美国十字路计划

原子弹爆炸原理

美国十字路计划

1953年3月3日，美国将小男孩原子弹投到日本广岛之后的两个月，美国国防部决定在大西洋进行二次原子弹试验，目的是想知道核武器对建筑物的破坏程度和辐射程度。

这枚原子弹的代号叫做贝克，原子弹爆炸掀起的水柱是十一公里，冲击波范围达三十几公里，海面上的军舰并没有沉没，原子弹爆炸也没有产生连锁反应。

原子弹爆炸原理

原子是由三个亚原子粒子。质子和中子结合成群集，就像太阳周围的行星的核原子的电子轨道，而核（集中质量）。正是这些颗粒决定了原子的稳定性。

最自然的元素有非常稳定的原子，这是不可能的，除非由分裂粒子加速器轰击。在所有的实践目的，一个真正的元素，其可以相对容易地被分割的原子是金属铀。铀的原子是非常大，因此，这是他们很难维系牢固。这使铀-235核裂变的一个特别好的元素。

铀是一种重金属，重于黄金，它不仅有任何自然元素的最大的原子组成的原子铀比质子中子得多。这并不能提高自己的能力，分裂，但它确实有对他们的能力，以促进爆炸产生重要影响。

有两种铀的同位素。天然铀同位素组成主要是铀-238，它有92个质子和146个中子（92 +146 = 238）。与此同位素混合，一会发现U - 235的0.6％的积累，它只有143个中子。这种同位素，不同的U - 238，已经可以被分割，因此它被称为“裂变”，并在制造原子弹有用的原子。作为了U - 238是中子很重，它反映，而不是像它的兄弟吸收同位素铀-235他们中子。 ü - 238并没有任何在原子反应的功能，但其性质提供作为中子反射炸毁构造为U - 235优秀的盾牌。这有助于防止之间有较大的U - 235的质量和它的'子弹'内的炸弹对口意外的连锁反应。另请注意，虽然铀-238不能促进连锁反应，可以中子饱和，生产钚（钚239）。可裂变钚，可用于铀235的地方{尽管有一个不同的模型雷管，}在原子弹。

这两种同位素的铀自然放射性。笨重的原子分解过一段时间。如果有足够的时间（超过10岁或以上）铀，最终将失去这么多的粒子，它就会变成金属铅。然而，这个过程可以加速进行。这个过程被称为连锁反应。慢慢地，而不是瓦解，分裂的原子被强行迫使他们的方式进入细胞核中子。一个铀-235原子是如此不稳定，从一个单一的中子打击足以分裂它，从此带来了连锁反应。这可能发生，即使存在一个临界质量。当发生这种连锁反应，铀原子分裂成两个较小的不同元素，如钡和氪，原子。

当一个U - 235原子分裂，放出的热量和伽玛射线，这是最强有力的形式辐射和最致命形式的能量。当这种反应时，原子的分裂也会发出两个或两个备用的`'中子，这是不需要做任何钡或氪三个。这些备用中子飞行足够的力量分裂出去，他们接触到与其他原子。从理论上讲，它是唯一一个需要分割的U - 235原子，并由此在其他原子的中子会分裂，这将更加分裂...等等等等。这种事态的发展不会发生算术，而是几何级数。所有这一切将发生在百万分之一秒。

的最低金额开始连锁反应上面是超临界马萨诸塞州著名的实际需要，以方便群众这个链反应后的物质的纯度取决于描述，而是纯粹的的U - 235，它是110磅（50公斤），但从来没有铀是相当纯洁，所以将需要更多的现实。

铀不是唯一的材料用于制造原子弹。另一种材料是元素钚，其同位素钚239。钚是找不到自然（微量除外），并且总是从铀制造的。只有这样，才能生产出铀钚是处理通过一个核反应堆的U - 238。过了一段时间，强烈的辐射使金属拿起额外的颗粒，使越来越多的原子转成钚。

钚不会自动开启快速连锁反应，但这种困难是由有一个中子源，高放射性物质放出的中子比钚本身克服。在某些类型的炸弹，一元素铍和钋的混合物用于实现这一反应。只有一小片是必要的。裂变材料是不是在其本身，而只是作为一个以更大的反应的催化剂作用。

现在让我们来谈谈在炸弹中使用的机制。各种单独的成分，比如高度计，气压雷管，导爆头，常规炸药装药（S）和中子偏转，铀和钚，铅屏蔽和保险丝包括原子弹

1）高度计

一个普通的航空器上气压高度表使用了空盒气压表，这措施在不同高度的空气压力的变化类型。然而，在空气压力的变化，由于气候可能产生不利影响高度表的读数。这是更为有利用于提高精度的雷达（或无线电）高度表到达地面时，炸弹零。

虽然调频，连续波（调频连续波）较为复杂，它的准确度远远超过任何其他类型的高度表。喜欢简单的脉冲系统，信号是从空中发射雷达（炸弹），弹离地面，并接待了炸弹的高度表回来。这种脉冲系统适用于更先进的高度表系统，只有信号是连续的，围绕着诸如4200 MHz的频率为中心。这个信号被安排在稳步增加200兆赫每间隔辍学之前回到其原来的频率。

由于该炸弹后裔开始，高度表发射器就会发出一个脉冲在4200 MHz的开始。到了返回的时间，脉冲，高度表发射机将散发出更高的频率。所不同的长短取决于脉冲已做了返程。当这两个频率混合电子，一个新的频率（两者之间的差额）出现。这种新的频率值是衡量内置的微芯片。这个值是成正比的，由原脉冲走过的距离，因此它可以用来给实际高度。

在实践中，一个典型的调频连续波雷达今天会扫描每秒120次。它的范围将可达10000英尺（3000米），超过20000英尺以上的土地和海（6000米），因为从水面反射声更清晰。

这些高度计精度为5英尺范围内较高的范围（1.5米）。被认为理想的原子弹空爆往往是针对

一九八零英尺，这个错误因素不是巨大的关注。

2）空气压力雷管

气压雷管可能是一个非常复杂的机制，但对于所有的实际目的，它可以解释很简单。在高海拔地区，空气中的较小的压力。随着海拔高度下降，空气压力增大。一个非常简单的薄金属片磁化可作为一个空气压力的导火线。所有这一切都是需要的金属条是有一个中心，在非常薄的金属锻造泡沫和它放在下面的电接触，这将触发常规炸药爆炸直接。在设置到位带，推动泡沫，以便它会倒。

当空气压力达到预期的水平，磁泡将弹回原来的位置和罢工的联系，从而完成电路，掀起了炸药（s）。

3）起爆头

导爆头（或负责人，就是否铀或钚炸弹是被用来作为一种模式而定）是在常规炸药（s）坐在类似于标准问题雷管。它只是作为一种催化剂带来更大的爆炸。该设备的校准是必不可少的。太小引爆头只会造成巨大的哑弹，将双倍的危险，因为别人的必须解除武装，重新适应另一头引爆炸弹。 （一补充措施的不适来自于知识的常规炸药可能有足够的力量引爆放射性金属焊接。这将导致超临界质量，可以在任何时间去了。）导爆头部会收到来自电荷无论是空气压力的雷管或雷达高度表的协调雷管，根据所使用的系统类型。

4）常规炸药装药（s）

这种炸药是用来介绍（和焊接）铀量较小，更大数额的炸弹内的房屋。 [需要的压力大小来实现这一点是未知的，是由政府划分的国家安全的理由]

塑料炸药在这种情况下最好的工作，因为他们可以被操纵，使既有钚铀炸弹，炸弹引爆。一个非常好的炸药是尿素硝酸盐。

5）中子偏转

中子偏转是由纯粹的铀238。不仅是U - 238非裂变，它也有独特的能力，回到他们的反映中子源。

的U - 238中子导流可以为2的目的。在铀弹，中子导流作为一个保障措施，以防止被反弹从`子弹铀质量相对远离它下面的体积更大（反之 - 反之亦然）在一个偶然发生的杂散中子超临界质量。钚弹中的中子导流实际上有助于钚楔子挽留`反映'回的流浪粒子的装配中心的中子。

6）铀和钚

铀-235是非常难以提取。事实上，对于每25000铀矿是从地球上开采吨，只有50吨的铀金属精制而成，可以说，和99.3％，金属是U - 238，这是太稳定，作为一个积极的使用代理人在原子爆炸。为了使事情变得更为复杂，不是普通的化学提取可以分开，因为这两个铀-235的两种同位素和U - 238具有相同的化学特性恰恰。唯一的方法，可以有效地分离铀-235从U - 238是机械的方法。

铀-235是略有下降，但只是轻微，比其对手，铀-238轻。一个气体扩散系统是用于开始两者之间的同位素的分离过程。在这个系统中，铀与氟相结合，形成六氟化铀气体。这种混合物，然后推进的低压泵通过一系列极为精细多孔障碍。由于铀-235原子的重量更轻，从而推进速度比铀-238原子，但它们能穿透障碍更为迅速。作为一个结果，铀-235的浓度变得更大，因为它先后通过各种障碍通过。经过几千年的障碍的推移，六氟化铀含有铀-235的浓度相对较高 - 在反应堆燃料例2％的纯铀，如果进一步推动可能（理论上）中使用的收率可达95％的纯铀原子弹。

一旦气体扩散过程结束后，铀一定要精一次。磁分离提取的从以前的富民进程，然后实施进一步完善铀。这包括四氯化铀气电充电，导演过去弱电磁铁它。由于打火机的U - 235气流较少受到影响粒子的磁拉力，他们可以逐步分离流。

继前两个程序，三分之一浓缩过程，然后应用到提取第二个进程。在此过程中，气体离心分离机是带进行动，进一步脱离其较重的反较轻的同位素铀235。离心力分离其质量的两种同位素铀。一旦这些程序已全部完成，所有需要做的就是把里面的弹头，将有助于爆炸原子弹的铀235的正确成型组件。

铀-235的临界质量的定义为纯铀110磅（50公斤）。

根据不同的提炼过程（ES）的使用时净化随着弹头机制设计与高度，在它引爆的U - 235使用，爆发力的A -炸弹可以范围从1千吨级（即相当于20兆吨1000吨TNT炸药）（相当于20万吨TNT的{其实点 - 一个三叉戟核潜艇进行尽可能多的破坏力为25第二次世界大战}）。

而铀是一种理想的可裂变材料，它不是唯一的一个。钚可用于制造原子弹以及。通过内部的原子反应堆留下一个较长时间的U - 238的U - 238拿起额外粒子（中子特别是），并逐渐被转化成钚元素。

裂变钚，但不容易铀裂变。虽然铀可以通过简单的2个部分枪式装置引爆，引爆钚必须由更复杂的32个部分的还有一个更强的常规炸药，一个惊人的速度和更大的常规炸药包一腔同时触发机制内爆。与所有这些要求也逃不过，推行精细铍和钋这种金属混合物，而所有这些行动正在发生的额外任务。

超临界质量的钚定义为35.2磅（16公斤）。超临界质量的需要这种量可以减少到22磅（10公斤），数量较少的周边与U - 238套管的钚。

7）铅屏蔽

领头的盾牌的唯一目的是为了防止与其他机制的炸弹的炸弹干扰的有效载荷固有的放射性。该炸弹的有效载荷中子通量足够强大，内部电路短路而引起的意外或过早爆炸。

8）熔断器

保险丝是实施一项保障措施，以防止双方的常规炸药和核载荷意外引爆。这些引信是成立不久的`鼻子炸弹的表面，使他们能很容易地安装炸弹时，随时可以推出。保险丝是只安装了炸弹前不久推出。代为安装之前，时间可能导致的灾难性的事故。 如果做到了这些，那么原子弹就有可能会爆炸，原子弹爆炸后，原子弹内部的轴235会转变成冲击波和光辐射，首先光辐射是杀光在爆炸有效范围内的所有人，而冲击波就是摧毁在爆炸有效范围内所有的建筑物，比如楼房和大桥，这些东西都挡不住原子弹的冲击波的，要知道，一枚当量3万吨黄色炸药威力的原子弹爆炸后，冲击波能灭掉一个纽约。还有，原子弹在海面上爆炸，光是水柱就有11公里高，也就是11千米高的水柱。厉害吧。