主题：【原创】魔鬼面具下的天使－浅谈核武器 -- 大鹏翔宇
家园 【原创】魔鬼面具下的天使－浅谈核武器 事情要从1902年说起―――
一天清晨，一位华沙数学教师的小女儿推开家门，和她的法国丈夫一起去提交一篇学术论文，这时她还没有意识到，人类将在她这一推之下进入原子时代，她的名字是玛丽－居里。
外链图片需谨慎，可能会被源头改三年以后―――
一位专利局技术员在瑞士首都伯尔尼租住的寓所里拉着小提琴，桌上放着他刚刚写完的论文《物体的惯性同它所含有的能量有关吗》,这位出生于德国乌尔姆的犹太人此时正沉浸在优美的旋律里，他不会想到这一年将成为物理学历史上突破性的一年，他也不会想到多年后在一封信上的签名将给他带来多大的争议，他更不会想到的是，潘多拉的魔盒由他亲手打开，他的名字是阿尔伯特－爱因斯坦。
外链图片需谨慎，可能会被源头改三十多年后，1939年初，两位德国化学家首先用中子轰击铀原子核，发现铀核分裂为两个较轻的元素－钡和氪，魔鬼的犄角开始出现在每个认识到这一发现重要性的人的心里，他们俩的名字是：奥托－哈恩
外链图片需谨慎，可能会被源头改和斯特拉斯曼
外链图片需谨慎，可能会被源头改几个月后，一位优秀的丹麦守门员阐述了核裂变反应过程，并顺带提出了进行这一反应的最好元素：同位素铀235，现在，理论上已经没人能阻止它的出现，而这位物理学家的名字是玻尔。
外链图片需谨慎，可能会被源头改在大西洋彼岸的美国华盛顿，一位坐在轮椅上的老人正在阅读一封信件，老人欣然采取了信里所提的建议，他的名字是富兰克林－罗斯福。
外链图片需谨慎，可能会被源头改几年以后，一个代号为曼哈顿的秘密工程启动，新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯突然来了一大批奇怪的外乡人，他们在这里建立起一个个工厂和各种建筑，负责的人是个整天咳嗽不停却又总叼着烟斗的德裔犹太人，他的名字是罗伯特－奥本海默。
外链图片需谨慎，可能会被源头改１９４５年７月１6日凌晨５点３０分，一朵蘑菇云从新墨西哥州的沙漠里腾空而起，一位戴着魔鬼面具的天使降临世间。
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外链图片需谨慎，可能会被源头改仅仅三个星期后，1945年8月6日，几架从提尼安岛起飞的B－29超级空中堡垒轰炸机掠过日本广岛的上空，其中一架释放了一个“小男孩”，当广岛市民还在好奇地盯着那个白色降落伞议论纷纷时，《启示录》中七天使的号角开始吹响，死亡的闪光和冲击波在瞬间收割了数十万条生命，三天后，另一个“胖子”长崎上空收获了差不多的祭品。即使是最狂热的军国主义者此时也不得不冷静下来，于是更多的生命就被这样保留了下来。
小男孩
（复制品，大鹏翔宇摄于伦敦帝国战争博物馆）
外链图片需谨慎，可能会被源头改胖子
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外链图片需谨慎，可能会被源头改至今，它已来到这个世上60余年，从最早的原子弹，到后来的氢弹，中子弹等等，已然形成一个家族。人类历史上从没有任何一项发明能使人类如此的接近自我毁灭，也没有任何一种武器能比它更好的捍卫和平，它是众人诅咒的魔鬼，也是戴着面具的天使。它就是―――
核武器！！！
下节预告：铀与钚－原子弹
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 没有发生第三次世界大战。 核武器也有一定功劳。
家园 好，猛料！ 家园 又丢一枚 抱歉：意外丢失【通宝】一枚
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家园 【原创续一】铀与钚－原子弹（上） “原子弹是什么做的？”我问。
“废话，当然是原子做的。”（对这句话的正确性我无话可说）
“造原子弹首先要有铀和钚。”我很真诚的说。
“吹牛吧，我家里也有油和布，怎么造不出原子弹？”
对牛弹琴，也是，怎么能期望四年级的小学生懂同位素和链式反应，而对自己的同学讲这些玩意，本身也不是什么明智的举动（还好有了西西河）。
那么到底什么是铀？
先让我们来看看门大爷的元素周期表
外链图片需谨慎，可能会被源头改铀，原子序数92，有三种同位素铀238（146个中子）铀235（143个中子）和铀234（142个中子），是一种带有银白色光泽的金属，比铜稍软，具有很好的延展性，很纯的铀能拉成直径0.35毫米的细丝或展成厚度0.1毫米的薄箔。铀的比重很大，每立方厘米约重19克，与黄金相当。
自然界中铀元素多以化合物形式存在，但并不稀有，在地壳中的含量大于汞，银等金属。
在广西发现的中国第一块铀矿石，现存核工业北京地质研究院。
外链图片需谨慎，可能会被源头改用于制造原子弹的同位素铀235，在自然界中的含量很低，仅占铀元素总量的0.72％，而作为原子弹装药的浓缩铀，要求铀235的含量必须达到90％以上，因此称为武器级浓缩铀（3％为燃料级浓缩铀，80％为高浓缩铀）。
浓缩铀的生产是一个时间极为漫长，工艺极其复杂，耗资甚为巨大的工业过程，需要极高的科技和工业水平，一般来讲，获得１公斤武器级的浓缩铀２３５至少需要２００吨高品位铀矿石，而一颗原子弹需要的铀矿石则需要用万吨作计量单位。
首先，铀矿石要经过“水冶工艺”，把矿石加工成含铀60～70％的重铀酸铵，俗称黄饼，然后用硝酸将重铀酸铵溶解，得到硝酸铀酰溶液。再用溶剂萃取法纯化(一般用磷酸三丁酯作萃取剂)，经加热脱硝，转变成三氧化铀，再还原成二氧化铀。二氧化铀是一种棕黑色粉末，很纯的二氧化铀本身就可以用作反应堆的核燃料。将二氧化铀与无水氟化氢反应，得到四氟化铀；再用氟气与四氟化铀反应可得到六氟化铀气体，接下来就是进行同位素分离即铀235的浓缩。
同位素分离的方法有气体扩散法，离子交换法，气体离心法，蒸馏法，电解法，电磁分离法，电流法，热扩散法等等。“小男孩”原子弹所使用的60公斤浓缩铀是用电磁分离法生产的，建设电磁分离工厂花费了约3亿美元(不包括制造磁铁的导电线圈使用的白银)。现在军用浓缩铀的浓缩方法分两个流派，原子激光法（纯度高）和气体离心法（能耗小）。目前除了几个核大国之外，日本、德国、印度、巴基斯坦、阿根廷等国家都掌握了铀浓缩技术。由于浓缩铀通常采用气体离心法，因此是否拥有气体离心分离机常常被作为判断一个国家是否能进行核武器研究的标准。
浓缩铀
外链图片需谨慎，可能会被源头改什么又是钚呢？
让我们从元素周期表中铀的位置向后看两位，现在我们看到的就是钚，原子序数94，存在多种同位素，其中两种在自然界中以极微量存在，其余皆为人工合成（1940年在回旋加速器中发现钚238，第二年发现钚239）。用于制造原子弹的钚239来源于吸收了快中子的同位素铀238，这一反应是在核反应堆内进行的：燃料棒中的铀238吸收裂变反应产生的中子变为铀239，然后经过两次负β衰变（每次1个中子变为质子，同时放出1个电子和1个中微子）核内质子数由92升至94，成为钚239。
纯钚是银白色金属，熔点640℃，沸点 3234℃。在干燥的空气中，表面的氧化膜起保护作用，氧化缓慢，但有水气存在下氧化膜被破坏，容易被氧化。钚溶于盐酸、磷酸，但不溶于硝酸和浓硫酸。钚的氧化态为＋3、＋4、＋5、＋6、＋7，以＋4价化合物最稳定。钚的氯化物、硝酸盐、硫酸盐易溶于水，氧化物、氢氧化物、草酸盐碳酸盐不溶于水。钚有剧毒，其毒性要比砒霜大4.86亿倍：一片阿斯匹林大小的钚，足以毒死2亿人！
外链图片需谨慎，可能会被源头改第一颗爆炸的原子弹和“胖子”原子弹用的几十千克钚239，是用3座石墨水冷型铀反应堆及与之配套的化学分离工厂用催化剂提纯法生产的。现在的钚239多采用快中子增殖反应堆进行生产，因为没有减速剂，这种反应堆中使用的冷却剂是导热性强的液态金属钠，因此有足够量的快中子能够轰击铀238产生铀239，同时堆芯之外专设一个由铀238组成的增殖层来生产钚239。
燃料棒
外链图片需谨慎，可能会被源头改理论上一个铀235原子裂变产生的快中子能使1.2－1.6个铀238原子变成钚239，而实际生产中平均每消耗一个铀235原子，只能得到0.8个由铀238衰变的钚239原子。因为生产出来的核燃料比投入的还多，这种反应堆被称为增殖反应堆。
对其他反应堆使用过的燃料棒进行溶剂萃取和离子交换纯化也可以提取钚239，这就是为什么伊朗和朝鲜对使用过的燃料棒进行加工意味着他们可能搞核武器（但他们也可能只想要更好的核燃料），钚的提取过程会产生放射性废料和潜在的高辐射暴露, 因此1977年美国总统卡特宣布停止了美国的核燃料再生作业。
目前,只有印度、俄罗斯、日本等少数国家在实施快中子增殖反应堆的计划，而美英法德等国已经宣布关闭了本国的快中子增殖反应堆（实际上改联合研制了，法国的超凤凰堆已经运行了，这是下一代的发展方向）。中国第一座生产钚的反应堆建在甘肃酒泉原子能联合企业内，由我国自主设计和制造，1966年底该反应堆投入稳定运行。
好了，现在我们有了原料浓缩铀235和钚239，那么怎么才能制造一场核爆炸？
土鳖扛铁牛
家园 究竟怎么制造核爆呢？楼主莫不是被国安局请去喝茶了？！ 家园 这句好像有问题 老兄文章写的很好，数据也很仔细，花赞。
不过很多数据、资料的地方，如果能给出引文可能效果会更好一些，方面读者查证或者参考。
文中有一句话应该是有些问题：
钚有剧毒，其毒性要比砒霜大4.86亿倍：一片阿斯匹林大小的钚，足以毒死2亿人！钚的毒性并不强，好像是跟钋混起来了。
这有两个文章可以参考看一下：
http://songshuhui.net/archives/52315
http://songshuhui.net/archives/51910
家园 这段好象有点什么毛病。 理论上一个铀235原子裂变产生的快中子能使1.2－1.6个铀238原子变成钚239，而实际生产中平均每消耗一个铀235原子，只能得到0.8个由铀238衰变的钚239原子。因为生产出来的核燃料比投入的还多，这种反应堆被称为增殖反应堆。家园 我... 化学没学好啊
捶胸顿足！
家园 中国也是有快堆的~ 2010：我国实验快堆工程并网发电双击自动滚屏 发布者：admin 发布时间：2007-4-25 阅读：361次
本报讯日前，科技部部长徐冠华在视察中国实验快堆工程时表示，作为核能“三步走”路线中的重要一环，快堆工程在国家能源领域具有非常重要的地位，同时快堆的建设为我国重大科技产业化的组织管理积累了宝贵经验。中国原子能科学研究院院长赵志祥表示，快堆研究取得今天的进展，无论技术发展趋势，还是当前国家能源需求实际状况，都证明了把快堆列入“863”能源领域作为重点项目支持是非常有远见的。中国原子能科学研究院对完成快堆建设充满信心。据悉，快堆工程目前正处于安装调试阶段，计划于2009年6月达到临界，2010年6月并网发电。
快堆是一种先进的反应堆，也是目前唯一能够实现核能增值的先进堆型，可将天然铀资源的利用率从目前在核电站中广泛应用的压水堆的约1%提高到60%至 70%，对充分利用中国铀资源，促进核电持续发展，解决中国后续能源供应问题具有重要意义。中国实验快堆工程是中国原子能科学研究院正在建设的面向未来的四大科研平台之一，得到科技部、国防科工委、中国核工业集团公司的高度重视，从2000年浇灌第一罐混凝土以来，快堆工程建设稳步向前推进。目前，中国实验快堆已经成功完成主容器打压试验，250吨核级钠进场工作也提前75天完成。
据悉，作为国家“863”计划能源领域最大的投资项目，中国实验快堆工程于2006年12月4日至11日进行了快堆安全棒驱动线和控制棒驱动线抗震试验，并一次成功完成。其中，安全棒落棒时间均小于0.7秒，补偿—调节棒落棒时间均小于2.5秒，试验结果完全符合设计要求，标志中国实验快堆初步安全分析报告评审遗留问题的解决取得重大突破。
本文刊于2007年4月24日《科学时报》 作者：潘锋 虞莉婷
建设超过10年了~当年在家就能看到那个厂房，到现在还没有正式投入使用~
家园 送花送祝福 谢谢：作者意外获得【西西河通宝】一枚鲜花已经成功送出。
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家园 中国第一块铀矿石采自广西 中国第一块铀矿石采自广西——1954年10月采于钟山县红花镇
原来就知道广西有色矿多，想不到还产铀啊
关键词(Tags): #铀矿石(当生)，家园 也说几点 1.
同位素分离的方法有气体扩散法，离子交换法，气体离心法，蒸馏法，电解法，电磁分离法，电流法，热扩散法等等气体扩散法，离心法，电磁分离法和热扩散肯定是铀同位素分离的办法。但蒸馏法，电解法等一般是用来分离氘，锂等轻同位素的，并不适用于铀。
2.
。“小男孩”原子弹所使用的60公斤浓缩铀是用电磁分离法生产的，建设电磁分离工厂花费了约3亿美元这个据我所知,小男孩的铀是用不止一种办法分离出来的--因为美帝财大气粗,三种分离法一起上,通常一种分离法分离出的铀送到另一种方法里继续分离,接着提高U235的浓度