정치
핵무기과학, 시각화
시각화: 핵무기 작동 방식
1945년, 세계 최초의 핵무기가 미국 뉴멕시코의 삼위일체 시험장에서 폭발하여 원자시대의 시작을 알렸습니다.
그 이후로, 글로벌 원자력 비축 지정학적 긴장이 고조되면 핵 종말에 대한 생각은 당연히 광범위한 우려를 야기한다.
그러나 그들의 치명적인 큰 효과에도 불구하고, 핵무기가 어떻게 작동하는지에 대한 과학은 원자적으로 작습니다.
핵무기의 원자과학
모든 물질은 양성자, 전자 및 중성자 등 세 입자의 다른 조합을 호스팅하는 원자로 구성됩니다. 핵무기는 양성자와 중성자의 상호 작용을 활용하여 폭발적인 연쇄 반응을 만들어 내도록 작용합니다.
모든 원자의 중심에는 밀접하게 결합된 양성자와 중성자로 구성된 핵이라고 하는 코어가 있습니다. 양성자의 수는 주기적인 표의 각 요소에 고유하지만 중성자의 수는 다를 수 있습니다. 그 결과 동위원소라고 하는 일부 원소의 여러 "종"이 있습니다.
예를 들어, 여기에 몇 가지 동위 원소의 우라늄:
- 우라늄-238: 양성자 92개, 중성자 146개
- 우라늄-235: 양성자 92개, 중성자 143명
- 우라늄-234: 양성자 92개, 중성자 142개
이 동위원소는 안정되거나 불안정할 수 있습니다. 안정적인 동위원소에는 상대적으로 정적이거나 변하지 않는 수의 중성자가 있습니다. 그러나 때 화학 원소 중성자가 너무 많고 불안정하거나 분열이 됩니다.
핵 분열 동위원소가 안정되려고 할 때, 그들은 과도한 중성자와 에너지를 흘린다. 이 에너지는 핵무기가 폭발하는 곳입니다.
핵무기에는 두 가지 유형이 있습니다.
- 원자 폭탄: 이들은 우라늄 또는 플루토늄을 사용하여 폭발을 일으키기 위해 여러 핵분열 반응의 도미노 효과에 의존합니다.
- 수소 폭탄: 이들은 우라늄 이나 플루토늄을 사용 하 여 핵 분열과 융합의 조합에 의존, 수소의 동위 원소 같은 가벼운 원소의 도움으로.
그렇다면 핵분열과 융합 반응의 차이점은 정확히 무엇일까요?
원자 분할: 핵 분열
핵분열- 원자로에서 사용하는 공정- 큰 생산 에너지의 양 무거운 불안정한 원자를 두 개의 작은 원자로 분해하여 핵 연쇄 반응을 시작하십시오.
중성자가 우라늄-235와 같은 핵분열 원자의 핵으로 발사되면 우라늄 원자는 더 많은 중성자와 에너지 외에도 "핵분열 파편"으로 알려진 두 개의 작은 원자로 나뉩니다. 이러한 과잉 중성자는 다른 우라늄-235 원자의 핵을 타격하여 자립 연쇄 반응을 시작하여 원자 폭발을 초래할 수 있습니다.
원자폭탄은 핵분열을 사용하지만, 핵분열 연쇄 반응은 초임계 질량으로 알려진 우라늄-235와 같은 핵분열 물질의 특정 양을 필요로 한다는 점에 유의해야 한다.
원자 병합: 핵 융합
수소 폭탄은 핵분열과 융합의 조합을 사용하며 핵융합은 핵분열 반응을 증폭하여 원자폭탄보다 훨씬 강력한 폭발을 일으킨다.
융합은 본질적으로 핵분열의 반대이며, 무거운 원자를 작은 원자로 나누는 대신 두 개의 원자를 모아 세 번째 불안정한 원자를 형성함으로써 작동합니다. 또한 연료를 공급하는 동일한 프로세스이기도 합니다. 태양.
핵융합은 주로 수소의 두 동위원소와 같은 가벼운 원소의 동위원소에 의존한다. 강렬한 열과 압력을 받을 때, 이 두 원자는 에너지와 중성자를 방출하는 매우 불안정한 헬륨 동위원소를 형성하기 위해 함께 융합합니다.
방출 된 중성자는 우라늄-235와 같은 무거운 원자의 핵 분열 반응에 연료를 공급하여 폭발성 연쇄 반응을 일으킵니다.
원자폭탄과 수소폭탄 비교 방법
수소 폭탄은 얼마나 강력하며 원자폭탄과 어떻게 비교합니까?
폭탄형에너지 생산 (TNT의 킬로톤)| 리틀 보이 | 원자 | 15kt |
| 뚱뚱한 남자 | 원자 | 21kt |
| 캐슬 브라보 | 수소 | 15,000kt |
| 차르 봄바 | 수소 | 51,000kt |
폭탄 어린 소년과 뚱뚱한 남자는 1945 년 히로시마와 나가사키의 원자 폭탄에 사용되어 차 세계 대전을 파괴적 인 종식시 가져왔습니다. 이 폭격의 규모는 당시 타의 추종을 불허했다. 그러나 이를 수소 폭탄과 비교하면 핵무기가 얼마나 강력한지 보여줍니다.
캐슬 브라보는 미국의 코드네임이었다' 사상 최대 규모 15,000킬로톤의 수율을 생산하는 수소 폭탄인 핵무기 실험으로 리틀 보이보다 1,000배 더 강력합니다. 게다가 피지 근처 마셜 제도에서 일어난 폭발로 인한 방사성 흔적은 호주, 인도, 일본, 미국, 유럽에서 발견되었습니다.
7년 후, 소련은 세계에서 가장 강력한 핵무기인 차르 봄바(Tsar Bomba)를 시험했다. 이 폭발로 51,000킬로톤의 폭발 에너지가 발생했으며, 파괴적인 반경은 약 60km에 달했습니다.
하나의 핵무기가 얼마나 손상될 수 있는지를 감안할 때, 특히 13,000개 이상의 탄두에 앉아 있는 세계의 핵무기가 완전히 소멸될 까봐 두려워하지 않고 실제 핵 충돌의 결과를 상상하기는 어렵습니다.
핵무기과학, 시각화 (visualcapitalist.com)
The Science of Nuclear Weapons, Visualized
Nuclear weapons have devastating effects, but the science of how they work is atomically small. So, how do nuclear weapons work?
www.visualcapitalist.com
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