原子弹

原子弹中的核反应是一种“链式反应”。什么叫链式反应？可以用下面的传说故事来说明一下。

古印度有一个国王，棋艺很高，多年来没有人敢和他对弈。这一天，国王宣布，谁要是能赢他，要求什么赏赐都可以满足。结果，有一位很穷困的青年赢了他。那青年说：“请皇帝按下列规则赏些谷米：在棋盘的第一个格中，给我放1粒谷子。在第二格中给我2粒谷子。在第三格中给我4粒，第四格中给我8粒。以后每一格都比前一格增加一倍……直到最后一格为止。”

国王一听哈哈大笑，说：“这太容易了，我的谷子堆成山，正愁没处放呢！”谁知总管和御前学者们计算一番以后，竟吓得伸出舌头！原来计算的结果是总共需要两万万万万颗谷粒。折算一下，把全世界几个世纪以来生产的谷子放在一起，还不够用呢！(https://www.daowen.com)

原子弹中的铀核在中子的作用下，可以一分为二，每个铀核分裂将放出两亿电子伏特的能量。如果只有一个铀核分裂，能量仍是微不足道的。实际情况是，铀核分裂时除了放出能量外，还同时放出2～3个中子。这些中子会再次引起其他铀原子核的分裂。一个引起两个，两个引起四个，……这样“链式反应”下去，产生分裂的铀核数目正像棋盘上的谷粒一样，很快会增加到巨大的数量。放出的能量就形成惊人的原子爆炸。

要使链式反应能够实现，必须有一个基本条件，即裂变物质的数量应达到临界质量。我们知道，原子是很小的，原子核更小，大约只占原子体积的数万亿分之一。当中子在原子中通过时，有可能打中原子核，也有可能打不中而逃逸出去。裂变物质的质量越大，打中原子核的可能性也就越大。因此，任何裂变物质都存在一个实现链式反应的最小数量——临界质量。例如，在常温常压下，铀235的临界质量是48.8千克，钚239的临界质量是16.5千克。当原子弹中几块铀块或钚块被突然合拢在一起，达到或超过临界质量时，原子弹就发生爆炸。