能製造出小於臨界質量的原子彈嗎？米粒大小的核彈行不行？

一顆只有一粒米大小的原子彈爆炸後威力能有多大？

從理論上看，並不能製造出米粒大的原子彈，全世界最小的原子彈是M388“大衛·克洛科特”核炮彈，長780毫米，直徑最粗處280毫米，是世界上實戰部署過的最小核武器！它是五十年代的W-54核彈頭基礎上研發的，有10噸和20噸當量可選！無法把原子彈製造到無限小是因為它並不是一塊核材料即可引爆，還需要外圍引爆結構，如果按臨界質量來計算的話，它還可能更大！

一、何為臨界質量？

如果是裂變的原子彈，那麼就會涉及到一個臨界質量的概念！它的本質是能讓核材料中的自由中子在於逃逸出整塊材料之前能撞擊到下一個原子核的最小質量，如果質量太小，那麼就沒有機會撞擊產生鏈式反應，如果足夠大那麼就可以形成原子彈所需的鏈式反應！

各位可能搞不明白一整塊核材料都是固體，為什麼自由中子會從裡面跑出來？那麼我們得來了解下：U235原子的直徑是原子核的26634倍，而質子則是原子核直徑的百分之一左右，中子的直徑只有質子的一半，要擊中另一個原子核的話，相當於從一個體育場中心打高爾夫擊中另一個體育場中心的一個籃球大小的物體！所以需要有足夠大的體積才不至於讓這顆中子在撞擊到另一個原子核之前跑出材料外！

鈽—239的臨界質量為5千克；

鈾—235的臨界質量為15千克；

請注意，以上臨界質量需要鈾—238作為中子反射材料！

二、能製造出低於臨界質量的核彈嗎？

上文中有說明，低於臨界質量的中子會在撞擊到原子核之前就跑出核材料！那麼很明顯只有10噸TNT當量的核彈核材料明顯是低於臨界質量的，那麼這些核彈是如何製造的呢？

當然無論是滿足臨界質量要求還是不滿足臨界質量的核彈，都有一箇中子反射層，因為我們希望在核材料炸散之前，有儘可能多的核材料產生裂變，那麼自由中子你被反射回來就成了一個重要的手段！簡單的說只要中子反射材料足夠好，那麼我們就可以把核材料的裝藥量減小，甚至做到非常小！比如本文開頭的M388“大衛·克洛科特”核炮彈，整個炮彈質量只有23千克！

它的射程只有2千米，但它對人體的殺傷範圍超過5千米，對於這種武器您有什麼話要說？

三、一塊米粒大的U235徹底釋放能量，威力有多大？

這個是無法制造的，因此我們只能計算核材料徹底裂變時候的能量，以下為引數：

米粒大的U235材料按3立方毫米計算

鈾的密度為：22。48g/cm^3，

那麼這塊材料的質量約為：0。00006744kg

U235材料裂變時質量虧損約0。0935%，那麼虧損約：0。0000000630564kg

按大神愛因斯坦的質能方程E=MC^2，約合：5667226605。25J

按一噸TNT4184000000J計算，那麼總共約合：1。34噸TNT的能量！

各位可以想象一下1。34噸的TNT爆炸產生的能量，不過提醒下各位，一般一枚152MM的高爆榴彈裝藥量約為6千克TNT，殺傷範圍大約400M直徑！