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化学基本概念--化学物理之原子弹的原理

 ttylyyh 2017-11-29

说到原子弹,我们前面提到了元素周期表,这个就像是一个家族,有大人有小孩,有同一个族的(元素周期表里有主族,副族,第一族等),它们的性质相同或者是类似:比如元素周期表里的Na,K(钠与钾),都是极易氧化的金属,扔到水里直接爆炸, 原理就是: 2Na(或者是K) + 2H2O----->2NaOH( 或者是KOH) + H2 (气体), 而里面的氢气(H2)在反应过程中直接受到了反应热,然后直接燃烧,然后爆炸。

这些不同族的元素,有自己的个性。这里化学哥再把元素周期表列了下:

化学基本概念--化学物理之原子弹的原理

元素周期表中的分类--图片来自网络

在这些元素周期表中,有一个重点监控的化学社会不稳定因素,会影响安定团结的大好局面,它就是92号元素,U,也称为铀。为什么这么说呢?

前面说到,每个原子都是都原子核与电子组成,而原子核由质子与中子组成,实际上,随着原子序数的增加,这些原子核都会有一定分裂的趋势,所谓“生命不能承受之重”, 或者说, 每一个胖子,总是有一颗想减肥的心。而这里面的铀,就是最想“减肥”的那个胖子。

先说说自然界中的铀吧,前面说到,原子核由质子与中子构成,而有一个概念,叫“同位素”, 就是质子数是完全一样的,而中子数不一样。铀元素就有好多的同位素,这些同位素,它们的唯一区别,就是中子数不一样,好比一胞先后出来的兄弟,有一个比另外一个重几两(多了几个质子);所以,在铀元素中,有如下几种:

化学基本概念--化学物理之原子弹的原理

铀元素的同位素列表---图片来自网络

里面的U-235,是从自然界中可以提取的原料,相比那些人工合成的同位素,有更长的生命半衰期。好了,下面我们看看这个元素是能成为原子弹的,先从机理说吧:前面说到,每个胖子总是想变瘦,U-235就是这样一个元素。在外来的中子源的作用下,这个U-235就开始发生裂变(就是原子核一分为二,或者是更多),于是一个胖子变成了一个瘦子,一个小孩( 比如说U-235变成了钡原子,还有氦原子,还有其它的质子,中子等),这个U-235就不复存在了。在这个过程中,最关键的是,有巨大的能量产生!!而且,这个是链式的反应,产生的中子,会激发另外一个U-235再开始裂变,一直把这些“胖子”都改造成其它的“瘦子”为止;然后每个原子,都释放出巨大的能量,全部集中在一块,那这个能量就非常恐怖了。比如说日本广岛的原子弹,里面的U-235也就只有16公斤,造成的伤害如下,就不说那些核裂变中造成的射线等长期伤害了。

该原子弹造成的死亡人数约3.5万,伤约6万,毁坏房屋19 587所,破坏面积4.7平方公里。

化学基本概念--化学物理之原子弹的原理

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