临界质量是多少(Critical Mass)?

一种材料的临界质量是指一旦开始核反应,它继续进行核反应所需的量。 裂变材料可用于制造核武器,其中一种被称为裂变材料。裂变材料在反应开始后能够维持。由于反应可以持续,这种材料可以用于某些目的。这些目的包括制造...
一种材料的临界质量是指一旦开始核反应,它继续进行核反应所需的量。裂变材料可用于制造核武器,其中一种被称为裂变材料。裂变材料在反应开始后能够维持。由于反应可以持续,这种材料可以用于某些目的。这些目的包括制造核武器和制造反应堆来产生能量。最广泛使用的裂变材料是铀-233,铀-235和钚-239。这三种材料符合裂变材料的标准,可以在相当长的时间内存在,并且可以被发现足够大的量,使其成为实际的燃料。为了原子弹引爆,钚或浓缩铀必须达到临界质量。核反应的过程有点复杂,但可以简单地看作是指数增长的反应,裂变材料的一个原子,比如铀235,在它经过时捕获一个中子。这会导致原子分裂成两个更小的原子,并在这个过程中发射出另外两个或三个中子。这些中子随后飞走,被铀235的其他原子俘获,它又分裂并释放出两到三个中子。所有这些都发生在非常非常短的时间内,并释放出大量的能量。这个概念很重要,因为为了让这个反应继续并释放出大量的能量,必须有足够的可裂变材料存在才能继续。如果如果没有达到临界质量,那么存在的中子将随着时间的推移而减少,使得核反应的可能性越来越小严格地说,临界质量一词用来描述平衡状态,在这种状态下,有足够的裂变材料存在,使中子的数量大致相同,但反应不会产生更多的中子。然而,这个术语通常用来描述更准确地称为超临界质量的东西,当足够多的物质存在时,中子继续与可裂变原子相撞并释放出更多的中子,从而产生能量和热量,很明显,将材料保持在临界质量以下是很重要的,否则炸弹会立即引爆。通常两块材料在亚临界质量下分开,当炸弹要引爆时,它们会非常坚硬和迅速地抛在一起,然后产生一个超临界质量,然后炸弹就会爆炸爆炸。如果它们没有足够快地结合在一起,那么一个较小的爆炸会首先发生,然后把两个碎片吹得更远,这样就不会发生大爆炸——这通常被称为灰烬。临界质量因所用材料的不同而不同。以铀-233为例,铀235的临界质量约为115磅(52kg),钚239的临界质量约为22磅(10kg)。
  • 发表于 2020-09-07 11:24
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  • 分类:科学教育

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