臨界質量是多少(Critical Mass)？
一種材料的臨界質量是指一旦開始核反應，它繼續進行核反應所需的量。 裂變材料可用于制造核武器，其中一種被稱為裂變材料。裂變材料在反應開始后能夠維持。由于反應可以持續，這種材料可以用于某些目的。這些目的包括制造...
一種材料的臨界質量是指一旦開始核反應，它繼續進行核反應所需的量。
裂變材料可用于制造核武器，其中一種被稱為裂變材料。裂變材料在反應開始后能夠維持。由于反應可以持續，這種材料可以用于某些目的。這些目的包括制造核武器和制造反應堆來產生能量。最廣泛使用的裂變材料是鈾-233，鈾-235和钚-239。這三種材料符合裂變材料的標準，可以在相當長的時間內存在，并且可以被發現足夠大的量，使其成為實際的燃料。
為了原子彈引爆，钚或濃縮鈾必須達到臨界質量。核反應的過程有點復雜，但可以簡單地看作是指數增長的反應，裂變材料的一個原子，比如鈾235，在它經過時捕獲一個中子。這會導致原子分裂成兩個更小的原子，并在這個過程中發射出另外兩個或三個中子。這些中子隨后飛走，被鈾235的其他原子俘獲，它又分裂并釋放出兩到三個中子。所有這些都發生在非常非常短的時間內，并釋放出大量的能量。這個概念很重要，因為為了讓這個反應繼續并釋放出大量的能量，必須有足夠的可裂變材料存在才能繼續。如果如果沒有達到臨界質量，那么存在的中子將隨著時間的推移而減少，使得核反應的可能性越來越小嚴格地說，臨界質量一詞用來描述平衡狀態，在這種狀態下，有足夠的裂變材料存在，使中子的數量大致相同，但反應不會產生更多的中子。然而，這個術語通常用來描述更準確地稱為超臨界質量的東西，當足夠多的物質存在時，中子繼續與可裂變原子相撞并釋放出更多的中子，從而產生能量和熱量，很明顯，將材料保持在臨界質量以下是很重要的，否則炸彈會立即引爆。通常兩塊材料在亞臨界質量下分開，當炸彈要引爆時，它們會非常堅硬和迅速地拋在一起，然后產生一個超臨界質量，然后炸彈就會爆炸爆炸。如果它們沒有足夠快地結合在一起，那么一個較小的爆炸會首先發生，然后把兩個碎片吹得更遠，這樣就不會發生大爆炸——這通常被稱為灰燼。臨界質量因所用材料的不同而不同。以鈾-233為例，鈾235的臨界質量約為115磅（52kg），钚239的臨界質量約為22磅（10kg）。
裂變材料可用于制造核武器，其中一種被稱為裂變材料。裂變材料在反應開始后能夠維持。由于反應可以持續，這種材料可以用于某些目的。這些目的包括制造核武器和制造反應堆來產生能量。最廣泛使用的裂變材料是鈾-233，鈾-235和钚-239。這三種材料符合裂變材料的標準，可以在相當長的時間內存在，并且可以被發現足夠大的量，使其成為實際的燃料。為了原子彈引爆，钚或濃縮鈾必須達到臨界質量。核反應的過程有點復雜，但可以簡單地看作是指數增長的反應，裂變材料的一個原子，比如鈾235，在它經過時捕獲一個中子。這會導致原子分裂成兩個更小的原子，并在這個過程中發射出另外兩個或三個中子。這些中子隨后飛走，被鈾235的其他原子俘獲，它又分裂并釋放出兩到三個中子。所有這些都發生在非常非常短的時間內，并釋放出大量的能量。這個概念很重要，因為為了讓這個反應繼續并釋放出大量的能量，必須有足夠的可裂變材料存在才能繼續。如果如果沒有達到臨界質量，那么存在的中子將隨著時間的推移而減少，使得核反應的可能性越來越小嚴格地說，臨界質量一詞用來描述平衡狀態，在這種狀態下，有足夠的裂變材料存在，使中子的數量大致相同，但反應不會產生更多的中子。然而，這個術語通常用來描述更準確地稱為超臨界質量的東西，當足夠多的物質存在時，中子繼續與可裂變原子相撞并釋放出更多的中子，從而產生能量和熱量，很明顯，將材料保持在臨界質量以下是很重要的，否則炸彈會立即引爆。通常兩塊材料在亞臨界質量下分開，當炸彈要引爆時，它們會非常堅硬和迅速地拋在一起，然后產生一個超臨界質量，然后炸彈就會爆炸爆炸。如果它們沒有足夠快地結合在一起，那么一個較小的爆炸會首先發生，然后把兩個碎片吹得更遠，這樣就不會發生大爆炸——這通常被稱為灰燼。臨界質量因所用材料的不同而不同。以鈾-233為例，鈾235的臨界質量約為115磅（52kg），钚239的臨界質量約為22磅（10kg）。
- 發表于 2020-09-07 11:24
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- 分類：科學教育
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