第二章 核武器的基本原理(dvd)
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2024年度核武器的基本原理课件.一、教学内容本课件基于《核物理与核武器》教材第3章“核武器的基本原理”,详细内容包括核武器的定义、分类、工作原理,以及核裂变和核聚变的基本过程。
二、教学目标1. 了解核武器的定义、分类及其发展历程。
2. 掌握核武器的基本工作原理,理解核裂变和核聚变的概念。
3. 能够分析核武器在战争中的应用及其对人类社会的危害。
三、教学难点与重点教学难点:核武器的内部工作原理,尤其是核聚变过程的理解。
教学重点:核武器的定义、分类及其工作原理。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体教学设备、核武器模型、演示文稿。
2. 学具:学习手册、笔、草稿纸。
五、教学过程1. 导入:通过展示核武器发展历程的图片,引发学生对核武器的好奇心,进而引入课题。
2. 知识讲解:a. 核武器的定义、分类b. 核裂变的基本原理c. 核聚变的基本原理d. 核武器的工作过程3. 例题讲解:讲解核武器原理的经典例题,引导学生理解和掌握核武器的基本原理。
4. 随堂练习:设计有针对性的练习题,巩固所学知识。
六、板书设计1. 核武器的定义、分类2. 核裂变、核聚变基本原理3. 核武器工作过程4. 例题及解答七、作业设计1. 作业题目:a. 解释核裂变和核聚变的区别与联系。
b. 分析核武器的工作原理及其在战争中的应用。
2. 答案:a. 核裂变是重核分裂成两个或多个较轻的核,释放出能量的过程;核聚变是两个轻核合并成一个重核,同时释放出能量。
二者都是核武器工作原理的基础,但核聚变释放的能量更大。
b. 核武器利用核裂变或核聚变释放巨大能量,对目标产生破坏。
在战争中,核武器主要用于战略威慑、摧毁敌方军事设施和战争潜力。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸:引导学生关注核武器对人类社会的危害,了解核裁军和核不扩散的重要性,培养学生的国际视野和责任感。
重点和难点解析1. 核裂变和核聚变的基本原理2. 核武器的工作过程3. 例题讲解与随堂练习的设计4. 作业设计中的问题分析与解答5. 课后反思与拓展延伸一、核裂变和核聚变的基本原理核裂变和核聚变是核武器工作的两个基本原理。
核武器的原理
核武器是一种利用核裂变或核聚变释放巨大能量的武器。
它的原理基于原子核的裂变或聚变过程,通过释放核能来制造破坏力极大的爆炸。
核武器的原理可以分为两种类型,裂变武器和聚变武器。
裂变武器的原理是利用重核素(如钚或铀)的原子核被中子轰击后发生裂变,释放出大量的能量和更多的中子,形成连锁反应。
这种连锁反应会在极短的时间内释放出巨大的能量,形成强大的爆炸。
裂变武器的核原理是通过控制核裂变反应的速率和规模来释放能量,从而产生爆炸。
而聚变武器的原理则是利用轻核素(如氢或氚)的原子核在高温高压条件下发生聚变,释放出更多的能量。
聚变武器的核原理是通过将氢弹分为两个部分,一部分是触发器,另一部分是主体。
触发器利用核裂变的能量来提供高温高压的条件,引发主体中的核聚变反应,从而释放出巨大的能量。
无论是裂变武器还是聚变武器,它们的核原理都是利用核能的释放来产生巨大的爆炸。
这种爆炸所释放的能量远远超过了化学反应所能产生的能量,因此核武器具有极强的破坏力和杀伤力。
除了核武器的原理,还有一些与核武器相关的重要概念,如核裂变链式反应、核聚变等。
核裂变链式反应是指在核裂变过程中,每个裂变核所释放的中子又能引发其他核的裂变,形成连锁反应,释放出更多的能量。
而核聚变则是指在高温高压条件下,轻核素的原子核发生融合,释放出更多的能量。
总的来说,核武器的原理是利用核能的释放来产生巨大的爆炸,其破坏力和杀伤力极大。
了解核武器的原理对于防止核武器的扩散和遏制核武器的使用具有重要意义。
同时,也需要加强国际社会的合作,共同致力于核裁军和核不扩散,以维护世界和平与安全。
核武器原理核武器是利用核裂变或核聚变放出大量能量和释放巨大破坏力的武器。
其基本原理是通过控制和加速核裂变或核聚变反应来释放巨大能量。
核裂变是指重核(如铀或钚)的原子核在被中子轰击后分裂成两个或多个中等质量核的过程。
核裂变反应可产生大量的中子和释放出巨大的能量。
当足够多的裂变反应同时发生时,放出的中子能够引发更多的核裂变,形成一个自持裂变链式反应。
这样的反应链能够快速放出大量的能量,形成核爆炸。
而核聚变是指轻核(如氢或氘)的原子核在高温和高压条件下相互融合形成更重的核的过程。
这种反应类似于太阳和恒星内部发生的核反应,释放出巨大能量和大量的高速中子。
由于核聚变反应需要极高的温度和压力,因此通常需要用核裂变装置来提供所需的高温和高能量。
制造核武器的关键是控制反应过程,以防止过早或过强的反应导致非控制状态。
核武器通常采用了物质内爆方式来达到所需的温度和压力条件。
在引爆装置的引爆下,核材料以极高的速度收缩,形成高温高压的环境,引发核裂变或核聚变反应。
核武器的威力主要来自其释放的大量能量和产生的高强度压强。
核爆炸释放出的能量以极快的速度向周围环境传播,产生破坏性的冲击波、强热辐射和强烈的电磁脉冲。
这些破坏效应对于生命和基础设施都具有巨大的破坏力,是核武器恐怖的原因之一。
由于核武器的破坏力极大,使用和扩散核武器被国际社会普遍视为威胁和违反国际法的行为。
为了维护世界和平与安全,各国通过了一系列国际条约和协议,限制和禁止核武器的制造、拥有和使用。
然而,核武器仍然存在,并被少数国家所拥有。
核裂变和核聚变技术也在和平利用核能领域得到应用,促进了核能以及核武器非扩散的辩论与研究。
核武器的基本原理咱先说说原子弹的原理哈。
原子弹呢,主要是靠核裂变。
你可以把原子核想象成一个超级小的小球球,这个小球球里面装着巨大的能量。
在原子弹里呢,有一些特殊的材料,像铀 - 235或者钚 - 239这样的。
这些原子啊,就像是一个个小炸弹。
当有一个中子去撞击铀 - 235或者钚 - 239的原子核的时候,就像拿个小锤子敲了一下这个小炸弹,然后这个原子核就会分裂成两个比较小的原子核。
这一分裂可不得了啊,就像打开了一个能量的小魔盒。
这个过程中呢,会释放出好多东西。
首先就是能量,超级多的能量,就像火山爆发一样,“轰”的一下就出来了。
而且还会再释放出两三个中子呢。
这几个中子就像调皮的小捣蛋鬼,它们又会去撞击其他的铀 - 235或者钚 - 239的原子核,然后那些原子核又分裂,又释放能量和中子。
这样就像多米诺骨牌一样,一个接一个地反应下去,这个反应的速度超级快,一下子就有超级多的原子核都分裂了,然后就释放出了超级超级巨大的能量。
这就是原子弹爆炸那么厉害的原因啦。
再来说说氢弹呢。
氢弹的原理就更酷啦。
氢弹是靠核聚变的。
核聚变就像是把几个小原子核捏在一起变成一个大原子核。
你想啊,把几个东西捏成一个,这个过程也很不容易呢。
在氢弹里呢,一般是用氢的同位素,像氘和氚。
要让氘和氚发生核聚变啊,需要超级高的温度和压力。
这个温度和压力从哪来呢?嘿一般就是用原子弹来当这个“小火柴”。
先让原子弹爆炸,原子弹爆炸产生的高温和高压就像给氘和氚创造了一个超级热的小窝和超级大的压力环境,然后氘和氚的原子核就会被挤到一起,发生核聚变。
核聚变产生的能量比核裂变还要大好多好多倍呢。
就好像是原子弹是一个小鞭炮,氢弹就是一个超级大的烟花,那威力简直不可同日而语。
不过氢弹的制造和使用可比原子弹要复杂得多啦。
核武器这么厉害,但是呢,它们也超级危险。
就像一个超级强大的怪兽,要是不小心放出来了,那对咱们的地球家园和人类可就太残忍了。
所以啊,全世界的国家都在小心翼翼地对待核武器,一方面是防止核武器的扩散,不让更多的国家随便拥有这么危险的东西;另一方面呢,也在努力地探索怎么和平利用核能。
核武器的原理
核武器的原理是通过引发核裂变或核聚变反应来释放巨大能量。
核裂变是指重核(如铀-235和钚-239)被中子轰击后分裂成两
个较轻的核片,同时释放出两到三个中子。
这个过程还伴随着大量的能量释放,以及释放出来的中子引发其他核裂变反应,形成连锁反应。
核聚变是指将两个氢同位素(氘和氚)核融合成氦核的过程。
聚变反应需要极高的温度和压力来克服核间的斥力,常见的方式是利用核裂变的能量来加热反应物。
聚变释放的能量比裂变更大,并且没有产生长寿命的放射性废物。
核武器的两种原理都能释放巨大的能量,其中核裂变武器是目前应用更广泛的一种。
在核裂变武器中,使用重核(如铀-235
和钚-239)作为裂变材料,通过在核材料中增加反射体和调节
棒来实现连锁反应的开始和停止。
而核聚变武器则需要裂变装置来提供足够的能量来引发聚变反应。
由于核武器释放的能量极为巨大,可以造成巨大的爆炸和破坏,因此核武器的使用具有极高的风险和后果。
随着时间的推移,国际社会普遍努力限制核武器的扩散和使用,以维护世界的和平与稳定。
核武器的基本原理课件一、教学内容本节课我们将探讨《现代物理学》教材第六章第二节“核武器的基本原理”。
详细内容包括核武器的定义、分类,核裂变和核聚变的基本原理,以及核武器的工作过程和爆炸威力。
二、教学目标1. 理解核武器的定义、分类及其基本原理。
2. 掌握核裂变和核聚变的过程,了解它们在核武器中的应用。
3. 分析核武器的工作过程,了解其爆炸威力的来源。
三、教学难点与重点教学难点:核裂变和核聚变的基本原理,以及它们在核武器中的应用。
教学重点:核武器的分类、工作过程和爆炸威力。
四、教具与学具准备1. 教具:核武器原理演示动画、PPT课件、黑板、粉笔。
2. 学具:笔记本、教材。
五、教学过程1. 导入:通过播放核武器原理演示动画,引发学生对核武器的好奇心,激发学习兴趣。
2. 知识讲解:1) 核武器的定义、分类。
2) 核裂变的基本原理及其在核武器中的应用。
3) 核聚变的基本原理及其在核武器中的应用。
4) 核武器的工作过程和爆炸威力。
3. 例题讲解:讲解典型例题,帮助学生巩固知识点。
4. 随堂练习:布置与核武器基本原理相关的练习题,让学生及时巩固所学知识。
六、板书设计1. 核武器的定义、分类。
2. 核裂变和核聚变的基本原理。
3. 核武器的工作过程和爆炸威力。
七、作业设计1. 作业题目:1) 解释核裂变和核聚变的区别与联系。
2) 简述核武器的工作过程及其爆炸威力的来源。
2. 答案:1) 核裂变是重核分裂成两个或多个轻核的过程,核聚变是两个轻核合并成一个重核的过程。
两者都是核武器能量释放的原理,但核聚变释放的能量更大。
2) 核武器的工作过程主要包括:起爆、核裂变/核聚变反应、能量释放。
其爆炸威力的来源是核裂变/核聚变反应释放的巨大能量。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:关注学生在课堂上的表现,针对学生的掌握情况,调整教学方法。
2. 拓展延伸:1) 了解我国核武器发展历程,培养学生的爱国情怀。
2) 探讨核武器对人类社会的影响,提高学生的社会责任感。
核武器基本原理核材料有关问题课件.一、教学内容二、教学目标1. 理解并掌握核裂变与核聚变材料的基本原理和特性。
2. 学习核材料的提炼、加工和应用技术,认识到其安全重要性。
3. 培养学生的科学思维和创新能力,激发对核能和平利用的思考。
三、教学难点与重点教学难点:核材料裂变与聚变反应的原理、核材料的提炼与加工技术。
教学重点:核裂变材料与核聚变材料的特性、核材料在武器中的应用及其安全管理。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、实物模型、安全知识展板。
五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟):通过展示核能发电厂的图片和模型,引导学生思考核能的来源,进而引入核材料的学习。
2. 理论讲解(15分钟):详细讲解核裂变与核聚变材料的原理、特性及提炼加工技术。
3. 例题讲解(10分钟):以铀235的核裂变反应为例,进行具体分析,帮助学生理解理论知识。
4. 随堂练习(15分钟):分发练习题,让学生独立完成,巩固所学知识。
5. 讨论与互动(10分钟):分组讨论核材料在武器中的应用及安全管理,分享学习心得。
六、板书设计1. 核裂变材料:铀235、钚2392. 核聚变材料:氘、氚3. 核材料的提炼与加工技术4. 核材料在武器中的应用与安全管理七、作业设计1. 作业题目:简述核裂变与核聚变材料的特性及其在核武器中的应用。
2. 答案要点:核裂变材料具有高临界质量、易引发链式反应;核聚变材料具有高能量密度、难以实现可控。
在核武器中,核裂变材料用于原子弹,核聚变材料用于氢弹。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对核材料的理解程度,以及教学方法的有效性。
2. 拓展延伸:鼓励学生查阅相关资料,了解核材料的和平利用,如核能发电、医学应用等。
同时,关注核材料的安全管理,提高学生的安全意识。
重点和难点解析1. 核裂变与核聚变材料的特性2. 核材料的提炼与加工技术3. 核材料在武器中的应用与安全管理4. 教学过程中的实践情景引入、例题讲解和随堂练习一、核裂变与核聚变材料的特性核裂变材料主要包括铀235和钚239,它们的特性如下:1. 铀235具有较低的中子俘获截面,易引发链式反应。
核武器怎么引爆的原理
核武器的引爆原理涉及到核裂变和核聚变两个过程。
核裂变是指重核(如铀或钚)被中子轰击后分裂成多个轻核的过程。
当裂变产物的质量之和小于原核的质量时,多余的质量会转化为能量,即核裂变释放出大量的能量。
核聚变是指轻核(如氘和氚)在极高温度和压强条件下相互碰撞并融合形成更重的核的过程。
在聚变过程中,轻核融合产生的核反应释放的能量更大,但需要达到极高的温度和压力才能发生。
核武器的引爆通常都采用的是裂变反应作为引爆装置,即利用一个小型的核融合弹头来引发核裂变反应。
核武器的物理设计通常分为两个阶段:
1. 弹化阶段:核装置中的裂变物质(如铀、钚)受到起爆装置(如引爆器)的触发,释放出一大批中子。
这些中子将触发反应堆中的裂变物质分裂,释放出更多的中子,并迅速形成一连串的裂变链式反应。
这一过程也被称为超临界反应。
2. 融合阶段:核装置中的裂变反应释放出的能量会提高温度和压力,进而启动核聚变反应。
当温度和压力达到一定程度时,轻核(如氘和氚)开始融合形成更重的核,并释放出更大的能量。
核武器的爆炸释放的能量主要来自于核裂变反应,核聚变反应则起到增强和放大裂变反应的作用。
核武器的引爆原理复杂而严密,需要精确的物理设计和控制,以确保核反应能够在恰当的时刻和地点发生。
核弹的原理核弹,作为一种极其破坏力强大的武器,其原理复杂而又神秘。
核弹的作用原理主要是利用核裂变或核聚变的能量释放来产生爆炸。
核弹的原理可以分为两种类型,分别是核裂变武器和核聚变武器。
首先,我们来看核裂变武器的原理。
核裂变武器利用的是重核裂变时释放出的能量。
当重核被中子轰击后,核裂变会发生,释放出大量的能量。
这些能量会引起连锁反应,导致更多的核裂变发生,最终形成巨大的爆炸。
核裂变武器的原理就是利用这种连锁反应来释放能量,产生爆炸的威力。
其次,核聚变武器的原理也是非常复杂的。
核聚变武器利用的是轻核聚变时释放出的能量。
在极高的温度和压力下,氢原子会发生聚变反应,释放出巨大的能量。
核聚变武器的原理就是利用这种聚变反应来产生高温高压的环境,从而释放出巨大的能量,形成爆炸。
无论是核裂变武器还是核聚变武器,其原理都是利用核能释放的能量来产生巨大的爆炸。
而这种能量释放的过程,需要极其精密的设计和控制。
在核弹的制造过程中,需要使用高度浓缩的核材料,以及精密的引爆装置和控制装置。
只有在这些条件下,核弹才能够正常工作,释放出巨大的破坏力。
然而,核弹的原理虽然看似简单,但实际上却是一个极其复杂的科学问题。
在制造和使用核弹的过程中,需要克服诸多技术难题,确保核弹的安全性和可靠性。
同时,核弹的使用也涉及到伦理和道德等诸多问题。
因此,核弹的原理不仅仅是一个科学问题,更是一个涉及到整个人类命运的重大议题。
总的来说,核弹的原理是利用核能释放的能量来产生巨大的爆炸。
无论是核裂变武器还是核聚变武器,其原理都是基于这种能量释放的机制。
然而,核弹的制造和使用需要极其严格的技术和伦理控制,以确保核弹不会对人类造成灾难性的破坏。
希望人类能够正确地处理核弹这一重大议题,保障世界的和平与安全。
核武器的原理
核武器的原理是基于核裂变或核聚变的能量释放方式。
核裂变是指重核(如铀或钚)的原子核被撞击或吸收中子后分裂成两个或更多的较轻的核片段的过程,伴随着巨大的能量释放。
核裂变的核武器又被称为原子弹。
核武器的核聚变原理是将两个轻核(如氘和氚)聚集在一起,通过高温和高压的条件下使它们融合成一个较重的核,并释放出大量的能量。
核聚变的核武器被称为氢弹或热核武器,它的威力更大。
核武器的原理可以简单描述为:当核材料达到临界质量并启动链式反应时,大量的中子被释放并被吸收,导致核裂变或核聚变过程迅速发展。
爆炸产生的能量以强大的光辐射和压力波的形式释放,造成巨大的杀伤力。
为了保证核裂变或核聚变反应的发生,核武器通常需要应用高爆炸物或核加速器来提供所需的温度、压力和中子源。
此外,精确的设计和装配也是确保核武器可靠性和高效性的重要因素。
核武器的原理由于其巨大的破坏力和潜在的危险性,受到国际社会的严格控制和限制。
核不扩散条约和全面禁止核试验条约等国际协议旨在防止核武器的使用和扩散,并促进全球核裁军的进程。
核武器的原理核武器是一种利用核裂变或核聚变释放巨大能量的武器,其原理是通过核反应来释放能量,造成毁灭性的破坏。
核武器的原理主要包括核裂变和核聚变两种方式。
首先,核裂变是核武器的主要原理之一。
核裂变是指重核素(如铀-235、钚-239等)被中子轰击后裂变成两个或多个轻核素的过程,同时释放出大量能量和中子。
这些中子又会继续轰击其他核素,形成连锁反应,释放更多的能量。
核裂变反应释放的能量巨大,可以在极短的时间内造成巨大破坏,是核武器威力的主要来源。
其次,核聚变也是核武器的重要原理之一。
核聚变是指轻核素(如氘核和氚核)在高温高压条件下融合成重核素的过程,同时释放出大量的能量。
核聚变是太阳和恒星的能量来源,也是氢弹的原理。
核聚变反应释放的能量比核裂变更大,但实现核聚变反应需要更高的温度和压力,因此核聚变武器的制造难度更大。
核武器的原理是利用核裂变和核聚变释放巨大能量,造成毁灭性的破坏。
核武器的威力来自于核反应释放的能量,这种能量是化学武器无法比拟的。
因此,核武器具有极大的杀伤力和破坏力,是人类历史上最为致命的武器之一。
在核武器的制造过程中,需要使用高纯度的核材料,如铀-235、钚-239等,这些核材料的获取和加工需要极其严格的技术和安全措施。
此外,核武器的制造和使用也受到国际法的严格限制,国际社会普遍对核武器持反对态度,因为核武器的使用可能会造成无法估量的灾难后果。
总之,核武器的原理是利用核裂变和核聚变释放巨大能量,造成毁灭性的破坏。
核武器的威力来自于核反应释放的能量,是人类历史上最为致命的武器之一。
因此,国际社会应该加强核武器的非扩散和裁减,共同维护世界和平与安全。
核武器原理
核武器是一种极其强大的毁灭性武器,它们可以通过产生使用大量的能量来破坏敌人
的防御能力。
核武器的工作原理是利用原子核的裂变反应来产生化学反应。
原子核裂变是
通过把原子核合成更重的核素,从而产生质子和中子,然后在此过程中产生大量的能量而
产生的。
这个过程被称为核裂变反应,它可以使原子核具有极大的能量释放,大量的热量,神经毒性物质,和大量的中子和质子辐射被释放出来。
核武器的原理可以概括为:当原子核发生裂变反应时,它会产生大量的热量和核辐射
物质,这些热量和辐射物质会导致严重的破坏,最主要的就是引起大量的破坏影响,它将
永久摧毁敌人的部队和基础设施。
核武器的发射不仅可以被用来造成物理伤害,而且还可以产生大量有害的核辐射,这
将给地球上的植物和动物带来严重的影响。
对于人类而言,长期暴露于核辐射环境中将会
导致癌症、基因突变、呼吸系统疾病以及儿童致畸等问题。
因此,尽管核武器使用能够在
短期内产生极大的伤害,但是这种武器的使用将给未来的世界带来更多的长期灾难。
第二课核武器、核事故及其防护第一节认识核武器一、核武器简述核武器(又称原子武器)是利用爆炸性核反应突然放出的巨大能量,起杀伤破坏作用的武器。
原子弹、氢弹和中子弹等统称核武器。
核武器可用导弹、火箭、火炮、飞机、舰艇等运载工具发射、投掷,还可制成地雷、鱼雷使用。
图2-1核武器的运载工具(用原书上的图或者另找)核武器的威力用“TNT当量”(简称“当量”)来表示。
TNT当量是指核武器爆炸时所释放的能量相当于多少吨TNT炸药爆炸时所释放的能量。
例如,一颗原子弹爆炸时所放出的能量相当于2万吨TNT 炸药爆炸时放出的能量,那么,该原子弹的威力就为2万吨当量。
核战争是人类历史上破坏性最大、最残酷的战争。
1945年美国向日本的广岛和长崎投掷的两颗原子弹就是万吨级的核炸弹。
日本是人类历史上唯一遭受核武器袭击的国家,大约造成30万人直接死亡。
核武器的杀伤破坏因素有五种:光辐射、冲击波、早期核辐射、核电磁脉冲和放射性沾染。
前四种是在核爆炸几十秒内起作用的,统称为瞬时杀伤破坏因素。
这五种杀伤破坏因素在核武器爆炸总能量中所占的比例一般是:光辐射约占35%,冲击波约占50%,早期核辐射约占5%,放射性沾染约占10%,核电磁脉冲所占比例很小。
现代技术的核武器可对能量分配进行“裁剪”,突出某一种杀伤因素的作用。
从很远的地方看核爆炸时,先看到闪光、火球,再听到巨响,看到有不断升起的蘑菇状烟云,最后烟云随风飘散。
城市遭核袭击的方式一般是空爆,可以看到完整的火球。
若远处看不到圆火球,火球与地面接触,即核弹接地面爆炸,就叫地爆。
地爆的瞬时破坏范围小,但很严重,放射性沾染范围大,危害时间长。
当今世界,核武器仍有重大的战略威慑作用。
图2-2核武器爆炸的外观景象目前,世界上公认的七个拥有核武器的国家是:美国、英国、法国、俄罗斯、中国、印度、巴基斯坦。
美俄现有的核军火库总数在6万枚以上,核武库的爆炸力相当于大约160亿吨高爆炸药,等于125万颗广岛炸弹。
原子弹的基本原理是什么?
1、质能方程即 e = mc^2
在特定的情况下(包括特殊的环境以及特殊的材料),物质的质量能够转换成能力,其变换的公式即质能方程.方程中e为产生的能量,m为转换的物质的质量,c为光速即3*10^8 m/s.
2、重核裂变(特殊的材料与环境)
某些特殊的材料(如铀等放射性物质)在受到中子轰击后,能够分裂成中子以及比其更轻的原子,于此同时损失质量,这些损失的质量即转换成能量的质量,即质能方程中的m;而进行重核裂变需要一定的温度,以及需要将一定质量的反应元素(铀)压缩在一定的体积中,这样裂变才能发生,这个体积叫做临界体积.
3、链式反应()
即使裂变不停发生,直至反应材料耗尽.用中子轰击处于临界体积中的反应材料(一般为铀),然后使其分裂成其他元素的原子核以及3个中子,这3个中子继续去轰击下3个铀原子,使其继续分裂,从而往复不停直至材料耗尽.
4、原子弹
原子弹里面是由2块铀(一块大,一块小)以及一个普通炸弹组成.开始时,两个铀块是分离的,在原子弹内部有中子不停轰击,由于2块铀分离的,故没有达到临界体积,无论中子怎么轰击都是不会发生反应的.当需要引爆的时候,只需引爆其内部的普通炸弹,通过炸弹的冲击力使小块铀块与大块铀块粘在一起,从而达到临界体积;炸弹爆炸产生的能量迅速提升原子弹内部温度,于是链式反应发生,重核裂变不停止直至铀完全耗尽.由于质能方程中,能量与质量成正比且该系数为光速的平方,故即使质量非常小,但是产生的能量还是非常可观的。
核武器设计的物理基础核弹是利用易裂变元素进行链式反应,将亏损的质量以质能方程:E=MC2转化成如冲击波、辐射等形式的能量,在几百万分之一秒内释放出来,从而造成巨大破坏的武器,下面,我们将详细介绍一枚核弹的设计过程.第一章认识裂变物质首先允许我小小地科普一下,按照宇宙物理学的图景,我们的宇宙产生于一个奇点,起初并没有物质,只有能量与弦,在弦与能量交汇的节点产生了光子,高能光子又分裂为正负电子对,随着弦的波动与能量的纠缠诞生出强子及电子、中微子等各种物质,这些物质如夸克、电子等以精细对称的形式结合成稳定的基团,也就是我们熟知的各类元素,在大质量的天体如恒星的中央,较轻的元素比如氢,在巨大的压力下进行聚变反应产生出新的更重的元素,如氦、锂,同时释放出能量,这一自持聚变燃烧反应对原子序数在铁之前的元素是有效的,对于铁之后的物质,则可能是晚年恒星坍缩爆炸的产物,所以平衡性减小,如果原子核受到新的粒子如中子、或者质子等扰动,则新基团的势垒将高于核子结合能,核子将分裂开来,并释放出多余的结合能,这就是核能的来源。
第二章核反应简介在这里我们主要探讨中子所造成的核反应,当一个自由中子入射到原子核附近时,按照不同的几率,会产生如下几种反应:1.弹性散射(EL),就像两个乒乓球相撞,然后又互相弹开了,改变的仅仅是各自的速度和运动方向,我们通过经典力学就足够了解它们了。
2. 非弹性散射(NON ),当发生非弹性散射时,中子首先被原子核吸收形成激发状态的复合核,然后复合核通过发射伽马射线放出中子而回到基态,发生这一反应的前提是中子的动能必须达到原子核的第一激发态。
3. 吸收(INL ),吸收反应就是中子被原子核吸收掉了,产生出一个不稳定的复合核,通过发射各种物质如:γ、α、氢离子等来消耗多余的能量来回到基态,有一类元素在吸收低能中子后有很大概率分裂成几个较小的原子核,并释放2个以上的中子,引发新一轮的裂变反应,反应式为:235123612192092120[]*A A Z Z U n U X Y n ν+→→++(1)这种元素被称为易裂变元素,在核反应工程中具有重要的意义,如铀-235、钚-239就属于此类物质。
核弹工作原理:裂变与聚变你或许从历史书中知道第二次世界大战中使用了原子弹,也已经见识过这些装置所拥有的令人难以置信的破坏力,那么它们的原理是怎样的呢?在这篇文章中,你将了解使核弹威力如此巨大的物理学原理以及核弹的设计、核爆炸的后果等方面的知识。
你或许从历史书中知道第二次世界大战中使用了原子弹。
你也可能在科幻电影中看到过核弹发射或者被引爆(例如《核子战争》(Fail Safe)、《奇爱博士》(Dr. Strangelove)、《浩劫之后》(The Day After)、《证言》(Testament)、《“胖子”与“小男孩”》(Fat Man and Little Boy)、《和平制造者》(The Peacemaker)等等)。
在新闻报道中,许多国家都在谈判以裁撤自己的核武库,而与此同时,另一些国家/地区则正在发展核武器研究计划。
我们已经见识过这些装置所拥有的令人难以置信的破坏力,那么它们的原理是怎样的呢?在这篇文章中,你将了解使核弹威力如此巨大的物理学原理以及核弹的设计、核爆炸的后果等方面的知识。
核弹利用了强和弱的相互作用力,正是这些力将原子(特别是原子核不稳定的原子)的原子核束缚在一起(有关详细信息,请参见核辐射揭秘)。
核能从原子中释放出来的基本方式有两种:核裂变——你可以使用中子将一个原子的原子核分裂成两个小一点的碎片。
这种方法通常涉及铀(铀-235、铀-233)或者钚-239的同位素。
氚核聚变反应示意图核聚变——你可以将两个较小的原子,通常是氢或者氢的同位素(氘、氚),结合在一起形成更大的原子(氦或氦的同位素)。
这正是太阳能量的来源。
不论裂变还是聚变,任一种过程中都有大量的热能和辐射被释放出来。
要制造一颗原子弹,你需要:1.可裂变或可聚变的燃料2.触发装置3.使大部分燃料在爆炸前发生裂变或聚变(否则炸弹的爆炸将会失败)的途径第一批核弹都是裂变装置,而之后出现的聚变炸弹需要用裂变炸弹来触发。
我们下面将要讨论的装置有:1.裂变弹(大体介绍)。