氫彈現在只有中國才有嗎?論核彈的原理及幾種氫彈的區別

2021-01-11 科學探索菌

網上一直流傳著,我國氫彈因為用了于敏構型,所以維護費用很低,其它國家由於難以負擔氫彈的高額維護費用,都銷毀了,這其實是個謠言。

俄羅斯和美國作為世界兩個核大國,核武庫裡現在都各自擁有數千枚核彈,說俄國的經濟總量負擔不起,還有點令人信服。

不過事實是,能夠製造氫彈的國家一直都擁有氫彈,並且還在持續的更新換代。

現階段全球擁有核武器的國家包括:美國、俄羅斯、英國、法國、中國、印度、巴基斯坦、以色列、朝鮮。在核擁有國中,五常國家均擁有氫彈。我國是在上世紀60年代擁有原子彈和氫彈的。

核彈及氫彈的類別

原子核聚變或者裂變時會釋放出巨大的能量,比如,1千克鈾全部裂變釋放的能量是1千克TNT炸藥爆炸(化學反應)釋放的能量的2000萬倍。

核武器就是利用核反應進行殺傷破壞的一類武器,主要包括原子彈和氫彈,此外,利用核衰變原理製成的貧鈾彈也屬於核彈。現階段,原子彈主要由鈾235或239等重原子核的鏈式裂變反應製成。

氫彈又叫做熱核武器,現階段的氫彈是利用氫元素的同位素氘(重氫)和(超重氫)進行核聚變,所以才被叫為氫彈。核聚變反應釋放的能量比核裂變反應多,因此在同樣的爆炸當量下,氫彈頭質量更小。

現階段的氫彈都需要利用原子彈進行引爆(打比方的說法,嚴格來說是發生核聚變前,需要先引發核裂變)。因為核聚變所需要的溫度和壓力比核裂變所需要的溫度和壓力高得多,要想實現鏈式核聚變,就必須利用核裂變過程中產生的高溫高壓。

廣義上的氫彈,主要包括二相彈、三相彈(又叫氫鈾彈、髒彈)和中子彈。

二相彈就是早期的普通氫彈,只有核裂變-核聚變兩級反應結構。普通氫彈就是在原子彈外面包了一層熱核材料,但卻比原子彈的威力大的多。

三相彈是一種經歷「裂變-聚變-裂變」三級反應的核彈,比二相彈多了一級裂變反應。簡單來說,就是在二相彈(普通氫彈)外面包了一層鈾238製成的外殼。在進行到第二階段時,中心的聚變反應會釋放出大量中子,這些中子會轟擊外殼,引發更大規模的核裂變反應,威力當然也比原子彈和二相彈更勝一籌,且會帶來嚴重的核汙染。

(上圖為氫彈結構原理示意圖,僅供參考。)

中子彈是一種小型氫彈,只是反應過程中核聚變反應佔比較大。雖然在反應過程中能釋放出高能中子,但在所有核彈中中子彈的汙染最小。再加上當量小,很適合實戰使用。

構型並不能決定氫彈的壽命

目前世界上只有兩種氫彈構型:T-U構型和于敏構型,然而構型只是氫彈內部的結構不同罷了,再優秀的構型也不可能改變熱核材料的物理屬性。說到構型,這些詳細數據都屬於機密,普通人根本無法得知,更別說比較了。

核聚變反應過程中要使用氘和氚,但在常溫常壓下它們都是氣態的,壓縮成液態也很費力,現在很少直接用它們做熱核材料了。且具有放射性,會發生β衰變,半衰期為12.43年,如果直接利用氚做核材料,會縮減氫彈的壽命。

然而,目前以美國為代表的核大國在氫彈中普遍使用的鋰6這種化合物的熱核材料。鋰6是固態物質,常溫常壓下化學性質很穩定。在使用時,中子轟擊氘化鋰6,便可以產生,氚再與反應,就避開了氚會放發生放射性衰變的問題。

所以說,真正影響氫彈壽命的不是構型,而是製作工藝及熱核材料。

這麼說吧,對於五常國家,原子彈基本都快淘汰了。因為氫彈的重量更輕,威力更大,更適合飛彈運載,更適合實戰。現階段氫彈都追求小型化,在一枚飛彈上裝備多枚核彈頭,又怎麼會繼續使用那種笨重的原子彈。資料顯示,美國在上世紀80年代就淘汰了原子彈,現階段裝備的都是氫彈。

可見,「目前只有中國才擁有氫彈」這一說法,是一個自欺欺人的謊言。

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