人类从矿石提炼成原子弹直到引爆所消耗的能量,和最终爆炸所释放的能量比,谁能量高一些?

这是一个奇怪的问题,前后可谓风马牛不相及,还是回答一下 。这好比你路边捡一块重1000g的黄金的价值与你弯腰捡起付出劳动价值相比,没有可比性及关联性 。最后还是告知你答案:原子弹爆炸释放的能量远大于前者,前者几乎可以忽略 。

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这是个很意思的问题 。原子弹的爆炸,是以高性能爆炸药为媒介,推动引发核裂变的一种物理变化,在实际制造时,都由较重的原子比如铀或钚,分裂成较轻的原子,根据爱因斯坦质能方程,在此过程中释放大量的能量 。原子弹释放能量的多少,一般是以当量来衡量的,1吨TNT当量相等于4.2兆焦耳 。比如1945年“大男陔”当量为2.2万吨,“小男孩”当量为1.25万吨 。换算成能量的话,都是非常巨大的数值,数量级达到万兆焦耳 。

人类从矿石提炼成原子弹直到引爆所消耗的能量,和最终爆炸所释放的能量比,谁能量高一些?

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在反应原理上,原子弹和我们目前核电站是一样的,都是利用核裂变产生能量 。不过,核电站所应用的材料要求,要远远低于原子弹,核电站通常所需的铀矿石,其中的铀235含量达到3%就可以了,而原子弹所需的铀235,其浓度必须要达到90%以上,因此在提纯时必须要使用大量的离心机,通过离心机实现铀浓缩的目的,而这些离心机长时间的运转,需要数年甚至数十年的时间,势必要消耗巨量的电能 。这是衡量原子弹爆炸和提炼材料两者能量高低至关重要的一个环节,如果不考虑原子弹爆炸时的能量损耗,那么爆炸产生的能量将会大于提取材料的能量 。

人类从矿石提炼成原子弹直到引爆所消耗的能量,和最终爆炸所释放的能量比,谁能量高一些?

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但是,原子弹爆炸时,由于生产工艺的不同,其能量损耗也不一样,这里有一个概念,就是能量利用效率,比如“小男孩”的能量重量比还不到2%,“大男孩”采用内爆式原子弹核装药方式,其能量重量比大大提升,但还不到20% 。如果考虑这种损耗,那么原子弹的能量输出势必要比提炼原材料时消耗的能量低 。

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【人类从矿石提炼成原子弹直到引爆所消耗的能量,和最终爆炸所释放的能量比,谁能量高一些?】原子弹的转化率不完全,能量释放不好计算,但是可以参考一下核电站,如果转换的能量小于提取的能量核电站还有什么意义 。

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