药. 爆炸的力是向内的, 压缩凹坑,使原子靠得更近. 一旦密度达到临界质量, 注入中子, 引发链式裂变反应并产生原子爆炸.

核聚变武器(也称为“热核”或“氢”武器), 最初裂变爆炸产生的能量被用来将氢同位素“融合”在一起. 这种武器释放的能量会产生一个火球,其温度可达几千万度——与太阳中心的温度相同(太阳也依靠核聚变)。.

核弹头示意图

弹头深入

热核武器中使用的爆炸通常被描述为 主要的 (化学和裂变爆炸)和 二次 (随后的聚变爆炸). 然而,实际的机制要复杂得多.

例如, 纯粹的裂变初级反应堆是低效的——在大部分钚-239能够裂变之前,钚坑就会自爆. 而不是, 通过将氢气(由同位素氘和氚组成)放在一个空心坑的中心,可以“促进”反应. 因为周围的钚发生了裂变, 氢气发生聚变并释放出中子, 诱导额外裂变.

类似的, the 二次 doesn’t consist purely of 融合 fuel; layered within it is a 裂变 "spark plug,由钚-239或铀-235组成的. 当第一次爆炸从外部压缩燃料时, 火花塞材料变得超临界并发生裂变, 从内部加热氢,促进进一步的聚变反应.

核聚变释放中子. 的se 中子 hit a layer of uranium surrounding the 融合 fuel causing atoms in it to 裂变; this 裂变ing generally contributes more than half of the weapon’s total explosive yield.

不包括这种铀“毯子”的热核武器被称为 中子炸弹,因为核聚变释放的中子从武器中释放出来. 因此,中子弹比同等当量的普通武器产生更大的辐射. 在冷战期间,这种武器被认为是用来对付坦克攻击的, 目的是在不破坏坦克的情况下使坦克乘员瘫痪.

铀浓缩离心机
天然铀必须在这样的离心机中浓缩,才能用于核武器. 图片:核管理委员会

核燃料

虽然许多元素是可裂变的(意思是它们可以发生裂变), 只有少数被用于制造核武器. 最常见的是同位素铀-235和钚-239(提醒:同位素是同一元素的原子,只是中子数不同)。.

世界各地都有发现,可以从矿藏中开采(也可以从海水中提取, 但这样做目前要昂贵得多。). 然而,天然存在的铀中只有一小部分(不到1%)是铀-235. 生产可用的铀需要一个“浓缩”过程,在这个过程中,不同的铀同位素被分离和浓缩(通常使用离心机), 就像沙拉纺纱机一样). 这是非常昂贵的, 困难, 和耗时, 也是制造核弹的主要障碍之一.

也可以使用,但只能以微量天然存在. 它可以, 然而, 在核反应堆中作为裂变副产物产生, 然后通过一个叫做“再加工.“钚分离比铀浓缩更容易——它涉及分离不同的元素, 不是同一种元素的不同同位素,但这是一个高放射性的过程,需要配备远程处理设备的严密防护设施.

核弹头示意图

谁拥有核武器?

美国 是第一个发展核武器,在1945年引爆第一个裂变装置的国家吗. 七年后,美国在“常春藤行动”中成功试验了第一颗氢弹(物理学家理查德·加温帮助制造了该装置), 现在是忧思617888九五至尊娱乐家联盟的董事会成员). 截至2018年, 美国估计有6人死亡,500枚核弹头, 包括退役(待解), 存储, 部署武器.

苏联在1949年首先发展了核能力. 俄罗斯美国的现代武器库估计有7000枚弹头.

法国 (~ 300枚核弹头), 中国 (~ 260) 联合王国 (~215), 巴基斯坦 (130年~) 印度 (~120)也有核武器. 以色列 尚未正式承认其核能力. 据估计,其核武库通常在80枚左右, 尽管有些估计要大得多.

朝鲜美国的能力在很大程度上是未知的. 有人怀疑它可能拥有5-10枚有限的武器, 但可能有材料建造两倍的数量.

我该怎么办呢??

在80年代中期冷战的高峰期, 全世界总共有60多只,000枚核弹头. 如今,这一数字接近1.5万,减少了75%. 

这一进展之所以成为可能,要归功于认识到核战争真正危险的领导人和倡导者. 即使是有限的核交火也可能导致数百万人死亡, 造成严重的617888九五至尊娱乐影响, and wreak havoc on the world’s political and economic structures; a full-blown nuclear war would do irreparable harm to the world as we know it.

还有更多的517888九五至尊娱乐要做, 包括进一步削减, 快拆迁, 并解除警报(数百美国.S. 导弹仍然开着 一触即发的紧张增加意外、未经授权或错误发射的风险).

你可以帮忙. 访问 我们的行动中心 参与其中.

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