日本原子弹爆炸的两个地方
1945年8月6日,由保罗·蒂贝茨驾驶的B-29超级太空堡垒轰炸机艾诺拉·盖伊在广岛上空下降了31000英尺(9000米)。日本当地时间上午8点15分,在1,800英尺(550米)的高度爆炸。20多万人伤亡;8月9日,第二个“胖子”被投在长崎。
核武器的爆炸不仅释放出巨大的能量,而且核反应过程非常迅速,可以在微秒时间内完成。因此在核武器爆炸周围的小范围内形成极高的温度,加热压缩周围空气使其迅速膨胀,产生高压冲击波。地面和空中的核爆炸也会在周围空气中形成火球,发出强烈的光辐射。核反应还会产生各种射线和放射性物质碎片;向外辐射的强烈脉冲射线与周围物质相互作用,引起电流增长和消失的过程,结果产生电磁脉冲。这些不同于化学炸药爆炸的特性,使得核武器具有强冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染、核电磁脉冲等独特的破坏作用。核武器的出现对现代战争的战略战术产生了巨大的影响。
原子弹主要是利用核裂变释放的巨大能量进行杀伤的武器。它基于与核反应堆相同的核裂变链式反应。按理说,既然反应堆可以实现链式反应,那么只要它的中子增殖系数k大于1,链式反应的规模就会不加控制地越来越大,最终发生爆炸。换句话说,反应堆也可以变成“原子弹”。其实也是这样。如果增殖系数k大于1,不加控制,反应堆确实会爆炸。所谓反应堆超临界事故就是这样一种情况。反应堆重达数百吨和数千吨,不能用作武器。而且这种情况下裂变材料利用率很低,爆炸威力也不大。制造原子弹,首先要降低临界质量,同时要提高爆炸威力。这就要求原子弹必须使用快中子裂变系统,装药必须是高浓度裂变材料,装药必须大大超过临界质量,使倍增系数K远大于1。
原子弹的炸药量可以大量获得,可以用作原子弹的炸药量只限于铀235、钚239、铀233三种裂变材料。铀235是原子弹的主要装药。获得高浓度的铀-235并不容易,因为天然铀-235的含量很少,约140个铀原子中只含有1个铀-235原子,而其余139全部是铀-238原子;特别是铀235和铀238是同一元素的同位素,化学性质几乎相同,相对质量差也很小。