原子弹的引爆剂
发布时间:2014-12-22 编辑:物理学法小组 来源:网络&投稿
原子弹的威力对日本人是深有体会了.二次世界大战后期,美国投放在日本广岛与长畸的两颗原子弹,一下子就夺去了几十万人的生命.可谁也想不到,原子弹的爆炸仅是由一个直径只有10-15米的中子引发的,真是‘千里之堤,溃于蚁穴’,如此渺小的中子如何能引发出如此巨大的能量呢?
原来,原子弹的爆炸是利用重原子核,如铀,发生核裂变时产生的巨大能量.有人曾经做过计算,1公斤铀在发生核裂变时所释放的能量,竟相当于2500吨煤燃烧时所释放的能量!原子核裂变过程中会发生质量亏损,即生成物的总质量比反应物的总质量小,多余的质量则是以能量形式释放出来了.按照爱因斯坦的观点,质量和能量是可以相互转换的,它们是物质的两个方面,质量和能量转变的关系式可以用爱因斯坦质能方程来描写:
E=mc2
E为能量,m为质量,c为真空中的光速,由此可见,质量和能量是相对应的,比如,1千克物质所贮存的全部能量高达9×1016焦耳,相当于300万吨煤燃烧所释放的能,用它来发电,则可以发生300亿度电,可惜通常它是无法释放的.
但是,用一个中子去轰击重原子核时,重原子核就会发生裂变反应,分裂成两个中等质量的原子核,同时将一部分质量转化为能量而释放出来.这里中子犹如一个引爆剂,就好象我们用雷管引爆炸药一样.
重原子核裂变时,生成的两个中等质量原子核的质量之和要比反应前总质量小,两者质量的差值称为质量亏损,正是这部分亏损的质量转化为原子弹爆炸时的巨大能量.经研究,1934年10月22日,费米发现慢中子比快中子有更好的引爆效果:用慢子打击铀核时,铀核反应剧烈,在很短的时间里就能释放出大量的能量,而快中子几乎不能引起核反应.费米的这一发现,为原子能的和平利用奠定了基础,这就是原子核反应堆的应用.
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