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2012高考物理原子弹的原理破坏效应及其发展历史
人类历史上首次核爆，“三位一体”的核试场面
原子弹又称裂变弹（英语：Atomicbomb）是一种利用核裂变原理制成的核武器。
由美国最先研制成功的，具有非常强的破坏力与杀伤力，在爆炸的同时会放出强烈的核
辐射，危害生物组织。
原子弹原理
235U原子核的一种裂变过程
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原子弹是利用铀和鈈等较容易裂变的重原子核在核裂变瞬间可以发出巨大能量
的原理而发生爆炸的。
铀-235和钚-239此类重原子核在中子的轰击后，通常会分裂变成两个中等质量
的核，同时再放出2到3个中子和200兆电子伏的能量。在裂变中放出的中子，一些在
裂变系统中损耗了，而一些则继续进行重核裂变（继续轰击重原子核）反应，只要在每
一次的核裂变中所裂变出的中子数平均多余一个（即中子的增值系数大于1），那么核
裂变即可以继续进行，一次一次的反应后，裂变出的中子总数以指数形式增长，而产生
的能量也随之剧增。如果不加控制，最终，这个裂变系统会变为一个距离的链式裂变反
应。
在此类重核裂变反应中，系统可以在极短的时间内释放出大量的能量。当“下
一代”中子数定位两个时，在不到一微秒的时间内，一千克的铀或鈈中会有2.5×1024
个原子核发生裂变反应，而就在这不到一微秒的时间内，此反应所产生出能量相当于2
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万吨TNT当量（指核爆炸时所释放的能量相当于多少吨TNT炸药爆炸所释放的能量）。这也
是原子弹那极具破坏性威力的来源。
而在原子弹的实际使用及爆炸中，需要提高爆炸的威力，为了利用“快中子裂
变体系”，需要使用高浓度的裂变物质作为装药，同时装药量必须远远超过临界质量，
使得中子的增值系数远远大于一。
原子弹的破坏效应
原子弹的破坏力和杀伤破坏方式主要有光辐射、冲击波、早期核辐射、电磁脉
冲及放射性沾染等。
1、光辐射
在原子弹引爆后，核爆过程会释放出强烈的辐射光。1枚当量在2万吨左右TNT
当量的原子弹在当空爆炸后，距离爆炸核心7000米的地方人会受到比阳光强13倍的光
辐射的照射。而在2800米范围内，光辐射会使人迅速致盲，且皮肤会因为光辐射照射
而大面积灼伤溃烂，一些物体也会燃烧。
2、冲击波
原子弹爆炸后，核爆会产生出一种巨大的气流超压。一枚三万吨当量的原子弹
爆炸后，在离爆炸核心800米处，冲击波会以200米每秒的速度席卷一切。
3、早期核辐射
在原子弹最初起爆的几十秒中内，核爆会释放出中子流和γ射线。一枚两万吨
当量的原子弹爆炸时，离它1100米以内的人员单位会受到射线和中子流的极度杀伤。
4、电磁脉冲
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原子弹爆炸所造成的核爆会制造出电磁脉冲，而电磁脉冲的电场强度可达1万
至10万伏，完全可以摧毁起爆点周围的一切电子设备。
5、放射性沾染（放射性落下灰）
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