原子弹也像反应堆那样制造吗?
不是,但制造原子弹离不开反应堆。当然,原子弹好像是一个小小的反应堆,不同的是:第一,原子弹用的材料是铀235而不是天然的氧化铀。大家记得分离铀235是相当麻烦的,到底要多纯的铀235才能达到做原子弹的要求,除了理论计算以外还需要在反应堆中做试验。另外钚239也可以做原子弹的材料,钚239必须从反应堆生产,也必须通过反应堆做试验。第二,原子弹这个小小的“反应堆”不需要用什么减速剂来使裂变中子减速。
原来在反应堆中一定要使裂变中子减速的原因是,因为铀238很容易吸收快中子而放出γ射线,也就是所谓的共振吸收;为了减少中子的损失,故一定要使快中子减速成慢中子。现在原子弹用的是铀235和钚239,这两种原子核对慢中子与快中子的效果都一样,即它们吸收了快中子,一样就马上裂变。第三,原子弹不用镉棒来控制。
那用什么来控制呢?
用铀235(或钚239)的质量的大小来控制。
原子弹临介质量示意图
大家知道,一个煤球炉子,很多煤球聚在一起,可以烧得很旺,若把煤球一个一个地分开,火就可能灭了。这是因为煤球分得太开时,热散到空气中去了。铀235的质量若太小了,裂变产生的中子离开铀块的就多了,链式反应就会停止。因此有一个使链式反应不会停止的最起码的质量,这个质量称为“临界质量”。临界质量到底有多大,既靠理论的计算,也靠反应堆中试验的很多数据。原子弹把铀235(或钚239)做成两个半球形(当然也可以做成很多块),半球形铀块的质量都小于临界质量,当两个半球形块合在一起时,质量就大于临界质量,因而只要将两个半球合在一起,链式反应就开始,原子弹就爆炸了。临界质量的确定是靠理论计算的,但要验证理论计算的正确性,还必须实验证明。
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