原爆と水爆の仕組みを簡単に教えてください

Question

yhr2 · Accepted Answer

下記のサイトにある図のように、原子核の結合エネルギーは「鉄」（原子番号26）あたりが最も安定で、これよりも重い原子核、軽い原子核とも「余分な結合エネルギー」を持っていて、重い原子核を2つに割る、あるいは軽い原子核を結合させることにより、原子核の結合エネルギーの一部を放出します。
http://senldrm6fs.seesaa.net/article/431824893.html

原爆は「重い原子核が2つに割れる」核分裂によりエネルギーを取り出すものです。重い原子核として、ウラン235やプルトニウム239を使います。
ウラン235もプルトニウム239も、中性子を照射することで不安定になり、核分裂を起こします。一度核分裂を起こすと、３～４個の中性子を放出しますから、そのうちの１個以上が次のウラン235あるいはプルトニウム239の原子核に衝突すれば核分裂を継続できます（これを「臨界」という）。この「１個以上」を大きくすれば（超臨界）核分裂がネズミ算的に増大します。それが「核爆発」です。
原爆では、ウランやプルトニウムを「未臨界」になるように分割しておき、それを一気に一か所に集めることで「超臨界」状態にします。１か所に集める途中で核爆発が始まれば十分に１か所に集まらずに「不発」「小規模核分裂」で終わってしまうので、いかに「効果的に１か所に集めるか」という技術は「軍事機密」です。「爆縮レンズ」などと呼ばれます。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%88%86%E7%B8%AE%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%82%BA

ウラン235は、自然界には0.7％しか存在せず、残りは核分裂しないウラン238です。原爆にするには、ウラン235をほぼ100％近くまで純粋に取り出さないといけません。これが「ウラン濃縮」でその技術も軍事機密です。
なお、原子力発電所の燃料も「濃縮ウラン」ですが、そのウラン235はせいぜい5～10％の濃縮度です。その程度では原爆にはなりません。

これに対して、プルトニウムは自然界には存在しない「人工」元素であり、核分裂しないウラン238に対して原子炉内で中性子を照射することによって作り出します。原子炉の使用済燃料を「再処理」することで、則原爆にできるプルトニウム239を取り出せますが、使用済み燃料の中から、化学的にプルトニウムを抽出するのはそれほど難しくはないです。
北朝鮮の原爆材料は、このプルトニウム239と言われています。

これに対して、「水爆」（水素爆弾）は「水素」のような軽い原子核を融合させることによりエネルギーを取り出すものです。水素といっても「重水素」「三重水素」を使います。
　2H + 3H → 4He + n
　2H + 2H → 3He + n
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%B8%E8%9E%8D%E5%90%88%E5%8F%8D%E5%BF%9C

ただし、「重水素」「三重水素」の原子核は「プラス」の電荷をもっていますので、これを「結合」させるには大きなエネルギー（速度）で衝突させる必要があります。一度核融合が点火すれば、それ自体のエネルギーで次々に原子核同士の衝突が起こりますが、最初に「点火」するのはかなり大変です。さらに、その「点火した核融合」を閉じ込めて「維持・継続」させるのはさらに困難です。
核融合の「典型例」である太陽では、自分自身の強力な重力で「点火」「維持」ができていますが、「地球上」ではそれが難しいのです。
その「点火」に「核分裂=原爆」を使うのが「水爆」です。原爆による「高温、高圧」の中で「核融合反応」を起こします。爆弾なので、「点火」ができれば「維持」は必要ありません。「瞬間芸」でよいので。
なので、現在の「水素爆弾」には必ず「原子爆弾」がセットで組み込まれています。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E7%B4%A0%E7%88%86%E5%BC%BE
http://www.hiroshima9.com/suibaku/suibaku.html

trajaa · Answer

物質を極限状況に置くと

通常は容易に変化する事がない原子核がその姿を変える
その姿を変える時に、膨大なエネルギーが放出される

そのエネルギー(主に熱)が、熱自体或いは熱により膨張する空気の圧力、そして放射線により周辺の物体を破壊する

思い切りザックリ表現するとそういう感じ

maguzamu · Answer

基本的な違いはNO1さんが言うように、核分裂と核融合の違いです。

この違いをもっと解りやすく言うと、
核分裂は爆弾の親分。
核融合は太陽の子分、というような例えになります。

※水爆は太陽のエネルギー源を人工的に作り出し、それを爆弾に利用出来ないかという事で考えられた物なので、疑似太陽と言っても過言ではありません。

当然、その破壊力は桁違いで、太陽の子分と言えども、
その破壊力は核分裂の比ではなく、当然、核融合の方が勝ります。

そして、核融合を行う為には、高温と高圧という条件が必要な為、
核分裂の原爆が起爆剤として使用されます。

この説明だけで、どっちが凄い爆弾かは理解出来ると思われます。

AVENGER · Answer

原爆：核分裂
水爆：核融合

原爆と水爆の仕組みを簡単に教えてください

物質を極限状況に置くと

基本的な違いはNO1さんが言うように、核分裂と核融合の違いです。

原爆：核分裂

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