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原子彈到底有多難造?

1964年,羅布泊的上空一聲轟然巨響,中國自行研製的第一顆原子彈爆炸成功,震驚了世界。到了今天,我們在為當年的這場“壯舉”喝彩的同時,萌發了一個念頭:就算到了科技發達的現代社會,卻依然只有幾個國家擁有原子彈,那麼原子彈究竟有多難造呢?

原子彈到底有多難造?

原子彈是核武器之一,它利用核裂變從而釋放出巨大的能量,“核”是重原子核,主要有鈾235、鈽239和鈾233三種裂變原子。其中鈾235是主要物質,但想要獲取優質的鈾235十分不易,雖然鈾235和鈾238屬於同一元素的同位素,但鈾235在鈾原子中的含量極小,100多個鈾原子中只能調出一個鈾235。抽取鈾235,也成了製造原子彈中的一個難題。

原子彈到底有多難造?

科學家為解決這個難題,最終發明了“氣體擴散法”:鈾235和鈾238屬於同一元素,但二者的質量並不相同,鈾235原子要比鈾238原子輕約1%,再讓二者處於氣體狀態時,就可以使這兩個原子分離。說來簡單,可其中的環節如果出現任何微小的差錯,所有努力都將覆水東流。

原子彈到底有多難造?

核裂變又是什麼?我們知道,木材或煤礦的燃燒也會釋放能量,但這僅僅來自於碳、氫和氧的化合反應,其釋放的能量也十分有限;TNT等化學炸藥釋放的能量要更強烈些,但卻來自化合物的分解反應;在這些化學反應中,無論是哪一種,它們的原子核都沒有變化,只是改變了這些原子的組合狀態。而在核裂變反應過程中,參與反應的原子核都會發生根本性的變化,實際上也只有原子核參與其中,所以我們將之稱為核裂變。

原子彈到底有多難造?

原子彈與核反應堆的理論依據相同,都需要核裂變鏈式反應,如果想讓原子彈釋放其能量,只需要讓原子核中的中子係數k大於1即可,因為在原子核的中子係數等於1時,整個原子核趨向穩定,當突破了1時,就會發生鏈式反應。所以理論上的核反應堆也可以像原子彈一樣釋放巨大的能量,但核反應堆的重量可以達到幾千噸,這樣大的質量讓裂變物質的利用率變得很低。原子彈與之相反,需要在減小重量的同時加大能量釋放的威力,但這種臨界重量很難控制,稍有差池,後果將不堪設想,這同樣也是製造原子彈中的一大難題。

原子彈到底有多難造?

原子彈製造極難,這是大家都知道的,但更多人也都或多或少地聽到過:中國是世界上製造原子彈耗時最短的國家。與美國的6年研製時間相比,中國僅用了5年的製造時間,這樣的速度震驚了世界,各國人民都對中國豎起大拇指,並稱贊中國人:你們真厲害。