Atomic bomba aparato paglabas

Ang bomba ng atom, na tinawag din na bomba ng atom, armas na may mahusay na paputok na nagreresulta mula sa biglaang paglabas ng enerhiya sa paghiwalay, o paglabas, ng nuclei ng isang mabibigat na elemento tulad ng plutonium o uranium.

Ang mga katangian at epekto ng mga bomba ng atom

Kapag hinampas ng isang neutron ang nucleus ng isang atom ng isotopes uranium-235 o plutonium-239, nagiging sanhi ito ng nucleus na nahati sa dalawang fragment, ang bawat isa ay isang nucleus na may halos kalahati ng mga proton at neutron ng orihinal na nucleus. Sa proseso ng paghahati, isang malaking halaga ng thermal energy, pati na rin ang gamma ray at dalawa o higit pang mga neutron, ay pinakawalan. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang nakatakas na neutrons ay nag-aatake at sa gayon ang paglabas ng higit sa nakapalibot na uranium nuclei, na pagkatapos ay naglalabas ng mas maraming neutron na naghiwalay pa rin ng mga nuclei. Ang seryeng ito ng mabilis na pagpaparami ng mga fisyon ay nagtatapos sa isang reaksyon ng kadena kung saan halos lahat ng fissionable material ay natupok, sa proseso ng pagbuo ng pagsabog ng kung ano ang kilala bilang isang bomba ng atom.

Maraming mga isotopes ng uranium ang maaaring sumailalim sa fission, ngunit ang uranium-235, na natagpuan nang natural sa isang ratio ng tungkol sa isang bahagi bawat bawat 139 na bahagi ng isotope uranium-238, ay sumasailalim ng fission nang mas kaagad at nagpapalabas ng higit pang mga neutrons bawat fission kaysa sa iba pang mga isotopes. Ang plutonium-239 ay may parehong mga katangian. Ito ang pangunahing mga fissionable na materyales na ginamit sa mga bomba ng atom. Ang isang maliit na halaga ng uranium-235, sabihin 0.45 kg (1 pounds), ay hindi maaaring sumailalim sa isang reaksyon ng kadena at sa gayon ay tinawag na isang subcritical mass; ito ay dahil, sa karaniwan, ang mga neutron na pinakawalan ng isang fission ay malamang na iwanan ang pagpupulong nang hindi tinamaan ang isa pang nucleus at naging sanhi ng paglabas. Kung mas maraming uranium-235 ang idinagdag sa pagtitipon, ang mga posibilidad na ang isa sa mga pinakawalan na neutrons ay magdulot ng isa pang fission ay nadagdagan, dahil ang mga nakatakas na neutron ay dapat na maglakbay nang higit pa sa uranium nuclei at ang mga posibilidad ay mas malaki na ang isa sa kanila ay bumagsak sa ibang nucleus at hatiin ito. Sa puntong kung saan ang isa sa mga neutron na ginawa ng isang fission ay sa average ay lumikha ng isa pang fission, ang kritikal na masa ay nakamit, at isang reaksyon ng kadena at sa gayon ang isang pagsabog ng atom ay magreresulta.

Sa pagsasagawa, ang isang pagpupulong ng materyal na maaaring mapatawad ay dapat na dalhin mula sa isang subkritikal sa isang kritikal na estado nang labis. Ang isang paraan na magagawa ito ay upang magkasama ang dalawang subcritical misa, kung saan ang kanilang pinagsamang masa ay nagiging isang kritikal. Maaari itong maisakatuparan sa pamamagitan ng paggamit ng mataas na explosives upang kunan ng larawan ang dalawang subcritical slugs ng fissionable material nang magkasama sa isang guwang na tubo. Ang pangalawang pamamaraan na ginamit ay ang implosion, kung saan ang isang pangunahing sangkap ng fissionable na materyal ay biglang naka-compress sa isang mas maliit na sukat at sa gayon isang mas malaking density; dahil ito ay mas makapal, ang nuclei ay mas mahigpit na nakaimpake at ang mga pagkakataon ng isang pinalabas na neutron na nakakaakit ng isang nucleus ay nadagdagan. Ang core ng isang implosion-type na atom na bomba ay binubuo ng isang globo o isang serye ng mga concentric na mga shell ng fissionable material na napalilibutan ng isang dyaket ng mataas na explosives, na, nang sabay-sabay na detonate, ay nagpapatupad ng fissionable material sa ilalim ng napakalaking presyon sa isang mas maraming masa na agad na nakakamit kritikal. Ang isang mahalagang tulong sa pagkamit ng kritikal ay ang paggamit ng isang tamper; ito ay isang dyaket ng beryllium oxide o ilang iba pang sangkap na nakapaligid sa fissionable material at sumasalamin sa ilan sa mga nakatakas na neutrons pabalik sa fissionable material, kung saan maaari silang magdulot ng maraming mga fisi. Bilang karagdagan, ang mga "pinalakas na fission" na aparato ay nagsasama ng mga nasasalat na materyales bilang deuterium o tritium sa pangunahing fission. Ang fusionable material ay pinalalaki ang pagsabog ng fission sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang superabundance ng mga neutron.

Ang paglabas ay naglalabas ng napakalaking dami ng enerhiya na nauugnay sa materyal na kasangkot. Kapag ganap na pinakawalan, ang 1 kg (2.2 pounds) ng uranium-235 ay naglalabas ng enerhiya na pantay na ginawa ng 17,000 tonelada, o 17 kilotons, ng TNT. Ang pagsabog ng isang bomba ng atom ay naglalabas ng napakalaking halaga ng thermal energy, o init, na nakakamit ang temperatura ng ilang milyong degree sa pagsabog mismo. Ang thermal energy na ito ay lumilikha ng isang malaking fireball, ang init na kung saan ay maaaring mag-apoy sa mga apoy sa lupa na maaaring masunog ang isang buong maliit na lungsod. Ang mga pagdalaw sa alon na nilikha ng pagsabog ng pagsabog ng alikabok at iba pang mga materyales sa lupa hanggang sa fireball, na lumilikha ng katangian na ulap na hugis ng bubong ng isang pagsabog ng atom. Ang pagsabog din ay agad na gumagawa ng isang malakas na alon ng pagkabigla na nagpapalaganap sa labas mula sa putok hanggang sa mga distansya ng ilang milya, na unti-unting nawawala ang puwersa nito. Ang nasabing isang putok na alon ay maaaring sirain ang mga gusali nang maraming milya mula sa lokasyon ng pagsabog.

Ang mga malalaking dami ng neutrons at gamma ray ay pinapalabas din; ang nakamamatay na radiation na ito ay bumababa nang mabilis sa higit sa 1.5 hanggang 3 km (1 hanggang 2 milya) mula sa pagsabog. Ang mga materyales na singaw sa pabilog na fireball sa pinong mga partikulo, at ang radioactive na mga labi na ito, na tinutukoy bilang fallout, ay dinadala ng hangin sa tropos o stratosphere. Ang mga radioactant na kontaminado ay kinabibilangan ng mga tulad na matagal nang mga radioisotopes tulad ng strontium-90 at plutonium-239; kahit na ang limitadong pagkakalantad sa pagbagsak sa unang ilang linggo pagkatapos ng pagsabog ay maaaring nakamamatay, at ang anumang pagkakalantad ay nagdaragdag ng panganib ng pagbuo ng kanser.