03.05 美國投在廣島原子彈裝60公佈鈾,為什麼威力只有2萬噸TNT?

軍統60


槍式裂變彈就是這個問題啊。裂變彈的關鍵,就是讓原本未達到臨界質量的核裝藥在引爆後迅速達到臨界質量,但只要核裝藥超過臨界質量,鏈式反應會立刻開始,速度極快。這個快的時間單位是“0.1μs”。

具體到廣島投擲的“小男孩”核彈,作為一個槍式設計,U-235“子彈”(注意這個子彈自己也是空心的,命中標靶之後會組成一個鈾圓柱體)的總質量是38.5千克(當然組成子彈的各鈾片並沒有組合),全長為17.8米,直徑15.9釐米,由9個鈾環組成,它在中空圓柱中移動(可以理解為“槍管”,長度為1,8米,直徑為16.5釐米)1100毫米,由無煙火藥推動。鈾子彈和標靶都是一系列鈾片組成的。標靶的直徑為100毫米,長度為180毫米,中心有中子引發引信。在核反應開始前,子彈能夠加速到300米/秒。不過,有一個問題就是當子彈與標靶距離小於25釐米時,可能有部分自由中子提前觸發反應。U-238每秒完成70次自主裂變,每個裂變平均產生2.52箇中子,因此鏈式反應概率大於1:2.52。“小男孩”核彈的核裝藥達到64千克,平均濃縮率為80%,但最低的部分只有50%。

0.45千克鈾-235完全裂變大約能產生相當於8000噸TNT爆炸產生的能量。杜魯門後來公佈的2萬噸TNT當量實際上是基於帕森斯的目測,因為該次核爆效果比三位一體核爆看起來更大,最終估計為18000噸TNT,但杜魯門四捨五入提到2萬噸。當年美國人戰後進入廣島,根據初步計算認為爆炸威力也就是1.2萬噸左右,後來修正為不足1.4萬噸。1953年美國官方認為“小男孩”的當量是1.3萬噸。1982年洛斯阿拉莫斯組裝了一枚“小男孩”的精密複製品,結果得出的當量達到1.66萬噸左右,所以1985年把廣島核爆的當量修正到1.5萬噸,數值上下可浮動範圍是20%。這麼算下來,實際上不到1千克裝藥,大約是0.91千克產生了完全裂變。


強武堂


因為就像核電站事故一樣,有的燃料棒提早引爆了外圍建築,剩下的被吹散了 。

謝謝提問者問了這個問題,因為如果未來有機會做土製爆破裝置,要攻關的問題就是如何不讓裝藥被起爆吹散。

大家看電影時一定看過一捆炸藥,有沒有想過如果一根先爆了,其它的如果還沒被雷管觸發,會不會被炸飛而不參加化學反應呢?哪怕只是萬分之一秒?


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