全世界的氢弹都报废了,只有中国有30颗?一直有一种说法,世界上只有中国有可以长期保存的氢弹。其他国家的氢弹不能长期保存,很快就要更换核充进行维护,成本极高!真的是这样吗?
氢弹的结构是怎样的?氢弹的原理并不复杂。它利用了轻核聚变的原理。比如太阳上正在发生的是氢同位素的质子链式反应。但是现代科技还达不到反应,反应速度也不够。因此,选择氢同位素氘和氚的聚变反应。
只是在常规条件下,氘氚聚变无法实现,所以氢弹的氘氚都是由一次原子弹引爆的。引爆时,先引爆原子弹,再引爆烈性炸药,使原子弹中的铀或钚压力超过临界质量,然后启动中子发射装置,引爆裂变原子弹。
而原子弹产生的X射线和γ射线会在冲击波之前到达二次氢弹的氘氚混合物,在氢弹外层会有一层反射和聚焦X射线和γ射线的物质,据说是一层泡沫。射线以光速到达可变过压的氘氚混合物,引起聚变!
氘核材料会在这个过程中继续聚变。一公斤铀完全裂变后只有2万吨TNT当量左右,但1公斤氘氚混合物完全聚变后可以达到8万吨TNT当量。所以氢弹的威力比原子弹强多了!
氢弹成本贵吗,真的不能长期保存吗?原子弹的核装料是铀-235或钚-239,这两种材料。前者铀-235的价格在2000-3000元/克,自然界中的钚-239痕量,一般手工制造)在20000元/克以上。如果使用大当量核弹,需要大量的铀或钚,裂变效率很差,不到20%,所以
广岛的闪电型(I)和长崎的内爆原子弹(II)
而氢弹的“扳机”原子弹只能有最低当量。比如中子弹(原子弹爆轰+特殊结构氢弹)的当量甚至可以达到1000吨!
装入弹壳的中子弹。
那么氢弹的核装药贵吗?是氘重水除氧后的重氢,所以氚少,制造困难。锂-6一般是中子轰击产生的,成本极高。而且氘和氚都是气体,必须液化才能高密度部署在氢弹中,这就需要强大的制冷装置。比如美国第一颗氢弹装置,总质量超过60吨。
另一个致命的缺点是氚的半衰期为12.43年,它会通过β衰变成为氦-3。氦-3虽然也很珍贵,但不能在氢弹里“引爆”,所以每隔一段时间就得更换。氚的价格高达每公斤2000万美元。那不是致命的吗?
氢弹里的核电荷真的要在某个时间改变吗?
也许谣言就是这么来的。氚太贵了,每隔几年就得换一次,于是整个世界都塌了。只有中国人不用改。真的是这样吗?其实科学家这么说是傻子,因为用锂-6中子轰击可以产生氚,原子弹引爆的时候中子还那么多!
所以智商高的科学家想到氘化锂-6。自然界中有锂-6(7.5%(自然状态下3.75%)和锂-7(92.5%)。两者都可以通过激光同位素或离子交换分离,所以锂-6并不难获得。氘化锂-6更简单。氘和锂-6被加热形成氘化锂-6。
氢弹引爆时,X和γ射线以光速穿过反射层,被压缩到达氘化锂-6,形成氘和锂-6,在高温下分解,然后到达的中子轰击锂-6,变成氚+氦-4。当然氢弹需要氚!
当氘和氚在X射线的超高压下达到聚变条件时,此时聚变中仍会释放出中子,因为氘和氚汇聚成氦-4时会多一个中子,继续诱导锂-6嬗变为氚和氦-4,这个过程在氢弹爆炸过程中会继续,相当于边爆炸边生产氢弹所需的原料。此时,原子弹引爆的冲击波还没有到达二次氢弹的位置。
只要用入门级的原子弹引爆氢弹,氘化锂-6的价格就不贵,所以氢弹的成本比原子弹(同等当量)低很多,而且氢弹的当量没有上限,而原子弹一般是30万吨TNT的当量。
这也是美国取消核武库中原子弹的原因,因为一颗大当量的原子弹可以制造几十颗氢弹。谁需要这种威力不大但价格不菲的核弹?但必须提醒的是,氢弹的引爆原理很简单,但工程结构极其复杂。只有T-U配置和于敏配置才能真正抓住引爆的本质!
所以中国人的第一颗氢弹是一颗空用于实战的投影,一度震惊全世界。你不得不佩服老余曼·明计算的准确性。除了联合国的五常,那些玩了原子弹却根本造不出氢弹的国家只能干瞪眼。
全球核能
阅读:什么是三相弹?
在了解三相弹之前,先了解一下中子弹和二相弹。中子弹主要释放中子,氢弹本身爆炸时会释放大量中子辐射,但远远不足以成为中子弹。外层加一层铍,利用铍的中子倍增效应,达到释放大量中子的目的。
铍的中子增殖效应
铍吸收一个中子后会变成两个氦四原子,释放两个中子,这是中子弹中大量中子的来源!
两相弹:一般氢弹都是两相弹。氢弹为了反射中子,会涂上一层铀-238,获得大量中子后会变成铀-239,所以可以被热中子击中进行裂变。铀-235很贵,238是废料(或者说是增殖堆的原料),所以三相弹成本不高,但是威力大,因为一半的能量可以来自裂变。毕竟,
三相弹:很多误解是把两相弹误认为三相弹,因为它的结构是:
师级+氢弹二级+原子弹二级
它看起来确实像三相炸弹,但这种被称为两相炸弹。真正的三相弹的副弹是另一个二相弹。比如原子弹一级引爆后,引爆一个氢弹二级,再在二级下面挂一个氢弹二级,通过X和γ射线的超压引爆。而且可以一路挂下来,变成N相炸弹。理论上挂100亿吨TNT当量是有问题的!
三相炸弹:两枚副氢弹
前苏联的沙皇炸弹相当于1亿吨。后来发现,未经陆地试验,炸药药量降低到5000万吨,实际炸药当量却是5300万吨!当然,美国也不甘落后。他们设计了1.2亿吨的爆炸结构,甚至计划设计10亿吨的氢弹!
但是服役一次最大当量是2500万吨,而现役最大当量是400万吨,足够了。一个人可以抹掉一个1000万人口的大城市。一个人能要求什么?