核爆炸原理

2017/6/20 14:15:02

核爆炸

1945年8月6日，美国空军B-29超级堡垒轰炸机"艾诺拉‧盖"在广岛投掷核武器"小男孩"。该款轰炸机经特别改装，可携带原子弹。事件中估计71379位平民遇难，广岛遭受极大的破坏。这是原子弹的第一次引爆，并首次应用于军事行动。广岛、长崎的原子弹爆炸，迫使日本在第二次受袭后的第六日投降。原子弹爆炸后，广岛市重建为"和平纪念都市"。最接近引爆位置的幸存建筑物，定名为"原子弹爆炸圆顶屋"，为广岛和平纪念公园的一部分。市厅持续提倡废除核武器，更主张世界和平。1968年以来，各地若有核武引爆，他们都会举行抗议。
核爆炸
核爆炸

原理

裂变只有一些质量非常大的原子核像铀(yóu)、钍(tǔ)和钚(bu)等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变……，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量称为原子核能，俗称原子能。1千克铀-235的全部核的裂变将产生20,000兆瓦小时的能量(足以让20兆瓦的发电站运转1,000小时)，与燃烧300万吨煤释放的能量一样多。

聚变由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下(如超高温和高压)，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，叫核裂变，如原子弹爆炸;如果是由轻的原子核变化为重的原子核，叫核聚变，如太阳发光发热的能量来源。

核爆炸发生后,先是产生发光火球,继而产生蘑菇状烟云。这是核爆炸的典型征象。火球 核武器在距地面一定高度的空中爆炸时，高温高压弹体迅猛向四周膨胀并以 X射线辐射加热周围的冷空气。热空气吸收高温辐射所具有的特点使得加热、增压后的热空气团是一个温度大致均匀的球体，并且温度、压强具有突变的锋面，这个热空气团称为等温火球。火球(见彩图[核爆炸火球和冲击波])一面向外发出光辐射，一面迅速膨胀，同时温度、压强逐渐下降。温度下降到3000开时形成以40~50千米/秒的速度向四周运动的冲击波，其阵面(也就是火球的锋面)仍然发光。冲击波形成后，火球内部的温度分布是表面低，向内逐渐升高，火球里面有一个温度均匀的高温核。冲击波阵面温度降低到略高于2000开时，冲击波脱离火球，并按力学规律向

核爆炸现场
核爆炸现场
外传播，而后其阵面不再发光。

蘑菇云 火球熄灭后形成上升的烟云。冲击波在爆心投影点附近地面的反射和负相的抽吸作用使得地面掀起巨大尘柱，上升的尘柱和烟云相衔接，形成高大的蘑菇状烟云(简称蘑菇云)。