研制原子弹的基础理论与相对论有什么关系啊?求解（跪

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atomic bomb

利用铀-235或钚-239等重原子核裂变反应,
瞬时释放出巨大能量的核武器.又称裂变弹.原子弹的威力通常为几百至几万吨级梯恩梯当量,有巨大的杀伤破坏力.它可由不同的运载工具携载而成为核导弹、核航空炸弹、核地雷或核炮弹等,或用作氢弹中的初级(或称扳机),为点燃轻核引起热核聚变反应提供必需的能量.
原子弹主要由引爆控制系统、高能炸药、反射层、由核装料组成的核部件、中子源和弹壳等部件组成.引爆控制系统用来起爆高能炸药；高能炸药是推动、压缩反射层和核部件的能源 ；反射层由铍或铀-238构成 .铀-238不仅能反射中子,而且密度较大,可以减缓核装料在释放能量过程中的膨胀,使链式反应维持较长的时间,从而能提高原子弹的爆炸威力.核装料主要是铀-235或钚-239.
为了触发链式反应,必须有中子源提供“点火”中子.核爆炸装置的中子源可采用：氘氚反应中子源、钋-210-铍源、钚-238原子弹爆炸铍源和锎-252自发裂变源等.原子弹爆炸产生的高温高压以及各种核反应产生的中子、γ射线和裂变碎片,最终形成冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和电磁脉冲等杀伤破坏因素.原子弹是科学技术的最新成果迅速应用到军事上的一个突出例子.1939年10月,美国政府决定研制原子弹,1945年造出了3颗.一颗用于试验,两颗投在日本.其他国家爆炸第一颗原子弹的时间是：苏联——1949年8月29日；英国——1952年10月3日；法国——1960年2月13日；中国——1964年10月16日；印度——1974年5 月 18日.中国第一次核试验以塔爆方式进行 ,用的是“内爆法”铀弹.1965年5月14日第二次核试验时 ,核装置用飞机空投 .1966 年10月27日第四次核试验时,核弹头由导弹运载.
自1945年原子弹问世以来 ,原子弹技术不断发展,体积、重量显著减小,战术技术性能日益提高.原子弹小型化对于提高核武器的战术技术性能和用作氢弹的起爆装置（亦称“扳机”）具有重要意义.为适应战场使用的需要,发展了多种低当量和威力可调的核武器.为改进原子弹的性能,发展了加强型原子弹,即在原子弹中添加氘或氚等热核装料,利用核裂变释放的能量点燃氘或氚,发生热核反应,而反应中所放出的高能中子,又使更多的核装料裂变,从而使威力增大.这种原子弹与氢弹不同,其热核装料释放的能量只占总当量的一小部分.高能炸药的起爆方式和核爆炸装置结构也在不断改进,目的是提高炸药的利用效率和核装料的压缩度,从而增大威力,节省核装料.此外,提高原子弹的突防和生存能力以及安全性能,也日益受到重视.
原子弹的历史
●二战期间,科学家西拉德为防止德国人抢先造出原子弹,动员著名科学家爱因斯坦上书美国总统罗斯福,阐述了研制原子弹对美国安全的重要性.
●1941年12月6日(日本偷袭珍珠港的前一天),罗斯福才批准了美国科学研究发展局全力研制原子弹.
●1942年8月,美国制订了研制原子弹的“曼哈顿计划”.
●1943年7月,美国成立原子弹研究所.
●1945年3月,美国成立合并秘密的原子能委员会.
●1945年7月16日,在新墨西哥州的阿拉莫可德沙漠中进行了世界上第一颗原子弹的爆炸试验.
●1945年8月6日和9日,美国向日本广岛、长崎投放原子弹,分别造成14万人和7万人丧生.
●1949年,苏联成功研制原子弹,英国、法国分别于1952年和1960年爆炸了自己研制的原子弹,1964年,中国也拥有了原子弹.
● 1950年,抗美援朝战争爆发,美军第七舰队开进台湾海峡,美国五星上将麦克阿瑟扬言,要在中朝边境建立一条核辐射带,美国总统杜鲁门也表示,一直在积极地考虑使用原子弹.面对超级大国的核讹诈,一个刚刚诞生、百废待兴的国家如何维护自己的主权与尊严?.
原子弹分为“枪式”和“收聚式”两种类型,核武器以其特有的方式产生毁灭性的力量
根据原子弹引发机构的不同,可分为“枪式”原子弹和“收聚式”原子弹.“枪式”原子弹将两块半球形的小于临界体积的裂物质分开一定距离放置,中子源位于中间.在核装药的球面上包覆了一层坚固的能反射中子的材料,其作用是将过早跑出来的中子反射回去,以提高链式反应的速度.在中子反射层的外面是高速炸药、传爆药和雷管,再将雷管与起爆控制器相连接.起爆控制器自动地起爆炸药.两个半球形裂变物质在炸药的轰击下迅速压缩成一个扁球形,达到超临界状态.中子源放出大量的中子使链式反应迅速进行,并在极短的时间内释放出极大的能量,这就是杀伤破坏力巨大的原子弹爆炸.“收聚式”原子弹将普通烈性炸药制成球形装置,并把小于临界体积的核装药制成小球置于炸药球中.炸药同时起爆,将核装药小球迅速压紧并达到超临界体积,从而引起核爆炸.“收聚式”原子弹的的结构复杂,但核装药利用率高.现代原子弹综合了这两种引发机构,使核装药的利用率提高到80％左右,从而获得了极大的破坏力.
核武器的杀伤破坏方式主要有光辐射、冲击波、早期核辐射、电磁脉冲及放射性沾染.光辐射是在核爆炸时释放出的以每秒30万千米速度直线传播的一种辐射光杀伤方式.1枚当量为2万吨的原子弹在空中爆炸后,距爆心7000米会受到比阳光强13倍的光照射,范围达2800米.光辐射可使人迅速致盲,并使皮肤大面积灼伤溃烂,物体会燃烧.冲击波是核爆炸后产生的一种巨大气流的超压.一枚3万吨的原子弹爆炸后,在距爆心投射点800米处,冲击波的运动速度可达200米/秒.当量为2万吨的核爆炸,在距爆心投影点650米以内,超压值大于1000克/厘米2.可把位于该地区域内的所有建筑物及人员彻底摧毁.早期核辐射是在核爆炸最初几十秒钟放出的中子流和γ射线.1枚当量2万吨的原子弹爆炸后,距爆心1100米以内人员可遭到极度杀伤,1000吨级中子弹爆炸后,在这个范围内的人员几周内会致死,在200米以内的人员则当即致死.电磁脉冲的电场强度在几千米范围内可达1万至10万伏,不仅能使电子装备的元器件严重受损,还能击穿绝缘,烧毁电路,冲销计算机内存,使全部无线电指挥、控制和通信设备失灵.1颗5000万吨级原子弹爆炸后破坏半径可达190千米.放射性沾染是蘑菇状烟云飘散后所降落的烟尘,对人体可造成照射或皮肤灼伤,以致死亡.1954年2月28日,美国在比基尼岛试验的1500万吨级氢弹,爆后6小时,沾染区长达257千米,宽64千米.在此范围内的所有生物都受到致使性沾染,在一段时间内缓慢的死去或终身残废.
中国科学院与原子弹
中国科学院与原子弹
毛泽东确立积极防御战略
1956年初至1967年1月,我在中国科学院任党组书记和副院长.早在50年代中期,党中央和毛泽东主席就作出了要研制原子弹的决策.根据当时的国际形势,毛泽东主席确立了积极防御的战略方针.毛主席决定,为了防御,中国也要搞原子弹.我们不首先进攻别人,但不是消极防御,而是积极防御.这就是说, 如果有人进攻我们,我们要有办法对付他.这是毛主席一贯的战略思想.别人如果用原子弹轰炸我们,我们也要有办法回击他.所以,中央决定我们也要研制原子弹.当时,总的方针是自力更生为主,争取外援为辅.要靠自己研制,同时,要争取外援 .那个时候西方国家封锁我们,中苏关系比较好,我们想争取苏联给我们一些援助.但是,有一条界线,只是争取援助,而不是搞合作、不搞共有.也就是说,搞原子弹的科研单位、工厂、各种设备与技术都是中国自己的.你来援助我可以,我欢迎你、感谢你,但是,你不能与我共同拥有,共同使用.这是维护我们国家主权的大问题.所以,提出自力更生为主,争取外援为辅,你不要和我一起来共同管这个单位,管这个事情.我理解这就是中央当时搞原子弹的方针,是毛主席高瞻远瞩确立的积极防御的战略方针.
科学院接受党中央下达的任务
中央决定以自力更生为主研制原子弹,这件事太重要了.后来又决定自力更生为主研制导弹和自行研制人造卫星,统称“两弹一星”.
原子弹和氢弹是二机部负责,导弹是国防部五院(后来的七机部)负责.毛主席对原子弹研制有一个批示：“要大力协同做好这件工作.”中国科学院就是按照中央确定的“大力协同”和“三家拧成一股绳”的精神,主要承担原子弹和导弹研制中一系列关键性的科学和技术任务,包括理论分析、科学试验、方案设计、研制以至批量制造所需的各种特殊新型材料、元件、仪器、设备等.至于人造卫星,则从构思到建议,都是由中国科学院提出,先后两次上马(1958年、1965年).由以周恩来总理为主任、罗瑞卿为秘书长具体领导这项工作的中央专门委员会批准后,在国防科委的统一组织下,由中国科学院负责整个系统的技术抓总,并负责研制卫星本体,七机部负责运载工具,科学院和四机部共同负责地面测控系统.
科学院对党中央下达的“两弹一星”任务非常重视,党组决定由我负责,并由裴丽生副院长具体抓“两弹一星”研究工作的安排落实.为了便于工作,我在每一个研究所都安排几个拔尖的中年科学家作学术秘书,我通过他们了解情况,听取意见,再找其他科学家谈工作.所以,我对这段历史情况包括科学研究的情况,都比较清楚.
当时,中国科学院为了落实“两弹一星”的研制任务,把管理机构分为两个口：一个是计划局,管不承担国防任务的单位；一个是新技术局,管承担国防任务的单位.新技术局管的单位虽然不及计划局多,但是,它管的所都是大所,参加“两弹一星”研制任务的科学研究人员占全院科研人员的三分之二.谷羽是新技术局局长,宋政是副局长,陆绶观是处长,帮助谷羽工作.老同志都知道,谷羽是胡乔木同志的夫人,乔木是毛主席的政治秘书,住中南海.谷羽很热心、活跃、能干.她对国家计委和中央各部比较熟悉,去谈工作,互相支援、协作,很方便.有时候毛主席向她问起科学院与“两弹一星”的有关情况,还可以向毛主席当面反映.
那时,新技术局除了项目所需的经费、器材优先得到保证以外,还有很多非标准设备可以安排到各产业部门协助加工制造.我们的研究室、实验基地用的非标准设备,由科学院研究所设计,由各有关产业部门按时制成,保证质量,按时交付使用.由国防科委统一管这方面的工作,派军代表驻厂监督,提出设计的研究所也可以派员驻厂监督.
自力更生为主争取外援为辅
我们搞原子弹,怎样贯彻自力更生为主、争取外援为辅的方针?
自力更生为主,就是主要靠我国自己的力量开展科研.当时研究核科学与核技术的力量主要集中在中国科学院原子能研究所,还有一些分散在中国科学院的20多个研究所和其他部门的研究机构与大专院校.争取外援为辅,主要是苏联答应帮助我们在北京某地建一个7000千瓦的实验性原子能反应堆.这个反应堆全部归我们管.此外,在另一个地方建一个浓缩铀工厂,造原子弹的关键原料是浓缩铀.
制造原子弹的原料是铀－235.一天,毛主席找到地质学家李四光,他当时是地质部部长,也是中国科学院副院长.毛主席问：“中国有没有造原子弹用的铀矿石? ”李四光说：“有!但是,一般的天然铀矿石,能作为原子弹原料的成分只含千分之几.”要从矿石里把这千分之几的铀提出来,再浓缩成为原子弹的原料,最重要的是要搞浓缩铀工厂.
宋任穷到科学院搬兵
为了搞原子弹,中央专门成立了二机部,宋任穷任部长.他比我大四、五岁,我叫他宋大哥.我们在安徽一起工作过几个月,那是在百万大军过长江的时候,中央决定成立安徽省委,他当省委书记兼省政府主席,我当省政府副主席.
我到科学院工作后的一天,宋大哥打电话说要到我家拜访我.我说：“你不要来,我去,你是大哥呀.”他说：“不行.我一定去你那儿!”因为搞原子弹,自力更生为主,主要靠科学院原子能研究所,为了工作的方便,中央决定把这个所整建制交给二机部,但是对外还叫中国科学院原子能研究所,名义上由科学院和二机部双重领导.由于研制原子弹的任务繁重,科研力量不够,于是对任务作了分解,除了原子能所承担较大一块任务外,很多重要任务还要由科学院的各研究所来承担.当然,二机部也找中央各部来承担一些任务.不过,那时中央各部的研究机构刚刚建立不久,科技力量不强,有的能承担,有的承担不了,任务还是落在科学院肩上.原子能所整建制转到二机部后,骨干力量还不够,还要科学院支持,我们又从其他所调给他们一批科技骨干.
科学院原子能所1956年建在中关村,是当时中关村建筑最好的楼.原子能所交给二机部以后,由苏联援助建实验性原子能反应堆.原子能所分为两部分,大部分人迁到实验性原子能反应堆那里.当时科学院搞原子能的有两个姓杨的科学家：一个杨承宗,从法国留学回来的；一个杨澄中,从英国留学回来的.他俩的名字有些音同字不同.为了区别,我们叫他们“法杨”、“英杨”.“法杨”是搞放射化学的,当时放射化学很关键.我们最重要的措施是把杨承宗等一批科学家调到原子能所原子能反应堆那里去（“英杨”杨澄中留在科学院兰州近代物理所负责配合原子能所工作）.原子能所的另外一部分人留在中关村搞理论工作.原子能所交给二机部后,我给他们打招呼说,以后科学院开会你们就不要来了,你们到二机部开会去.他们党委书记、所长却每次都要参加科学院的会,因为我们当时研究科学政策、科学家政策、知识分子政策问题很多,他们非常愿意听,一定要参加我们的会.当时,科学院很有吸引力.还有从大学调去的化学家汪德熙也到了二机部.
搞原子弹,最重要的问题是浓缩铀的提炼问题,矿石里能提出的天然铀,同位素235含量只有千分之几.此外铀的提炼也很重要.所以,化学方面的科研任务很重.当时科学院有四个最知名的化学研究所都有优秀科学家担任所长,号称“四大家族”：一个是上海有机所庄长恭老先生；一个是长春应化所的吴学周先生；还有北京化学所的柳大纲先生.此外,大连化学物理所也是非常强的,那里有张大煜先生.我对三强说,科学院几个化学所承担你的任务, 哪个所能够承担什么任务你都清楚,让哪个所承担什么任务你提出来,我们安排,都选最好的人为你做工作.
当时上海有机所只有研究力量没有生产力量,不能够提供产品.我到科学院以后,让各所建立小工厂,上海市委还送给我们若干小厂,给研究所当实验工厂.而且,还选最好的老师傅.我从铁道部吕正操部长那里请来了许多老工人,很不错.我说你铁道部有几千人的机车车辆厂,选一批最好的工人老师傅,来支援科学院吧,我们各个研究所里也搞附属工厂.我们需要的仪器设备不自己搞不行.要建立研究室,要研制设备.有的买得到,有的买不到,要自己做.另外,还有很多非标准设备,科研人员设计图纸,让工厂做才行.所以,我们从铁道部选了不少老师傅.我在北京中关村专门召开老工人会,我说你们是金手艺,手是金的,能做出好多好东西!老工人听了非常高兴.另外,从部队技术兵种的复员兵中,挑选了数千名有技术的战士当工人,他们起了很大作用.
1960年,苏联单方面撕毁协议撤退专家.当时受影响最大的是浓缩铀厂,关键材料苏联不给了,整个厂就停顿了.最紧迫的关键技术问题有三个：
此外,原子弹爆炸试验数据的采集,科学院也做了很多工作.那个试验主要是在空旷无人的地方进行,可以试验它的破坏力,针对各种建筑物、各种生物,包括铁笼子里面的猴子、兔子等等.因为原子弹有放射性,看它们受放射性的危害程度有多大.中国科学院有好多所,都派人到基地参加试验了.