放射性與原子彈

關(guān)于放射性與原子彈中子的發(fā)現(xiàn)裂變與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)原子彈與氫彈的研制核能的和平利用第2頁,共43頁，2024年2月25日，星期天一、中子的發(fā)現(xiàn)1869元素周期律1885光譜線1895X射線1896天然放射性1920盧瑟福預(yù)言中子1930玻特

α粒子轟擊鈹中子（未認(rèn)出）第3頁,共43頁，2024年2月25日，星期天1931約里奧·居里夫婦未知射線+石蠟質(zhì)子（以為未知射線是γ射線）1932查德威克

《中子可能存在》Nature《中子的存在》英國皇家學(xué)會會刊

（巴斯德：機(jī)遇只偏愛有準(zhǔn)備的頭腦）第4頁,共43頁，2024年2月25日，星期天1935年諾貝爾物理學(xué)獎查德威克：中子的發(fā)現(xiàn)1935年諾貝爾化學(xué)獎約里奧夫婦：人工放射性（1934年完成）第5頁,共43頁，2024年2月25日，星期天二、裂變與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裂變的發(fā)現(xiàn)

1938約里奧夫婦中子+鈾鑭，……(z=92)(z=57)第6頁,共43頁，2024年2月25日，星期天第7頁,共43頁，2024年2月25日，星期天1939哈恩，斯特拉斯曼重復(fù)約里奧夫婦的實驗肯定產(chǎn)物是鑭與鋇

(z=57)(z=56)第8頁,共43頁，2024年2月25日，星期天第9頁,共43頁，2024年2月25日，星期天1939邁特納、弗里希認(rèn)為是裂變液滴模型第10頁,共43頁，2024年2月25日，星期天1947錢三強(qiáng)、何澤慧發(fā)現(xiàn)核的三分裂與四分裂第11頁,共43頁，2024年2月25日，星期天2、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

約里奧·居里

費米西納德重核：中子數(shù)>>質(zhì)子數(shù)輕核：中子數(shù)質(zhì)子數(shù)第12頁,共43頁，2024年2月25日，星期天第13頁,共43頁，2024年2月25日，星期天約里奧

1944法國科學(xué)院院長1946法國原子能委員會主席第14頁,共43頁，2024年2月25日，星期天原子核的結(jié)合能Z質(zhì)子數(shù)N中子數(shù)A原子量m原子核質(zhì)量第15頁,共43頁，2024年2月25日，星期天核子的平均結(jié)合能第16頁,共43頁，2024年2月25日，星期天第17頁,共43頁，2024年2月25日，星期天裂變與聚變均可產(chǎn)生核能第18頁,共43頁，2024年2月25日，星期天核力的傳播者——介子湯川秀樹虛介子以光速傳播核半徑r用測不準(zhǔn)關(guān)系可估出介子質(zhì)量約

第19頁,共43頁，2024年2月25日，星期天三、原子彈與氫彈的研制二戰(zhàn)爆發(fā)約里奧的建議費米、玻爾移居美國西拉德、泰勒、維格納拜訪愛因斯坦薩克斯轉(zhuǎn)交愛因斯坦的信（1941.12.6羅斯福啟動研制原子彈的工程，第二天珍珠島事件爆發(fā)）第20頁,共43頁，2024年2月25日，星期天總設(shè)計師奧本海默臨界質(zhì)量的測量——斯洛廷費曼第21頁,共43頁，2024年2月25日，星期天路徑積分量子化狄拉克費曼第22頁,共43頁，2024年2月25日，星期天第23頁,共43頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共43頁，2024年2月25日，星期天原子彈試爆與使用1945年7月１6日，新墨西哥州第25頁,共43頁，2024年2月25日，星期天1945年8月6日廣島鈾U235槍法Littleboy第26頁,共43頁，2024年2月25日，星期天1945年8月９日長崎钚Pu239

內(nèi)爆法第27頁,共43頁，2024年2月25日，星期天氫彈的研制泰勒第28頁,共43頁，2024年2月25日，星期天聚變原理：太陽能：氫彈：上億度高溫和高壓D:氘T：氚第29頁,共43頁，2024年2月25日，星期天中國決心制造原子彈錢三強(qiáng)、彭恒武、楊承宗、鄧稼先、周光召、黃祖洽、于敏……第30頁,共43頁，2024年2月25日，星期天第31頁,共43頁，2024年2月25日，星期天四、原子能的和平利用1、第一座反應(yīng)堆費米，1942.12.2下午3點45分芝加哥大學(xué)第32頁,共43頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共43頁，2024年2月25日，星期天“那個航海家已經(jīng)登上了新大陸”“當(dāng)?shù)鼐用衲?？”“十分友好”?4頁,共43頁，2024年2月25日，星期天原子彈是用快中子引起的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，鈾必須濃縮，1公斤鈾就可以制成原子彈反應(yīng)堆可以用天然鈾，但是要用慢中子，慢中子比快中子更容易引起裂變，要放慢化劑，防護(hù)層，體積龐大第35頁,共43頁，2024年2月25日，星期天第36頁,共43頁，2024年2月25日，星期天慢化劑：石墨，重水，水．控制棒：鎘燃料：鈾235快中子增殖堆：鈾238→钚239天然鈾中Ｕ238為主；U2350.73%第37頁,共43頁，2024年2月25日，星期天2、原子能發(fā)電站第一座核電站1954.6.27(蘇聯(lián))核電法國78%

美國20%

比利時，瑞典，韓國….

第38頁,共43頁，2024年2月25日，星期天3、可控?zé)岷朔磻?yīng)裂變原料有限，聚變能源取之不盡，一噸海水中有重水一百多克（重氫30克）1升海水中的氘用于聚變相當(dāng)于300升汽油。月球上豐富

比D，T好，生成物中沒有中子只有質(zhì)子，易于保護(hù)設(shè)備。

第39頁,共43頁，2024年2月25日，星期天困難：

聚變反應(yīng)需要上千萬度、上億度高溫。太陽中心1500萬度，氫彈需要原子彈引爆第40頁,共43頁，2024年2月25日，星期天可控?zé)岷朔磻?yīng)磁約束聚變?nèi)萜鳎捍艌觯ㄍ锌R克）點火：激光慣性約束聚變壓縮，加熱：激光點火第41頁,共43頁，2024年2月25日，星期天參考書：《物理