原子弹的威力为什么那么大？它的爆炸原理是什么？

大家都知道，原子弹的威力是十分巨大的。在第二次世界大战时，美军向日本的广岛和长崎分别投放了一颗原子弹，14万人广岛原子弹爆炸，其中许多人死于爆炸之后几个星期甚至几个月之内的核辐射。在长崎，爆炸直接造成约7.4万人立即死亡，受伤人数与死亡人数相当。最终统计死亡人数约为8万。爆炸之后，许多爆炸幸存者饱受辐射后遗症的折磨，包括癌症、白血病和皮肤灼伤。

核爆炸后的日本

核爆炸后的日本

原子弹爆炸产生的蘑菇云

原子弹爆炸产生的蘑菇云

一颗原子弹的爆炸威力就这么大，那么，他的工作原理到底是什么呢，为什么会有这么大的威力呢?说道这里，我们就必须提到一个人——爱因斯坦。

爱心斯坦

爱因斯坦在1905年提出了一个著名的方程——质能方程。也就是这里的:

E=mc²，

E表示能量，m代表质量，而c则表示光速（常量，c=299792.458km/s）。

也就是说一个50KG的人，它含有的能量是：

E=mc²=50*9*1016=4.5*1018J

这个能量相当于什么呢，相当于2亿吨煤完全燃烧所释放的能量，说到这里，有的人可能就会问，我有这么大能量我怎么不知道呢？这里就要提到智能方程的定义了，这里的质量M指的是原子核级别的质量变化，也就是说只有物质的原子核的质量发生了变化，才能有如此大的能量释放出来。

但是一般的化学变化，都是在分子层面进行，所以，都无法释放如此巨大的能量。

下面，来讲一讲，如何让物质的原子核发生质量变化。科学家发现，U235在被中子轰击后，会发生分裂，变成2-3块小的U235和2-3个中子，新产生的中子会继续轰击U235块，如此循环下去。

链式反应

但是，U235十分难提纯，在天然矿石中铀的3种同位素共生，其中铀-235的含量非常低，只有约0．7%。只有把其他同位素分离出去，不断提高铀235的浓度，它才能用于制造核武器。（浓度高于90%）。由于化学反应只在分子层面进行，所以提纯铀-235必须使用物理方法。

铀浓缩离心机

铀浓缩离心机

气体离心法——它是一个庞大的系统，通过每秒2万转以上的高速离心机，铀-238同位素重分子气体比铀-235轻分子气体更容易在圆筒的近壁处得到富集。在近轴处富集的气体被导出，并输送到另一台离心机进一步分离。随着气体穿过一系列离心机，其铀-235同位素分子被逐渐富集。

当U235被提纯到90%以后，就可以用来制造核武器了，根据质能方程,一公斤U235释放能量相当于2700吨煤完全燃烧释放的能量。引爆原子弹有两种方法——子弹法和内爆法。子弹法是把两块亚临界体积的浓缩核裂变材料,引爆时让其中一块撞击另一块,使两块亚临界体积的核裂变材料合在一起,变成一块超临界体积,使之引爆。内爆法是内聚引爆法的简称,也叫做向心引爆法,就是把核裂变材料均匀地散布在一个球面上,引爆时让它们向中心内聚成一块超临界体积的核裂变材料,使之引爆。以铀235为主要装药，其中铀235做成圆环状，分别放置在一个中子源的四周，起爆时先引爆烈性炸药把数个部分同时推进到中子源处，核装药达到临界质量，临界温度，加上中子源照射，就起爆。这种原子弹技术比较复杂，要解决同时起爆的问题，一般要在先拥有枪式原子弹后才能制造，但是其对装药的利用效率比枪式高很多，可达1％左右，对核弹的小型化有很大的促进。

原子弹内部构造

 

原子弹外形

虽然，原子弹的威力那么大，但是我们还是希望世界永远不会有战争，人类应该把核能利用起来发电，造福人类而不是用来毁灭人类。希望随着科技的发展，核能的利用越来越广泛，越来越安全，想象一下，一辆电动汽车，用核能驱动，永远不用充电，那画面是不是很美好！