一颗只有一粒米大小的原子弹爆炸后威力能有多大？你怎么看？

　　我放在放大镜下看。那么小的原子弹，谁造的，没有放大镜怎么看得见。
　　不是我泼冷水，以人类目前的科技实力是制造不出一粒米大小的原子弹的。原子弹是以核材料的核裂变链式反应释放巨大能量而产生威力的一种武器，但是要诱发核材料的链式反应必须以传统的化学爆炸产生高温高压为前提，这也就是为什么原子弹内部必须装填一定量的TNT炸药作为起爆扳机的原因。所以别说制造一粒米大小的原子弹，就是一粒米全部装满TNT炸药，也不足以引发链式核反应，因此一粒米大小的原子弹更是不可能造出来的。
　　既然一粒米的原子弹不能造，那么我们就只能讨论讨论一粒米大小的核材料（以铀235为例）裂变后的威力有多大。投放在日本广岛的世界上第一颗原子弹——小男孩，它的尾塞里装有60公斤铀235，但是由于枪式原子弹转换效率太低，最后只有约700克铀235发生了裂变反应，不过就这么一点裂变能量，最后爆炸产生的TNT当量也高达1.5万吨，也就是说一克铀235裂变产生的能量约等于21吨TNT爆炸的能量。
　　一粒米的平均体积大约为0.02立方厘米，而铀235的密度为19.05克/立方厘米，换算下来，一粒米大小的铀235的重量大约为0.38克，按照一克等于21吨TNT炸药计算，一粒米大小的铀235裂变产生的能量约等于8吨TNT爆炸，那么8吨TNT爆炸的威力有多大呢？
　　66式152毫米加榴炮高爆弹TNT装药大约为6公斤，能在地面上炸出直径5米，深1.8米的大坑。美军Mk-84航弹内部装药430公斤，加上高空投掷的动能加速度，在地面爆炸的威力差不多等于1吨，在地面能够炸出直径11米的大坑，冲击波殃及120米之外。如果是8吨TNT同时爆炸，弹坑直径最起码在20米以上，冲击波范围在300米以上，炸毁一座像世贸大楼这样的超大型建筑绝对不在话下！
　　问题：一颗只有一粒米大小的原子弹爆炸后威力能有多大？你怎么看？
　　这是一个科学问题，与＂你怎么看＂没有关系。因为不管＂你怎么看＂，这个问题都有标准答案。
　　首先，让我们了解一下原子弹是个啥玩意。
　　所谓原子弹是核武器的一种，是指通过核裂变释放出的巨大能量，发生剧烈爆炸，利用光热辐射、冲击波、放射性等效应造成杀伤和破坏作用，使用后还会导致大面积放射性污染，是一种大规模杀伤性武器。核武器还包括氢弹，这里不展开来说。
　　原子弹的结构主要有引爆控制系统、高能炸药、中子源、中子反射层、核装料、弹壳等部分组成，核裂变装药主要为铀-235或钚-239。其爆炸原理是利用这些装药的质量临界点，将每一块装药设置在临界点之下，然后通过常规炸药，将这些核装药块迅速挤压到一起，从而形成连锁反应，爆发出巨大能量。
　　何谓质量临界点？就是放射性裂变材料维持链式反应的最小质量，达到了这个质量，裂变材料就会自己发生自持式连锁反应，导致爆炸。临界质量的大小取决于材料的种类、结构密度、几何形状、有无中子反射层等。有中子反射层的球形铀-235临界点为15kg左右，钚为10kg左右。
　　原子弹的威力有多大？
　　原子弹爆炸的原理是当一个中子打到铀-235原子核，就可以使这个铀核发生裂变，放出2到3个中子，这个过程是随机的，因此平均约2.5个中子。在这个过程，会有一点点质量亏损，这些失去的质量就变成能量释放了。
　　这个过程的反应式为：U235+1n→Ba142+Kr91+3n。
　　从反应式我们可以看到铀-235核子质量为235.0439，加上1个中子质量为为1.0087，总质量为236.0526；裂变后产生一个钡-141，质量为140.9139，和一个氪-92，质量为91.8973，再加上3个中子，质量共为235.8373。质量亏损为0.2153，亏损比为0.0912%。
　　也就是说，1kg的铀-235，在裂变中转化为其他物质质量为0.999088kg，其中有0.000912kg的物质转化为能量了。这个能量转化出来有多大呢？这里需要用到爱因斯坦质能方程，其表达式为E=MC^2，这里的E为能量，M为质量，C为光速。根据这个公式计算：E=0.00912*300000000^2=8.2^14J
　　答案是1kg铀-235完全发生裂变反应的话，可以得到8.2万亿焦耳能量。1吨炸药能量相当于4184000000焦耳，1kg铀-235完全连锁反应爆发出来的能量相当1.96万吨炸药的爆炸威力。
　　实际上，原子弹爆炸威力远远达不到这个水平。
　　原子弹爆炸威力达不到上述计算水平，并不是爱因斯坦的质能方程有问题，而是存在两个无法解决的问题：一是核燃料做不到100%纯度，1kg核装药就没有1kg铀核质量；二是这些装药的核裂变反应并不能全部完成，很多核装药还没来得及反应就被炸飞了。
　　美国上世纪投放到日本广岛的首个原子弹外号叫＂小男孩＂，装了铀-235药料64公斤，采用的引爆方式是枪式结构，也就是像用枪射击一样的把几块分开的铀-235块迅速挤压在一起，使之达到质量临界点，发生连锁反应。具体是将这些铀块分成4块，让每一块都没有达到临界质量，起爆时用常规炸药爆炸力量将其中一块射向其他三块，形成整块超临界质量的铀-235，引发裂变连锁反应。
　　理论上这个爆炸威力有多大呢？按质能方程计算得：64*0.000912*300000000^2≈5.25*10^15J/4184000000≈1255525吨炸药。也就是这颗原子弹如果完美地发挥出核裂变威力，就相当约125.5万吨TNT烈性炸药爆炸当量。
　　但实际上，据后来评估，这次爆炸威力只相当于1.3万吨TNT当量，只达到理论能量的1%多点，也就是还没有达到1kg纯铀-235全部裂变释放的能量。
　　人类有能力制造米粒大的原子弹吗？
　　从上述原子弹爆炸的原理，我们可以看出目前制造的的原子弹，是依靠核裂变连锁反应的质量临界点来实现爆发的，小于质量临界点的原子弹无法实现爆发。
　　从目前的用于原子弹装药的两种主要药料来看，铀-235的质量临界点在15kg左右，钚-239的质量临界点在10kg左右，小于这个质量就无法形成连锁反应。因为铀核裂变放出的中子必须要打到另一个铀核，如果没有达到临界质量，中子碰到铀核的概率就小于1，链式反应就难以为继。因此从目前的人类技术水平来看，还无法制造出很微小的原子弹。
　　当然，这个临界点并不是绝对的，在创造某些条件的情况下，可以发生改变。比如在铀-235球外面包裹一层中子反射层，临界质量就可以降低。但这种降低也是有限度的，比如中子反射层效率很高状态下，把装料临界下降到3公斤。但要下降到以克计算，甚至一个米粒大小，目前技术还无法达到。
　　但这里可以测算一下这个米粒大小的核药有多大威力。
　　这里说的米粒只是里面的装药为一个米粒大小，如果要包括整个结构和外壳，米粒大小的核弹就更无法做到了。
　　有人测量过一粒米的重量，有大有小，一般的米约为20mg。米的密度约1.6g/cm^3，铀-235的密度为约19g/cm^3，约为米的12倍，因此如果1个米粒大的铀-235质量约为240mg。按照核聚变质量转化率0.0912%计算，240mg将有0.21888mg的质量转化为能量，根据质能方程（略去计算过程），可得到约4.7吨TNT烈性炸药的爆炸威力。
　　但实际上，原子弹核装药利用率只有约1%，这样这个只有米粒大小核装药的微型原子弹，爆炸威力为47kg炸药的当量，因此其破坏力也是不可小觑的。
　　就是这样，欢迎讨论，感谢阅读。
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