爆発と核爆発の関係: 新道ブログ

爆発は化学反応が瞬間的に生じ多量のエネルギーを発生することであり、核爆発は核分裂が瞬間的に生じ多量のエネルギーをはっせいすることであるーということは多くの方がご存じだろう。

しかし、両者ともアインシュタインの特殊相対性理論によるエネルギーと質量の等価性という点では同じであるということをどこまで認識しているのかはよく分からない。

化学反応でも質量欠損は生じるのである。それが発熱反応となり、吸熱反応では質量増加が生じる。（厳密には静止質量であるが）

そこをはっきりさせないと分かりにくい説明になる。

8月23日に記した
「火薬のはなし -爆発の原理から身のまわりの火薬まで-」

のなかでは化学反応の発熱エネルギー・吸熱エネルギーとエンタルピーの符号が逆になるという記述が出てくるが、これは質量とエネルギーが等価であるという相対性理論から考えれば納得できるだろう。エンタルピーとは物理化学では対象としている系のエネルギーに相当する。

即ち、化学反応と言えどエネルギーとは質量のことでもあるので、発熱反応は質量が欠損した（質量が減った）のでエンタルピーとしては負になり、吸熱反応とは質量が増加したのでエンタルピーとしては正になるということになる。

因みに長崎の原爆ではプルトニウムを超臨界にするためにTNT火薬を含む特殊な2種類の爆薬が用いられたが、

爆薬（火薬）の重量：約2,500kg
プルトニウム（核物質）の重量：約6.2kg

で、爆薬はほぼ完全に燃焼し、プルトニウムは約1㎏だけが燃えた。しかし、その1㎏のエネルギーはTNT火薬約20000㎏分と評価されている。

この2.5トンの火薬はICBMで打ち上げるには重すぎたので、（B29では問題なかったが）、エドワード・テラーが発明した一部水素核融合反応を利用したテラー型の新型プルトニウム原爆が冷戦では用いられたという経緯がある。