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直接将两块铀235对撞就能发生核裂变吗?

归档日期:07-07       文本归类:放射性衰变      文章编辑:爱尚语录

  首先,U235本身就能发生裂变,但如果U块体积小于临界体积,那么只能发生少数原子核的裂变,而不能发生

  其次,要发生链式反应,则和U块的浓度以及是否有中子反射层有关系。U浓度越高、中子反射层效果越好,那么对U块的临界体积越小。一般来说,要对于一块纯U,临界体积大约是直径5厘米,重量20公斤左右的一个球体。只要达到这个体积,就能发生链式反应。

  在中,对撞只是起爆过程,是为了 让两块或多块小于临界体积的核材料组成一块超过临界体积的核燃料,从而诱发链式反应。常用的两种方式是内爆法和枪法。你说的“两块核燃料相撞”实际上是枪法。

  上为枪法,下为内爆法(实际上是内爆法的变种,即压缩周围中子反射层,将理论临界质量降低到实际装药质量之下)。

  (1)一堆铀235的原子放在那里,什么都不动,还是会有一部分会突然自己就发生裂变,衰变会产生中子。但这个现象概率比较低,平时不会有显著的释放能量现象。

  (2)如果裂变产生的中子撞上别的铀原子核,会让被撞的原子核马上发生裂变,释放能量,并马上产生2-3个中子。

  (3)中子有一定穿透力,可能从一块铀的内部会一直穿出来而不会撞上别的铀原子核。每个中子都有一定概率会撞上也有一定概率跑掉。我没找到合适的名词,姑且把任意一次核裂变诱发另外一次核裂变的概率称为“诱发率”。

  (4)很自然想到,中子穿过的铀物质越多,撞上原子核的概率就越高。所以,这个概率和铀块的大少有关,也和铀的浓度、形状有关系。

  (5)如果“诱发率”不高,很可能没法再诱发下一次。但如果概率超过1,这种裂变再诱发会1传2,2传4地发展下去,形成“链式反应”,或称“核连锁反应”,于是裂变就会失控,就爆炸。这有点像营销,如果你卖的产品不够好,买了的人没什么好感,不会告诉朋友,你只能不断砸钱做广告,每宣传到一个消费者就卖一件,有时他可能会告诉别的朋友,但那朋友买了之后一般都不会再告诉下一个朋友,这样你的销售额和广告投入呈正比。但如果你的产品足够好,口碑会一传十,十传百,不用投入多少广告销量就会很大。

  (6)两块好好的铀,由于形状、体积等关系,它们各自的诱发率都低于1,不会爆炸。如果将两块合起来,由于各自发射的中子有可能撞上另外一块铀的原子核,相当于两者的诱发率都提高了,只要超过1,就爆炸了。所以,其实这并不用“撞”,甚至只要体积形状合适,两块铀靠近一些都能诱发链式反应。所以你也不能随便找两块铀一撞就炸了,两块铀的形状大小都经过精密计算,还要考虑在外面增加一层反射中子“反射层”。

  如果是兩塊亞臨界質量的U235,用人手對撞在一起,那麼即使總質量超過臨界質量,也只有極少部分發生鍊式反應,因為兩者接觸時間太短,鍊式反應一開始,釋放的能量就已經把兩塊U235炸開,所以這樣做最多是個臟彈。

  记得有个实验室差点出事,就是两块放射性物质突然靠近了,一旦碰到就有巨大危险(爆炸??)。

  这时边上的一位科学家挺身而出,拯救了世界!!(用手掌抓住两块石头,然后拿开……)

  关于枪法式的所谓两块铀块碰撞一起的设计理念只是当年美国媒体的幻想。

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