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研发一颗原子弹耗费的能量,和发射的时候能量,那个更多?

2023-10-06 09:45:02 视你为宝
核弹所爆发的能量比制造的能量更庞大人类历史上第一个成功研制的核武器是原子弹,这让很多人想起了美国在日本本土投下的两颗原子弹,直接扭转了第二次世界大战的局势,由此可见当时的武器原子弹是多么可怕。今天,核武器仍然是一种可怕的武器,因为它不仅能直接对生命造成永久性的破坏性破坏,还能对自然环境产生持久的辐射影响,所以不能说现在它是绝对稳定和平的世界,只要拥有核武器随时都有潜在的危险。

虽然原子弹爆炸所释放的能量可以将一座城市夷为平地,但制造一颗原子弹实际上需要大量的能量。那么问题来了,是制造原子弹需要更多的能量,还是爆炸时释放更多的能量?为了弄清楚这一点,我们首先需要了解原子弹是如何工作的。在中学物理课本中,我们第一次接触到核裂变反应和核聚变反应。两者的相似之处在于,都是在第一个反应后引起后续反应,称为“链式反应”。不同之处在于,核裂变开始于有更多质子分裂的原子,在分裂过程中释放能量,而核聚变开始于最简单的氢原子聚集在一起,最终形成铁,这就是原子弹的工作原理。

已知铀-235的浓缩程度至少为90%,钚-239的浓缩程度至少为93%,这使得在实践中很难提取如此高浓度的核材料。这两种铀通常都是从天然矿石中提取的,但铀矿石中铀-235的含量只有0.7%,所以它需要能够用作原子核原料的浓缩需要一系列的净化步骤,这需要大量的能量。

工业实践表明,约200吨铀矿石在90%的浓度下只能生产约1公斤铀,而且这一过程如此复杂和能源密集型,从质量上说,制造一枚原子弹所需的能量远远大于它爆炸时释放的能量。当然,我们也可以定量分析。美国在日本投放的原子弹当例子,那次爆炸产生的电力相当于一个发电厂的1500万千瓦时,如果炸弹能将效率提高到90%,它将对广岛造成更大的毁灭性打击。
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