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82 如何制造一颗原子弹?
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原子弹是一种杀伤力极大的核武器,它在爆炸时释放出巨大的能量。
既然是核武器,它的能量自然来自原子核。
爱因斯坦的质能方程:E=mc2是原子弹巨大能量来源的理论基础。
质能方程告诉我们,能量和质量是一回事,如果可以把质量转化成能量的话,这种能量的释放是巨大的。
光速c是一个特别大的数字,约等于3亿,它的平方则是9亿亿这么大的数字。
也就是1千克的质量如果转化成能量的话,将释放出9亿亿焦耳的能量。
这些能量可以把两亿吨0摄氏度的水烧开。
原子弹爆炸的基本物理过程叫核裂变。
所谓核裂变,就是较重的原子核分裂成若干个较轻的原子核,并把质量转化成能量的过程。
在了解了原子核的结构之后,20世纪30年代的物理学家们就尝试人工制造不同的元素。
不同元素的本质差别无非是原子核内质子的数量不同,如果我们可以人工把质子打入原子核内部,就可以制造各种元素了。
但是科学家们发现,在人工制造元素的过程中,到92号元素铀以后,就很难再制造出更重的元素了。
原因就是存在裂变现象:太重的元素不稳定,它倾向于裂变成较轻的元素。
原子弹的原理,就是通过大规模的核裂变过程,不断把质量转化成能量。
但是要制造一颗原子弹,有三个关键点:第一个关键点自然就是我们说的核裂变,也就是必须要找到能够大规模产生核裂变的材料。
这种材料目前来看主要是铀235和钚239。
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