什麼是原子彈？它的類型、發明及其運作方式

我們解釋什麼是原子彈、它的類型、發明及其運作方式。還有廣島和長崎原子彈。

引爆時，原子彈會產生蘑菇雲煙霧。

什麼是原子彈？

原子彈，也稱為核武器，是一種基於核鍊式反應的爆炸裝置。與所有此類武器一樣，它僅用於戰爭目的。

這些類型的炸彈是人類發明的最具破壞性和致命性的裝置。它們被歸類為大規模殺傷性武器，其使用如今受到嚴格的國際公約和議定書的約束。

原子彈的破壞能力和製造材料各不相同，其內部會發生非常劇烈的放熱反應，但當它爆炸時，通常會產生巨大的蘑菇狀煙霧，非常容易辨認。

歷史上只有兩顆原子彈投向民用目標。從死亡、破壞和殘留影響來看，其結果是災難性的。

後者是因為這類炸彈不僅產生即時影響，而且還會將不穩定的原子元素（即放射性物質）散佈到各處。因此，由於放射性中毒，它們永久地改變了周圍生物的生物化學。

根據其組成和操作方式，原子彈可分為以下類型：

• 鈾彈。第一種原子彈是在第二次世界大戰期間發明的，由一種稱為鈾 (U) 的化學元素 （例如 U 235 ）的裂變同位素（即可透過特定物理程序分解）組成。投放在廣島和長崎的炸彈就是這種類型，相當於數百噸TNT炸藥同時爆炸。

• 鈽彈。這種版本的炸彈採用了比鈾炸彈更複雜的設計，使用了網球大小的鈽 (Pu)，周圍是威力強大的塑膠炸藥，引爆時，將金屬壓縮到大理石大小，從而產生不受控制的核裂變反應，摧毀周圍的一切並釋放大量的電離輻射。

• 氫彈。也稱為氫彈、聚變炸彈或熱核炸彈，它與其他炸彈的不同之處在於它使用相反的物理原理：它不是裂變重元素，而是聚變氫（H）等輕元素。為此，需要具有該元素的特定同位素，例如氘（2H）或氚（3H ），它們受到較小原子裂變彈的初始能量的作用，從而產生鍊式反應。。使用這種炸彈，可以瞬間達到太陽核心的高溫。（1500萬攝氏度）。

• 中子彈。中子彈，稱為N彈或增強型直接輻射彈，是由相同的H彈或氫彈衍生而來，促進較低的初始裂變反應（初級反應）和更大的元素融合（次級反應）。這使得炸彈產生的物理破壞力較低，但在短時間內的放射性比最強大的氫彈高出七倍。這意味著它對生靈的殺傷力要大得多。

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原子彈是如何運作的？

原子彈受原子反應原理的控制，即受有關原子核行為的物理定律的控制。

它的一般意義是引發連鎖反應，影響可燃材料的所有原子，從而在短短幾秒鐘內釋放出巨大的能量，這是一個原子轉變為另一個原子的產物。

這可以透過兩種方式發生，我們在開始時已經提到過：

• 核裂變。簡而言之，它打破了原子核，尤其是重物質的原子核，它們擁有大量充滿能量的原子核。這是透過用自由中子轟擊它們來實現的，以破壞核成分的穩定性並促進原子核的分解，產生不穩定的原子，開始漫長的衰變過程，直到它們成為穩定的元素，例如鉛。

• 核融合。在這種情況下，我們討論的是與裂變相反的過程，因此裂變包括兩個原子核的結合，由兩個輕元素形成一個更大、更重的新原子核。這個過程釋放的能量比裂變多得多，與恆星內部發生的情況相同，從這個角度來看，恆星內部發生了巨大的核爆。然而，應該指出的是，無論是在炸彈還是在原子反應器中，核融合都沒有以與裂變相同的能力進行管理，因此聚變炸彈實際上是裂變/聚變炸彈，因為它們需要初始爆炸作為觸發融合。

無論如何，原子彈依賴鍊式反應，其中一個原子發生反應並釋放能量和鬆散的中子，這些中子可以使鄰近的原子發生反應，從而重複該操作，並且質量越來越快。

原子彈是誰發明的？

羅伯特·奧本海默領導了曼哈頓計畫。

與人類許多其他偉大（和可怕）的發明一樣，原子彈沒有單一的作者，而是一系列不同努力和研究的結果。其中許多發生在第二次世界大戰（1939-1945）的框架內。

然而，兩位理論物理學家，一位德國人，一位美國人，經常被稱為其知識分子作者：阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein，1879-1955）和羅伯特·奧本海默（Robert Oppenheimer，1904-1967）。

愛因斯坦是一位著名的相對論物理學家，他於1905 年發表了狹義相對論，尤其是著名的 E = mc 2公式，即能量，為後來的原子彈奠定了理論基礎。

這個公式實現了將質量轉化為能量，並將能量轉化為質量的壯舉，這基本上就是核彈反應中發生的情況：原子“破碎”，其自身的一部分轉化為自由能。

20世紀後期，在納粹德國，不同的物理學家累積了他們對原子核的知識。其中包括物理學家尼爾斯·玻爾（Niels Bohr），他在理論上提出了核分裂；還有奧托·漢斯（Otto Hans）和莉斯·邁特納（Lise Meitner），他們開發了中子轟擊原子核的方法，試圖發現比鈾更重的元素。

這些科學家中的許多人因為是猶太人而必須逃離自己的國家。因此，這些知識傳到了美國，其他科學家，如恩里科·費米、理查德·費曼和約翰·馮·諾依曼也為所謂的曼哈頓計畫做出了貢獻：北美試圖在納粹之前研製出原子彈。

確切地說，Mahattan 計畫是由美國最有特權的科學頭腦之一領導的：羅伯特·奧本海默。它位於新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯沙漠，1945 年 7 月 16 日，人類歷史上第一顆原子彈在這裡爆炸，代號為gadget。

據說，奧本海默本人在看到他們所取得的成就後，想起了印度教聖書《薄伽梵歌》中的詩句：“現在我變成了死亡，世界的毀滅者。”

廣島和長崎的原子彈

在廣島，原爆圓頂作為紀念碑被保存在廢墟中。

唯一向平民投擲的原子彈是美國政府分別於 1945 年 8 月 6 日和 9 日投向日本廣島和長崎的原子彈。

這些綽號為「小男孩」和「胖子」的炸彈瞬間殺死了每個城市14萬至8萬人，其中15%至20%是由於放射性中毒，這也給人群留下了遺傳性基因後果。

這次轟炸的目的是迫使日本政府在德國和義大利盟友戰敗後無條件投降。

美國政府決定攻擊平民，以挽救生命，這意味著在太平洋前線與日本作戰，這對全世界來說已經是一場殘酷且代價高昂的戰爭。無論合理與否，美國是迄今唯一向敵方人口投放核武的國家。

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