第七十四章 链式反应和临界体积

    引爆核武器的技术要求，非常高。

    为了澄清引爆的细节问题，必须要引入链式反应和临界体积的概念。

    我们通常讲的炸弹爆炸，指的一般都是化学反应，也就是分子间的化学变化，通过分子键的断裂与结合，所进行的化学能转变成为热能和机械能的过程。这个过程可以很缓慢：比如自热方便面，利用内置的加热带可以把泡面加热；也可以很剧烈：比如常见的打火机点燃，就是一种剧烈的氧化还原反应；当然，也可以更加剧烈：比如在密闭环境下发生，反应速度更快，这就是我们通常说的爆炸。

    从最古老的黑火药，到上世纪的T*N*T，再到现在所谓的各种高爆炸药，以及最新式的各种特殊炸弹……虽然爆炸强度，杀伤力，控制能力有了天翻地覆的变化，但都是化学反应，都是分子键的断裂与结合所导致的能量释放过程。

    他们没有本质上的不同，不会从原子结构上改变物质。

    就好像氢气和氧气燃烧之后会生成水；水在电解之后也会生成氢气和氧气。化学反应的特点是可逆，只是需要能量的有多有少。

    化学反应就是如此。

    但是核反应则不同。

    核反应是一种物理变化。

    在核反应这种变化当中，原子的种类将发生改变。

    比如核裂变反应，微观上讲，“铀 中子=钡 氪 中子*2 巨大能量”。而铀元素也就变成了钡元素和氪元素（钡元素，就是你做胃肠道检查的时候医生让你喝的那个满嘴渣子的东西，那玩意叫硫酸钡，通过硫酸钡可以看清你的肠子发生了什么病变；而氪这个东西，是惰性气体，不与任何元素发生反应，但是广泛用在霓虹灯当中，你在马路上看到的各种五颜六色的灯管里，就有这个东西，是发光二极管中阴极射线击打在惰性气体元素上产生的特有反应，当然了，还有一个“超人”来自氪星球，这个你们肯定知道）

    接着说核裂变产生的能量，这个巨大能量到底有多大呢？我们可以用爱因斯坦发现的著名的质能公式E=MC^2来算一下。

    好吧，虽然霍金曾经说，每在书中写一个公式，书的订阅都要减半，而我现在已经写了一个核裂变反应方程式和一个质能转换方程式，所以似乎订阅量要减到四分之一？

    希望霍金的这个“公式 1，订阅减半”的公式能被我推翻，但心情还是很忐忑呜呜呜。额……说到哪了？继续算公式算能量。而且这个东西真的不好算啊，你们要相信我一定不是水字数，没有作家会用算这个东西水字数的！真的很难算的！很麻烦的！

    嗯，还是算出来了，经过一些列特别麻烦的单位变换，算出这个巨大能量是4.3*10^6电子伏特。

    那么如何直观的理解电子伏特这个概念呢？电子伏特指的就是一个电子经过1伏特的电位差加速之后所获得的动能……好了我不解释了。我知道你们都不会看这个的。我还是说人话。

    总之这个能量是十分巨大的。

    这是一句人话，也是一句废话。

    咳咳，那么这个能量巨大到什么程度呢？

    比如想提供一个城市的发电量，比如每天需要烧2000吨煤，那么如果换成烧核燃料，只需要一千克就足够了。

    也就是说，核燃料和普通化石燃料的能量释放比率，达到了惊人的2000000:1！

    Ok。

    发现了这个震惊事实的科学家们，没错，主要说的就是发现上面那两个公式的科学家们，比如爱因斯坦呀、费米呀、奥本海默呀你们经常听的这些科学家，决定用这种超高的能量释放比率来制造炸弹。

    如果是温和的反应，那就是核电站。

    如果是剧烈的反应，那就是核爆炸了。

    中间的差别，是什么呢？

    换句话说，怎样确定一个核反应是温和的，还是剧烈的呢？

    这下，就要说到我们本章的题目：链式反应和临界体积。

    回到我们上面的那个公式，我们可以看到，这个公式当中左边是有一个中子的。而等式的右边呢，有两个中子！（回到上面看公式！）

    给一个，蹦出俩！

    这很恐怖的！

    想象一下，这大概类似于你在一个与世隔绝的孤岛上放了一对兔子（一只雌的一只雄的），然后过了十年，再来到岛上去看。你会发现岛上全是兔子了！他们通过近亲结婚和***，产生了无数的兔子，一个生俩俩生四个四个生八个……

    于是，链式反应发生了。

    原子核级别的链式反应，和兔子不同的地方在于，速度更快。1变2，2变4，4变8的速度达到了飞秒级别（10^-15秒），很多铀原子堆放在一起，只要环境中随随便便过来一个中子，或者给出一个固定的中子源比如锎、镭等元素，就可以引起极为快速的链式反应，于是所有的铀原子就同时爆炸了！于是，核弹也爆炸了！