原子弹的原理那么简单,为什么其他各国还是造不出来?

美食博士课堂


最近看了《碟中谍6:全面瓦解》,还有前不久我国的《红海行动》,里面都涉及到恐怖分子都想千法百计的搞点核材料造个原子弹玩玩。

原子弹真的要烂大街了嘛?分分钟就能码入地下军火商军火库了嘛?

1、核材料的获取不易

易裂变材料如铀235、钚239是制造原子弹的常用材料,铀235需要依托一国的自然资源和基础工业。

首先得有铀矿吧,开采铀矿石需要探矿、选矿、开采、分拣、提炼、精炼等多种方法,这时只能得到铀的氧化物,即电影红海行动中所提到的黄饼。

从黄饼到制造原子弹的核材料还需要进一步分离、浓缩。

钚的获取主要依赖于核反应堆,从乏燃料中提取,日本一直以来从本国乏燃料中不断提取钚,截止到2014年福岛事故调查时,日本已经提取了45吨钚,这些钚理论上可以制造5500枚核弹头。福岛核电站3号堆就是采用铀钚混合氧化物,这种燃料较普通核燃料更容易提取钚。不过这些钚并非核武器级高浓缩钚(钚239大概不到60%),不能直接用于制造原子弹,还需要进一步浓缩到90%以上,还需要上万台高转速离心机,日本目前并没有这么多离心机。上图为早期用于铀235和铀238分离用的电磁机。

2、原子弹的快速装配技术也是难点

原子弹可不同于电影中那样把一块球形核燃料随便向一个装置里一丢就完成,不同于普通的炸药,原子弹其实是一个爆炸装置。

原子弹涉及到临界质量的计算,在为激活状态,要求原子弹处于安全状态,这时就不能让原子弹处于临界或者超临界态。

原子弹中次临界向超临界的转化是通过体积来控制的,简单说来就是将核燃料分成两块或者多块分布,引爆时才将各块核燃料推到一起,推到一起这个重任就由高爆炸药来完成。

有以下几个要求:

(1)速度快,万分之一秒内完成,因此选用特殊高爆炸药

(2)精度高,聚在中心的误差在百万分子一秒内,否则无法达到超临界状态。

(3)聚焦性好,要将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,否则影响爆炸效果。

基于以上几个方面,制造原子弹并不是一件容易的事。


五月21号


原子弹在和平时期起到了威慑作用,大家都知道原子弹会给人类造成什么样的伤害,之前广岛和长崎已经被原子弹光顾,但是那时候的原子弹当量是远远比不上现在的原子弹的,但是人们仍然对原子弹充满了惧怕,所以很多国家都想要制造原子弹,拥有核武器的梦想,有了核武器,国际地位大幅度提升,谁又敢来随意欺辱,在做事说话之前,还要掂量掂量核武器的分量。



第一,原料问题。

原子弹是看起来简单做起来难,巧妇还难为无米之炊,虽然原子弹的制造原理比较简单,但是浓缩铀并不容易提纯,你现在把浓缩铀送给日本,他是可以造出来的,因而对于原子弹的原件把控非常重要,不是哪个国家都有能力提纯浓缩铀的,所以没有了浓缩铀,有技术也难制造。



第二,国家稳定程度。

一个国家必须足够稳定,政府有足够的能力掌控国家权利,否则像叙利亚,利比亚那样,境内有各种势力盘踞,而且还有相当数量的外国势力,如果有哪个国家的政权不稳定,没有能力阻止反叛军,那么核武器还不知会落到谁的手里,会做出什么惊天动地的大事,如果遇到极端分子,原子弹居然一件极其危险的东西。



第三,强大的经济能力和技术支撑。

制造原子弹是一件非常烧钱的事情,没有强大的经济能力做支撑,原子弹的研究根本无法运转,当然还要有技术支撑,有了这些东西,再加上原料,就可以制造了。

原子弹等核武器的存在,时刻将人类置于危险之中,哪个国家都想拥有作为自己谈条件的筹码,但是这把双刃剑如果运用不当,就会伤人伤己。


军事一点通


原子弹的基本原理并不复杂,现在几乎都是公开的秘密了。可以说只要有一定科研能力的国家都能掌握,但是难就难在把它制造出来。

那制造原子弹,到底难在什么地方呢?我觉得最重要是三个要素限制了现在其他国家拥有核武器。

第一,核原料。

制造原子弹必须要有足够浓度的铀235、钚239和铀233三种裂变物质,其中又以铀235为主。而提取分离铀235又颇为麻烦,天然铀中同位素铀235的丰度仅0.72%,其余均为铀238原子,而设计制造原子弹,必须把铀235提高到90%以上。如果用离心法,这就需要几万台高速离心机串联起来进行提纯,而提纯一公斤铀235,起码需要200吨的铀矿,这将耗费大量的财力。。伊朗花了十几年时间,开动十几万台离心机也不过只生产了几公斤浓度20%~30%的铀235。。

而如果用钚239制造原子弹,那就必须建造重水核反应堆,重水反应堆可以通过中子轰击把铀238转化成钚239。印,由于重水堆需要大量的重水,而重水的生产技术复杂,价格昂贵,国际上能大量生产重水的国家非常有限印度巴基斯坦、以色列都是以这样方法制造核武器材料。

第二:财力限制。

上面讲了制造原子弹的两种原料和原理,都不外乎需要有强大的经济实力支撑,遍数除五大流氓外那些有核国家,其他的都是地区强国,可以说你要是没点家底,你是真玩不起这东西(勒紧裤腰带干活的平壤除外)

第三,国际限制和干预。

对于有核国家来说,无论是出于什么目的,都不能容忍再多出几个有核国家,这不单单是对于自身利益的考虑,也关乎国际安全,所以“核不扩散条约”目的就是如此,不仅从核原料上限制其他国家拥有,而且一旦发现核燃料被用于军事用途,会立马展开制裁,甚至武装介入。以色列空袭伊拉克核反应堆。美国制裁伊朗。。



朝鲜都能造出原子弹来,所有某个国家只要卯足了劲,也是能造出原子弹的,包括韩国。但显然,原子弹不是一个国家想造就能造的,也就是造不出来。

苏联解体时,乌克兰、哈萨克斯坦都保留有大量的核武器,这些核武器都是苏联产的,威力巨大,但美中俄欧都不允许这两个国家持有核武器,否则将会面临制裁,最后这两个国家都放弃了核武器。美中俄欧承诺为这两个国家提供安全保障。

有核武器的都不敢保留,更别提那些想擅自造原子弹的了。

和平年代,核武器的日常维护要花费大量金钱,核武器也是要定期更新的,就算是我国也不愿大量持有,毕竟核武器就是烧钱的货。而一旦发生内乱,对中央政府的控制能力就非常的考验了,如果中央政府失去了控制能力,核武器落入不同的军阀手里,内战可能会打成核战争,那时死的就是自己人了,国际社会就非常担心巴基斯坦的核武器落后恐怖组织手里。

所以,一个既烧钱又可能把自己玩死的东西,中小国家要不起也不敢要。

那面对外部威胁怎么办?如果现在乌克兰还有核武器,俄罗斯敢占领克里米亚吗?答案是肯定的,并不会因为乌克兰 拥有核武器而有所改变。乌克兰如果敢对俄罗斯使用核武器,乌克兰可能要从地球上消失,而不是失去一个克里米亚。

所以面对强国,你有核武器也没用,就像美国对朝鲜说的:我们的核武器更强大。而中小国家之间的纠纷,直接找联合国或美国评理就可以了,联合国或美国说你是错的,你就是错的,如果你不听还说自己有原子弹,联合国或美国分分钟能锤死你。

美国的情报网络和间谍网络,非常清楚核原料的流动去向,有一个风吹草动,美国就知道你打算搞核武器,在你造出来之前,美国就会制裁你痛苦万分,比如伊朗。


解忧时间


原理很简单的东西很多

原理简单的何只是原子弹,像是发射卫星的原理很简单,可是又有多少国家有能力把卫星送上太空。载人航天原理也简单,又有多少国家能够自主的把人送上太空?飞机和飞机发动机的原理也很简单,但是为什么那么多国家制造不出来?核聚变的原理同样也简单,但是现在世界上没有任何一个国家能够随意的控制它,而只有包括我国在内少数国家在朝着控制它的道路上前进。


有能力也被管制

有些国家是有这个能力经过一段时间研发试验之后可以造出来,这个需要时间来说话的。但是核武器现在被严格管制着不能去研发,所以有些国家也就没有去研制核武器。要么就是暗中在研制它。


总之原子弹原理虽然简单,但是原理越是简单威力越大的东西实际制造反而更难,因为要牵涉的东西太多了。但是很多国家并没有相关的配套实力,自己也没有决心拥有这东西,所以就一直造不出来。

而有些国家则是受到牵制,要么就是暗中经过长时间最终成功了。要么断断续续的在研发中,要么就是完全被禁止研发,所以也暂时造不出来,之后若是给其充足的时间是能造出来的,但是这个不现实。


淡看天上月


原子弹制造很容易但是原子材料却很难获得,这才是制造原子弹真正的难度所在。这也就是为啥即便是工业能力强如日本德国这种也不用担心他们会偷偷制造原子弹。因为一旦他们启动核原料浓缩必然会被发现,而从浓缩铀到制造原子弹至少还要一个月时间,这段时间足够其他国家对他们采取其他制裁措施了。

在天然矿石中有裂变意义的是铀-235,但是这个同位数铀含量非常低,只有约0.7%,这种级别的铀含量是没有任何杀伤价值与使用价值的。比如在核电站这种的需要将其浓缩四倍达到为3%的铀-235含量,而武器级浓缩铀必须纯度90%以上才能实现。这数值一眼就能看出差距所在了,实际上每提纯一个百分比难度就得多好几倍。比如,以伊朗的铀浓缩能力只能达到百分之0.9,甚至远低于核电站所需的铀原料。这也是为何伊朗愿意坐下来跟美国谈判,因为不谈判也生产不出来;而美国也不在乎伊朗废除伊核协议,因为伊朗距离生产核武器还非常遥远。


优己


第一部分@科学现象篇:

据悉,有报道称美国正在催促日本一批武器级钚(一种燃料),这批钚有331公斤,足够制造40到50枚核弹头!美国声称为了核安全,以防落入恐怖分子之手!高纯度的钚239也是制造原子弹的主要材料之一,钚240含量在7%以下的钚239被称为武器级钚!现在爆出日本多年来一直拥有331公斤的钚,着实让人大吃一惊!



第二部分@科学疑惑篇:

原子弹原理是什么?技术含量有多高?为什么现在还有很多国家都还制造不出来呢?什么原因导致了这些国家没办法制造原子弹?



第三部分@科学解疑篇:

最早的原子弹的核装药有两种,一种是采用铀235,另一种是采用钚239,但是都需要浓度高达93.5%才行,而且需要高能炸药提前爆炸压缩这两种核装药超过临界体积,才可以发生链式反应,引发核爆炸!

而且铀235在全球天然铀矿中含量只有0.715%,剩下的99%以上都是不能裂变利用的!要想制作原子弹,就必须加工出纯铀235,就单单这个难度就非常非常的高!

可以采用化学方式,离心法提炼出来。当时伊朗用了二十多年的时间,开动了十几万的离心机,才只是生产出浓度为20%的铀235不到10公斤!可以说是为了一颗原子弹,上亿人口生活困苦啊!也属于安全上的得不偿失!

而且要想得到钚239,也只能通过在核反应堆中,用快中子轰击铀238得到!但后期还有继续提炼,又由于钚和铀都是不同的元素,所以你要想得到钚239,就只有建造核反应堆来人工制造了!

当然后续还有很多其它琐屑的工作,也是非常繁杂!

为什么还有很多国家制造不出来呢?主要有以下:

1.工业基础薄弱,导致了设计工艺和加工生产技术跟不上!

2.生产价格太高,导致了很多国家放弃了核武器的发展,转向国内存在的突出问题!

3.资源非常有限,比如上文中提出的铀和钚都是资源非常贫瘠的必须元素!

4.国际条约的严格限制,导致了很多国家要么不敢发展,要么材料不足放弃发展!



第四部分@科学科普篇:

  • 目前世界上只有9个国家拥有核武器!其中包括朝鲜!
  • 只有联合国安全理事会5个常任理事国才是被普遍接受承认有核地位的国家!
  • 美国是世界上第一个掌握核武器的国家,也是唯一一个将核武器投入到实战中的国家!大约有核弹数量为7200多枚!



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科学无处不在


经鉴定,问题没毛病。

原子弹的制造原理确实简单,但是只是理论上简单。实际动起手来,没有谁,甚至没有哪个国家敢说自己一定可以的。

原子弹原理不过是利用了核裂变原理,那为什么很多国家还是造不出来呢?

第一,原料难搞啊。

想必大家都学过《居里夫人的三克镭》,当时一克镭的价值就高达数百万美元,到了今天,更是天价。不是造诣极深的科学家或者拥有极其高端的设备仪器,是难以制造出来原料的。

第二,控制难。

我们都知道原子弹很危险,所有在制造的时候都十分的小心谨慎。科学家除了 要制备主要的核反应原料,也需要制造控制反应的控制材料,比如重水!不说重水的难以提炼,就是制备出来,控制的时候也是让科学家心惊胆战。万一,哪一点不合格,可能前功尽弃,甚至爆炸!再者,引爆原子弹的时候,需要其持续不断的进行核裂变,这就要求原子弹中的裂变反应进行的快些。最有效的方式就是提高浓度,这无疑提高了原子弹的控制能力。

第三,计算机技术。

核裂变涉及的反应是人力难以驾驭的,因此就需要计算机强大的计算能力。随着,世界各国都纷纷抵制核武器,所以,真实的核试验越来越难做,偷偷的也不行了。所以,计算机模拟就成为了首要选择。但是,超级计算机技术同核武器研制的难度差不了多少。因此各国又有阻碍。在这里,要大赞我国伟大的科学家,在新中国的困难时期,硬是用算盘制造出了原子弹。

第四,国际压力!

看到了原子弹的威力,一些国家对原子弹更加恐惧,一些国家却更加向往。但是,人民始终是战争灾难的受害者,所以世界各国都相继抵制核武器的研究和试验。迫于这种压力,有些国家本来就难以制造原子弹,所以干脆起来反对别人制造原子弹。


宇宙侦探喵星人


多年前看过一篇文章,讲的是如何在一所大学实验室里面制造一颗原子弹,里面的步骤设计方案计划讲得头头是道,基本上只要有原料,一个大学物理讲师带领几个学生,用不了多长时间就可以造出一颗原子弹。



原子弹的设计原理与爆炸原理也并不复杂, 2006年广州日报还报道过美国位于华盛顿的乔治敦大学开办了一门“如何制造原子弹”的课程,讲师是一位退役军官兼物理学家,另外一位讲师还打算详细论述氢弹的制造过程,但此事后来惊动了白宫,认为该课程存在核扩散的安全隐忧,勒令他们停止授课。

所以其实制造原子弹并不是那么复杂,如果一个国家想造这种东西,基本上是阻拦不住的,以前如草鲜那么穷的国家都能经常制造原子弹和氢弹像放炮仗一样玩,所以世界上大多数国家如果动用国家力量去制造这东西,基本很少会有造不出来的。



那么为什么世界上大多数国家都没有原子弹跟氢弹呢?实际上还是出于国家战略的考虑,需不需要罢了?

对世界上大多数国家而言,制造和拥有核武器将会增大自身的国际压力,甚至面临国际制裁,朝显伊朗等国曾经受的国际压力和经济制裁等等大家都有目共睹,是因为联合国以及国际原子能机构对于世界范围内的核武器管控是非常严格的。大家都听说过《核武器不扩散条约》吧?苏美英等62个国家于1968年7月1日在各自首同时签署,1970年3月5日生效,该条约规定:有核国家不得以任何方式转让核武器或核武器爆炸装置,非核国家则保证不制造核武器,不接受其他国家核武装的转让。而且无核缔约国的一切和平核装置都应遵守国际原子能机构的规约和保障制度,国际原子能机构有权对其进行核查等11项约定。



而到了1996年,这一年的9月10日,联合国大会以绝大多数国家赞成的情况下通过了《全面禁止核试验条约》,条约规定缔约国将在全球范围内裁减并消除核武器,在严格和有效的国际监督下全面彻底核裁军,所有缔约国承诺不进行任何核武器试验爆炸或任何其他核爆炸,并承诺不导致、鼓励或以任何方式参与任何核武器的试验爆炸等。



所以,至少在条约管控的情况下,某个无核国家想拥有核武器,必将遭到国际社会的问责,被制裁将在所难免,而且即使拥有了也会被要求拆除和销毁,所以也就没有哪些国家愿意冒天下之大不韪去制造这些玩意儿了。

更何况就是有这个玩意儿又能怎么样呢?在俄美中英法这样的军事大国面前,就是有俩原子弹基本上也扔不出去,反过来则可能被对方轻松消灭掉。

再者,制造、试验、保管、维护核武器也是需要钱的呀,那可是一笔不小的开支,而且玩不好还有可能伤了自己,所以只要不是面临外部环境的强大军事压力,没有哪个国家是肯下决心去触碰这个东西的。


科普大世界


原因其实也挺简单,原子弹的核心技术在于,将铀235浓缩分离到武器级浓度,只要有够足的铀235,把它变成低于临界质量的两个部分,使用时用炸药将两个部分扣在一起,就可以啦。鈾235提取技术难度不大,难的在量。提取的工具

只有离心机法,需要几十万台离心机同时开工,如此之多的离心机,攒够制造一颗原子弹的核材料,还得需要数月时间。显然这是一项非常费钱费力费时间的事情,而且必然会被外界所知悉,没有办法保密,因而导致从不好造变成了不让造。

原子弹等核武器是大国保障自己国际地位的最重要元素之一,自然不肯为外人拥有。而有些国家想拥有核武器,其目的是有了核武器就可以和大国叫板,就有了资本,其目标也会自我膨胀 。而且对于一些并不太稳定的国家来说,一旦发生动荡,流向恐怖组织的核武器可是全世界的隐患。

一旦有其他国家试图去制造核武器,最低是与全世界为敌并遭到封锁,甚至因此遭到军事打击也不是不可能。


趋于这些原因,造成还没有拥有核武器的国家,在现有条件下制造原子弹就相当困难了。


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