一直以來就有個說法,全世界只有中國才有能長期保存的氫彈,其他國家的氫彈無法長期保存,不久就好更換核裝藥維護,成本極高!事情真的是這樣嗎?
氫彈的原理倒不復(fù)雜,利用的是輕核聚變的原理,比如太陽上正在發(fā)生的就是氫的同位素氕的質(zhì)子鏈反應(yīng),但現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)達不到氕氕反應(yīng),而且反應(yīng)速度也不夠,因此選擇的是氫的同位素氘和氚的聚變反應(yīng)。
只是常規(guī)條件下氘氚聚變也達不到,因此氫彈的氘和氚都是初級原子彈引爆的,起爆時候,原子彈首先起爆,高爆炸藥起爆,將原子彈中的鈾或者钚壓到超過臨界質(zhì)量,然后中子發(fā)射器啟動,裂變的原子彈被引爆。
但原子彈產(chǎn)生的X射線和γ射線會先于沖擊波到達次級氫彈的氘氚混合物,并且在氫彈外層會有一層反射聚焦X射線和γ射線的材料,據(jù)說是一層泡沫,射線以光速抵達變超壓氘氚混合物,引發(fā)聚變!
氘氚核材料會在這個過程中持續(xù)聚變,一千克鈾完全裂變大約只有2萬噸TNT的當(dāng)量,但1一千克氘氚混合物完全聚變可達8萬噸TNT當(dāng)量,因此氫彈的威力遠(yuǎn)比原子彈威力要強大得多!
原子彈的核裝藥是鈾-235或者钚-239,兩者材料,前者鈾-235的價格是2000-3000元/克,钚-239自然界痕量,一般為人工制造)則超過2萬元/克,假如大當(dāng)量核彈,那么要大量的鈾或者钚,而且裂變效率很差,不到20%,所以原子彈的當(dāng)量不太可能超過30萬噸。
廣島的槍機式(上)和長崎的內(nèi)爆式原子彈(下)而氫彈的“扳機”原子彈只要最小當(dāng)量即可,比如中子彈(原子彈引爆+特殊結(jié)構(gòu)的氫彈)的當(dāng)量甚至可以做到1000噸當(dāng)量!
裝進炮彈的中子彈那么氫彈的核裝藥貴嗎?氘就是重水中的去掉氧后的重氫,氚就比較少了,制造很困難,一般用中子轟擊鋰-6生產(chǎn),成本極高,而且氘氚都是氣體,要高密度部署在氫彈內(nèi)必須液化,需要強大的制冷裝置,比如美國的第一個氫彈裝置總質(zhì)量高達60多噸。
還有一個致命的缺點是氚還有一個12.43年的半衰期,會通過β衰變變成氦-3,盡管氦-3也很寶貴,但無法在氫彈中被“引爆”,所以每隔一段時間就得更換氚,氚的價格可是高達2000萬美元一千克,這不是要命么?
氫彈中的核裝藥真的一定時間就要換嗎?
也許謠言就是這樣來的,氚價格很貴,每隔幾年就要換,所以全世界都崩潰了,只有中國人不用換,真的是這樣嗎?其實這樣說就是當(dāng)科學(xué)家傻子了,因為氚可以用鋰-6通過中子轟擊生產(chǎn),而中子在原子彈起爆時多得不要不要的!
因此高智商的科學(xué)家就想到了氘化鋰-6,自然界有鋰-6(7.5%(自然狀態(tài)下3.75%))和鋰-7(92.5%),兩者可以使用激光同位素分離或者離子交換分離,所以鋰-6并不不難取得。而氘化鋰-6則更簡單,氘和鋰-6加熱生成氘化鋰-6。
氫彈起爆時,X和γ射線經(jīng)過反射層光速抵并壓縮達氘化鋰-6,形成高溫分解出氘和鋰-6,隨后抵達的中子轟擊鋰-6變成氚+氦-4,當(dāng)然氫彈需要的是氚!
X和γ射線超高壓下氘氚達到聚變條件,此時的聚變?nèi)匀粚⑨尫懦鲋凶?,因為氘氚聚變成?4必定會多一個中子,將繼續(xù)誘發(fā)鋰-6嬗變成氚和氦四,并且這個過程在氫彈爆炸過程中會不斷持續(xù)進行,相當(dāng)于邊爆炸,邊生產(chǎn)氫彈所需的原料。而此時引爆的原子彈沖擊波還沒有到達次級氫彈的位置。
引爆氫彈的原子彈,只要入門級別的原子彈即可,氘化鋰-6價格也不貴,所以從成本上看氫彈要比原子彈成本低得多(相同當(dāng)量),而且氫彈的當(dāng)量無上限,而原子彈一般是30萬噸TNT的當(dāng)量。
這也是美國在核武庫中取消原子彈的原因,因為制造一顆大當(dāng)量的原子彈,可以制造幾十顆氫彈了,誰還要這種威力不大卻有死貴的核彈呢?但有一點必須要提醒的是,氫彈的引爆原理很簡單,但工程結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜,真正掌握引爆精髓的只有T-U構(gòu)型和于敏構(gòu)型!
因此中國人的第一顆氫彈就是實戰(zhàn)用的空投型,這一點曾令全世界目瞪口呆,你不得不佩服于敏老爺子計算之精確,除了聯(lián)合國五常以外,那些玩出原子彈,卻怎么都制造不出氫彈的國家只能干瞪眼。
全球核力量延伸閱讀:什么是三相彈?
在了解三相彈之前先了解下中子彈和二相彈,中子彈主要釋放中子為主,氫彈爆炸時本身就會釋放大量的中子輻射,但要作為中子彈遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,在外層加上一層鈹,利用鈹元素的中子倍增效應(yīng)達到大量釋放中子的目的。
鈹?shù)闹凶釉鲋承?yīng)鈹在吸收一個中子后會變成2個氦四原子,并且釋放出2個中子,這就是中子彈大量中子的來源!
二相彈:一般的氫彈都是二相彈,氫彈為了反射中子,會在外殼包裹一層鈾-238,它在獲得大量中子后會變成鈾-239,從而可以被熱中子撞擊裂變,鈾-235很貴,238就是廢材(或者增殖堆的原料),所以三相彈成本也不高,但威力巨大,因為可以有一半的能量來自裂變,畢竟中子足夠多,想干啥都可以。
三相彈:很多誤區(qū)就是二相彈被誤認(rèn)為是三相彈,因為它的結(jié)構(gòu)是:
原子彈處級+氫彈次級+原子彈次級
看起來確實是三相,但這種叫做二相彈,真正的三相彈的次級是另一顆二相彈,比如原子彈初級引爆后,氫彈次級引爆,再在氫彈次級下掛一個氫彈次級,利用X和γ射線超壓引爆這個次級,而且可以一直往下掛,變成N相彈,從理論上來看,掛到100億噸TNT當(dāng)量是么有問題的!
三相彈:2個次級氫彈前蘇聯(lián)的沙皇炸彈就是一億噸的當(dāng)量,后來發(fā)現(xiàn)沒地測試才減裝藥到5000萬噸,但實際爆炸當(dāng)量為5300萬噸!當(dāng)然美國也不甘落后,他們曾設(shè)計出1.2億噸的引爆結(jié)構(gòu),甚至還計劃設(shè)計10億噸的氫彈!
不過現(xiàn)在曾經(jīng)入役的最大當(dāng)量也就2500萬噸,而現(xiàn)役最大就400萬噸,完全足夠了用了,一枚就能抹掉一個千萬人口的大城市,夫復(fù)何求呢?
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