原子弹爆炸原理是核裂变,核裂变这个过程是怎么被引燃的?
答:核裂变是一直存在的,需要“引燃”的是持续的链式反应。
核裂变是原子核的固有性质。放射性核素的原子核每时每刻都可能衰变成其他原子核并释放能量,如果一段时间内,原子核由于衰变浓度降低到初始时一半,那么这段时间就叫做这种放射性核素的半衰期。以最著名的铀-235 为例,它的一条主要衰变路径是在俘获一个中子以后裂变成钡-141 和氪-92,并释放出三个中子,。这个过程会释放很多能量。如果释放出的三个中子也都能分别和一个铀-235 结合,那么反应就会以指数形式扩张,热量也就会迅速积累,成为核爆的能量来源,整个过程被称作“链式反应”。但是如果铀-235 原子数量不够多,中子就可能无法撞击到铀原子核中,导致链式反应终止。为保证反应持续进行,需要保证铀块的最低量 —— 临界质量或临界体积。低于这个临界值的铀块就不能使链式反应持续进行。实际原子弹是将两块体积大于一半临界体积而小于一个临界体积的铀块分开放置,并在外围包上一层 TNT 炸药。起爆时,引爆 TNT,冲击波将两个铀块推到一起,形成一个体积大于临界体积的新铀块。此时链式反应即可持续进行。
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