小男孩與大肥佬

六十三年前的今天,即 1945 年 8 月 6 日,美軍在日本廣島 (Hiroshima) 投下一枚名為小男孩 (Little Boy) 的原子彈:

Little_boy

小男孩真的很小,只有 3 米長。它的引爆原理也很簡單,就是利用傳統炸藥,把兩塊略低於臨界質量 (critical mass) 的 U-235 (鈾-235)撞擊在一起。結合之後的 U-235 超出了臨界質量,造成連鎖的核裂變反應 (nuclear fission),從而釋放出巨大能量,造成破壞:
Gun-type_Nuclear_weapon

不過,據說小男孩的這種引爆方式效率很低。因為在撞擊的那一刻,大部份的鈾元素會在初次爆炸之後被彈開,使得只有接觸面上約 1% 的鈾元素會進行核裂變反應。雖然如此,處於爆炸火球之下的地方,溫度仍高達攝氏 4000 度,足以在瞬間把人體氣化。

在廣島市生靈塗炭的同時,其實美軍還準備了另一枚名為肥佬 (Fat Man) 的原子彈。三天之後的 1945 年 8 月 9 日,美軍在長崎 (Nagasaki) 投下了這枚原子彈。

肥佬的設計跟小男孩有很大不同:

Fat_man

肥佬之所以肥,是因為它使用了不同的引爆方式:

640px-Implosion_Nuclear_weapon.svg

肥佬並不使用鈾元素,而是使用稍重的 Pu-239 (鈈-239)。如圖所示,把所有鈈元素放在中間,然後在外層引爆傳統炸藥,利用向內的衝擊波把鈈元素壓縮至高於臨界密度,從而產生核裂變反應。

延伸閱讀:

Nuclear weapon design

Atomic bombings of Hiroshima and Nagasaki

YouTube 上有模擬廣島原爆的片段:

本網相關文章:

人類滅亡年表(舊文轉載)

全球核化--人類的宿命?

我在科學堂裡面使用的教材:

About the Author

3 thoughts on “小男孩與大肥佬

發表回覆

你的電郵地址並不會被公開。 必要欄位標記為 *