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原子弹和氢弹的能量是从哪儿转化的?

原子弹和氢弹的能量是从哪儿转化的?

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2009-08-13

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    这是我在网上找到的一篇文章参考。   简单的说,它们的相同之处就在于其破坏威力都来源于某些物质的原子核核能的释放。本世纪初科学家发现原子核中蕴藏着巨大的能量,人们将这种核能释放,并首先用于军事目的,结果促成了核武器的出现;三种核弹的不同之处在于核能释放的方式不同和破坏杀伤的形式不同。
    核能的释放出现在原子核发生转变的过程中,而这种转变可分为重核裂变和氢核聚变两种方式。   一般将核裂变武器称为第一代核武器,实际上就是原子弹;将核聚变武器称为第二代核武器,实际上就是氢弹;将以调整和控制核爆炸能为特点的新一代核武器称为第三代核武器,主要包括增强某一破坏因素的核武器,如中子弹、冲击波弹、感生辐射弹、光辐射弹、电磁脉冲弹以及核定向能武器等。
    作为增强的辐射武器,中子弹是目前世界上唯一已实现生产和部署的一种第三代核武器。   原子弹   原子弹是利用原子核裂变反应释放出大量能量的原理制成的一种核武器,核装药一般为钚-239、铀-235。
  这些物质的原子核在热中子轰击下,分裂为两个或若干个裂片和若干个中子,同时释放出巨大的能量。  新产生的中子又去轰击其它原子核,如此连续发展下去,核分裂的数量就会急剧增加,形成链式反应,仅在百分之几秒内就会出现猛烈爆炸,并放出非常大的能量。
  1公斤铀释放出的能量相当于2万吨梯恩梯炸药爆炸时释放出的能量。   原子弹装药分为两块,每块都小于临界质量,因此平时不会发生核反应。  当引爆装置点燃普通炸药时,将两块装药推挤到一起,整体质量便大于临界质量,在中子的轰击下,产生原子核裂变链式反应,随即出现核爆炸。
  目前原子弹的威力可达到几万吨到几百万吨梯恩梯当量。   氢弹   氢弹是利用轻原子核聚合成较重原子核过程中释放出大量能量的原理制成的核武器。  这种核聚变反应要在数千万度高温和超高压条件下才能进行,单位质量所释放出来的能量一般为核裂变反应的4倍以上,能产生更大的破坏作用,通常又称这种聚变反应为热核反应。
  原子核越轻,所带电荷越少,产生聚变反应所需的能量也越低。因此,一般都用氢的同位素氘、氚和氘化锂等物质作为核装药,故将这种核武器称为氢弹。     热核反应就是氘和氚的原子核在超高温和超高压的情况下彼此结合成为氦原子核并释放出巨大的能量的过程。
  为什么用氘化锂也可以进行热核反应呢?这是因为中子打在锂上就会产生氚,同时氘化锂中的氘和氘发生反应也可产生氚和中子。   氢弹的结构比原子弹复杂得多,它要装一个小型原子弹做引爆装置。  小原子弹引爆后释放出中子流并形成超高温、超高压环境,中子流与热核材料作用使氘和氚原子核结合成氦原子核,并释放出巨大能量和新的中子,继而又产生新的聚变反应,如此连续发展下去,直至产生热核爆炸。
  由于热核材料不受临界质量限制,氢弹可以制成比原子弹威力大得多的核武器。现代氢弹威力可以做到几万吨、几百万吨和几千万吨梯恩梯当量。     中子弹   中子弹也是一种利用核材料聚变反应放出巨大能量的原理制成的核武器,因此又被称为特殊的氢弹。
  由于它是利用轻核聚变时产生的大量高能中子进行杀伤破坏的一种小型核武器,故又被称为以高能中子辐射为主要杀伤力的小型氢弹。   在中子弹中,引爆用的原子弹更小,只有几百吨梯恩梯当量。  这种原子弹是用钚-239制成的,因其比铀装药能释放更多的中子,可使中子弹小型化。
  中子弹主要核装药是氘和氚的混合物,而不是氘化锂。因为氘和氚聚变反应所放出的中子比裂变反应所放出的中子多得多,而锂可以吸收大部分中子。   中子弹的外壳一般不用铀-238制作,而是采用铍和铍合金做成,这样高能中子可以自由逸出,同时使放射性污染的范围比较小。
    中子弹的当量较小,一般威力为1千吨梯恩梯当量,要求引爆用的原子弹更小,使其制造难度增大。中子弹的爆炸能由聚变反应产生,并主要以快中子流的形式向四周释放。它的核辐射效应特别大,因此其正确名称应是增强的辐射武器。
     凡是核武器都具有核辐射、冲击波、光辐射、放射性污染和电磁脉冲等杀伤力,但对三种核弹来说,这五种因素各自体现的比例都是不同的。  同时在不同的爆炸方式下,各种杀伤破坏因素在释放的总能量中所占的比例也不完全相同。
  大体来说,原子弹爆炸时,冲击波和光辐射占能量的85%,其它3种因素占15%;氢弹爆炸时,冲击波和光辐射占能量的65%,其它3种因素占35%;中子弹爆炸时,核辐射和电磁脉冲占能量的70%以上,其它3种因素占30%以下。
       由此可见,氢弹和中子弹虽然都属核聚变武器,但它们的杀伤形式是不同的。氢弹是以冲击波和光辐射为主来杀伤生命和破坏设施的,而中子弹是以中子辐射为主来杀伤生命的,电磁脉冲是随着中子辐射而出现的占能量较小部分的强脉冲信号。
  1千吨梯恩梯当量的中子弹,在距地面90米的低空爆炸时,其冲击波、光辐射和放射性污染的毁坏作用只限在爆心投影点周围180米的范围之内,而快中子流以及中子流贯穿辐射与周围介质原子互相作用产生的电磁脉冲的杀伤半径却可达800米的距离。
       中子的贯穿作用很强,它可以穿透坦克、掩体和砖墙去杀伤人员,而武器和建设物却能完好的保存下来。由于中子弹放射性污染比较低,因而被称为“清洁的”核弹。此外,中子流作用的时间很短,在中子弹袭击之后,军队能很快进入目标区作战。
  这些特点,决定了中子弹可作为战术核武器使用。     核武器主要是作为核战斗部装在战略导弹上,用以摧毁战略目标。在近程夜战、空战和防空中有的导弹也装有核战斗部,用以摧毁地面大面积战术目标,对付飞机群和拦截携核弹的轰炸机等。
  中子弹不仅可以作为核战斗部装在导弹上使用,而且能够制成炮弹由榴弹炮发射出去投入战斗。  (国家原子能机构网特约撰稿/尹怀勤) 。

2009-08-20

373 0

质量亏损再有E=MC^2

2009-08-14

402 0

原子弹是重核裂变,氢弹是轻核聚变.两者靠的都是反应后质量的亏损而产生的能量.就是质能转化.其实不仅是核反应有质量亏损,所有有能量产生的反应都有质量的亏损,只不过由于释放的能量过少而使质量亏损微不足到.精确地说化学反应质量不守恒,而是质能守恒

2009-08-14

386 0

  重核的裂变、轻核的聚变,反应后的总质量都小于反应前的总质量。这“空亏”的质量,就是转化成的能量。根据质能关系:E=mC^2式,其中E是能量,m是质量变化,C是光速。

2009-08-14

374 0

质量亏损,质量转化为能量

2009-08-13

402 0

     总的来说能量都是从原子核中释放出来的。原子核的质量虽小,但能量却很大,经过聚变或裂变反应后,原子核的质量都会减少,减少的质量转变为能量。 根据爱因斯坦著名的质能转换工式:E=mc^2,即使质量微乎其微,转变成的能量也是惊人的。
  可以试着算一下,假设一次原子核反应损失的质量是0。  000,000,000,1kg(千万分之一克),转化成的能量就是0。000,000,000,1*300,000,000*300,000,000=9,000,000w,可想而知原子能量之大。
   下面是相关资料: 如果把一个1公斤重的西瓜和一个1公斤重的南瓜放在一起称,重量肯定是2公斤。  但科学家发现,如果把1个单位质量的中子和1个单位质量的质子放在一起,形成的原子核的质量并不等于2个单位质量。
  科学测量一再证实,任何一个原子核的质量总是小于组成这个核的质子和中子的单独质量之和。科学家把少掉的那一份质量称为原子核的质量亏损。   20世纪初,爱因斯坦从相对论思想出发,导出了著名的质量能量相互联系关系式:E=MC2。
    也就是说,在光速c不变的前提下,质量m和能量E之间存在一种正比关系。由于原子核的质量比组成它的核子的总质量少,因此,在单个核子相互靠近而结合成原子核时,必定会有一部分能量释放出来。
  这一发现使科学家们确信:只要能找到任何一种引起质量亏损的办法,人类就能从原子核里获得能量。     这激动人心的思想,首先为法国物理学家约里奥土居里所证实。1939年初,他在进行用中子“炮弹”轰击铀原子核的实验时,发现铀原子核被打破分裂成两块,并释放出巨大的能量。
  由于这种能量是从原子核里面放出来的,一般把它叫做原子能。与此同时,约里奥还发现当铀分裂时,要放出2-3个新的中子来;这些中子又可以使其他的铀核分裂,放出更多的能量,同时也放出更多的中子,它们再使更多的铀核分裂。
    科学家把这样的过程叫做链式反应。假若铀的数量足够多,这种链式反应会不断地很快进行,就会产生原子爆炸。如果这种链式反应能设法加以控制,即建造成原子反应堆,就可以利用它来进行原子能发电,制造核动力军舰、商船和飞机。
  还可以生产工、农、医和国防上所需要的各种放射性同位素,也可以用它来进行各种科学研究。   。

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