接續(xù)前一系列:印度核武器!
偶興趣的朋友可以去翻本ID前一篇文章:1998年印度宣布成功試爆氫彈!11年后科學(xué)家爆料:那只是一個(gè)啞彈。有關(guān)印度核武器的歷史,如果不想去翻舊賬,那么下文簡要敘述一下!
1998年5月13日下午15點(diǎn)45分,印度在博克蘭地區(qū)同時(shí)試爆了三枚核武器,據(jù)印度官方稱其中一枚是熱核武器,也就是俗稱的氫彈,但在2009年,印度一位參與了該計(jì)劃的科學(xué)家稱印度確實(shí)制造了氫彈,但引爆失敗!那么到現(xiàn)在已經(jīng)過去了24年,印度還能制造出氫彈嗎?
全球擁有核武器的國家盡管不多,但也有十來個(gè),但擁有氫彈的國家就只有5個(gè),或者說到目前為止全球公開測試過氫彈的國家就只有5個(gè)。
氫彈真的很難嗎?印度還能不能制造出來?
核武器分為原子彈和氫彈,其中原子彈是重核裂變技術(shù),這個(gè)原理基本就是高中知識點(diǎn),其中的關(guān)鍵就是核材料以及引爆的高能中子發(fā)生器,和中子反射器,另一個(gè)就是內(nèi)爆式或者槍機(jī)式的核材料引爆時(shí)機(jī)的掌握。
盡管造原子彈也是需要相當(dāng)?shù)募夹g(shù),但只要突破了核材料這個(gè)難關(guān)之后,武器級的原子彈技術(shù)難度對于一個(gè)中等科技水平的國家來說真的不是很難,比如各位如果要說日本分分鐘突破原子彈,種花家是相信的,因?yàn)槿毡竞苡锌赡芤呀?jīng)擁有了原子彈制造技術(shù)。
左:槍機(jī)式、中:內(nèi)爆式:右:“二相氫彈”
氫彈的原理也不復(fù)雜,簡單地說就是氫核材料聚變,而這個(gè)聚變就是用原子彈來引爆的一種結(jié)構(gòu),盡管很多國家都造出了氫彈的“扳機(jī)”原子彈,但想要引爆氫彈就不是一般國家所能玩的了,它的結(jié)構(gòu)主要有兩種,一種是前蘇聯(lián)失敗的千層餅結(jié)構(gòu)改進(jìn)的于敏構(gòu)型,另一種是美國突破的T-U構(gòu)型,據(jù)說全球的氫彈最原始版本就是這兩種,前蘇聯(lián)抄作業(yè)的T-U構(gòu)型,中國則是獨(dú)立研發(fā)的于敏構(gòu)型。
不過無論是哪種,其原理都是初級原子彈的爆炸后的“高溫高壓”引爆氫彈的聚變材料,早期的熱核裝置用的氘和氚的氣體,因此需要有一套制冷系統(tǒng),體積十分龐大!而目前所用的則是氘化鋰-6,這是常溫下是一種白色固體狀物質(zhì),方便運(yùn)輸,但在“高溫高壓下”會(huì)轉(zhuǎn)換成氘和氚。
這個(gè)過程非常關(guān)鍵,因?yàn)闅鋸棻ǖ母邷氐竭_(dá)時(shí)氘化鋰-6早就被炸飛了,因此這個(gè)高溫高壓并不是各位理解的樣子,而是使用原子彈爆炸時(shí)的X射線的輻射壓聚焦于氘化鋰-6,隨后原子彈裂變產(chǎn)生的中子抵達(dá),與氘化鋰-6反應(yīng)生成氚,并在輻射壓以及后續(xù)的原子彈爆炸致密壓縮下,氘和氚聚變,氫彈爆炸。
這個(gè)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵有兩個(gè),一個(gè)是X射線的輻射聚焦,另一個(gè)則是中子反射聚焦,之后則是裂變爆炸對次級核彈進(jìn)行加熱,這三個(gè)是有時(shí)間先后的,X光速抵達(dá)最快,中子輻射次之,核爆炸加熱最慢,但這些都在電光火石的時(shí)間內(nèi)完成個(gè),要么經(jīng)過N次試爆獲得數(shù)據(jù),要么超級大??茖W(xué)家計(jì)算出來,美國是前者而中國則是后者。
盡管和過去相比現(xiàn)代有了超級計(jì)算機(jī),但沒有模型與數(shù)據(jù),就算超級計(jì)算機(jī)也是白瞎,而就目前來看,要建立這個(gè)模型的試驗(yàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)不太可能獲取到了,因此印度估計(jì)在這一關(guān)上瞎了,當(dāng)然主要是他們沒有像于敏這樣的大神級科學(xué)家。
不過各位要了解一下的是,這只是初級氫彈!也就是武器級的氫彈,由于只有“二級”核彈,其X射線輻射壓和中子量以及引爆原子彈初級核彈當(dāng)量都不大,因此它的威力是比較有限的,真正超級威力的不是這種初級核彈,而是傳說中的三相彈。
氫彈王者:三相彈
百度上所謂的三相彈解釋是錯(cuò)誤的,那個(gè)只是利用了氫彈爆炸的高能中子直接讓鈾-238裂變,這種裂變-聚變-裂變的氫彈叫做“增強(qiáng)型氫彈”,而且它由于外部包裹的鈾-238或者235的裂變產(chǎn)物會(huì)極大的污染環(huán)境,因此也被稱為骯臟的氫彈。
真正的三相彈是裂變-聚變-聚變-聚變-聚變........結(jié)構(gòu)的!為什么只有三相卻接了那么多聚變?其實(shí)三相彈就是一個(gè)說法,它后面接幾個(gè)次級是可以“隨意而為”的,只要模型搞定了,往后接就是了。
它的原理其實(shí)和原子彈引爆次級氫彈的原理是一樣的,原子彈以X射線輻射壓壓縮次級,中子轉(zhuǎn)換氘化鋰-6成氚,核爆引發(fā)聚變,其次級氫彈爆炸時(shí)也存在這樣的過程個(gè),因此它可以繼續(xù)引爆下一個(gè)次級,然后再下下個(gè)次級,一直到無窮多個(gè)。
從理論上來看三相彈是沒有當(dāng)量限制的,早在上世紀(jì)60年代,美國就給出過一個(gè)100億噸的三相彈模型,前蘇聯(lián)則直接引爆過1億噸當(dāng)量的沙皇氫彈,縱觀氫彈的外觀形狀,完全已經(jīng)失去了內(nèi)爆式原子彈的那種卵形,三相彈的發(fā)展必須是長條形,否則這個(gè)結(jié)構(gòu)沒有空間可以續(xù)接。
像印度這些國家,早已過了氫彈研制的最佳時(shí)間,突破武器級氫彈的可能性已經(jīng)沒有了,接下來的三相彈更是不可能,更不要提什么中子彈等這些第三代核武器了!
何為第三代核武器?
原子彈和氫彈爆炸都伴隨著核輻射、光輻射以及熱能和沖擊波等,第三代核武器則是一種定向釋放的核武器,比如X射線、電磁脈沖以及中子輻射等,比如EMP核彈和中子彈就是兩種極端的應(yīng)用之一。
EMP就是放大了核爆過程中的電磁脈沖,其產(chǎn)生的強(qiáng)電磁脈沖會(huì)導(dǎo)致受影響區(qū)域內(nèi)的所有未做EMP級電磁屏蔽的設(shè)備感應(yīng)到強(qiáng)大的電流而燒毀。
而中子彈則是放大了核彈爆炸過程中的中子輻射,它是利用鈹反射層的中子增值效應(yīng),它會(huì)在受到能量高于1.9MeV的中子撞擊后變成鈹-8,但瞬間會(huì)分裂成兩個(gè)氦四,同時(shí)釋放出兩個(gè)中子!過程如下:
原理很簡單,但首先得過了氫彈這一關(guān)!用原子彈行不行?也是可以的,只是中子的量級差別有點(diǎn)大,因?yàn)樵訌椀闹凶有枰S持鏈?zhǔn)椒磻?yīng),因此跑出來的都是漏網(wǎng)之魚,而氘氚原子聚變即可產(chǎn)生一個(gè)中子,而且聚變反應(yīng)不需要吸收中子,并且同樣裝藥重量的氘氚原子數(shù)量是重核的上百倍,請問那個(gè)更多?顯然是氫彈!
因此印度想要走第三代核武器的路線是走不通的,有一個(gè)跨不過去的氫彈障礙橫亙在那里,而且現(xiàn)在也過了核試驗(yàn)的時(shí)代,未來印度就老老實(shí)實(shí)的發(fā)展經(jīng)濟(jì)吧。
原子彈威力不夠大,數(shù)量可以彌補(bǔ)嗎?
相信有很多朋友都認(rèn)為,原子彈雖然威力不大(一般上限為30~50萬噸當(dāng)量為極限),但是我造個(gè)萬兒八千也是很讓人害怕的不是嗎?
答案是不可能!原因很簡單,因?yàn)樵訌棾杀咎吡耍魑恢缽V島爆炸的鈾原子彈裝了多少核裝藥嗎?大約是50千克,只有1千克不到的鈾發(fā)生了裂變,產(chǎn)生了不到1g左右的質(zhì)量虧損,釋放的能量大約略小于2萬噸TNT當(dāng)量。
因?yàn)榱炎冃枰準(zhǔn)椒磻?yīng),它需要一定的時(shí)間才能“全部”裂變完成,但原子核裂變時(shí)釋放的高溫高壓會(huì)讓核材料分崩離析,之后中子撞擊不到原子核就無法產(chǎn)生裂變,核反應(yīng)過程結(jié)束,因此在這個(gè)結(jié)束時(shí)間之前能參與的裂變原子是非常有限的,即使是現(xiàn)代原子彈也很難超過20%,因此要達(dá)到20萬噸的TNT當(dāng)量的核武器,就需要50千克鈾-235。
但鈾的價(jià)格極高,而武器級的鈾更是離譜,因?yàn)橹挥锈?235才能裂變,自然界提取的鈾元素中只有0.72%才是鈾-235,需要通過極其復(fù)雜分離方式才能將其分離出來,比如各位耳熟能詳?shù)碾x心機(jī)就是,消耗的能量極大。
另一種核彈則是钚-239,自然界只有痕量存在,它需要通過鈾-235的裂變堆中生產(chǎn),過程則是鈾-238原子獲取到中子后經(jīng)過兩次衰變成為钚-239,成本同樣也是極高。
因此這些制造出了原子彈的國家,如果要維持一個(gè)龐大的核武庫,其消耗的成本基本是天文數(shù)字!據(jù)WIKI的資料,印度總共也就130枚至140枚原子彈,按20萬噸當(dāng)量算,最多3000萬噸,一枚氫彈可以全覆蓋!那么問題來了,氫彈就很便宜嗎?
答案是比原子彈成本低多了!
因?yàn)橛脕碇圃鞖鋸椀摹鞍鈾C(jī)”原子彈只需要3-5千克左右,氫彈的核裝藥的氘和氚,氘很便宜,氚很貴,而且超級貴,但真正的氫彈并不需要氚,而是氘化鋰-6,上文已經(jīng)說明了,高溫能分解出氘,中子反應(yīng)能讓鋰-6變成氚,鋰-6盡管比例比較少,但成本并不高!簡直就是自來水啊,還有沒有天理?氫彈不僅威力超級大,而且成本還那么低,沒錯(cuò),氫彈就是這么樸素!
看完本系列的朋友應(yīng)該是心里有數(shù)了,氫彈的難度太大了,除了5大常任理事國以外,目前并沒有其他國家突破氫彈,也許有些個(gè)特殊的國家擁有氫彈,但并不能自行生產(chǎn),對于這種能毀滅世界的核武器,五常的態(tài)度是一致的,假如哪個(gè)國家搞出了這玩意兒,比如日本,你們猜最緊張的會(huì)是誰?所以,各位一定是懂的!
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