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如果只有原子彈,沒有氫彈,世界會是什麼樣子?

相信很多朋友都認為, 原子彈和氫彈都是核武器, 無論哪個都會導致核災難, 這有區別嗎?但事實上根據兩者的結構和威力的不同, 差別其實很大!

原子彈和氫彈在結構和威力上到底有什麼區別?

原子彈和氫彈統稱核武器, 但原子彈和氫彈卻有質的差別, 熟悉核武器的朋友經常將原子彈稱為裂變彈, 而氫彈則稱為聚變彈, 兩者的差別也就在這名字上!

鈾彈:投擲在廣島的小男孩

裂變彈:原子彈

裂變彈利用的是重原子核裂變的原理, 一般裂變彈有兩種, 一種是鈾彈, 另一種鈈彈, 鈾彈用的鈾-235作為裂變材料, 而鈈彈則是鈈-239作為裂變材料, 兩者儘管原材料上有區別, 但原理上並沒有大的差異!

鈈彈:投擲在長崎的鈈彈胖子

鏈式反應

這是裂變武器必須跨過的一道難關, 原因是重核原子在熱中子撞擊下會發生裂變反應, 比如鈾-235會裂變成氪-92和鋇-141, 並且丟失一點點品質(質能轉換會產生巨大的能量), 當然個中還有最關鍵的一點是中子增殖效應, 也就是一顆熱中子讓重核裂變後, 釋放出2-3個中子的效果!如下圖:

假如一種材料裂變後釋放的中子小於1或者等於1, 那麼這種裂變材料無法作為合適的裂變彈製造材料, 而如何讓這些多餘的中子去撞擊下一顆原子核, 這就是臨界品質所要完成的任務!

因為原子核和原子的比例相當於體育館內的籃球比例,

因此這顆飛出原子核的中子要撞擊到到下一個原子核是很困難的, 必須要有足夠多的核材料才能保證在飛出核材料外能撞擊到下一顆原子核, 這就是臨界品質!

武器級鈈環狀物。 重5.3公斤, 直徑約11公分, 足夠製作一枚核彈。 它的形狀有助於維繫臨界安全

但臨界品質又有個超級麻煩的問題,因為裂變材料會衰變且存在自發裂變,簡單的說如果一塊核材料夠大,那麼它自發裂變的中子可能就會讓自身處在臨界狀態或者超臨界狀態,這個後果是很嚴重的,會釋放大量的熱和輻射,比如日本東海村核燃料工廠就發生過超臨界事故,最終結果是2名工人死亡!

因此原子彈內的核材料在存放時是分離的,引爆瞬間才會在爆轟壓力下貼合在一起,然後注入中子引發鏈式反應,最終完成裂變彈的能量釋放過程,也就是核爆炸!

不過有個問題,這個爆轟壓到一起的原子彈裂變時會釋放巨大的能量,會讓它們很快被炸散,而鏈式反應時只有撞擊到中子的原子核才會裂變,在這短短的微秒時間內,這個工作很難100%完成,甚至早期的廣島原子彈核裝藥利用率大約只有5%都不到,而現代原子彈也不超過20%!

所以原子彈的當量很難提高,一般也就幾十萬噸,比如湯姆克魯斯的《碟中諜6:全面瓦解》中號稱有500萬噸的鈈彈,而且用的是一個鈈球,對於瞭解核武器的朋友來說簡直就是侮辱,因為原子彈不會有500萬噸的當量,並且核裝藥最爛也是個半球(槍機型),或者蓮花型(內爆式)!

聚變彈:氫彈原理又是怎樣呢?

氫彈原理比原子彈更簡單,它是利用輕核聚變的原理,讓兩顆輕原子核結合在一起,產生的品質虧損釋放出巨大的能量!

說起來簡單,但做起來很難,它需要要一個超級極端的環境,比如上億度的高溫和超長的時間(氕氕聚變),當然科學家不會傻到去選擇要很久才能聚變的材料,一般的都是氘氚(都是氫的同位素)聚變,這兩種材料可以在滿足上億度高溫以及超高壓下很快聚變。

普通的化學能炸藥爆炸無法形成這種條件,只有原子彈產生的高溫高壓才可以,所以要想造氫彈,必須等原子彈成功後才會考慮!而如何讓原子彈爆炸的高溫高壓作用於氘氚材料讓其聚變,才是最關鍵的!

據說並不是單純的高溫高壓,而是讓X射線如何聚焦在氘氚材料上才是關鍵,另外還有資料稱,氫彈外殼有一層泡沫材料,它就是反射X射線的關鍵!

而只要達到了合適的條件,氘氚材料的任何位置都可以同時聚變,所以氫彈的核材料利用率相當高,並且比較容易加大裝藥量來製造巨大威力的氫彈,而且還有一個關鍵必須提醒下,鈾-235裂變時品質虧損約0.0946%;鈈239則約為0.0961%,而氘氚聚變時的品質虧損卻接近0.7%,單純從效率上來看,氫彈就是原子彈將近8倍,而裝藥量來操作下,那氫彈簡直就是指數級增加!

比如全世界最猛的沙皇炸彈,原本裝藥量威力是1億噸TNT當量,結果由於其威力實在太大,沒地方測試,所以將其減裝藥一半,實際威力大約5800萬噸TNT!

如果只有原子彈,沒有氫彈,世界會是什麼樣子?

看完上文,大家也能猜到了!氫彈存在的唯一作用,就是阻止人家使用原子彈!而氫彈的另一個作用,就是核威懾!

因為氫彈動輒百萬噸,甚至千萬噸TNT當量,威力實在太大了,我們來模擬下1000萬噸的氫彈投放在日本東京影響還有多大!

差不多整個東京就消失了,甚至還能影響到周邊城市,氫彈的威力實在是太大了!假如換成50萬噸的原子彈呢?

50萬噸,幾乎就是原子彈的上限,威力也就這麼大,而更小的還有1000噸級別的手提箱型原子彈,所以假如地球上只有原子彈,那麼相互投擲原子彈的概率是很高的,而假如各自都有了氫彈,大家都無法承受一枚超級氫彈帶來的嚴重後果,大家都有毀滅對方的能力,那大家就達成默契了,誰都不敢先用,要不然核捆綁策略會讓大家都毀滅!

它的形狀有助於維繫臨界安全

但臨界品質又有個超級麻煩的問題,因為裂變材料會衰變且存在自發裂變,簡單的說如果一塊核材料夠大,那麼它自發裂變的中子可能就會讓自身處在臨界狀態或者超臨界狀態,這個後果是很嚴重的,會釋放大量的熱和輻射,比如日本東海村核燃料工廠就發生過超臨界事故,最終結果是2名工人死亡!

因此原子彈內的核材料在存放時是分離的,引爆瞬間才會在爆轟壓力下貼合在一起,然後注入中子引發鏈式反應,最終完成裂變彈的能量釋放過程,也就是核爆炸!

不過有個問題,這個爆轟壓到一起的原子彈裂變時會釋放巨大的能量,會讓它們很快被炸散,而鏈式反應時只有撞擊到中子的原子核才會裂變,在這短短的微秒時間內,這個工作很難100%完成,甚至早期的廣島原子彈核裝藥利用率大約只有5%都不到,而現代原子彈也不超過20%!

所以原子彈的當量很難提高,一般也就幾十萬噸,比如湯姆克魯斯的《碟中諜6:全面瓦解》中號稱有500萬噸的鈈彈,而且用的是一個鈈球,對於瞭解核武器的朋友來說簡直就是侮辱,因為原子彈不會有500萬噸的當量,並且核裝藥最爛也是個半球(槍機型),或者蓮花型(內爆式)!

聚變彈:氫彈原理又是怎樣呢?

氫彈原理比原子彈更簡單,它是利用輕核聚變的原理,讓兩顆輕原子核結合在一起,產生的品質虧損釋放出巨大的能量!

說起來簡單,但做起來很難,它需要要一個超級極端的環境,比如上億度的高溫和超長的時間(氕氕聚變),當然科學家不會傻到去選擇要很久才能聚變的材料,一般的都是氘氚(都是氫的同位素)聚變,這兩種材料可以在滿足上億度高溫以及超高壓下很快聚變。

普通的化學能炸藥爆炸無法形成這種條件,只有原子彈產生的高溫高壓才可以,所以要想造氫彈,必須等原子彈成功後才會考慮!而如何讓原子彈爆炸的高溫高壓作用於氘氚材料讓其聚變,才是最關鍵的!

據說並不是單純的高溫高壓,而是讓X射線如何聚焦在氘氚材料上才是關鍵,另外還有資料稱,氫彈外殼有一層泡沫材料,它就是反射X射線的關鍵!

而只要達到了合適的條件,氘氚材料的任何位置都可以同時聚變,所以氫彈的核材料利用率相當高,並且比較容易加大裝藥量來製造巨大威力的氫彈,而且還有一個關鍵必須提醒下,鈾-235裂變時品質虧損約0.0946%;鈈239則約為0.0961%,而氘氚聚變時的品質虧損卻接近0.7%,單純從效率上來看,氫彈就是原子彈將近8倍,而裝藥量來操作下,那氫彈簡直就是指數級增加!

比如全世界最猛的沙皇炸彈,原本裝藥量威力是1億噸TNT當量,結果由於其威力實在太大,沒地方測試,所以將其減裝藥一半,實際威力大約5800萬噸TNT!

如果只有原子彈,沒有氫彈,世界會是什麼樣子?

看完上文,大家也能猜到了!氫彈存在的唯一作用,就是阻止人家使用原子彈!而氫彈的另一個作用,就是核威懾!

因為氫彈動輒百萬噸,甚至千萬噸TNT當量,威力實在太大了,我們來模擬下1000萬噸的氫彈投放在日本東京影響還有多大!

差不多整個東京就消失了,甚至還能影響到周邊城市,氫彈的威力實在是太大了!假如換成50萬噸的原子彈呢?

50萬噸,幾乎就是原子彈的上限,威力也就這麼大,而更小的還有1000噸級別的手提箱型原子彈,所以假如地球上只有原子彈,那麼相互投擲原子彈的概率是很高的,而假如各自都有了氫彈,大家都無法承受一枚超級氫彈帶來的嚴重後果,大家都有毀滅對方的能力,那大家就達成默契了,誰都不敢先用,要不然核捆綁策略會讓大家都毀滅!

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