1945年7月16日,世界上第一颗原子弹在美国诞生,在阿拉莫戈尔试验场成功爆炸。
不久,美国向广岛和长崎投下了两枚原子弹,两座城市瞬间变成废墟,数万人的生命像稻草一样被收割。
终极大杀器原子弹的威力,日本人亲身感受了两次,震惊了世界。
本来,世界各国应该研究原子弹的自我防卫,但实际上,至今只有9个国家拥有原子弹。 那么,它的研发有哪些困难呢?
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世界上有9个国家拥有原子弹。 中美英法俄是合法的拥核国家,剩下的4个国家是不合法的。 我稍后会解释为什么不合法,但我得先谈谈原子弹的原理。
其实原子弹的原理并不复杂,而是由科学家公布的。 原子弹又称核裂变弹,利用核裂变释放出巨大的能量,主要指质量较大的铀原子或钚原子。
原子由原子核和电子构成,而原子核由质子和中子构成。 铀原子核含有92个质子,受到热中子的碰撞后,分裂成多个小质量的原子核,同时释放出多余的中子。
这些中子继续撞击其他原子核,在使核分裂发生连锁反应的同时,释放出巨大的能量。 一公斤铀相当于2万吨TNT炸药释放的能量。
原子弹的原理这么简单,为什么制造原子弹的国家这么少呢?
制造原子弹在技术方面有两个难点。 第一,铀矿提炼。
铀有铀234、铀235、铀238三种天然同位素。 其中只有铀235是裂变燃料,在天然铀矿中含量为0.7%。 剩下的大部分是铀238和少量的铀234。
为了制造核武器,铀235的纯度必须在90%以上。 另一方面,铀235的精制相当困难。 铀235通常与铀238混合,因为两者具有相同的化学性质。
因此,不能用化学反应提取铀235。 这也是制造原子弹的最大难点。
铀矿的提炼有扩散法、离散法、激光法三种方法。 目前主要使用气体离散法。 其原理也很简单。
从铀矿坑中提取,制成氧化铀浓缩物,即所谓铀丸,在一定温度下可转化为气体六氟化铀。
再将六氟化铀送入离心机,里面有数千根高速旋转的垂直管,利用铀238和铀235的不同重量,一点一点地将两者分离。
听起来很简单,但这种提炼技术只是被少数核大国垄断,伊朗迟迟不制造原子弹是因为它卡在了提炼铀235这一步骤上。
除了铀235的提炼,原子弹的引爆装置也是一大难点。
因为为了发生裂变连锁反应,铀235的质量必须在临界质量以上。 但是超过临界质量的话会直接发生爆炸。
因此需要将铀235设计为二,起爆时需要装置将二合二为一,且合二为一的过程要快。 不这样做的话,铀块就会爆炸,无法继续进行裂变反应。
在美国,两种起爆器是最先设计出来的。 第一个是“小男孩”使用的枪式起爆,装置内的炸药将铀块凝聚在一起,同时释放中子,爆炸裂变反应。
该装置的缺点很明显,男孩放入了60公斤铀235,但只有1公斤反应,剩下的铀235在爆炸初期,热膨胀结束了裂变反应。
另一种叫内爆式装置,是使用钚239作为反应物,将钚239封装成球形,在外部包裹炸药。
在点燃炸药的瞬间,内部的钚239受到压迫就会超过临界,中子会爆炸裂变反应。
长崎爆炸的胖子是采用的内爆式,虽然只封入了6公斤的钚239,但爆炸的威力远远超过了少年,相当于2.2万吨的TNT爆炸带来的效果。
原子弹爆炸的原理就是这样的原理,技术上也有这样两个难点。 不能制造原子弹,全靠各家的本事。
举个不太合适的例子,大家都是同一个老师的教材,为什么有的人能考清华北大,有的人上不了本科。
关键是,合格的人为没有合格的人设置了门槛。
1965年8月19日,美苏提出《防止核武器扩散条约草案》,规定在1967年1月1日前,拥有核武器的人可以合法拥有,其他国家不能继续进行核武器的研究。
所以,中美英法俄是合法的拥核国家,其余4个国家是非法的拥核国家。 总之,对于已经拥有核武器的国家来说,原子弹爆炸肯定越少的国家越能得到。
因此,无论哪个国家研究原子弹,无论是技术上还是舆论上,都得不到拥核国家的支持,搞不好就会被美国压制教育。
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