有一個(gè)傳言稱，中國(guó)是全球唯一可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存氫彈的國(guó)家。相比之下，其他國(guó)家的氫彈需要經(jīng)常更換其核裝藥以進(jìn)行維護(hù)，因?yàn)檫@種武器的成本非常高。這種說(shuō)法是否正確呢？
理解氫彈的原理并不困難。它利用的是在輕核聚變反應(yīng)中釋放大量能量的原理，類似于太陽(yáng)中正在發(fā)生的氫核聚變反應(yīng)。但由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)尚不能實(shí)現(xiàn)氫氫聚變反應(yīng)，并且反應(yīng)速率也較慢，所以氫彈選擇了利用氫的同位素氘和氚的聚變反應(yīng)。這種反應(yīng)所釋放出的能量是極為巨大的，其威力遠(yuǎn)超過(guò)原子彈。以上完整段落句子的意思未改變，但措辭和用詞更為準(zhǔn)確詳盡。
在正常條件下，氘氚聚變是無(wú)法達(dá)到的，因此氫彈的氘和氚都是在初級(jí)原子彈的引爆下實(shí)現(xiàn)的。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)引爆裝置啟動(dòng)時(shí)，原子彈首先起爆，釋放出高能爆炸藥的能量，將原子彈中的鈾或者钚壓縮至超過(guò)臨界質(zhì)量，然后中子發(fā)射器啟動(dòng)，釋放出中子來(lái)促進(jìn)核裂變的過(guò)程，從而引爆了初級(jí)原子彈。這樣，經(jīng)過(guò)多次的反復(fù)裂變和聚變反應(yīng)，氫彈才最終得以爆炸。
在次級(jí)氫彈的氘氚混合物中，原子彈產(chǎn)生的X射線和γ射線將首先到達(dá)，并且在氫彈外層有一層反射并聚焦這些射線的材料。這種材料通常采用泡沫狀物質(zhì)制成，這些射線以光速抵達(dá)壓縮氘氚混合物，引發(fā)聚變。值得注意的是，X射線和γ射線比沖擊波更快地到達(dá)次級(jí)氫彈的混合物中。
在進(jìn)行氫彈的制造過(guò)程中，氘氚核材料會(huì)不停地進(jìn)行聚變。相較于一千克鈾的完全裂變，氫彈中的一千克氘氚混合物的完全聚變可以產(chǎn)生高達(dá)8萬(wàn)噸TNT當(dāng)量的威力。因此，氫彈的威力遠(yuǎn)比原子彈更加強(qiáng)大。這是由于氫彈能夠進(jìn)行核聚變而不是裂變，因此釋放出更高的能量。
核武器的核裝藥原材料一般為鈾-235或钚-239，其中鈾-235的市場(chǎng)價(jià)格約為每克2000-3000元，而钚-239則極為稀有，自然界痕量，制造成本高昂，價(jià)格超過(guò)2萬(wàn)元/克。若要制作大當(dāng)量的核彈，需要大量采用鈾或钚，但由于裂變效率不高，一般不足20%，因此，制作原子彈的當(dāng)量不大可能超過(guò)30萬(wàn)噸。
首先，廣島使用的是槍式原子彈，而長(zhǎng)崎使用的是內(nèi)爆式原子彈，二者差異在于引爆方式不同。另外，氫彈與原子彈不同，其引爆需要使用原子彈作為“扳機(jī)”，使得特殊結(jié)構(gòu)的氫彈產(chǎn)生核聚變反應(yīng)，釋放更大的能量。最小當(dāng)量的原子彈即可作為氫彈的“扳機(jī)”，比如使用中子彈。實(shí)際上，中子彈引爆特殊結(jié)構(gòu)氫彈時(shí)，其當(dāng)量可以達(dá)到甚至高達(dá)1000噸當(dāng)量。這也是原子彈與氫彈之間的一個(gè)重要差別。
請(qǐng)問(wèn)您需要知道氫彈核裝藥的成本和制造過(guò)程嗎？
另外，氘和氚在氫彈內(nèi)部的高密度部署需要液化處理，這就需要強(qiáng)大的制冷系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行，比如美國(guó)第一個(gè)氫彈裝置總質(zhì)量達(dá)到了60多噸。值得注意的是，氘和氚的獲取難度很大，通常需要通過(guò)中子轟擊鋰-6來(lái)生產(chǎn)。由此可以看出，氫彈的制造過(guò)程非常昂貴且復(fù)雜。
氚在氫彈中具有非常重要的作用，它是氫彈燃料中必不可少的成分。然而，由于它的半衰期只有12.43年，會(huì)通過(guò)β衰變變成氦-3，這就成為了它的致命缺點(diǎn)。因?yàn)楹?3無(wú)法在氫彈中被“引爆”。因此，每隔一段時(shí)間就必須更換氚。但這也導(dǎo)致了氚的價(jià)格高達(dá)每千克2000萬(wàn)美元，這簡(jiǎn)直是一個(gè)天價(jià)?？梢哉f(shuō)，這是一個(gè)非常棘手的問(wèn)題。
關(guān)于氫彈中的核裝藥是否必須定期更換一說(shuō)，可能是來(lái)自于一些謠言。實(shí)際上，氚的生產(chǎn)可通過(guò)鋰-6的中子轟擊來(lái)實(shí)現(xiàn)，中子在原子彈爆炸時(shí)高度產(chǎn)生，因此氚供應(yīng)應(yīng)該不會(huì)成為重大問(wèn)題。因此，這樣說(shuō)其實(shí)是對(duì)科學(xué)家的不尊重。雖然氚價(jià)格確實(shí)較高，但并不意味著在幾年內(nèi)就必須更換氫彈中的核裝藥。
富有高智商的科學(xué)家們想到了一種解決能源危機(jī)的方法，即使用氘化鋰-6。在自然界中，鋰元素存在兩種不同的同位素，分別是鋰-6和鋰-7，其中鋰-6的含量為3.75%至7.5%?？茖W(xué)家們可以利用激光同位素分離或離子交換分離的方法來(lái)提取鋰-6。從而制備氘化鋰-6更加簡(jiǎn)單，只需要利用熱能使氘與鋰-6反應(yīng)生成氘化鋰-6。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于不僅取得鋰-6較為容易，而且氘化鋰-6的制備過(guò)程也十分便捷。
氫彈是一種核武器，由核聚變產(chǎn)生的能量釋放而成。在氫彈的爆炸過(guò)程中，當(dāng)落入氫彈的中子碰撞反應(yīng)材料的原子核時(shí)，就會(huì)在瞬間釋放出大量能量，形成焚爆和沖壓波，造成巨大的破壞和殺傷力。
氫彈的核聚變反應(yīng)需要的是氫-3和氘的核聚變產(chǎn)物氚和氦-4，由于氫-3很難得到，因此氫彈中通常采用氘與鋰-6的核聚變反應(yīng)，通過(guò)反射層將X和γ射線壓縮并達(dá)到高溫狀態(tài)，分解出氘和鋰-6原子。隨后，加速器在氫彈中發(fā)射高能中子轟擊鋰-6，將其轉(zhuǎn)化為氚和氦-4。這些反應(yīng)所釋放出的能量，將會(huì)引發(fā)核聚變反應(yīng)，并產(chǎn)生可觀的爆炸能量。
因此，氫彈中采用的氘化鋰-6的核聚變反應(yīng)，是氫彈能夠產(chǎn)生巨大爆炸能量的關(guān)鍵所在。
在X和γ射線超高壓下，當(dāng)氘和氚達(dá)到聚變條件時(shí)，聚變反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生中子。這是由于氘和氚聚變成氦-4時(shí)必然會(huì)多一個(gè)中子，進(jìn)而誘發(fā)鋰-6嬗變成氚和氦-4。這種過(guò)程類似于“邊爆炸，邊生產(chǎn)氫彈所需的原料”。需要指出的是，在這個(gè)過(guò)程中，原子彈的沖擊波還沒(méi)有到達(dá)次級(jí)氫彈的位置。因而，這一過(guò)程將持續(xù)不斷，為氫彈爆炸提供所需的原料。
氫彈和原子彈都是核武器，但氫彈比原子彈的成本更低，因?yàn)殡?6的價(jià)格相對(duì)較低，且只需要制造入門級(jí)別的原子彈就可以引爆氫彈。此外，氫彈的當(dāng)量可以達(dá)到無(wú)限高，而原子彈的當(dāng)量則通常不超過(guò)30萬(wàn)噸TNT。因此，從成本和當(dāng)量?jī)蓚€(gè)方面考慮，氫彈比起原子彈都具有更大的優(yōu)勢(shì)。
美國(guó)取消制造原子彈的一個(gè)原因是，制造一顆大當(dāng)量的原子彈，可以制造幾十顆氫彈，而氫彈具有更大的威力。因此，制造原子彈的成本過(guò)高，而使用氫彈則更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
值得注意的是，雖然氫彈的引爆原理相對(duì)簡(jiǎn)單，但其工程結(jié)構(gòu)卻異常復(fù)雜。實(shí)際掌握氫彈引爆精髓的人只有T-U構(gòu)型和于敏構(gòu)型。這說(shuō)明制造氫彈需要極高的技術(shù)能力和知識(shí)儲(chǔ)備。
于敏老爺子的計(jì)算精確到了讓人驚嘆的地步。中國(guó)人的第一顆氫彈是實(shí)戰(zhàn)用的空投型，這個(gè)事實(shí)讓全世界都目瞪口呆。與只會(huì)制造原子彈的其他國(guó)家不同，中國(guó)成功地制造了氫彈。這讓許多國(guó)家感到無(wú)能為力。除了聯(lián)合國(guó)五常以外，其他國(guó)家都無(wú)法制造出如此高技術(shù)含量的氫彈，這也展示了中國(guó)在核武器領(lǐng)域的強(qiáng)大實(shí)力。
三相彈是一種利用核能釋放的巨大能量的武器，它是核武器中的一種。在了解三相彈之前，需要先了解中子彈和二相彈。中子彈主要釋放中子為主，其中氫彈爆炸時(shí)本身就會(huì)釋放大量的中子輻射，但要將其作為中子彈則遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，研制人員需要在外層加上一層鈹，來(lái)利用鈹元素的中子倍增效應(yīng)，從而達(dá)到大量釋放中子的目的。
二相彈則在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)，將鈹層分成兩層，分別裝填上芬夫結(jié)構(gòu)材料和鈾或钚等物質(zhì)，使中子倍增增強(qiáng)。但是，二相彈的核反應(yīng)過(guò)程并不穩(wěn)定，且放射性污染較為嚴(yán)重。
相比之下，三相彈則更加先進(jìn)、有效、危險(xiǎn)。它的核心部分包括一個(gè)小型的核子彈，圍繞其外部有兩層鏡頭分別裝填上鈾和鈹，能夠使反應(yīng)更加穩(wěn)定，同時(shí)也減少了輻射污染。當(dāng)這個(gè)核子彈爆炸時(shí)，釋放的能量和中子可以被鏡頭所吸收，然后被釋放，并形成核爆炸。通過(guò)這種方式，三相彈可以實(shí)現(xiàn)更高的能量輸出和更精確的打擊目標(biāo)。因此，它被認(rèn)為是一種非常危險(xiǎn)的武器，同時(shí)也是一種雙刃劍。
鈹?shù)闹凶釉鲋承?yīng)是重要的一種核反應(yīng)過(guò)程，當(dāng)鈹吸收一個(gè)中子時(shí)，會(huì)分裂成兩個(gè)氦四原子，并同時(shí)釋放出兩個(gè)中子。這就是中子彈中大量中子的來(lái)源。
一般來(lái)說(shuō)，氫彈都是二相彈。為了反射中子，氫彈外殼會(huì)包裹一層鈾-238，這樣在獲得大量中子后，鈾-238會(huì)變成鈾-239，并因此可以被熱中子撞擊裂變。鈾-239比鈾-235更容易裂變，而鈾-235成本又高，因此鈾-238也是增殖堆的原料。
此外，有一種三相彈的設(shè)計(jì)，成本也不高，但威力極大。這是因?yàn)槿鄰椏梢岳昧炎冡尫诺哪芰慨a(chǎn)生中子，從而增加中子的數(shù)量。中子足夠多時(shí)，可以用來(lái)進(jìn)行各種物理反應(yīng)。因此，三相彈在中子足夠多時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)多種操作，因而被廣泛研究和應(yīng)用。
有很多人將二相彈誤認(rèn)為是三相彈，這是因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)構(gòu)有些相似。二相彈包含原子彈初級(jí)、氫彈次級(jí)和原子彈次級(jí)，它們看起來(lái)就像是三個(gè)部分。但實(shí)際上，真正的三相彈的次級(jí)是另一顆二相彈。
具體來(lái)說(shuō)，原子彈初級(jí)引爆后，氫彈次級(jí)引爆，再在氫彈次級(jí)下掛一個(gè)氫彈次級(jí)。然后，利用X和γ射線超壓引爆這個(gè)次級(jí)，這就是真正的三相彈。而且，如果繼續(xù)往下掛氫彈次級(jí)，就可以變成N相彈。理論上，N相彈的當(dāng)量可以達(dá)到100億噸TNT，這是非常驚人的威力。
需要注意的是，二相彈和三相彈的本質(zhì)區(qū)別在于次級(jí)的組成，而不是簡(jiǎn)單的部分個(gè)數(shù)。因此，在討論核彈的時(shí)候，我們需要嚴(yán)格區(qū)分二相彈和三相彈這兩種不同的裝置。
關(guān)于三相彈，可以說(shuō)是前蘇聯(lián)沙皇炸彈中威力最大的氫彈之一。其實(shí)際爆炸當(dāng)量為5300萬(wàn)噸，比該裝置計(jì)劃的5000萬(wàn)噸還大。此外，前蘇聯(lián)還設(shè)計(jì)過(guò)一種威力更加驚人的炸彈，其當(dāng)量高達(dá)1.2億噸。此外，他們還計(jì)劃設(shè)計(jì)出一種10億噸的氫彈。這些數(shù)據(jù)讓人觸目驚心，也讓我們深深地感受到了核武器的可怕威力。盡管我們可能無(wú)法完全控制這種力量，但我們必須認(rèn)識(shí)到其潛力，并將努力確保這些武器永遠(yuǎn)不會(huì)再次使用。
目前已經(jīng)投入使用的核武器中，最大當(dāng)量?jī)H為2500萬(wàn)噸，而現(xiàn)役核武器的最大當(dāng)量為400萬(wàn)噸，這已經(jīng)足夠滿足軍隊(duì)的使用需求。一枚核彈足以毀滅一個(gè)擁有數(shù)百萬(wàn)人口的城市，因此沒(méi)有必要追求更高當(dāng)量的核武器?？偟膩?lái)說(shuō)，現(xiàn)有的核武器庫(kù)存已經(jīng)足夠強(qiáng)大，沒(méi)有必要繼續(xù)制造更多的核武器。
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