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暖场帖——核武器的爆炸原理及基本构造

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最近不怎么上贴吧,偶尔来了却发现贴吧里没什么人气,经常冷场,所以为了活跃一下气氛就顺便带条小科普来逛逛,希望大家捧场。
接下来就简单介绍下大家最感兴趣的核武器的一点内容。在这本人先申明贴吧只是稍微简介,对于太多内容就不作过多赘述,若有兴趣可以查找相关专业书籍或是上相关网站了解更多。
从二楼开始。希望没有违反吧规~~~


1楼2016-01-29 23:00回复
    按照次序依次来-
    (一)原子弹
    1.爆炸原理:原子弹(atomic bomb)的爆炸原理是重原子核裂变的链式反应(chain reaction of heavy nuclear fidssion)。
      一些重元素(如235U、239U)的原子核在一个中子轰击下,分裂成两个质量相近的新核(也称核碎片),并放出2~3个中子和200MeV能量过程,称为重核裂变反应。如235U的反应式为:

      式中:X、Y为新原子核(核碎片)。
      每个重核裂变时释放出的2~3个中子,若有一个中子再轰击另一重核引起分裂,分裂后又发生这样的反应;如此能使重核裂变反应自动连续地进行,称为重核裂变的链式反应,见下图:
       


    2楼2016-01-29 23:05
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        重核裂变链式反应,必须在一定质量的体积中才能进行。能持续重核裂变链式反应持续进行的裂变物质的最小质量,叫做临界量(critical mass),与临界面质量相对应的体积,叫做临界体积(critical size)。
      2.基本构造:原子弹主要由核装料(235U或239Pu)、引爆装置、中子源、中子反射层和核装料弹壳等组成,如下图:
      原子弹结构示意图


      10楼2016-01-29 23:34
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        帮顶,在给一个U-235核反应式U-235+n==Kr-89+Ba-144+3n


        IP属地:吉林13楼2016-01-30 10:38
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          3.起爆过程:当引爆装置点火后,引起各炸药块同时爆炸,产生巨大压力向中心挤压,使分装的、每块小于临界质量的核装料,骤然合拢成一个球体,达到超临界状态。在中子源发射的中子轰击下,引起按等比级数发展的越来越激烈的重核裂变链式反应,在极短的时间内使一定的量的重核裂变,释放巨大能量,形成猛烈的核爆炸。1kg235U或239PU,只需百万分几秒,经200代就可以全部裂变,释放的能量相当于20ktTNT炸药爆炸时所释放的能量。


          17楼2016-01-30 11:12
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            如上就是U-235的简单裂变示意图,方便直观理解裂变现象


            19楼2016-01-30 11:25
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              (二)氢弹
              1.爆炸原理:氢弹(hydrogen bomb)的爆炸原理是轻原子核聚变反应(light nuclear fusion reaction)。
                一些轻核素(如21H、31H等)的原子核,在几千万度的高温下发生聚变反应,并放出中子和巨大能量。如:

              由于聚变反应须在极高温度下才能进行,故聚变反应又称热核反应(thermonuclear reaction),氢弹也叫做核武器(thermonuclear weapon)。
              2.基本构造:氢弹主要由热核装料(通常用氘化锂)、引爆装置(为一枚小当量原了弹)和弹壳(常掺有238U)等组成,如下图:

              氢弹结构示意图 


              20楼2016-01-30 11:33
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                3.起爆过程:首先引爆原子弹,氘化锂在高温、高压和中子作用下,锂即产生氚,随之氘氚迅速聚合,放出高能中子和巨大能量,引起比原子弹更为猛烈的爆炸。1kg氘氚混合物完全聚变,所释放的能量为1kg235U或239Pu完全裂变所释放能量的3~4倍。氢弹是裂变——聚变双相弹。若弹壳中含有235U,则氘氚聚变产生的高能中子能使235U发生裂变,增加裂变碎片的产额,提高爆炸威力。这种氢弹称裂变—聚变—裂变三相弹。
                下图就是核聚变(氘-氚)示意图,方便理解

                氘-氚聚变生成氦-4反应示意图


                21楼2016-01-30 12:56
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                  (三)中子弹
                  中子弹(neutron bomb)是利用氘氚聚变反应,产生高能中子杀伤人员的战术核武器。其构造与氢弹类似,具体结构见下图:

                        中子弹结构示意图
                   中子弹的特点是:
                    1.中子产额高、能量大:中子弹是氘与氚、氘与氘、氚与氚的聚变,聚变能量的80%以上以中子形式释放出来。与同等爆炸威力的原子弹相比,中子的产额肌肉可以大10倍,中子的平均能量达14MeV,甚至高达17MeV。
                    2.光辐射、冲击波作用仅为同当量原子弹的十分,放射性沾染轻微。
                    3.当量小,一般为1~3kt。


                  22楼2016-01-30 13:08
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                    接下来我就简单说说核武器的几种爆炸方式。核武器的爆炸方式可直接影响杀伤破坏效应,因此可根据不同的使用目的选用爆炸方式,以达到最大的杀伤破坏效应。也可参照爆炸方式,分析、预测核袭击造成的杀伤破坏情况。
                    核爆炸方式可以分为空中爆炸(air burst)、地面爆炸(land surface burst)、地下爆炸(underground burst),以及水面爆炸(water surface burst)和水下爆炸(underwater burst)等几种。
                    1.空中爆炸

                    2.地面爆炸

                    3.地下爆炸

                    4.水下爆炸


                    23楼2016-01-30 13:30
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                        大气层中的核爆炸,通常以火球是否接触地面作为划分空爆和地爆的标准,接触地面为地爆;不接触地面为空爆。不同爆炸方式用爆炸高度(m)和当量(kt)立方根的比值来表示,此比值称为比例爆高(scaled height of burst),简称比高(h),其单位是m/(kt)1/3。即
                         
                        不同爆炸方式的比高划分如下:
                        地爆 0~60
                        空爆:>60
                        低空爆炸(low altitude explosion)60~120
                        中空爆炸(middle altitude explosin)120~250
                        高空爆炸(high altitude explosion)>250
                       比高为0时好为直接贴在地面的爆炸,比高<60时,火球接触地面,爆炸高度在30km以上为超高空爆炸。地下或水下爆炸,是指在地下或水下一定深度的爆炸。
                        下表为核武器空爆和地爆时外观景象的特征


                      24楼2016-01-30 13:39
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                        不错


                        IP属地:吉林来自Android客户端25楼2016-01-31 11:18
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                          另外u235临界量是33kg


                          IP属地:吉林来自Android客户端26楼2016-01-31 11:25
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                            u233是15kg


                            IP属地:吉林来自Android客户端27楼2016-01-31 11:26
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                              还有原子弹分为枪式和还有上面的


                              IP属地:吉林来自Android客户端28楼2016-01-31 11:32
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