超级军网问一个关于核武器的初级问题，浓缩铀核弹和钚弹哪个技术 ...
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 21:41:27
两种不同的核材料，做原子弹的话，哪一种技术难度较大？现在世界上用哪一种的比较多两种不同的核材料，做原子弹的话，哪一种技术难度较大？现在世界上用哪一种的比较多
肯定是铀弹，离心机绝对是个高难度的技术活
各有各的困难，钚虽然提取容易些，但只能做内爆式核弹，这个结构比较复杂。铀虽然提取不易，但能做枪法式原子弹。
夏风 发表于 2011-2-1 08:20 
这位大大，能科普一下啥叫内爆式，啥叫枪法式么？两种方法除了复杂性，还有别的区别么？
这位大大，能科普一下啥叫内爆式，啥叫枪法式么？两种方法除了复杂性，还有别的区别么？
搬马扎来学习
内爆式的难度在于外部普通炸药的同时起爆，将两个半球挤压形成临界，枪式的安全性很差，现在几乎不用了吧？（小男孩是枪式，胖子是内爆式）。根本困难还是原料的获取，重水堆可以利用天然铀提取钚，制取高浓度的铀235理论上有四种方法，可最经济的还是离心机，据说64年的那颗就是铀235的，很让老美吃了一惊（也是据说使用的是气体扩散法）
据说64年的那颗就是铀235的
不用据说，就是用的铀235。
现在各国的的核武器用钚的比较多，原因是用钚装药的氢弹体积可以做的比较小，比威力较高。适合做
导弹的弹头。
不用据说，就是用的铀235。
现在各国的的核武器用钚的比较多，原因是用钚装药的氢弹体积可以做的比较小，比威力较高。适合做
导弹的弹头。
内爆式的难度是在于要形成有效地炸药透镜作用，压缩钚壳到过临界状态
需要的技术有：
高能炸药的加工技术，要求在高温下铸造炸药，炸药性质要绝对均匀，加工尺寸精度要求高
起爆电子回路技术，要求多起爆点同时引爆，时间控制要求高
中心的中子发生器技术，要求金属加工技术
需要的技术有：
高能炸药的加工技术，要求在高温下铸造炸药，炸药性质要绝对均匀，加工尺寸精度要求高
起爆电子回路技术，要求多起爆点同时引爆，时间控制要求高
中心的中子发生器技术，要求金属加工技术
另外，苏式早期的内爆弹用的是钚半球，这样对炸药起爆技术要求比较低，但是同时钚的核燃烧效率低，比较浪费钚材料
美式的从一开始就是钚壳+炸药透镜，起点较高
美式的从一开始就是钚壳+炸药透镜，起点较高
枪法的核装药利用率更加浪费。
重水堆和离心机究竟哪一个技术要求更高？
yn13312005 发表于 2011-2-3 21:52
这个问题没法回答，不是一个层面上的东西。加入了核不扩散条约，只要你想买，AECL马上就卖。离心机可是国际上很敏感的东西，不是想买就能买的。
这个问题没法回答，不是一个层面上的东西。加入了核不扩散条约，只要你想买，AECL马上就卖。离心机可是国际上很敏感的东西，不是想买就能买的。
还有一点，就是钚这种金属物理化学性质非常奇特，而且毒性奇大无比，时间稍长一些钚２３９可能自身就会发生裂变什么的，所以核弹用钚装药的话，维护检修可是个大麻烦。美国现在为什么急着和毛子签销毁核武器协议，是因为它原来的核武库有３万枚核弹头，平均下来一枚核弹的检修费用一年就是一百万美刀，光是维护这个一年就是３百亿，现在老美实在是拿不出这个钱了，再说太多的核弹确实没用。
s300v1 发表于 2011-2-2 08:45
除了离心机法，还有三种是什么办法？
好像听到了最多的就是离心机法
除了离心机法，还有三种是什么办法？
好像听到了最多的就是离心机法
playfish 发表于 2011-2-2 07:14
就是突破临界值的两个办法而已（人类技术上就想出来了这两个办法）。所谓临界值说白了，核原料其实每时每刻都在进行反应，他存在就在反应中，但是大部分产生的多余出来的中子之类都被吸收了。也就是说出于生产出来的中子被吸收这种平衡状态，所谓临界就是生产出来的中子最终无法被吸收的临界，一旦无法被吸收（消耗）唯一的后果就是爆炸（即使只超出去一点点）即核爆炸，所以人类只要找到一个办法突然让一定质量的核原料突然突破临界值就成了。如上所述，临界值只是两个变量的比较，即产生中子的速度和吸收中子的速度。产生中子的速度完全由核原料的多少决定，没办法在瞬间改变，人类就开始琢磨怎么突然改变吸收中子的速度，其中两个能瞬间改变吸收中子的速度的办法就是枪式和内爆。枪式本质就是突然改变核原料的表面积，核原料的表面积的多少影响了中子的吸收速度，说白了。中子会从表面逃出去嘛。只要表面积突然变小，那么不就是可以突然改变中子吸收速度了嘛，如何突然让表面积变小呢，很简单的说就是造一个球形状的核原料，分成两个部分，因为中间有表面积存在，并不会突破临界值。但是突然把他们和在一起，中间的表面积就消失了，表面积突然减少，中子吸收量突然缩小，突破临界值，爆炸。
另外一个就是内爆，很简单的说也就是造一个球形的核原料，但是体积太大了，突破不了临界值，人类在它周围均匀的放一层炸药，然后同时起爆，压力影响下核原料体积缩小（或者说压力变大）突破临界值。爆炸。
就是突破临界值的两个办法而已（人类技术上就想出来了这两个办法）。所谓临界值说白了，核原料其实每时每刻都在进行反应，他存在就在反应中，但是大部分产生的多余出来的中子之类都被吸收了。也就是说出于生产出来的中子被吸收这种平衡状态，所谓临界就是生产出来的中子最终无法被吸收的临界，一旦无法被吸收（消耗）唯一的后果就是爆炸（即使只超出去一点点）即核爆炸，所以人类只要找到一个办法突然让一定质量的核原料突然突破临界值就成了。如上所述，临界值只是两个变量的比较，即产生中子的速度和吸收中子的速度。产生中子的速度完全由核原料的多少决定，没办法在瞬间改变，人类就开始琢磨怎么突然改变吸收中子的速度，其中两个能瞬间改变吸收中子的速度的办法就是枪式和内爆。枪式本质就是突然改变核原料的表面积，核原料的表面积的多少影响了中子的吸收速度，说白了。中子会从表面逃出去嘛。只要表面积突然变小，那么不就是可以突然改变中子吸收速度了嘛，如何突然让表面积变小呢，很简单的说就是造一个球形状的核原料，分成两个部分，因为中间有表面积存在，并不会突破临界值。但是突然把他们和在一起，中间的表面积就消失了，表面积突然减少，中子吸收量突然缩小，突破临界值，爆炸。
另外一个就是内爆，很简单的说也就是造一个球形的核原料，但是体积太大了，突破不了临界值，人类在它周围均匀的放一层炸药，然后同时起爆，压力影响下核原料体积缩小（或者说压力变大）突破临界值。爆炸。
红色俱乐部 发表于 2011-2-9 02:30
多谢科普。
多谢科普。
铀难在制取核材料
钚难在炸弹设计制造
钚难在炸弹设计制造
气体扩散法、离心机、离心喷嘴（西德搞给南非的），激光原子，激光分子，电磁离心，热化学法等等等等，铀浓缩手段多的很，比较靠谱的就前三种气体动力学方法，激光原子法也在试验阶段了。
ACEL的CANDU可是南亚当前局面的功臣啊，两边都有，不过印度没有美国和苏联的重水，小巴没有中国的支持，搞出原子弹也没那么快
ACEL的CANDU可是南亚当前局面的功臣啊，两边都有，不过印度没有美国和苏联的重水，小巴没有中国的支持，搞出原子弹也没那么快
wxx160 发表于 2011-2-10 10:40
重水听说是加拿大给的。加拿大至今貌似 还是重水界的巨头。
其实看一看那些核丑闻，，，钱真是个好东西。
重水听说是加拿大给的。加拿大至今貌似 还是重水界的巨头。
其实看一看那些核丑闻，，，钱真是个好东西。
加拿大科学家用手掰开2块铀原料,制止了核爆炸,这事是否可能?这个应该属于枪式弹吧?
回复 20# 动力特区
严格说算终止了临界而已，核爆炸的条件可不是弄两块铀一碰就行的。
严格说算终止了临界而已，核爆炸的条件可不是弄两块铀一碰就行的。
当时做什么试验，明知临界的可能性还要在人员在场的情况下把两块铀放到滑轨上往一起滑？
做的是研究两块被放在轨道上的浓缩铀对合的临界质量。
但事后很囧，那个科学家还要求一起参与实验的人员（人体小白鼠啊）不要动，以得到人和放射源之间的精确空间参数，以便于与所受剂量进行对比建模。
后面囧的那个我实在朱光亚编的一本小册子上看到的
但事后很囧，那个科学家还要求一起参与实验的人员（人体小白鼠啊）不要动，以得到人和放射源之间的精确空间参数，以便于与所受剂量进行对比建模。
后面囧的那个我实在朱光亚编的一本小册子上看到的
一开始“加印反应堆”，老美不放心跑出来要给阿三提供重水，把“加印反应堆”变成了“美加印反应堆”。后来阿三的“和平核爆炸”响了以后，美国人断了重水，这时候苏联凑上来了，不过现在阿三还向美国出口过重水。
上面的实验果然囧囧有神
上面的实验果然囧囧有神
水草之肃 发表于 2011-2-10 22:26
pf4 发表于 2011-2-10 17:07
临界值要计算的。是非常精确的计算。计算量大到能让美帝去造计算机的程度。核爆炸是一个精确的计算才能爆炸的东西。当然我也不知道那个加拿大科学家到底在做啥实验，如果真是计算值下的临界。那也太儿戏了吧。
临界值要计算的。是非常精确的计算。计算量大到能让美帝去造计算机的程度。核爆炸是一个精确的计算才能爆炸的东西。当然我也不知道那个加拿大科学家到底在做啥实验，如果真是计算值下的临界。那也太儿戏了吧。
找到了，是钚球加反射层的临界试验（应该是计算值下的？），反射层意外合拢导致超临界
这个试验在LOS Alamos由手工方式做了若干次，还得到“挑逗龙尾”的外号，直到出了两次致命事故，都是同一颗钚球出的
然后这颗钚球被称为“恶魔核心”，几周后拿去在核试验里爆掉
http://en.wikipedia.org/wiki/Demon_core
临界值要计算的。是非常精确的计算。计算量大到能让美帝去造计算机的程度。核爆炸是一个精确的计算才能爆炸的东西。当然我也不知道那个加拿大科学家到底在做啥实验，如果真是计算值下的临界。那也太儿戏了吧。
红色俱乐部 发表于 2011-2-11 10:29
找到了，是钚球加反射层的临界试验（应该是计算值下的？），反射层意外合拢导致超临界
这个试验在LOS Alamos由手工方式做了若干次，还得到“挑逗龙尾”的外号，直到出了两次致命事故，都是同一颗钚球出的
然后这颗钚球被称为“恶魔核心”，几周后拿去在核试验里爆掉
http://en.wikipedia.org/wiki/Demon_core
临界值要计算的。是非常精确的计算。计算量大到能让美帝去造计算机的程度。核爆炸是一个精确的计算才能爆炸的东西。当然我也不知道那个加拿大科学家到底在做啥实验，如果真是计算值下的临界。那也太儿戏了吧。
红色俱乐部 发表于 2011-2-11 10:29
acoustics 发表于 2011-2-11 13:27
如果是临界值附近的实验，那确实很危险，不过按照常识这种危险东西应该有保护措施啊。而且为啥加拿大而不是美国呢。。。
如果是临界值附近的实验，那确实很危险，不过按照常识这种危险东西应该有保护措施啊。而且为啥加拿大而不是美国呢。。。
红色俱乐部 发表于 2011-2-11 13:32
acoustics 发表于 2011-2-11 13:55
我就说嘛，，，第一次看到这个文章是在读者，当时就纳闷了。
我就说嘛，，，第一次看到这个文章是在读者，当时就纳闷了。
红色俱乐部 发表于 2011-2-9 15:30
汗一个，～～这个说法貌似不对吧。
临界的前提是“链式反应”。普通核燃料自然状态下裂变，放出一两个中子，自身变为其他元素。（参考“半衰期”）。但是铀235和钚239这种元素被中子轰击时也会裂变，释放出中子和能量。
在浓度稀（没错，临界体积跟浓度有关）时，自然裂变的中子不能轰击到其他的U235和钚239，会跑出燃料棒或者被其他元素吸收，无法引起链式反应，这时候的核燃料只能自然裂变，产生放射性污染，也就是“脏弹”的工作模式。
而当浓度大，体积也足够大的时候，就能保证总有中子击中核燃料，引发又一次核裂变，再次放出中子－－－这就是链式反应。由于每次裂变产生不止一个中子，当单位体积内核燃料够多，每次裂变后的下一链都能导致更多的核燃料裂变，这样就会在极短的时间内产生大量能量，这就是“原子弹”。
反之，使用浓度较低的核燃料，然后用石墨，重水等吸收多余的中子，使链式反应的速度慢下来，能量的释放就可控，这就是核反应堆。
汗一个，～～这个说法貌似不对吧。
临界的前提是“链式反应”。普通核燃料自然状态下裂变，放出一两个中子，自身变为其他元素。（参考“半衰期”）。但是铀235和钚239这种元素被中子轰击时也会裂变，释放出中子和能量。
在浓度稀（没错，临界体积跟浓度有关）时，自然裂变的中子不能轰击到其他的U235和钚239，会跑出燃料棒或者被其他元素吸收，无法引起链式反应，这时候的核燃料只能自然裂变，产生放射性污染，也就是“脏弹”的工作模式。
而当浓度大，体积也足够大的时候，就能保证总有中子击中核燃料，引发又一次核裂变，再次放出中子－－－这就是链式反应。由于每次裂变产生不止一个中子，当单位体积内核燃料够多，每次裂变后的下一链都能导致更多的核燃料裂变，这样就会在极短的时间内产生大量能量，这就是“原子弹”。
反之，使用浓度较低的核燃料，然后用石墨，重水等吸收多余的中子，使链式反应的速度慢下来，能量的释放就可控，这就是核反应堆。
都是专家！敬佩ing
在家里流浪 发表于 2011-2-11 14:41
俱乐部的说法没有什么问题，我感觉。他描述的侧重在于核武原理
钚蛋生产难度相对低，尤其对于铀资源匮乏或者提纯能力有限的国家，但是储存不易
铀弹储存期长一些，相对钚蛋来说。
俱乐部的说法没有什么问题，我感觉。他描述的侧重在于核武原理
钚蛋生产难度相对低，尤其对于铀资源匮乏或者提纯能力有限的国家，但是储存不易
铀弹储存期长一些，相对钚蛋来说。
cookship 发表于 2011-2-11 15:05
他更像是在阐述核弹的工艺原理，但是对反应原理的阐述至少－－－不够准确。
他更像是在阐述核弹的工艺原理，但是对反应原理的阐述至少－－－不够准确。
在家里流浪 发表于 2011-2-11 14:41
这里面的吸收是包括被外界释放出去的意思。我下文专门打了括号写上了消耗，浓度稀的时候仍然能轰击到产生裂变。只是裂变的太少了。没办法维持，其实原子弹内部本身也有中子发生器。但是核原料没办法达到临界状态。就是产生的中子少于被消耗的（各种消耗）
这里面的吸收是包括被外界释放出去的意思。我下文专门打了括号写上了消耗，浓度稀的时候仍然能轰击到产生裂变。只是裂变的太少了。没办法维持，其实原子弹内部本身也有中子发生器。但是核原料没办法达到临界状态。就是产生的中子少于被消耗的（各种消耗）
在家里流浪 发表于 2011-2-11 15:14
那是因为反应原理在高中物理书上已经介绍过了，即一个中子冲击下经过反应能产生更多的中子。但是即使是我当时也会自然产生疑问，既然如果那么为啥原子弹会突然可控的爆炸。特别是超临界这个词汇到底怎么理解才是更多人所谋求的答案。
那是因为反应原理在高中物理书上已经介绍过了，即一个中子冲击下经过反应能产生更多的中子。但是即使是我当时也会自然产生疑问，既然如果那么为啥原子弹会突然可控的爆炸。特别是超临界这个词汇到底怎么理解才是更多人所谋求的答案。
那是因为反应原理在高中物理书上已经介绍过了，即一个中子冲击下经过反应能产生更多的中子。但是 ...
红色俱乐部 发表于 2011-2-11 15:28
关键的地方应该在于链式反应放出来的中子再引起下一次链式反应的几率
某个铀核或钚核反应放出来的中子的方向是随机的，要求它能够正好能再打到下一个铀或钚的原子核上。怎样的几率大？因为中子和原子核发生反应的反应截面是一定的；或者说中子朝着原子核的方向飞过去，假设它能经过以原子核为中心的一小块圆形区域，则它可以发生核反应，这就是核反应截面，而这个圆形区域大小是确定的。显然一定数量的核材料，原子核排得越密集，发生核反应的可能性就越大，因为相对已经反应了的原子核放出的中子，其他的原子核作为靶离得近，那块小圆的反应截面占的立体角大，中子更有可能射到那个能发生下一次核反应的方向。
所以最主要的指标就是原子核数密度。临界就是每次核反应放出的几个中子统计期望的来说，可以有一个射到某个其他原子核诱发下一次核反应，也就是使反应链式起来的状态。
你那里说的，产生中子的速度在真正核爆的时候当然是瞬间变大了，当然前提是吸收速度先瞬间变大了
特别是，中子吸收速度不是由表面积决定的
那是因为反应原理在高中物理书上已经介绍过了，即一个中子冲击下经过反应能产生更多的中子。但是 ...
红色俱乐部 发表于 2011-2-11 15:28
关键的地方应该在于链式反应放出来的中子再引起下一次链式反应的几率
某个铀核或钚核反应放出来的中子的方向是随机的，要求它能够正好能再打到下一个铀或钚的原子核上。怎样的几率大？因为中子和原子核发生反应的反应截面是一定的；或者说中子朝着原子核的方向飞过去，假设它能经过以原子核为中心的一小块圆形区域，则它可以发生核反应，这就是核反应截面，而这个圆形区域大小是确定的。显然一定数量的核材料，原子核排得越密集，发生核反应的可能性就越大，因为相对已经反应了的原子核放出的中子，其他的原子核作为靶离得近，那块小圆的反应截面占的立体角大，中子更有可能射到那个能发生下一次核反应的方向。
所以最主要的指标就是原子核数密度。临界就是每次核反应放出的几个中子统计期望的来说，可以有一个射到某个其他原子核诱发下一次核反应，也就是使反应链式起来的状态。
你那里说的，产生中子的速度在真正核爆的时候当然是瞬间变大了，当然前提是吸收速度先瞬间变大了
特别是，中子吸收速度不是由表面积决定的
嗯，顺便讨论一个问题，温度对于裂变材料的衰变速度有没有影响？
比如把一块核材料放在液氮里，另外一块放在室温下。衰变产物会不会温度低些就少些呢？
比如把一块核材料放在液氮里，另外一块放在室温下。衰变产物会不会温度低些就少些呢？
cookship 发表于 2011-2-11 16:09
没有
没有
huor 发表于 2011-2-11 15:59
这里面的吸收是包括了逃出的中子的意思，所以特别在后面写了消耗。表面积决定的是中子逃出核原料的比例。影响了中子消耗的比例。我写的时候就觉得吸收这个词汇会引起误会，所以还是把这个词汇换成消耗比较好。
这里面的吸收是包括了逃出的中子的意思，所以特别在后面写了消耗。表面积决定的是中子逃出核原料的比例。影响了中子消耗的比例。我写的时候就觉得吸收这个词汇会引起误会，所以还是把这个词汇换成消耗比较好。