指導老師：蔡榮忠 1年11班 25號 張芯聆 27號 梁心瑜 35號 鄭凱心

Presentation on theme: "指導老師：蔡榮忠 1年11班 25號 張芯聆 27號 梁心瑜 35號 鄭凱心"— Presentation transcript:

1 指導老師：蔡榮忠 1年11班 25號 張芯聆 27號 梁心瑜 35號 鄭凱心
核子彈 指導老師：蔡榮忠 1年11班 25號 張芯聆 27號 梁心瑜 35號 鄭凱心

2 壹.主題動機 因為最近學校有一個人來跟我們講有關和平
的道理，他希望不要再有世界大戰的發生，而第二次世界大戰美國在日本的廣島和長崎投下了原子彈，使得很多人因此而生亡，也有許多人因為原子彈留下來的副作用得到了血癌，現在很多的國家都在研究核子彈，核子彈的威力是原子彈的40萬倍，所以要是發生了第三次世界大戰的話，說不部定會有國家被毀滅，還有可能是全世界呢！

3 貳.研究目的 什麼是核子彈? 核子彈的構造.種類 使用核子彈會造成怎樣的後果呢？ 核子彈與原子彈的差別 如何控制這種鏈式反應呢？

4 參.研究內容 核子彈：核子彈（Nuclear Bomb）則有兩類，一類與原子彈一樣透過鈾（uranium ）或鈽（plutonium）原子分裂（Fission）瞬間所產生的巨大的震爆造成人員的死亡與建築物的倒塌。 另一類核子彈又稱為「氫彈」（Hydor Bombs），或熱核子炸彈（thermonuclear bombs）。其爆炸時先透過原子彈引爆，瞬間所引發高熱度的造成熱融合（Fussion），產生比原子彈爆炸更大的震爆與熱量，摧毀周遭的一切。 原子彈：屬於核彈的一種, 原子彈（Atomic Bomb）是利用鈾（uranium ）或鈽（plutonium）原子分裂（Fission）瞬間所產生的巨大的震爆造成人員的死亡與建築物的倒塌。

5 核子彈的構造 1.核子彈頭：核裝料(nuclear payload)、電源、保險部份(避免意外)、程序控制部份、引信及引爆裝置(主要是特殊的高能化學炸藥)。 2.核裝料：各種適合進行核反應的材料。例如：核分裂-鈾235、鈾233(需要人造方式製成,所以雖可參與反應,但實用性不高)、鈽239,其它的鈾或鈽的同位素則因為在慢中子作用下不會產生裂變反應,所以不能用。核聚變(核融合)- 氘、氚、氘化鋰-6。某核武需要要求特殊效果時會加-鈹-9材質反射層(中子彈用)。

6 3.電源：提供保險和程序控制裝置在啟動後所需的電力。
4.程序控制裝置：控制引爆步驟、決定引爆高度或延時引爆的重要系統。

7 5. 保險: 電影中的密碼保險、水壓保 險、氣壓保險、延時保險、線加速器 保險...等等,另外就是保險開關、險
栓的部份,整套保險因需要多層解除, 所以遠比普通武器要安全上萬倍。 6. 引信及引爆裝置：一種是用來攻擊 堅固目標用的觸發引信,第二種是觸發 引信(可以選擇破壞力最佳的引信)。

8 核子彈的種類 分裂性核子武器－利用元素分裂反應而製成的武器，按照它使用的元素種類又可分為： 1. 鈾彈：鈾235含量必須在百分之二十以上。
2. 鈽彈：由於自然鈾濃縮成鈾235的技術困難、時間緩慢、價錢昂貴，於是科學家利用中子撞擊鈾238，製造鈽239，再以化學方法提煉高成份的鈽，製造原子彈。 3. 釷彈：以自然界儲量豐富的釷232製造鈾233，再以鈾233為主要成份，實際上是另一種鈾彈。

9 融合性核子武器－利用元素融合反應而製成的武器，但因融合反應須在五千萬度高溫以上才能作用，一般都以分裂引爆發熱，其又可分為：
1. 濕式氫彈：通常以氘或氚為反應主要原料，由於氘、氚的成本較高，因此，這類氫彈造價非常昂貴。 2. 乾式氫彈：以氘化鋰為主要原料，價格較為低廉。

10 綜合分裂、融合或放射性同位素等原理而設計發展之核子武器：
1. 鈷彈：以核子彈引發氫彈，產生分裂生成物極少，但因中子引起的反應，可產生大量放射性，再以鈷作為中子吸收劑，可生成半衰期五．三年的鈷六十，其放射性可對人類造成巨大傷害。 2. 三級彈：即先藉鈾235或鈽239分裂發熱引發融合反應，同時過剩中子使鋰分裂供給融合所需氘，而融合所產生的高能量中子使鈾238產生較快之分裂反應，反應依分裂、融合、分裂三級進行，故名三級彈。由於爆炸後產生大量落塵，故有「最髒的炸彈」之稱。

11 原子彈爆炸時，在小於百萬分之一秒的時間之內，會釋放出巨大的能量，使得爆炸中心的溫度立即上升到上千萬度，壓力上升到幾十億大氣壓，把一切物質化為氣體，形成一團火球，從而產生衝擊波、光熱輻射、貫穿輻射、放射性污染和電磁脈衝等殺傷因素，早期原子彈的爆炸威力相當於兩萬噸TNT炸藥的爆炸力，之後所發展的原子彈最大可達到約五十萬噸TNT當量，所使用的原料是高濃度的鈾-235(它的 同位素純度達到93.5%以上)或鈽-239。

12 原子立體圖

13 核子彈和原子彈的不同

14 核子彈的圖片

15

16 原子彈能的原理是:E=Mc2,其中M為質量,C為光速,利用此公式原理可以知道E能量可以由一個物質經由光速的撞擊時產生出c的能量速度

17

18

19 卓別林向◇愛因斯坦與相對論愛因斯坦的大事記
　　電影明星愛因斯坦說：「人家對我鼓掌是因為了解我，但是人家對你鼓掌卻是因為不了解你。」心理學家弗洛伊德說愛因斯坦走運，愛因斯坦說：「你不了解我，怎能說我走運?」弗洛伊德說：「因為你研究的是數學物理，不像我研究的心理學，人人可插嘴。」　　有人說「全世界只有十二個人懂相對論」。愛因斯坦不以為然，他認為「任何聰明的大學生都能懂；相對論的價值在於用很簡單的原則，解釋了自然界法則看起來互相衝突的事實。相對論解釋了兩件現象，一是運動的相對性，一是慣性質量與重力質量的等效性。時空分不開。」 　　以上是《愛因斯坦》這本書中有趣的「宣示」；相對論是愛因斯坦的「智慧結晶」，但是「外行看熱鬧、內行看門道」，很多人是慕名起鬨，真正要他說，說相對論的意義，恐怕只是語焉不詳。一般人哪裡找到可靠、可用的相關資訊呢? 　　

20 　　愛因斯坦剛到普林斯頓高等所時，所裡問他需要什麼設備，「喔，只要紙、鉛筆、桌椅和一個大垃圾桶。」愛因斯坦以最簡單的設備跑在前頭(宣布各項新理論)，而後人都以昂貴儀器苦追其後(證實各項理論或否定他的理論)。 　　例如，因為哈伯等人的天文觀測結果，而讓愛因斯坦承認他原有的宇宙論不正確。　　相對論把時、空、重力的定律統合為一，統一場論則進一步把重力場與電磁場整合。這些理論可用一句話簡單說清楚嗎?愛因斯坦說他有辦法用簡潔容易的話讓人懂相對論，但是對方得先花幾個星期，去了解相對論背後的基礎原理。 ◇單純樸實的個性　　愛因斯坦常謙虛自己的理論無創見，應歸功於前輩牛頓、馬克斯威爾、勞倫茲等。他讚美居里夫人是他認識的名人中唯一末受盛名腐化者。羅斯福總統請愛因斯坦接受兩位議員的提案，成為美國榮譽國民，但是愛因斯坦謝絕此特殊禮遇。他不喜歡鋪張排場、豪華享受。他欣賞一句話：「一個人的快樂在於他是什麼，而不是他有什麼、或別人怎麼看他。」在瑞典國王與會的諾貝爾獎得主演講會，他穿舊西裝出席，進場時，有人遞給他全新西服，他回絕：「不用了。你們倒可在我現在穿的衣服背後貼示：『這套西裝剛洗過』。」德國元帥派官員來訪，愛因斯坦夫人催他換衣服，他說，「若要見我，人在這裡；若要看我衣服，在衣櫃裡。」 　　愛因斯坦剛畢業時曾為謀職頭痛，幸虧好友幫忙在瑞士專利局找到工作，在一方面，他不忘友人的幫忙，答應將來也會幫助有天分的年輕學者；在另一方面，他沒抱怨專利局低下的職位、薪水，而樂意接觸申請專利者的創意，進而激發自己思考。

21 本書原文作者布萊恩(Denis Brain)參考很多資料、訪問很多人才寫成本書，為求詳實，他「上天下地」挖掘著，用心得很；也因此本書厚重（英文509頁，中文共826頁），參考書目也多。目前有關愛因斯坦的書已超過四百本，作者不避嫌，又「錦上添花」，所為何來呢？ 　　作者在序言中提到，他要「平衡報導」，挖出長久被埋的秘辛，用意不在(褒)貶愛因斯坦，而是擴大對他的了解。放眼市場，居理夫人也被「平衡」報導了(她女兒說她好，反對者說她與有婦之夫…)，牛頓、巴斯德等等也紛紛「光環減輝」。今年六月，又聞報載愛因斯坦與蘇聯女間諜戀情曝光，各報圖文並茂大肆渲染，他逝世已43年，但是大眾好奇心仍不減。　　似乎愛因斯坦「天縱英才」，世人在他後「追得好辛苦」。他在1925年與玻色開始提出「玻色-愛因斯坦統計與凝態」，而我們在1995年(七十年後)才證實。1976年地球與月球之間進行的雷射實驗，支持廣義相對論；愛因斯坦認為外太空的時鐘比地球的快百億分之四點三，史密松天文台(Smithsonian Astrophysical Observatory)證實愛因斯坦的推算正確。1993年美國航太總署的宇宙背景探索衛星所傳回的數據，支持愛因斯坦的相對論。愛因斯坦1905年發表光電效應，七年後密立根實驗證實，而十七年後(1922年)頒發給愛因斯坦1921年諾貝爾物理獎，是因為他對光電效應的理論貢獻和對「理論物埋」的貢獻。其實諾貝爾獎審查委員弄不懂相對論，只因愛因斯坦已被諾貝爾獎得主推薦八年了，聲名又如入中天，審查委員只好「含糊地」寫下「對理論物理的貢獻」為得獎原因，可以知道相對論是「難惹」的。

22 最大的不同是放射線粒子的大小 > 原子的粒子大,核子的粒子小 > 在分裂的時候核子放出的能量較大 > 而不是名字不一樣而已 原子(atomic)與核子(nuclide) 的確不同，原子是包含由核子構成的原子核與電子 但是核反應時，核子降階的能量多以光子（加馬）的形式釋放 而電子降階也多是以光子的形式釋放，何來放射線粒子大小不同之說？

23 核分裂本來就是屬於核子之間的降階方式之一 但是如果要將分裂反應扯到原子層級的話，加上捕捉電子所釋放的動能 恐怕還在純核子分裂所釋放的能量還大。 （因為核子是屬於原子的一部份，核反應當然算是原子系統中的現象， 但是原子系統除了原子核之外，還包含電子軌域）

24 但是原子與原子彈是不同的，同理，核子與核子彈也是不同的。 你不能拿原子與核子不同便說原子彈與核子彈不同。 原子彈是以其能量為原子能的一部份而定名（因核分裂反應能量為原子能之一種 核融合反應亦為一種，當然，電子產生的X-ray也算是原子能的一部份， 是故，X光機的管制是歸屬原子能委員會管轄。）

25 核子彈是以能量為核子因核反應產生巨能所定名。 故分裂彈中的鈾彈、鈽彈、釷彈或是融合彈中的氫彈，皆稱為核子彈。 但因為融合反應所需的溫度極高，需以一般核彈誘發，故又稱熱核兵器。 (Thermal Nuclear Weapon) 又因為其反應為分裂-融合-分裂，又稱為三級彈，或稱為3F彈。 （第三次的分裂反應，係反射體的鈾238亦參與反應所致） 如果引爆不是採用核武器，而是採用化學炸藥，則又稱為乾淨氫彈 （因為沒有分裂反應，會比三級彈乾淨），但很遺憾，目前這種氫彈尚未問世。 而氫彈依照反應物的不同，有乾濕式之分，若反應物為液態，稱為濕式。 反應物為固態，稱為乾式。前者以D-T反應為主，後者以LiOH為主，但前者 由於裝置過於巨大，因此跟本無法利用載具投射，目前的主流以後者為主。 而以上只要牽涉融合反應，皆稱為熱核兵器。 以對應於在一般室溫即可爆炸的分裂式核兵器。

26 原子的大小約半徑10-10公呎的小球，以相等於1000噸或100萬噸的黃色炸藥（TNT）來計算的。每1000公噸的黃色炸藥爆炸的所發出的熱量是 2 的 12次。
利用核力來當爆破能源的炸彈通稱『核彈』，原子彈和核子彈的衝撞就等於核子彈和核子彈的衝撞，這兩個互相衝撞，威力當然加倍。 愛因斯坦的E=mC^2 E為釋放出來的能量 M為反應減少的質量 C為光速=3*10^8m/s 2是平方

27 原子彈對人體有三重傷害 第一、在爆炸剎那如眼睛面對爆炸點，其所發出的閃光可以導致眼盲
第二、在爆炸點數公里範圍內，會受到高震爆的上害，離爆炸點距離進而又無遮蔽物保護者，瞬間血肉橫飛死亡 第三、倖存者如果受到過高劑量的核能放射線入侵體內，產婦會發生早產、其他會促發癌症於日後死亡。

28 核子彈的威力有多大？ 戰術型:100噸當量到3000噸當量. 戰略型:3000噸當量到1億噸當量.

29 核武的研製工作最早是由德國開始的，但是由於希特勒對猶太科學家的迫害使得大批的猶太科學家移居美國，其中最有名的就是愛因斯坦，他們帶了有關核武的資訊和資料到美國，並得以在這個國家裡進行自己的研究工作，美國的核武研製進程開始突飛猛進，在1941年12月6日，也就是珍珠港事件的前一天，美國成立了一個龐大的工程機構-曼哈坦工程管理區，目的是要設計並製造一顆原子彈。

30 這也是歷史上在戰爭中僅有的兩次使用核子武器，原子彈的使用不僅給日本人民帶來了巨大的災難，而且也在世界上所有的人心中留下了揮之不去的陰影，在中華人民共和國成立之後，1964年10月中共也成功地研製出原子彈。 原子彈是利用裂變鏈式反應釋放出來的巨大能量而製成的起殺傷破壞作用的核武，核武的威力就是指核爆時釋放出的能量，它的單位以多少噸TNT炸藥的能量來表示，而這個單位則稱為該核彈的當量(Yield)，TNT(Trinitrotoluene)即是三硝基甲苯，它是黃色的結晶體，是一種烈性炸藥，一噸的TNT爆炸時所產生的能量約為一千億焦耳(Joules)，原子彈就跟核子反應爐一樣，是利用重核裂變鏈式反應中釋放出巨大能量，只不過在反應爐內，能量的釋放是緩慢和受控制的，而原子彈則是瞬間和不受控制的，

31 1942年12月2日在義大利物理學家費米的主持下，建立了世界上第一座原子反應堆，經過前後五年多的時間，共耗資了二十多億美元終於在1945年春天製成了三顆原子彈；同一年的7月16日，美國在新墨西哥州的沙漠裡成功地進行了世界上第一顆原子彈試爆，這代表著人類開始進入“核子時代”，此後蘇聯、英國、法國、中國也分別於1949年8月、1952年10月、1960年2月及1964年10月試爆了各自的第一顆原子彈，印度也在1974年5月試爆了第一個核裝置，隨著第二次世界大戰的局勢變化，美國於1945年8月6日和8月9日將代號為“小男孩”和“胖子”的兩顆原子彈分別投在日本的廣島和長崎兩個城市。

32 如何控制這種鏈式反應呢？任何一種軍事武器，都必須能夠準確地加以控制，否則就有傷到自己人的危險，原子彈也是如此，鈾-233、鈾-235、鈽-239這些裂變性物質並不是在任何情況下都能引爆的，只有當它們的體積或質量超過一定的臨界值之後才會爆炸，在有良好反射層(如天然或貧化的金屬鈾)的情況下，鈾-233、鈾-235和鈽-239球體的臨界質量大約分別為6、16和5-8公斤，通過對臨界體積或臨界質量的控制，可以控制原子彈的引爆。

33 原彈、核彈、氫彈、中子彈 爆炸的原理是什麼?
戰術核子武器的TNT當量一般都在萬噸以下，能夠直接用於陸上或海上的戰術攻擊和防禦，主要用於摧毀前線指揮部、部隊集結地、坦克群、前沿機場、橋樑、交通要道和倉庫等目標，戰術核子武器種類繁多，比如各種發射方式的飛彈核武器、反潛核武器、核子航彈、核子火箭、小型核子彈(TNT當量為2000?5000噸)、中子彈、近程核飛彈、核子炮彈、核子魚雷、核子水雷和核子地雷等都屬於戰術核子武器。

34 戰術核子武器具有以下特點 第一，核原料多為鈽239，而且把過去鈾235的核武逐步改用鈽239；第二，過去調節核彈頭的威力是採用更換藥盤的辦法，現在採用度盤的方式，只要轉動彈體上的刻度盤，即可調節核彈的威力；第三，核彈頭越來越乾淨，這是為了減少核爆所產生的放射性物質，以便在爆炸後不久部隊即可進入戰區，空爆後十分鐘部隊即能安全地進入戰區進行作戰；第四，當量少，重量輕，有的核子武器當量在100噸以下，重量只有10公斤。

35 戰術核子武器是小型化的核子武器，小型化的最大的技術困難在於引爆技術的改進，中子彈的結構設計要能使中子跑出彈體，中子彈需要裂變反應促成氘氚或氘氘聚變反應，但是由於中子彈的總當量不能很大，一般都只有千噸級，因此裂變反應的當量只能有幾百噸當量，這在設計上比一般的核武難，因為中子，γ射線輻射在空氣中的傳播衰減很快，而衝擊波和熱線在空氣中傳播衰減相對就慢些。

36 肆.研究結論

37 伍.研究感想 我希望世界的各個國家不要因為一些小事就使用武力解決問題,這樣不管是贏是輸,都會造成很大的傷害,不僅使國與國之間產生對立,也耗費了許多經濟來源甚至是人類傷亡. 日本廣島在原爆之後

38 陸.參考資料 C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\111-27\111\資料\原子彈和核子彈差別在哪 - Yahoo!奇摩知識+.htm C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\111-27\111\資料\我想請教一些問題,核子彈的由來是什麼？ - Yahoo!奇摩知識+.htm

39

40