原子彈的原理那麼簡單,爲什麼其他各國還是造不出來?

美食博士課堂


原子彈在和平時期起到了威懾作用,大家都知道原子彈會給人類造成什麼樣的傷害,之前廣島和長崎已經被原子彈光顧,但是那時候的原子彈當量是遠遠比不上現在的原子彈的,但是人們仍然對原子彈充滿了懼怕,所以很多國家都想要製造原子彈,擁有核武器的夢想,有了核武器,國際地位大幅度提升,誰又敢來隨意欺辱,在做事說話之前,還要掂量掂量核武器的分量。



第一,原料問題。

原子彈是看起來簡單做起來難,巧婦還難為無米之炊,雖然原子彈的製造原理比較簡單,但是濃縮鈾並不容易提純,你現在把濃縮鈾送給日本,他是可以造出來的,因而對於原子彈的原件把控非常重要,不是哪個國家都有能力提純濃縮鈾的,所以沒有了濃縮鈾,有技術也難製造。



第二,國家穩定程度。

一個國家必須足夠穩定,政府有足夠的能力掌控國家權利,否則像敘利亞,利比亞那樣,境內有各種勢力盤踞,而且還有相當數量的外國勢力,如果有哪個國家的政權不穩定,沒有能力阻止反叛軍,那麼核武器還不知會落到誰的手裡,會做出什麼驚天動地的大事,如果遇到極端分子,原子彈居然一件極其危險的東西。



第三,強大的經濟能力和技術支撐。

製造原子彈是一件非常燒錢的事情,沒有強大的經濟能力做支撐,原子彈的研究根本無法運轉,當然還要有技術支撐,有了這些東西,再加上原料,就可以製造了。

原子彈等核武器的存在,時刻將人類置於危險之中,哪個國家都想擁有作為自己談條件的籌碼,但是這把雙刃劍如果運用不當,就會傷人傷己。


軍事一點通


最近看了《碟中諜6:全面瓦解》,還有前不久我國的《紅海行動》,裡面都涉及到恐怖分子都想千法百計的搞點核材料造個原子彈玩玩。

原子彈真的要爛大街了嘛?分分鐘就能碼入地下軍火商軍火庫了嘛?

1、核材料的獲取不易

易裂變材料如鈾235、鈈239是製造原子彈的常用材料,鈾235需要依託一國的自然資源和基礎工業。

首先得有鈾礦吧,開採鈾礦石需要探礦、選礦、開採、分揀、提煉、精煉等多種方法,這時只能得到鈾的氧化物,即電影紅海行動中所提到的黃餅。

從黃餅到製造原子彈的核材料還需要進一步分離、濃縮。

鈈的獲取主要依賴於核反應堆,從乏燃料中提取,日本一直以來從本國乏燃料中不斷提取鈈,截止到2014年福島事故調查時,日本已經提取了45噸鈈,這些鈈理論上可以製造5500枚核彈頭。福島核電站3號堆就是採用鈾鈈混合氧化物,這種燃料較普通核燃料更容易提取鈈。

不過這些鈈並非核武器級高濃縮鈈(鈈239大概不到60%),不能直接用於製造原子彈,還需要進一步濃縮到90%以上,還需要上萬臺高轉速離心機,日本目前並沒有這麼多離心機。上圖為早期用於鈾235和鈾238分離用的電磁機。

2、原子彈的快速裝配技術也是難點

原子彈可不同於電影中那樣把一塊球形核燃料隨便向一個裝置裡一丟就完成,不同於普通的炸藥,原子彈其實是一個爆炸裝置。

原子彈涉及到臨界質量的計算,在為激活狀態,要求原子彈處於安全狀態,這時就不能讓原子彈處於臨界或者超臨界態。

原子彈中次臨界向超臨界的轉化是通過體積來控制的,簡單說來就是將核燃料分成兩塊或者多塊分佈,引爆時才將各塊核燃料推到一起,推到一起這個重任就由高爆炸藥來完成。

有以下幾個要求:

(1)速度快,萬分之一秒內完成,因此選用特殊高爆炸藥

(2)精度高,聚在中心的誤差在百萬分子一秒內,否則無法達到超臨界狀態。

(3)聚焦性好,要將大部分的核燃料推向中心,而不能是少量或者部分推向中心,否則影響爆炸效果。

基於以上幾個方面,製造原子彈並不是一件容易的事。


五月21號


原子彈的基本原理並不複雜,現在幾乎都是公開的秘密了。可以說只要有一定科研能力的國家都能掌握,但是難就難在把它製造出來。

那製造原子彈,到底難在什麼地方呢?我覺得最重要是三個要素限制了現在其他國家擁有核武器。

第一,核原料。

製造原子彈必須要有足夠濃度的鈾235、鈈239和鈾233三種裂變物質,其中又以鈾235為主。而提取分離鈾235又頗為麻煩,天然鈾中同位素鈾235的丰度僅0.72%,其餘均為鈾238原子,而設計製造原子彈,必須把鈾235提高到90%以上。如果用離心法,這就需要幾萬臺高速離心機串聯起來進行提純,而提純一公斤鈾235,起碼需要200噸的鈾礦,這將耗費大量的財力。。伊朗花了十幾年時間,開動十幾萬臺離心機也不過只生產了幾公斤濃度20%~30%的鈾235。。

而如果用鈈239製造原子彈,那就必須建造重水核反應堆,重水反應堆可以通過中子轟擊把鈾238轉化成鈈239。印,由於重水堆需要大量的重水,而重水的生產技術複雜,價格昂貴,國際上能大量生產重水的國家非常有限印度巴基斯坦、以色列都是以這樣方法制造核武器材料。

第二:財力限制。

上面講了製造原子彈的兩種原料和原理,都不外乎需要有強大的經濟實力支撐,遍數除五大流氓外那些有核國家,其他的都是地區強國,可以說你要是沒點家底,你是真玩不起這東西(勒緊褲腰帶幹活的平壤除外)

第三,國際限制和干預。

對於有核國家來說,無論是出於什麼目的,都不能容忍再多出幾個有核國家,這不單單是對於自身利益的考慮,也關乎國際安全,所以“核不擴散條約”目的就是如此,不僅從核原料上限制其他國家擁有,而且一旦發現核燃料被用於軍事用途,會立馬展開制裁,甚至武裝介入。以色列空襲伊拉克核反應堆。美國製裁伊朗。。



朝鮮都能造出原子彈來,所有某個國家只要卯足了勁,也是能造出原子彈的,包括韓國。但顯然,原子彈不是一個國家想造就能造的,也就是造不出來。

蘇聯解體時,烏克蘭、哈薩克斯坦都保留有大量的核武器,這些核武器都是蘇聯產的,威力巨大,但美中俄歐都不允許這兩個國家持有核武器,否則將會面臨制裁,最後這兩個國家都放棄了核武器。美中俄歐承諾為這兩個國家提供安全保障。

有核武器的都不敢保留,更別提那些想擅自造原子彈的了。

和平年代,核武器的日常維護要花費大量金錢,核武器也是要定期更新的,就算是我國也不願大量持有,畢竟核武器就是燒錢的貨。而一旦發生內亂,對中央政府的控制能力就非常的考驗了,如果中央政府失去了控制能力,核武器落入不同的軍閥手裡,內戰可能會打成核戰爭,那時死的就是自己人了,國際社會就非常擔心巴基斯坦的核武器落後恐怖組織手裡。

所以,一個既燒錢又可能把自己玩死的東西,中小國家要不起也不敢要。

那面對外部威脅怎麼辦?如果現在烏克蘭還有核武器,俄羅斯敢佔領克里米亞嗎?答案是肯定的,並不會因為烏克蘭 擁有核武器而有所改變。烏克蘭如果敢對俄羅斯使用核武器,烏克蘭可能要從地球上消失,而不是失去一個克里米亞。

所以面對強國,你有核武器也沒用,就像美國對朝鮮說的:我們的核武器更強大。而中小國家之間的糾紛,直接找聯合國或美國評理就可以了,聯合國或美國說你是錯的,你就是錯的,如果你不聽還說自己有原子彈,聯合國或美國分分鐘能錘死你。

美國的情報網絡和間諜網絡,非常清楚核原料的流動去向,有一個風吹草動,美國就知道你打算搞核武器,在你造出來之前,美國就會制裁你痛苦萬分,比如伊朗。


解憂時間


原子彈製造很容易但是原子材料卻很難獲得,這才是製造原子彈真正的難度所在。這也就是為啥即便是工業能力強如日本德國這種也不用擔心他們會偷偷製造原子彈。因為一旦他們啟動核原料濃縮必然會被發現,而從濃縮鈾到製造原子彈至少還要一個月時間,這段時間足夠其他國家對他們採取其他制裁措施了。

在天然礦石中有裂變意義的是鈾-235,但是這個同位數鈾含量非常低,只有約0.7%,這種級別的鈾含量是沒有任何殺傷價值與使用價值的。比如在核電站這種的需要將其濃縮四倍達到為3%的鈾-235含量,而武器級濃縮鈾必須純度90%以上才能實現。這數值一眼就能看出差距所在了,實際上每提純一個百分比難度就得多好幾倍。比如,以伊朗的鈾濃縮能力只能達到百分之0.9,甚至遠低於核電站所需的鈾原料。這也是為何伊朗願意坐下來跟美國談判,因為不談判也生產不出來;而美國也不在乎伊朗廢除伊核協議,因為伊朗距離生產核武器還非常遙遠。


優己


多年前看過一篇文章,講的是如何在一所大學實驗室裡面製造一顆原子彈,裡面的步驟設計方案計劃講得頭頭是道,基本上只要有原料,一個大學物理講師帶領幾個學生,用不了多長時間就可以造出一顆原子彈。

原子彈的設計原理與爆炸原理也並不複雜, 2006年廣州日報還報道過美國位於華盛頓的喬治敦大學開辦了一門“如何製造原子彈”的課程,講師是一位退役軍官兼物理學家,另外一位講師還打算詳細論述氫彈的製造過程,但此事後來驚動了白宮,認為該課程存在核擴散的安全隱憂,勒令他們停止授課。

所以其實製造原子彈並不是那麼複雜,如果一個國家想造這種東西,基本上是阻攔不住的,以前如草鮮那麼窮的國家都能經常製造原子彈和氫彈像放炮仗一樣玩,所以世界上大多數國家如果動用國家力量去製造這東西,基本很少會有造不出來的。

那麼為什麼世界上大多數國家都沒有原子彈跟氫彈呢?實際上還是出於國家戰略的考慮,需不需要罷了?

對世界上大多數國家而言,製造和擁有核武器將會增大自身的國際壓力,甚至面臨國際制裁,朝顯伊朗等國曾經受的國際壓力和經濟制裁等等大家都有目共睹,是因為聯合國以及國際原子能機構對於世界範圍內的核武器管控是非常嚴格的。大家都聽說過《核武器不擴散條約》吧?蘇美英等62個國家於1968年7月1日在各自首同時簽署,1970年3月5日生效,該條約規定:有核國家不得以任何方式轉讓核武器或核武器爆炸裝置,非核國家則保證不製造核武器,不接受其他國家核武裝的轉讓。而且無核締約國的一切和平核裝置都應遵守國際原子能機構的規約和保障制度,國際原子能機構有權對其進行核查等11項約定。



而到了1996年,這一年的9月10日,聯合國大會以絕大多數國家贊成的情況下通過了《全面禁止核試驗條約》,條約規定締約國將在全球範圍內裁減並消除核武器,在嚴格和有效的國際監督下全面徹底核裁軍,所有締約國承諾不進行任何核武器試驗爆炸或任何其他核爆炸,並承諾不導致、鼓勵或以任何方式參與任何核武器的試驗爆炸等。



所以,至少在條約管控的情況下,某個無核國家想擁有核武器,必將遭到國際社會的問責,被制裁將在所難免,而且即使擁有了也會被要求拆除和銷燬,所以也就沒有哪些國家願意冒天下之大不韙去製造這些玩意兒了。

更何況就是有這個玩意兒又能怎麼樣呢?在俄美中英法這樣的軍事大國面前,就是有倆原子彈基本上也扔不出去,反過來則可能被對方輕鬆消滅掉。

再者,製造、試驗、保管、維護核武器也是需要錢的呀,那可是一筆不小的開支,而且玩不好還有可能傷了自己,所以只要不是面臨外部環境的強大軍事壓力,沒有哪個國家是肯下決心去觸碰這個東西的。


科普大世界


經鑑定,問題沒毛病。

原子彈的製造原理確實簡單,但是隻是理論上簡單。實際動起手來,沒有誰,甚至沒有哪個國家敢說自己一定可以的。

原子彈原理不過是利用了核裂變原理,那為什麼很多國家還是造不出來呢?

第一,原料難搞啊。

想必大家都學過《居里夫人的三克鐳》,當時一克鐳的價值就高達數百萬美元,到了今天,更是天價。不是造詣極深的科學家或者擁有極其高端的設備儀器,是難以製造出來原料的。

第二,控制難。

我們都知道原子彈很危險,所有在製造的時候都十分的小心謹慎。科學家除了 要製備主要的核反應原料,也需要製造控制反應的控制材料,比如重水!不說重水的難以提煉,就是製備出來,控制的時候也是讓科學家心驚膽戰。萬一,哪一點不合格,可能前功盡棄,甚至爆炸!再者,引爆原子彈的時候,需要其持續不斷的進行核裂變,這就要求原子彈中的裂變反應進行的快些。最有效的方式就是提高濃度,這無疑提高了原子彈的控制能力。

第三,計算機技術。

核裂變涉及的反應是人力難以駕馭的,因此就需要計算機強大的計算能力。隨著,世界各國都紛紛抵制核武器,所以,真實的核試驗越來越難做,偷偷的也不行了。所以,計算機模擬就成為了首要選擇。但是,超級計算機技術同核武器研製的難度差不了多少。因此各國又有阻礙。在這裡,要大讚我國偉大的科學家,在新中國的困難時期,硬是用算盤製造出了原子彈。

第四,國際壓力!

看到了原子彈的威力,一些國家對原子彈更加恐懼,一些國家卻更加嚮往。但是,人民始終是戰爭災難的受害者,所以世界各國都相繼抵制核武器的研究和試驗。迫於這種壓力,有些國家本來就難以製造原子彈,所以乾脆起來反對別人製造原子彈。


宇宙偵探喵星人


原理很簡單的東西很多

原理簡單的何只是原子彈,像是發射衛星的原理很簡單,可是又有多少國家有能力把衛星送上太空。載人航天原理也簡單,又有多少國家能夠自主的把人送上太空?飛機和飛機發動機的原理也很簡單,但是為什麼那麼多國家制造不出來?核聚變的原理同樣也簡單,但是現在世界上沒有任何一個國家能夠隨意的控制它,而只有包括我國在內少數國家在朝著控制它的道路上前進。

有能力也被管制

有些國家是有這個能力經過一段時間研發試驗之後可以造出來,這個需要時間來說話的。但是核武器現在被嚴格管制著不能去研發,所以有些國家也就沒有去研製核武器。要麼就是暗中在研製它。


總之原子彈原理雖然簡單,但是原理越是簡單威力越大的東西實際製造反而更難,因為要牽涉的東西太多了。但是很多國家並沒有相關的配套實力,自己也沒有決心擁有這東西,所以就一直造不出來。

而有些國家則是受到牽制,要麼就是暗中經過長時間最終成功了。要麼斷斷續續的在研發中,要麼就是完全被禁止研發,所以也暫時造不出來,之後若是給其充足的時間是能造出來的,但是這個不現實。


淡看天上月


相信學過高中物理的朋友都知道里面專門有一章節接受原子彈了,經過學習知道大夥兒的普遍反映是原子彈的原理不難啊。甚至有一個大學生自己寫了一篇關於怎麼製造原子彈的論文但是為什麼世界上也就不到10個國家擁有原子彈?

原子彈的原理是不難甚至可以用簡單來形容但是為了實現這個原理是很難的。製造原子彈的主要原料鈾-235少的可憐,其和鈾-238混合在一起很難分離。為了分離性質和鈾-238幾乎相同鈾-235最簡單粗暴的方法就是使用離心機將鈾-235從鈾-238中甩出來但是這就需要幾十千甚至上萬臺離心機串聯起來。要知道沒有多少國家能玩得起串聯那麼多臺離心機的,當年美國為了研製原子彈不惜使用了上千噸導電性最好的銀作為磁鐵的線圈。另外一種替代原料鈈-239提取相對於前者容易一些但是難度還是較高。

從原料這一關就沒有多少國家玩得起,解決了原料問題以後就是這麼讓他們爆炸了。為了使鏈式反應持續下去需要原料要有足夠的濃度,提純又是一個問題。假設上述兩個問題都解決了並且可以知道出來了有面臨著一個問題就是試驗了。要知道像原子彈的這種大殺器殺傷範圍特別大,國家小一點一爆炸這個國家就沒了。也許可以在國土之外爆炸但是這個前提是那個國家要有足夠的國際地位和軍事實力不然不可能。

再者就算製造出了原子彈但是我們都知道核技術是被聯合國五常給壟斷的,一旦被發現就會遭到各方面的制裁因此像以色列這種國家至今不敢公開自己擁有原子彈。更有甚者會被五大進行攻擊,當年伊朗的離心機就是被美國植入了病毒而毀壞。


利刃軍事


當我們看到伊朗用了二十多年,開動了十幾萬臺離心機,僅僅生產出20%的鈾235不到10公斤。要製造原子彈,需要鈾235的含量達到93.5%,也就是說伊朗要造出原子彈相差的還很遠很遠。可想而知要製造一顆原子有多難。而鈈239根本就沒有這種原料,得用快中子轟擊鈾238得到。
原子彈的原理很簡單,鈾235和鈈239都能製造,用高能炸藥引發鏈式反應發生爆炸。除了現有核國家能有提取技術,其它哪個國家有這個技術?不是有核國家的幫助,比登天都難。

要想得到鈈239,就得需要建造核反應堆。由於核反應堆的速度和強度,只能產生高溫,這就需要減速劑和冷卻劑。而這種減速劑和冷卻劑最好的原料是重水和輕水,想提煉出武器級的鈈,比用離心機提取出武器級的軸還麻煩。就這個核反堆無核國家也沒有這個技術。
再者,製造原子彈是龐大系統的工程,不僅需要大量的人力和物力,而且製造技術非常複雜,需要大批量的不同階層科學技術人才,弄不好本身就造成核汙染,就一個低級的核電站發生核洩漏,就會給人類造成巨大的災難。小國就算舉全國之力能製造出來一顆,上哪試驗?朝鮮試驗TNT當量不高的核武器,使用巨大的人力從地下試驗,造成周邊城市4級地震。


核不擴散條約簽訂以後,國際社會決不允許其它國家再製造核武器。哪個國家也不會冒這個險,遭到國際社會制裁,而使本國民眾生活在困苦當中,弄不好中途就被人家轟炸燬掉了。


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