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是否能通过把原子弹包在很厚的铁皮里来防止原子弹爆炸?需要多厚?

  阻止原子弹爆炸是肯定不行的,因为只要核装药达到了临界质量就肯定会发生裂变反应,也就是说原子弹肯定是会爆炸,这跟铁皮的厚度无关,题目想要问的应该是多厚的铁就能不被原子弹给炸坏吧,这个真不好说,原子弹的当量有大有小,但是不会大到哪里去,我们就以广岛的"小男孩"原子弹为例吧,其实只要厚度足够,连空气都能阻挡原子弹爆炸好吧,比如上百公里厚的空气,又或者你现在往Tokyo来一发原子弹,我站在神州大地上绝对是毫发无损!还有个例子就是防爆桶,这玩意硬抗普通的炸药爆炸是完全没问题的,你要是把这个防爆桶按比例放大个百万倍,也许硬抗一发原子弹也不是问题!
  回到正题,我们先做个假设:如果能造一颗很厚的铁球(具体厚度待会再算,反正肯定不会小,其实凭我们现在的技术,连这样的匀质铁球都造不出来,能造出来已经是天顶星科技了),再把原子弹包在里面,那么这个铁球需要多厚才能不被原子弹炸烂呢?首先,原子弹被包在里面,我是默认没有空气的,也就是说,核爆的时候,高温会把内部的一小部分铁直接升华成气态(这里我其实不太清楚,在极高温的时候,铁理论上能直接升华吧,还是会先熔化,然后再汽化?),这些"气态的金属"理论上能产生冲击波,但是不会有多大影响,里面的情况应该大概是这样的:
  爆心附近的部分钢铁会直接被升华成气态,距离较远的部分钢铁会融化成液态,但是随着时间的推移,热量会向整个铁球传导,铁球的热量又会慢慢向空气传导,也就是会慢慢冷却,最终气态的钢铁会液化成液态,液态的最终仍然会凝固成固态,最终还是呈现铁球状态,整体外形上的变化可能不大,有变化的应该是铁球内部,那么需要多厚的铁球才会出现上面描述的情况呢?现在我们来大概计算一下,首先:
  铁的比热容:460J/(kg·℃);
  铁的熔点:1538℃;
  铁的沸点:2750℃;
  铁的密度:7.86g/cm³;
  "小男孩"原子弹释放的能量(取1.5万吨TNT):6.258x10^13;
  因此,通过计算,"小男孩"原子弹在常温下(取25℃)理论上能让约5万吨的钢铁成气态,换成铁球的体积6361立方米,即半径为11.5米,如果仅仅是让9万吨的铁融化,那么换成铁球的体积为11450立方米,即半径为14米,当然了,这个数值是理论上的,实际上不可能升化也不可能汽化那么多的铁,总之,为了保险起见,你弄个半径一公里的铁球是绝对稳的了!
  答:题目表述有问题!首先,无论多厚的铁板,都是无法防止(阻止)原子弹爆炸的;只是看原子弹爆炸后产生的能量,需要用多厚的铁板才能阻止能量对外扩散而已。
  原子弹爆炸不同于普通的炮仗,炮仗引爆需要助燃物比如氧气,而且炮仗释放的能量有限,不足以把包裹它的铁融化掉,所以我们会觉得一定厚的铁板可以阻止炮仗爆炸,使之变成"哑炮"。
  但是原子弹不一样,原子弹内部进行的是核裂变,最初由一颗普通炸弹进行引爆(内爆式),普通炸弹都是自带助燃物的。
  如果原子弹被厚厚的铁板包围,那么普通炸弹爆炸后产生的压力和温度,将会比在空气中引爆更高,这时候核裂变反应的速度更快。
  体现为原子弹爆炸的时间,比在空气中爆炸的时间更短,产生的威力更大。
  然后释放巨大的能量并产生极高的温度,融化甚至气化掉周围的铁板,如果铁板厚度足够,最终会在中间形成一团熔融的铁水,而整块铁板都会伴随着剧烈的震动。
  对于其中铁水量,我们可以粗略估计一下:
  (1)广岛原子弹释放的总能量大约是8.4*10^13J;
  (2)铁的比热容为0.46*10^3J/(kg·℃);
  (3)铁的融化潜热约450 kJ/kg;
  (4)铁的密度7.85g/cm^3;
  于是,广岛原子弹释放的总能量,足以融化掉7.3万吨的铁,7.3万吨铁球的直径大约是26米。
  这当然不是说26米厚的铁板能挡住原子弹,因为原子弹爆炸时,会有约50%的能量以冲击波的形式散开,冲击波会造成数百米乃至数千米范围内的铁板挤压变形,再转化为热能。
  然后还有45%的能量转化为热辐射,剩下5%的能量转化为粒子辐射,最终能量都会被厚厚的铁板吸收。
  其实,类似的爆炸,在实际中也有进行,比如有核国家进行的地下核试验,不就相当于用大地来代替铁板,核弹的大部分能量会以冲击波的形式释放,并引发一定程度的小型"地震"。
  好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!
  把原子弹包在很厚的铁皮里来防止原子弹爆炸,在理论上是完全可行的。我们来进行简单的计算就知道了嘛。
  先计算一千克YNT能够炸毁的铁板厚度。一公斤TNT爆炸可产生420万焦耳的能量,爆炸的话估计可以炸毁一栋三层楼高的房子,也就是冲破2层混凝土板(二层地板和三层地板),混凝土强度大约是1.2N/mm2,钢板的强度按200N/mm2计算,165倍于混凝土。我们按混凝土板的厚度是330毫米计算,2层板就是660毫米,相当于4毫米厚的钢板。这样,我们就可以继续计算一枚原子弹的TNT当量了。
  广岛原子弹当量是1500万千克,乘以4毫米,就是6000万毫米,也就是6万米厚的钢板做的大罐子可能让广岛原子弹在里面爆炸没有任何伤害。但是,60公里厚的钢板要是做出来,难度太大,换了我我宁可挨原子弹的炸,也不去做这么厚的钢板,我没钱做呀。
  因此,把原子弹包在很厚的铁皮里来防止原子弹爆炸,只存在于理论上。这就像是阿基米德曾说过:"给我一个支点,我就能撬起整个地球"那样的空想浪漫主义的人,在家里玩科学那样,没有实际的意义。如果给我一个支点,我不去撬起整个地球,我只需要撬起我的生活就可以了。但是,这个推理也不是完全没有意义,至少让我知道了原子弹的威力实在是太可怕了,最好不要惹拥有原子弹那8个国家,包括印度,如果把印度惹急毛了,他给我一颗原子弹,我可是受不了呀!
  能否通过铁包裹原子弹使它爆炸不了,这当然是可以的,毕竟大力出奇迹,别说原子弹了,只要铁够多,就是连太阳都能给灭掉,就像太阳还去看氢元素和氦元素进行聚变和氦聚变的,在核聚变中,原子会不断的变重,不断产生新元素。
  等它生成铁元素的时候,那么因为铁元素无法继续增加其原子序数,所以说只要铁够多的话,连太阳的核反应的终止,何况一个小小的原子弹了,并且如果铁元素积累到了一定的情况的话,那么太阳将膨胀变为红巨星,
  同时推离大量的铁元素。所以说他能再生存一回,人,但是他依旧会生产大量的铁元素。所以到最后太阳毁灭了。
  至于厚度嘛也没多厚,无非就是三四十辆卡车连到一块的长度而已,那绝对够了。
  那它在宇宙中爆炸怎么没有把宇宙给炸坏了呢?
  把原子弹包在很厚的铁皮里来防止原子弹爆炸,在理论上是完全可行的。我们来进行简单的计算就知道了嘛。
  先计算一千克YNT能够炸毁的铁板厚度。一公斤TNT爆炸可产生420万焦耳的能量,爆炸的话估计可以炸毁一栋三层楼高的房子,也就是冲破2层混凝土板(二层地板和三层地板),混凝土强度大约是1.2N/mm2,钢板的强度按200N/mm2计算,165倍于混凝土。我们按混凝土板的厚度是330毫米计算,2层板就是660毫米,相当于4毫米厚的钢板。这样,我们就可以继续计算一枚原子弹的TNT当量了。
  广岛原子弹当量是1500万千克,乘以4毫米,就是6000万毫米,也就是6万米厚的钢板做的大罐子可能让广岛原子弹在里面爆炸没有任何伤害。但是,60公里厚的钢板要是做出来,难度太大,换了我我宁可挨原子弹的炸,也不去做这么厚的钢板,我没钱做呀。
  因此,把原子弹包在很厚的铁皮里来防止原子弹爆炸,只存在于理论上。这就像是阿基米德曾说过:"给我一个支点,我就能撬起整个地球"那样的空想浪漫主义的人,在家里玩科学那样,没有实际的意义。如果给我一个支点,我不去撬起整个地球,我只需要撬起我的生活就可以了。
  但是,这个推理也不是完全没有意义,至少让我知道了原子弹的威力实在是太可怕了,最好不要惹拥有原子弹那8个国家,包括印度,如果把印度惹急毛了,他给我一颗原子弹,我可是受不了呀!
  谢邀,这件事还的确有人算过。
  是不是闲得没事干呢?也不是。主要计算吧这些数据是为了设计核弹掩体。
  对于重要的军事设施,是要能抵抗一定数量级的核弹直接打击的!
  例如——弹道导弹发射井或者是地下掩体。
  简单的说下现在弹道导弹发射井,导弹发射井美国和苏联其实有不同的设计思路。苏联设计弹道导弹发射井的时候着重于结构性的抗打击能力。一个弹道导弹发射井可以扛住一枚100万吨级别的核弹在100米以内距离爆炸的伤害,并且可以在一小时内射出导弹进行还击。
  而美国的弹道导弹发射井则注重整体的面防护,整体上发射井表面都经过加固,可以扛住15-20兆帕的压力打击。这就相当于一枚300万吨当量的核弹必须有50米以上的精度在100米左右的高度爆炸才可以摧毁一个发射井。
  对于苏联冷战期间的导弹技术来说,挺难的。难点倒不是在爆炸当量上,而是在起爆时机上。距离地面100米起爆,要求定高起爆装置的时间精度需要在0.01秒级别的范畴上。当年苏联还真的做不到。
  在研究这些发射井以及地下基地大门的过程中就要论证材料在核弹爆轰烧蚀过程中的承受能力。
  这里就需要知道核弹爆炸后各种材料的反应状态。在爆心的位置上虽然可以产生高温高压,但爆心位置的高温高压仅仅是一个点的温度和压力,扩散开来的压力和温度都会急剧下降。在一枚核弹爆炸的火球边缘其实温度就已经降低到3000度以内了。前面提到了300万吨核弹,火球的边缘在爆点的2公里之外。
  然而对于超压来说,巨大的3000psi超压来说仅仅存在于爆点的490米距离上。如果要确切的计算就需要建立一个特别复杂的数学模型,但从工程上来说有一个速算公式,可以帮忙
  T=2.72*M/C
  T是厚度单位厘米,M是吨当量,C是材料系数
  在100米范围内开放核爆炸中铁的材料系数是5160,这就可以计算出,大约5.27米厚度的匀质量铁材料可以阻挡住100米距离上的100万吨核弹爆炸。
  所以简单的说,如果做一个厚度是5.27米直径100米的空心铁球,在里面放一枚100万吨级的核弹爆炸,理论上是炸不出来的。
  当然了这是开放环境,没有束缚核弹爆炸的能量发散。
  然而更有意思的是,如果这些东西紧贴着核弹(完全封闭环境),讲核弹完整的包裹起来,这里就会出现内部的铁等离子化的问题了。
  核弹在爆炸过程中会释放巨量的热量,但是由于爆炸过程中只有热了没有充分的介质传递热量,就会在爆心将周围的加热到等离子体状态。
  段子就来了——如果让摩尔的铁水汽化,那么需要的能量是349.6千焦,但是如果让一摩尔的铁形成等离子体,那么一共需要 101841.4千焦。而且铁的电离是逐步的递增的,由I1一直到I10分别为(单位千焦):
  762.5,1561.9,2957,5290,7240,9560,12,060,14,580,22,540,25,290
  这么大的吸热量在这里,也就是如果外界物质量超过了核弹爆炸的总功率,的一个阈值,那么最后是爆都不会爆的。
  100万吨TNT当量一共是:4.184E15焦耳。在封闭状态下可以让大约23万吨铁充分离子化。那么我们唯一要计算的就是铁球的半径了,23万吨铁,体积大约是29224立方米,如果换算半径 29224立方米的球体应该是19米多一点 。
  貌似是中学几何公式吧?
  所以理论上用超过19米多一点厚度的纯铁包裹着一枚100万吨级的核弹,在核弹爆炸后,我们可以看到一个炽热的等离子球。
  然后这个球体会慢慢的降温化成铁水,但周围不会产生超速的冲击波,这枚核弹宏观上会很安静。
  1、原子弹的爆炸基础是核反应,核反应启动后是无法通过厚铁皮包裹束缚而停止的,因此无法用铁皮包裹束缚来使得原子弹"哑火"。
  原子弹原理是这样的:
  原子弹自发明以来有两种模型:枪型和内爆型。
  不管是枪型还是内爆型,内部的核原料均为铀235或者钚239,在备用状态时,燃料均处于次临界状态。
  铀235或者钚239在次临界状态时中子可以裂变增殖,即次临界增殖,但无法发生链式裂变反应的,也就是裂变反应无法剧烈的增殖下去。
  原子弹爆炸时,信管先被点燃后,普通炸药被点燃,推动次临界的核燃料聚在一起,达到临界状态,中子源此时点火即发生爆炸。
  图释:枪式原子弹原理图
  图释:内爆式原子弹原理图2、原子弹的威力是可以通过铁皮来减弱甚至是完全消除的。
  原子弹的危害主要有冲击波、早期辐射、放射性污染、电磁辐射等,一旦发生爆炸,这些将随之而来。
  1945年在日本广岛投放的小男孩爆炸当量约是1.5万吨TNT当量,杀伤半径约2公里,当时采用空爆的方式,爆炸高度距离地面约550米,事后距离地面爆炸中心300米处有一个女子活了下来,原因是她躲在了一个钢筋混凝土墙体后面,也就是说空气和混凝土墙减弱了原子弹的威力,如果采用铁皮防护将更能减弱原子弹的威力。
  综上,采用铁皮包裹来防止原子弹爆炸是不现实的,但原子弹爆炸时可以通过铁皮来防护。
  今天的科普就到这里了,更多科普欢迎关注本号!
  呃,这么无聊的问题为什么会推给我?还是说说个人看法,核爆炸是不可阻止的,只要达到临界质量核裂变也就是核爆炸必然发生但参考一下地下核试验,理论上包裹核弹限制威力外泄是可行的。至于要多厚的铁,我不会解算,就算会也不会无聊到真的去算。
  那有点太难了,要知道原子弹爆炸产生的热量非常大,内能非常高,几百万度的高温会让铁瞬间汽化,汽化吸热,直到把这些热量全部吸收为止,这个就得看原子弹爆炸当量是多大,然后根据每公斤TNT炸药释放的能量来计算出原子弹释放的能量是多大,再根据没公斤铁汽化所需要吸收的热量是多少,这样才能计算出需要多厚的铁皮。

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