一提到核武器,人们首先想到的是毁天灭地的恐怖杀伤力,其实核武器也是分种类的,不同的核武器威力和原理是不一样的。
(资料图片仅供参考)
目前世界上的核武器分为四代,分别是原子弹、氢弹、三相弹和中子弹。 这四种核武器有什么区别呢?我们首先从第一代核武器氢弹说起。
世界上第一枚氢弹由美国人造出,工程总负责人是奥本·海默。 第一代原子弹使用的材料为高浓缩铀-235和高纯度的钚-239 ,美国丢到日本的两枚原子弹小男孩和胖子就分别用铀和钚制作而成。
原子弹巨大的能量主要是从链式反应得来,一个铀核中子高速撞击其它铀原子时,产生3个中子,这三个中子又会去轰击其它的铀-235原子。在裂变过程中,铀235可能会变成钡和钚或者是钍。
反应链路是很复杂的,你只要明白在裂变过程中有物质转化成为了能量就行,爱因斯坦的质能方程 E=mc²表明,一丁点物质转化为能量都是巨大的。
原子弹爆炸时主要杀伤有高温等离子、光辐射和核辐射。 高温能把核爆中心的碳基生物直接汽化,光辐射能闪瞎十公里外人的眼睛,爆炸后产生的放射性尘埃能对爆炸地点产生持续性伤害。
氢弹与原子弹的原理完全相反,氢弹的能量主要由核聚变产生,原料主要是氘、氚和氘化锂-6。两个氘聚变后会形成一个氦原子,其释放出的能量要比原子弹大两个数量级。
原子弹做到10万吨TNT当量时体型会很大,而氢弹可以轻轻松松做到上百万吨TNT当量。氢弹的聚变反应产物是没有放射性的,相比于原子弹要干净很多。不过氢弹核聚变的发生条件是高温高压,引导核聚变最好的方式就是利用核裂变放出的热量。也就是说氢弹的内部其实还有一个小型的原子弹,所以氢弹还是有放射性污染的。
目前世界上只有五常掌握氢弹制造技术,印度、以色列、巴基斯坦这些国家的核武器没有达到这个级别。 我国的第一枚氢弹爆炸当量有330万吨TNT,据说这枚氢弹的构型是独有的,由我国于敏大佬独创。
我国的氢弹因为构型独特,维护起来非常简单。美俄等国就不行了,他们的氢弹需要经常更换内部核反应材料。据外国军事媒体报道,中国是世界上氢弹保有量最多的国家,因为我们的氢弹保养起来很便宜。
三相弹属于第三代核武器,不过这个核武器的构造就很简单了,就是在氢弹的外部再加一层铀-238,这样就可以突破该材料临界质量的限制。 三相弹的威力非常大,比氢弹大一个数量级,可以轻轻松松做到千万级TNT当量。前苏联试爆的大伊万就属于典型的三相弹,它的当量有5000万吨TNT,只需要一枚就能把日本最大的岛本州夷平。
三相弹虽然是在氢弹的外面套了一层铀-238,但是如何让铀-238反应完全才考验研究人员的水准,这里面的参数是要经过大量的计算的。
有了氢弹为什么要搞三相弹呢?这是因为铀-238非常的廉价,地球上每1000个铀原子中只有七个是铀-235,其余的都是铀-238,因此铀238的价格很便宜,容易提炼不需要超高精度的离心机。
加一个铀-238为什么会增大当量呢?铀-238不像铀235它本身很难发生链式反应,因为不能产生连续的高能中子,但是把它套在氢弹的外面就不一样了,氢弹爆炸本身就会产生大量高能中子,不需要铀-238产生链式反应,它只要裂变释放能量就够了。
三相弹虽然威力大,但是它的污染与氢弹是一样的。 最后需要说明的是,很多科学家把三相弹划到氢弹里,把它也叫做氢弹。
中子弹这种武器的研发经历了两个过程,第一颗中子弹其实可以理解成小型的氢弹,这个武器一直以来被大家传的神乎其神,其实它的原理还没有三相弹复杂,把三相弹上铀-238的外壳脱掉就是中子弹了。
很多小伙伴看到这里可能会摸不着头脑,这不就是氢弹吗?没办法,科学家们非要称呼它为中子弹。中子弹的当量一般都很小,在1000吨TNT左右,爆炸效果可以参考黎巴嫩港口硝酸铵大爆炸,中子弹爆炸大概有那个三倍大。 不过中子弹的威力并不体现现在爆炸冲击波上,它主要靠高能中子杀人。爆炸范围内建筑可能还是好好的,但是建筑里面的人已经被高能量中子杀死了。中子弹也是有核辐射的,这取决于里面的核扳机质量。
我国在2017年的时候研制出了全氮阴离子盐,不知道这种物质能否作为第二代中子弹的扳机,如果可以,那么我们就能制造出没有核辐射干净无污染的中子弹了。
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