氢弹为什么只有中国有(氢弹现在只有中国有吗)

“目前国际上的一种说法为只有中国有氢弹,这种说法到底正不正确,暂且不提。但可以肯定的是,很多国家的洲际导弹都可以配置氢弹头,但是没人敢在洲际导弹上安装这种大杀器。 虽然核弹头经常配置在洲际导弹内部,但是氢弹毕竟杀伤力巨大,而且就算安装上也没有用武之地,所以很多国家都放弃了储存氢弹,转而研究核弹小型化,毕竟地球就这么大,没事扔氢弹玩,谁也受不了。” 前几年有个非常让人振奋的消息,大意说的是全世界拥有核武器的国家中,能长期储备氢弹技术的只有中国,据说中国只有30枚氢弹,但每颗都能长期免维护使用,而其他国家由于氢弹维护极其昂贵,基本处在报废状态,事实真的是这样吗?
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代号为胖子的原子弹

原子弹和氢弹,到底哪个划算? 有一个公开消息是美国在上世纪八十年代就淘汰了纯裂变的原子弹,现在美国核武库拥有的都是威力巨大,个头却很小的氢弹,据说数量高达6800枚以上!下表是来自互联网的数据,不保证完全正确,但比例大致如此。
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比较原子弹和氢弹的威力,毫无疑问氢弹要比原子弹强大得多,比如三叉戟Ⅱ导弹单发携带8到10枚最先进的W88型热核弹头,尺寸为长1.75m,直径0.55m,重量360kg,爆炸当量47.5万吨,相比较而言,原子弹最大当量很难超过几十万吨,最大当量的氢弹则无上限!
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为什么美国会淘汰威力小,但成本却更大的原子弹?难道原子弹真的更贵吗?而事实上的答案还真是,有点反常识的答案,要理解这个过程,必须要了解下两者的原理!
  • 原子弹原理
原子弹也称裂变弹,制造原子弹的材料一般是铀-235或者钚-239,原理则是核材料的链式反应,即原子核在获得热中子撞击后会分裂成另外两种原子核,并且释放出多余的中子,这些中子又会再次撞击核材料的原子核再次发生裂变,一直反应到撞击不到核材料的原子核为止。
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其中铀-235是自然界采矿获得,比如从沥青铀矿或者钒酸钾铀矿等,不过从矿石中提取出来的铀,大部分都是铀-238,大约占了99.3%,剩下的0.7%才是我们需要的铀-235! 而制造原子弹需要90%以上浓度的铀-235,因此需要将两者分离,但两者化学性质和比重几乎一样,仅仅只有几个中子的差异,因此分离极其困难,一般现代都是用气体扩散法或者离心法分离,而离心法则是用得最多最广泛的分离方法,所谓的离心机就是干这个用的。
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因此生产武器级铀-235的成本极高,每千克大约30~50万美元(97%纯度),钚-239则更贵,因为它不能从自然界取得,只能来自增殖堆或者重水反应堆!
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日本增殖堆:文殊堆的结构

并且这些核材料需要一定量才能制造原子弹,因为有一个临界质量,小于临界质量的中子容易在撞到下一个原子核前飞出核材料,因此需要足够大,铀-235需要52千克,钚-239需要10千克,但使用中子反射层可以将临界质量大幅减小!
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环形的武器级钚:有利于保持在临界质量下

但原子弹爆炸的能量都来自裂变材料,并且在裂变材料被炸散前裂变的时间很短,材料无法100%利用,比如广岛原子弹,50千克核装药,只有1千克真正裂变了,利用率只有2%,所以核武器很难造的威力太大,铀块也因为超过临界质量而只能分散布置,起爆模型复杂,裂变时间短,核装药质量大,成本无法降低。
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  • 氢弹原理
氢弹和原子弹原理相反,它利用轻核聚变的方式,比如现在流行的氢弹用的是氘氚聚变(都是氢的同位素,所以叫氢弹),在超高温超高压下,氘氚达到聚变条件,氘氚聚变成氦和氕,释放出巨大的能量,但同样质量核材料,聚变能量要比裂变大约高出几十倍左右(单原子核质量相差巨大,聚变产生的质量亏损也比裂变大),这是氢弹比原子弹威力大的第一个原因。
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但超高温超高压的氢弹起爆环境需要原子弹来提供,所以每一颗氢弹内部都必须有一颗原子弹来起爆,就像炸药中的雷管一样,没有它,炸药就是点着了也不会炸。
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雷管

而作为引爆的原子弹,只要很低当量即可,比如只是达到原子弹的链式反应条件,给氘氚核材料一个超高温超高压的聚变环境,所以这种引爆型原子弹装药很少。
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那么氢弹的核材料贵吗?氘其实就是重水,你可以去某宝上买一瓶,人人都买得起,但氚确实比较贵的,据说要3万美元一克,也就是3000万一千克,和原子弹不一样,氢弹的装药量不在多少,主要看氢弹的当量,要威力大,那么多装一点!
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沙皇炸弹

但即使这样的氚也是很贵啊,所以氢弹的成本低是狗屁?其实这是错了,因为原子弹在爆炸过程中会产生大量的中子,这些毫无用处的中子可以让某些材料“叛变”,变成我们所需要的氚! 中子 + 锂-6 → 氚 + 氦-4 如何?最麻烦的问题解决了,因为原子弹起爆后大量中子让锂-6变成了氚,和氘结合就是氢弹爆炸开始了,简直就是天才,核材料也能现场生产,那么氘呢?这可是气体啊,处理起来很是麻烦,其实更简单,因为氘和锂-6可以反应生成氘化锂-6!
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将气体氘和金属锂-6在坩埚中加热达到700~750℃,就可合成氘化锂-6,估计各位知道了都打算蠢蠢欲动,制造氢弹的核材料居然如此容易。当然各位可能担心锂-6很贵,别急,锂-6在自然界的锂中比例是7.59%,而锂的价格大约是55万人民币一吨,尽管看上去也很吓人,但和铀以及钚一比,绝对是价廉物美!
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金属锂浮在煤油上

所以只要少装一千克铀或者钚,就能制造N颗氢弹的核材料,氢弹比原子弹便宜的梗就是这么来的! 美国人的氢弹真的不能长期保存吗? 氢弹到底能不能长期保存?答案是现代各国装备的氢弹都是能长期保存的,这主要来自两个因素,一个是核材料的衰变周期,另一个则是核材料的保存难度!
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铀-235的半衰期大约为7亿年,钚-239的半衰期为2.41万年,看上去钚的半衰期明显要短一些,不过和人类发现钚元素也不过百年相比,基本也是一个不需要考虑换核装药的可能!
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氢弹的另一种核材料则是上文说过的锂-6,那么这种材料有半衰期吗?没有,它是一种稳定材料,看起来氢弹的所有核装药几乎都是免维护(维护费用并非只包含核装药,更花钱的是外围保障系统),为什么说美国人的氢弹不能长期保存呢?
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其实这是一个误解,真正的原因来自美国早期的热核装置,比如1952年11月1日试爆的T-U构型的常春藤麦克,它总质量为65吨,使用液态氘氚,其中用于制冷的设备就有18吨。而且氚这种材料的半衰期是12.43年,衰变会放出电子衰变成氦-3,所以如果用液态的氘氚,不仅制冷体积庞大,而且氚需要每隔一段时间就更换,否则这枚氢弹当量就会急剧下降。
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美国第一个核装置,够大吧

有人说美国人的氢弹需要定期维护,如果不维护就会失效,而制造的数千枚氢弹中,到现在已经无法负担昂贵的维护费用,已几近报废!
这就是YY和瞎掰,尽管听起来很爽,但事实上却狗屁不通!相信很多朋友都在好奇,为什么没有出现于敏构型和T-U构型的区别,这只是模型不一样而已,氢弹核装药,美国人和中国的氢弹甚至全世界的五常的氢弹都是氘化锂-6,起爆模型比较复杂,但体积小,威力巨大,澎湃新闻网上有何祚庥院士回忆于敏的纪念文章,中国人研制氢弹的过程非常详细,有兴趣的朋友可以了解下。
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《终结者》核弹乱飞的剧照

所以说,全世界只有中国有30枚氢弹是一个彻头彻尾的谎言!
版权声明:千度导航 发表于 2022年4月21日 12:00。
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