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爆縮レンズ

索引 爆縮レンズ

縮レンズ(ばくしゅくレンズ)とは、原子爆弾に核分裂反応を発生させるための技術のひとつである。爆発をレンズのように収斂させるためで、レンズと直接の関係はない。.

39 関係: 原子爆弾偏微分方程式人工粘性広島市広島市への原子爆弾投下マンハッタン計画リトルボーイレンズロスアラモス国立研究所トリニティ実験プルトニウムファットマン切頂二十面体インドガンバレル型ガジェット (爆弾)コンピュータジョン・フォン・ノイマンセオドア・ホールソビエト連邦CJ理論火薬火薬学第二次世界大戦爆縮爆薬レンズ燃焼高濃縮ウラン起爆電橋線型雷管長崎市長崎市への原子爆弾投下RDS-1ZND理論核分裂反応核砲弾朝鮮民主主義人民共和国1940年代1949年8月29日

原子爆弾

長崎に投下された原子爆弾のキノコ雲1945年8月9日 広島型原爆(リトルボーイ)による被害者の一人。(1945年10月。日本赤十字病院において) 原子爆弾(げんしばくだん、原爆、atomic bomb)は、ウランやプルトニウムなどの元素の原子核が起こす核分裂反応を使用した核爆弾で、初めて実用化された核兵器でもある。原子爆弾は、核爆発装置に含まれる。水素爆弾を含めて「原水爆」とも呼ばれる。 核兵器は通常兵器と比較して威力が極めて大きいため、大量破壊兵器として核不拡散条約や部分的核実験禁止条約などで規制されており、核廃絶を求める主張もある。.

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偏微分方程式

偏微分方程式(へんびぶんほうていしき、partial differential equation, PDE)は、未知関数の偏微分を含む微分方程式である。.

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人工粘性

人工粘性(じんこうねんせい、Artificial Viscosity)とは、数値流体力学において、差分法の離散化誤差に起因して発生する拡散流束。運動方程式の分子粘性に対応させて人工粘性と呼ばれる。数値粘性、人工拡散、数値拡散()、擬似拡散とも呼ばれる。ジョン・フォン・ノイマンとによって発明された。 基本的には誤差であるが、ある種の問題には有用であり、現代の高度なジェットエンジンやロケットエンジン等の開発には必要不可欠な概念である。.

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広島市

広島市(ひろしまし)は日本の広島県の都市。政令指定都市であり、同県の県庁所在地。中国地方の中南部、広島県西部(安芸国)に位置し、中国・四国地方で最大の人口を有する市でもある。.

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広島市への原子爆弾投下

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マンハッタン計画

マンハッタン計画(マンハッタンけいかく、Manhattan Project)は、第二次世界大戦中、ナチス・ドイツなどの一部枢軸国の原子爆弾開発に焦ったアメリカ、イギリス、カナダが原子爆弾開発・製造のために、科学者、技術者を総動員した計画である。計画は成功し、原子爆弾が製造され、1945年7月16日世界で初めて原爆実験を実施した。さらに、広島に同年8月6日・長崎に8月9日に投下、合計数十万人が犠牲になり、また戦争後の冷戦構造を生み出すきっかけともなった。 科学部門のリーダーはロバート・オッペンハイマーがあたった。大規模な計画を効率的に運営するために管理工学が使用された。 なお、計画の名は、当初の本部がニューヨーク・マンハッタンに置かれていたため、一般に軍が工区名をつける際のやり方に倣って「マンハッタン・プロジェクト」とした。最初は「代用物質開発研究所 (Laboratory for the Development of Substitute Materials)」と命名されたが、これを知った(後にプロジェクトを牽引することになる)レズリー・グローヴスが、その名称は好奇心を掻き立てるだけであるとして新たに提案したのが採用されたものである。.

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リトルボーイ

リトルボーイ(Little Boy)とは、第二次世界大戦においてアメリカ軍が広島市に投下した原子爆弾(ガンバレル型ウラニウム活性実弾 L11)のコードネームである。いわゆる「広島原爆」「広島型原爆」である。 これは、人類史上初めて実戦で使用された核兵器である。原子力災害(核実験、原発事故など)や自然災害(地震、台風、隕石衝突など)の規模を表記する際に、このリトルボーイを基準に「広島原爆n個分」と換算されることもある。.

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レンズ

レンズ レンズの断面形状の種類 レンズ()とは、.

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ロスアラモス国立研究所

アラモス国立研究所(ロスアラモスこくりつけんきゅうじょ、Los Alamos National Laboratory, LANL)は、アメリカ合衆国ニューメキシコ州ロスアラモスに、第二次世界大戦中の1943年に、マンハッタン計画の中で原子爆弾の開発を目的として創設されたアメリカの国立研究機関である。現所長は、チャールズ・マクミラン (Charles McMillan)。.

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トリニティ実験

トリニティ実験(トリニティじっけん、Trinity)とは、1945年7月16日にアメリカ合衆国で行なわれた人類最初の核実験である。 この実験はアメリカ・ニューメキシコ州ソコロの南東48km(北緯33.675度、西経106.475度)の地点で行なわれた。実験場は現在ではアラモゴードに本部を持つアメリカ陸軍ホワイトサンズ・ミサイル実験場の一部となっている。トリニティ実験は爆縮型プルトニウム原子爆弾の爆発実験で、同型の爆弾『ファットマン』が、後に日本の長崎県長崎市に投下された。この実験による核爆発は、約20ktのTNTの爆発と同規模のもので、この核実験を以ってしばしば「核の時代」の幕開けとされる。.

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プルトニウム

プルトニウム(英Plutonium)は、原子番号94の元素である。元素記号は Pu。アクチノイド元素の一つ。.

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ファットマン

ファットマン(Fat Man、「太った人」の意味)は、第二次世界大戦末期にアメリカ合衆国で開発された原子爆弾である。 イギリスの保守党の政治家であるチャーチル首相にちなんで名づけられたという噂もあるが、マンハッタン計画に参加した物理学者ロバート・サーバー(Robert Serber)によると、彼は映画「マルタの鷹」のキャラクター「Kasper Gutman」から名づけたのであるという。アメリカ軍の分類番号はMk.3であり、大戦後も製造が継続された。最初の一発は1945年8月9日に長崎市に投下され、実戦使用された核兵器であり、この長崎に投下された原子爆弾、「インプロージョン方式プルトニウム活性実弾 F31」だけを指すこともある。 Mark 2(ThinMan) というガンバレル型プルトニウム型爆弾が開発中止され、インプロージョン型原爆であるファットマンへと移行した。.

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切頂二十面体

切頂二十面体(せっちょうにじゅうめんたい、truncated icosahedron)、または切頭二十面体(せっとうにじゅうめんたい)、切隅二十面体(せつぐうにじゅうめんたい)とは、半正多面体の一種で、正二十面体の各頂点を切り落とした立体である。また、一般的なサッカーボールは、この立体に空気を入れて、球に近づけたものである。.

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インド

インドは、南アジアに位置し、インド洋の大半とインド亜大陸を領有する連邦共和制国家である。ヒンディー語の正式名称भारत गणराज्य(ラテン文字転写: Bhārat Gaṇarājya、バーラト・ガナラージヤ、Republic of India)を日本語訳したインド共和国とも呼ばれる。 西から時計回りにパキスタン、中華人民共和国、ネパール、ブータン、バングラデシュ、ミャンマー、スリランカ、モルディブ、インドネシアに接しており、アラビア海とベンガル湾の二つの海湾に挟まれて、国内にガンジス川が流れている。首都はニューデリー、最大都市はムンバイ。 1947年にイギリスから独立。インダス文明に遡る古い歴史、世界第二位の人口を持つ。国花は蓮、国樹は印度菩提樹、国獣はベンガルトラ、国鳥はインドクジャク、国の遺産動物はインドゾウである。.

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ガンバレル型

ンバレル型(ガンバレルがた)は、核兵器の構造の種類の一つで、ヒロシマ型とも呼ばれる。核分裂反応の連鎖反応を引き起こす臨界状態を達成するために、砲身状の構造を用いる方法である。臨界量に達する核物質を分割したうえで砲身状の構造の両端に置き、火薬により一方の物質をもう片方へと衝突させ、臨界を達成、核爆発を生起させる。砲身型(ほうしんがた)やガン・タイプとも呼ばれる。.

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ガジェット (爆弾)

ェット ガジェット (The gadget) とは人類最初の原子爆弾。第二次世界大戦中におけるマンハッタン計画で製造された。 最終組み立ては実験場近くにあるマクドナルド牧場にある小屋を借りて行われた。 1945年7月16日、ニューメキシコ州・アラモゴード砂漠のホワイトサンズ射爆場に於ける核実験「トリニティ」で爆発した。 ガジェット(gadget。道具や、ちょっとした装置という意味)の名は、「爆弾」のようなあからさまな名前にすると、マンハッタン計画の目的を知らない人々から情報が漏れてしまったり、スパイ活動によりその内容が明らかになることを警戒し、コードネームとして付けられたものである。 この原子爆弾は、爆縮レンズを用いたインプロージョン方式のテストを目的として製造され、長崎に投下された原子爆弾「ファットマン」と同様の構造をしている。ただし、ファットマンのように空中からの投下ではなく、鉄製のタワーの上に備え付けられた状態で爆発した。ファットマンおよび、広島に投下されたリトルボーイは、このガジェットと平行して製造されており、トリニティ実験から一ヶ月も経たないうちに、日本に原子爆弾が投下されている。.

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コンピュータ

ンピュータ(Computer)とは、自動計算機、とくに計算開始後は人手を介さずに計算終了まで動作する電子式汎用計算機。実際の対象は文字の置き換えなど数値計算に限らず、情報処理やコンピューティングと呼ばれる幅広い分野で応用される。現代ではプログラム内蔵方式のディジタルコンピュータを指す場合が多く、特にパーソナルコンピュータやメインフレーム、スーパーコンピュータなどを含めた汎用的なシステムを指すことが多いが、ディジタルコンピュータは特定の機能を実現するために機械や装置等に組み込まれる組み込みシステムとしても広く用いられる。電卓・機械式計算機・アナログ計算機については各項を参照。.

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ジョン・フォン・ノイマン

ョン・フォン・ノイマン(ハンガリー名:Neumann János(ナイマン・ヤーノシュ、)、ドイツ名:ヨハネス・ルートヴィヒ・フォン・ノイマン、John von Neumann, Margittai Neumann János Lajos, Johannes Ludwig von Neumann, 1903年12月28日 - 1957年2月8日)はハンガリー出身のアメリカ合衆国の数学者。20世紀科学史における最重要人物の一人。数学・物理学・工学・計算機科学・経済学・気象学・心理学・政治学に影響を与えた。第二次世界大戦中の原子爆弾開発や、その後の核政策への関与でも知られる。.

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セオドア・ホール

ドア・ホール。ロスアラモス国立研究所でのIDバッジの写真 セオドア・アルヴィン・ホール(Theodore Alvin Hall, 1925年10月20日 - 1999年11月1日)は、アメリカ合衆国の理論物理学者で、ソビエト連邦のスパイでもあった人物。マンハッタン計画でアメリカの原子爆弾開発に貢献したが、そのかたわらスパイとしてソビエト連邦のために活動し、プルトニウムを用いた原子爆弾「ファットマン」の詳細な設計や、プルトニウムの精製方法といった機密情報を流し続けていた。兄のエドワード・ナサニエル・ホール(Edward Nathaniel Hall, 1914年 - 2006年)はロケット工学者で、アメリカのICBM開発に主導的な役割を果たした人物である。.

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ソビエト連邦

ビエト社会主義共和国連邦(ソビエトしゃかいしゅぎきょうわこくれんぽう、Союз Советских Социалистических Республик)は、1922年から1991年までの間に存在したユーラシア大陸における共和制国家である。複数のソビエト共和国により構成された連邦国家であり、マルクス・レーニン主義を掲げたソビエト連邦共産党による一党制の社会主義国家でもある。首都はモスクワ。 多数ある地方のソビエト共和国の政治および経済の統合は、高度に中央集権化されていた。.

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CJ理論

CJ理論 CJ理論(CJりろん、Chapman-Jouguet condition)とは、デヴィッド・レナード・チャップマン(David Leonard Chapman, 1869年–1958年)とジャック・ジュグエ(Jacques Charles Emile Jouguet, 1871年–1943年)が提唱した流体力学と熱力学に基づく一次元の定常爆轟波に関する理論である。チャップマンは1899年、ジュグエは1906年に論文を発表している。 現在でも爆薬の計算には広く用いられている最も一般的な爆轟理論である。 CJ理論では爆薬中を伝わる爆轟波の構造は図のようになっていると考えられている。爆薬の中に衝撃波が入射すると爆薬が反応を開始して衝撃波の背後に反応帯が出来る。この反応が一応、終わったとみなされる点がC-J点 (Chapman-Jouguet Point) である。衝撃波の先端からC-J点までの距離を反応帯の幅としている。 爆薬の爆轟により空気中にも衝撃波が投射される。そのため、爆発生成ガス中には逆に希薄波が発生し、希薄波の内部では圧力が低下するために反応が弱められる。爆薬中の衝撃波面と希薄波に囲まれた部分を爆轟頭と言う。.

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火薬

無煙火薬 火薬(かやく)は、熱や衝撃などにより急激な燃焼反応をおこす物質(爆発物)のことを指す。狭義には最初に実用化された黒色火薬のことであり、ガン・パウダーの英名通り、銃砲に利用され戦争の歴史に革命をもたらした。また江戸時代には焔硝(えんしょう)の語がよくつかわれ、昭和30年代頃までは、玩具に使われる火薬を焔硝と言う地方も多かった。 GHSにおける火薬類とは、Explosives(爆発物)のことである。.

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火薬学

火薬学(かやくがく、Explosives Engineering)は、火薬類の分類や取り扱い、法令などに関する学問である。.

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第二次世界大戦

二次世界大戦(だいにじせかいたいせん、Zweiter Weltkrieg、World War II)は、1939年から1945年までの6年間、ドイツ、日本、イタリアの日独伊三国同盟を中心とする枢軸国陣営と、イギリス、ソビエト連邦、アメリカ 、などの連合国陣営との間で戦われた全世界的規模の巨大戦争。1939年9月のドイツ軍によるポーランド侵攻と続くソ連軍による侵攻、そして英仏からドイツへの宣戦布告はいずれもヨーロッパを戦場とした。その後1941年12月の日本とイギリス、アメリカ、オランダとの開戦によって、戦火は文字通り全世界に拡大し、人類史上最大の大戦争となった。.

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爆縮

縮(ばくしゅく、implosion)は、全周囲からの圧力で押しつぶされる破壊現象のこと。 なお英語におけるimplosionはexplosion(爆発)という単語のex-(外へ)という接頭辞をin-(内へ)に置き換えた造語である。.

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爆薬レンズ

薬レンズ(ばくやくレンズ、英:Explosive lens)とは、平面状の爆轟波を作り出すための装置である。正式には平面デトネーション発生器(略称: PWG)と呼ぶが、爆轟波の伝わり方がレンズの中の光に似ているため爆薬レンズと呼ばれている。 平面状の爆発波を生起するための最も簡単装置は図のように二種類の爆速の遅い爆薬と早い爆薬を組み合わせた円錐である。爆速の遅い爆薬Bは円錐形をしていて、その表面を爆速の速い爆薬Aが一定の厚さで覆っている。 起爆させる始点は爆薬Aの円錐の頂点に置く。円錐の底面が平面爆轟波になるようにするためには、円錐の底角αが\sin^×(爆薬Bの爆速÷爆薬Aの爆速)となるようにしなければならない。 \alpha.

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燃焼

燃焼(ねんしょう)とは、可燃物(有機化合物やある種の元素など)が空気中または酸素中で光や熱の発生を伴いながら、比較的激しく酸素と反応する酸化反応のことである(ろうそくの燃焼、木炭の燃焼、マグネシウムの燃焼など)。 また、火薬類のように酸化剤(硝酸塩、過塩素酸塩など)から酸素が供給される場合は、空気が無くても燃焼は起こる。 広義には次のような反応も燃焼と呼ぶことがある。.

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高濃縮ウラン

1953年に行われたW9核砲弾の実験。M65 280mmカノン砲で発射。核出力は広島に投下されたのと同じ15kt。W9はアメリカ陸軍初の核砲弾であり、ガンバレル型の核分裂弾頭である。核物質には50kgの高濃縮ウランを用い、砲弾状のものとリング状のものとを衝突させることにより臨界量に達し、核分裂反応を開始させる。 高濃縮ウラン(こうのうしゅくウラン、HEU,High Enriched Uranium)とは、核分裂を起こすウラン235の濃縮度を20%以上に高めたウランのことであり、原子爆弾、研究用原子炉、軍事用艦艇の原子力推進機関などに使用される。 天然ウランに含まれるウラン235は、およそ0.7%程度であるため、濃縮度を高めるにはウラン濃縮を行う必要がある。高濃縮ウランは、一般的な商用原子炉で用いられる低濃縮ウラン燃料に対し、相対的に核暴走を引き起こしやすいため、取り扱いに注意を要する。原子爆弾向けには最低20%以上、実用上90%以上の濃縮度が必要とされている。このため、90%以上の濃縮度は、兵器級 (Weapons-grade) とも呼ばれる。 高濃縮ウランは、核兵器転用・核テロの可能性があるため、それを燃料としていた原子炉の低濃縮ウラン利用への転換も進められている。 また、原子力推進機関を備えた艦艇で、高濃縮ウランが使用されるのは、原子炉稼動期間を長期にすることにより、燃料の交換を不要にするためである。原子力空母や原子力潜水艦の核燃料交換には、船体を大きく切り開く必要があり、多大な費用が必要となるが、高濃縮ウランを使用することで、艦齢より長い原子炉稼動期間を実現し、理論的に運用期間中における核燃料の交換作業を不要とした。.

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起爆電橋線型雷管

起爆電橋線型雷管(きばくでんきょうせんがたらいかん 英:Exploding Bridge Wire detonator、略称:EBW)とは、マンハッタン計画の一部として、1940年代にロスアラモス国立研究所で爆縮レンズ用に極めて正確に作動する雷管としてルイス・アルヴァレズによって開発された。 原子爆弾に使用する爆縮レンズは数十マイクロ秒以下の誤差で正確に起爆する必要があったが、普通の電気雷管では電熱線の加熱によって点火薬を発火させていたため、通電から起爆まで200~300ミリ秒もかかり、通電から起爆までに100ミリ秒以上の誤差があった。衝撃波は1ミリ秒につき7~8メートルも進むため、僅か1ミリ秒の誤差でもプルトニウムがバラバラになって飛び散り、核分裂は起きないため原子爆弾には使えなかった。そのため、新たな方式の起爆装置を開発する必要に迫られて、新型雷管が開発されることになった。このような事情から、新型雷管には誤差0.1マイクロ秒以下の精度が要求された。 起爆電橋線(bridge wire)に通電して起爆するという点では従来型と同じように見えるがその原理は異なっている。 起爆原理は電熱線への通電による点火薬の加熱ではなく、瞬間的な大電流によって電線そのものを爆発させることで点火薬を発火させる。 電線には高純度の金またはプラチナが使用され、その大きさは直径0.02-0.05mm、長さ1mmと極微小で精密だった。 世界初の原子爆弾ガジェット、起爆電橋線型雷管とそこから延びる電線に覆われている。 トレイ上に並べられた起爆電橋線型雷管 最終的な精度は0.025マイクロ秒にまで高められたと言われている。 欠点として、起爆させるためには従来の電気雷管とは比べ物にならないほど、極めて大きな電源を必要とする。 起爆電源のために、5キロボルト1000アンペアの大型のスイッチ機構と1マイクロファラッドの低インダクタンス高圧オイルコンデンサが用意された。 この雷管は精度は極めて高いが、作動させるために必要な電源が大きすぎて原爆以外では用途が無かった。原爆用としても原爆の重量を大きくしてしまう原因であるため、後にスラッパー起爆式雷管が開発されると使用されることは無くなった。 Category:火薬 Category:爆薬.

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長崎市

佐山から望む長崎市街地。長崎市の夜景は世界新三大夜景・日本三大夜景にも数えられている。 長崎市(ながさきし)は、九州の北西部に位置する都市で、長崎県の県庁所在地である。国から中核市に指定されている。 古くから、外国への玄関口として発展してきた港湾都市である。江戸時代は国内唯一の貿易港出島を持ち、ヨーロッパ(主にオランダ)から多くの文化が入ってきた。外国からの文化流入の影響や、坂の多い街並みなどから、日本国内の他都市とは違った景観を保持している。 人口は長崎県で最大である。市域面積の13.1%である市街地に人口の約78%が住み、市街地の人口密度は7,900人/km2となっている。人口密度が高いため山間部にも建物が密集する。.

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長崎市への原子爆弾投下

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RDS-1

RDS-1(ロシア:РДС-1(エル・デー・エス)-1)とは、1949年8月29日午前7時(現地時間)にソ連で行なわれたソ連では初の核実験である。.

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ZND理論

ZND理論(ZNDりろん、Zeldovich von Neumann Doering detonation model)とは、1940年代にジョン・フォン・ノイマンによって考え出された火薬の爆轟現象を予測する理論である。 同年代にソビエトのヤーコフ・ゼルドビッチも同様の理論を考え出し、ソビエトの核兵器開発に役立てたと言われている。 この理論では有限率化学反応を認め、爆発を発熱化学反応の地帯が続く無限に薄い非連続な衝撃波(実際には平均自由行程の数倍程度の厚み)としてモデル化し、衝撃波による熱量の増大が爆薬自身の断熱圧縮によるものであると捉え、実質的に、爆薬の持つ温度などの化学エネルギーも全て、前方へ衝撃波を伝播するために利用されることを示し、ZNDモデルとして理論化されている。 まとめると以下の4点を前提条件としている。.

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核分裂反応

核分裂反応(かくぶんれつはんのう、nuclear fission)とは、不安定核(重い原子核や陽子過剰核、中性子過剰核など)が分裂してより軽い元素を二つ以上作る反応のことを指す。オットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンらが天然ウランに低速中性子(slow neutron)を照射し、反応生成物にバリウムの同位体を見出したことにより発見され、リーゼ・マイトナーとオットー・ロベルト・フリッシュらが核分裂反応であると解釈し、fission(核分裂)と命名した。.

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核砲弾

核砲弾(かくほうだん)は、弾頭に核兵器を搭載した砲弾のことである。冷戦期に作られた戦術核兵器の一つ。.

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朝鮮民主主義人民共和国

朝鮮民主主義人民共和国(ちょうせんみんしゅしゅぎじんみんきょうわこく、)、通称北朝鮮(きたちょうせん)は、東アジアの朝鮮半島北部を実効支配する、最高指導者による事実上独裁体制を取る社会主義共和国。冷戦下で誕生した分断国家である。ただし大韓民国は朝鮮半島全域の領有権を主張しているほか、後述の通り日本も国家として承認していない。 軍事境界線(38度線)を挟み分断した片割れの大韓民国(韓国)と、豆満江を挟んで中華人民共和国及びロシア連邦と、鴨緑江を挟んで中国と接している。首都は平壌で、人口は約2515万人とされる。行政区画は平壌直轄市、開城工業地区、金剛山観光地区、新義州特別行政区、羅先特別市、羅先経済特区、南浦特級(特別)市と八つの道に分かれる。.

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1940年代

1940年代(せんきゅうひゃくよんじゅうねんだい)は、西暦(グレゴリオ暦)1940年から1949年までの10年間を指す十年紀。.

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1949年

記載なし。

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8月29日

8月29日(はちがつにじゅうくにち)はグレゴリオ暦で年始から241日目(閏年では242日目)にあたり、年末まであと124日ある。.

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