第706章 盘古计划提速!美国人要三年!我只(4 / 7)

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  甚至已经开始利用其发电了。
  接着上场的是钱五师。
  “计算部已经成功计算出铀235的临界质量。”
  “如图所示,想要保证链式反应的正常进行,那么就必须保证中子始终是多余的。”
  “每一次产生的3个中子,不能被损耗掉,而是继续参与下一次反应。”
  “最主要的损耗就是中子直接跑到材料的外面去。”
  “材料的体积越大,中子跑出去的时间就越长,就越可能发生核反应。”
  “相反,若是体积越小,则发生核反应的概率越低。”
  “这就是临界质量的理论基础。”
  “所以,计算临界质量就变成一个概率问题。”
  “即:一个中子从半径为r的球形铀235材料跑出来的过程中,撞击铀235原子核并发生核反应的概率有多大。”
  “众所周知,原子内部是非常空旷的,而中子又非常小。”
  “所以,中子需要移动很长一段距离才能碰到一个原子核。”
  “而这个【距离】就取决于中子和铀235原子核的【碰撞截面】。”(674章有碰撞截面的解释)
  “这个值是没办法算出来的,必须通过核反应堆多次做实验测量。”
  “而且与铀235的浓度、材料形状的参数都有关系。”
  “在这里,我以90%丰度的完美球形铀235材料为例。”
  “通过反复实验,我们计算出这个距离是8.4厘米。”
  “也就是说,如果球形铀235的半径小于8.4厘米,那么中子将直接跑出材料范围,不会发生任何核反应。”
  “所以,8.4厘米就是铀235的临界半径。”
  “铀235的密度是19.1g/cm,临界体积根据4πr/3计算可得为2482.7cm。”
  “因此,铀235的临界质量就是47.4kg。”
  哗!
  众人皆是震撼不已。
  钱五师果然不愧是力学大佬,这计算能力简直牛逼至极。
  其中的各种偏微分方程看的让人头疼。
  他的分析其实就解释了为什么设计原子弹需要核反应堆了。
  因为很多数据不是通过理论计算得出,而是必须通过实验获得,比如中子的碰撞截面。
  如果没有可控的核反应堆,根本没有人敢进行实验。
  所以,曼哈顿计划中,是费米的反应堆先行。 ↑返回顶部↑

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