“實驗室裡用手掰開原子彈阻止了一場核爆炸”有可能嗎,引爆原子彈的條件是什麼?


實驗室裡用手掰開原子彈阻止了一場核爆炸,是不是正能量滿滿啊?

這個雙手掰開原子彈的故事也流傳很久了,當然寫的很有傳奇性,故事本身是真實發生的,但也有很多誤讀,比如雙手掰開避免了一場核爆炸,這個明顯是對當時事故情形的誇張。

當然故事是真實發生的,屬於一場核實驗研究中的事故,但離核爆還遠遠不夠,哪個實驗室也不會有這麼大膽能在實驗室裡做這種臨界實驗的,可見這個說法之誇張。這也屬於實驗室中操作失誤的一個典型例子。

故事的主角是Louis Slotin,當時正在給周圍同事演示鈈臨界質量與鈹制半球殼反射中子的關係。如圖所示,把一塊鈈原料放在一個大的鈹制半球上,在上面再加一個小點的鈹制鍋蓋,通過調整上面那個小的半球鍋蓋的位置,來反射中子,起到調節鏈式反應的臨界點。從下圖對事故的還原中演示中可以看到,這個實驗當時的操作條件也是非常簡陋的,關鍵在於Louis操作時,用來調整上面鈹蓋時,僅僅使用一個螺絲刀,來調整位置。

由於是給同事的演示實驗,他用螺絲刀這種粗糙的手法,來調整上面鈹蓋的距離,這時候事故發生了,由於手滑導致上面的反射中子的鍋蓋完全扣上了。本身一塊鈈不足以產生達到臨界狀態,然而當鈹蓋完全扣上,反射的中子急速了反應,迅速到達臨界狀態,釋放出大量的輻射,Louis和在場同事都遭受到了中子和伽瑪射線的強烈輻射,Louis在本能之下,把上面的鈹蓋給甩到了,恢復到正常狀態。這就是所謂的徒手掰開原子彈的故事。

當然事故發生以後,Louis就應該遭受大劑量的輻射,在數天後就去世了,其他有幾位同事也在數年後去世。但這個徒手掰開原子彈的故事,就這麼加工出來,而且一再出現在一些勵志雞湯中。



量子實驗室

路易斯·斯羅廷生在一個猶太人家庭,為了躲避納粹屠殺他父親帶著全家一起逃往北美,這個斯羅廷還真是一位天生的學霸,最大的愛好就是學習,16歲就考上了巴尼託尼大學,還獲得本碩連讀,拿到了理學地質學雙學位,後來在倫敦國王學院繼續深造攻讀博士。看到這大家都以為他一定是一個愛學習的乖乖男?事實上這位斯羅廷可是調皮的很,西班牙內戰時參加了國際縱隊,後來又跟隨皇家空軍一起開戰鬥機,甚至還拿過拳擊手比賽的冠軍,博士畢業後還去美國成為了一名科學家,整個人生就像抹了神油一般的絲滑,宛若開了十塊錢外掛一般。

斯羅廷負責組裝世界上第一枚原子彈,三位一體核試驗的核心,也被稱為“美國首席軍械工”的他任務就是測量鈾、鈈核心的臨界質量值。簡單來說他的任務就是測量原子彈爆炸的臨界值,可以說是一個稍有不慎就魂歸西天的活,科學家們稱為“搔弄睡龍的尾巴”。原子彈的核心是兩個光不溜秋平平無奇的鈈,當兩個半球被擠壓在一起超過臨界質量就會爆炸,撞在一起那可真是慘絕人寰。


迷彩虎軍事

原子彈的原理就是重核元素(鈾或鈈)的裂變鏈式反應:用一箇中子去轟擊一個重原子核,原子核將會發生裂變,成為2-4個更輕的原子核,同時釋放出更多的中子,這些新產生的中子又轟擊其他原子核,產生更多的中子和裂變反應。由於裂變過程會發生質量損失,因此會釋放出很大的能量,如果能讓裂變的鏈式反應在很短的時間發生,那麼就可以釋放巨大的能量形成爆炸的威力。因此,原子彈爆炸的重要因素,就是要短時間產生大量的鏈式反應,這要求重原子核要靠的足夠緊密,原子核數目要足夠多,產生的中子能量要足夠強。

但是要注意的是,原子彈是瞬間釋放能量的,也就是讓鏈式反應瞬間發生。所以原子彈對重原子的密度是有關鍵要求的,這是為何需要濃縮鈾的主要原因。原子彈爆炸最關鍵的參數就是臨界密度,在濃縮鈾物質達到臨界密度時,提供鏈式反應最初所需的中子,就能瞬間釋放巨大能量出來。

一般的核反應堆也是達到一個臨界值的,但這個臨界值要遠低於原子彈爆炸的界限。反應堆的臨界值就是能夠讓鏈式反應持續穩定進行下去所需要的重原子核密度。在常見的核裂變反應堆中,其實就是靠抽取鈾棒來改變堆積密度,從而控制鏈式反應的進行。所以,核燃料甚至核廢料是有嚴格保存規定的,它們絕對不能簡單堆積起來,因為很容易達到臨界值,在沒有合適防護情況下就自主構成了一個核反應堆,輻射是極其劇烈的!至於一個鈾塊的掉落是否能引起原子彈量級的爆炸,倒是可能性很小。無論如何,直接接觸核反應堆量級的輻射或者原子彈量級的輻射,都是致命的。


飛賊克斯和康德馬特

這個事情在美國實驗室確實發生過,但是有部分是誇大或者誤傳的。

首先說但是兩塊鈾確實是超過臨界發生鏈式反應了,但發生鏈式反應並不等同於就會發生核爆,因為但是兩塊鈾的純度並沒有達到武器級,所以反應速度並不快,這才有時間手撕核彈。

第二就算但是沒有撕開兩塊鈾,也不會發生人們印象中得核爆,首先發生的核反應會直接將兩塊鈾炸散,從而阻止鏈式反應的繼續發生,爆炸威力不會超過一枚炸彈。

最後說一句,手撕核彈的這個人幾天後就掛了,屬於接觸巨量的放射線,其勇氣,仍然值得人們欽佩。


巫師的低語

有人已經回答得很詳細,但是我想答一個簡潔的。

簡單來說,這是不可能的。

首先:光就原理來看形成鏈式反應需要倆條件:1,足夠多的核裂變材料。2,擁有一箇中子源啟動鏈式反應的第一步。

由上可知在沒有中子源的情況下再多的鈾堆在一起也不會產生爆炸。

其次,鏈式反應遠沒有上述那麼簡單,觸發鏈式反應後會產生大量的熱,這些熱會將參與反應的核材料推開從而使鏈式反應提前終止,怎樣使核材料在極短的時間內儘量多的參與鏈式反應才是製造原子彈的關鍵點,才是各國最高機密(這也是為什麼我們的鄰居老是隻能炸二踢腳的原因)

所以無論如何都不會出現提問者所述的情況。


SeanWood

有點誇張,一般兩塊濃縮鈾緩慢聚合在一起超過臨界質量時會產生大量的熱和中子,然後,將兩塊武器級鈾融化推開,產生大量射線並不會核爆;核爆要在極短的時間裡將兩塊武器級鈾合在一起並外裹中子反射層反射中子充分加速裂變。


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