原子弹和氢弹的原理

原子弹和氢弹爆炸都是原子核释放巨大能量的过程。

其区别在于前者是原子核的裂变,后者是原子核的聚变。

原子结构

要讲清楚这个问题,首先需要简单了解一下原子的构造,如下图所示:

image.png

原子由中心的原子核与外围的电子组成。

原子核带正点,电子的负电,电子围绕原子核高速运动。

原子核由带正电的质子与不带电的中子组成。

这里有个问题:根据同性相斥原理,一堆都带正电的质子聚在一起,为什么没有因为互相排斥而分开呢?

确实,质子之间有互斥的力量;但同时,原子核表面也有张力(想想水面的张力),会拦住想往外跑的质子。所以,通常情况下,原子的结构是稳定的。

对于不同元素,其原子核张力与质子的排斥力也不一样。

一般来说,排在元素周期表银之前的元素其张力强于排斥力,这些元素很稳定,比如氮,氧,氢;而那些排在银以后的(主要是稀有金属,比如铀),张力弱于排斥力,不太稳定,在外力作用下可以分裂。

物理学家正是利用了元素的这一特性,实现了裂变和聚变。

裂变

裂变就是一个原子核分裂成多个。如下图:

用一个高速中子去轰击铀原子核,铀原子核就会分裂成,同时释放出能量。

image.png

聚变

聚变的过程与裂变相反,如下图。

一个氘原子核在外力的作用下,与一个氚原子核结合,聚变为一个氦原子核,并释放能量。

image.png

原子弹与氢弹

简单的讲,原子弹爆炸就是大量铀原子核在瞬间发生裂变释放巨量能量的过程。

如何使大量铀原子核同时发生裂变呢?

根据前面裂变的原理,一个方案是用大量中子去轰击。

理论上行,但实现起来很难。

科学家想到的办法是链式反应,过程是这样的:

1.用少量中子轰击铀原子核

2.铀原子核裂变的同时会将自己的中子射出,而且通常会射出更多的中子

3.接着,这些新的中子会轰击其他的铀原子核

4.重复2-3步,直到所有铀原子都发生裂变

如下图所示:

image.png

氢弹爆炸则是巨量原子核同时发生聚变并释放能量的过程。

而要触发这一过程,需要的能力也是惊人的。

事实上,氢弹通常是由另一颗原子弹来引爆,同时这颗氢弹释放的能力则远大于引爆它的原子弹。

目前科学家正在研究 “可控核聚变”,如果实现,人类将拥有几乎无限的清洁能源。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,189评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,577评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,857评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,703评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,705评论 5 366
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,620评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,995评论 3 396
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,656评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,898评论 1 298
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,639评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,720评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,395评论 4 319
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,982评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,953评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,195评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,907评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,472评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容