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为什么威力更大的氢弹反而更便宜?原子弹和氢弹到底有什么区别?

原子弹氢弹都属于核武器,但两者的差异却十分巨大,最简单的区别则是氢弹威力远比原子弹大,而原子弹的单位当量成本却比氢弹要高得多!

威力大的氢弹为什么成本更低?

大家都知道原子弹用的是裂变材料,所以有人将原子弹称为裂变弹,它的原理则是重核裂变,能裂变的重元素很多,但一般用的都是铀-235和钚-239,它们裂变的过程略有区别:

铀-235遭遇一颗热中子撞击会裂变成钡-141和氪-92,多余2-3颗中子又能让更多的铀原子核裂变,如下图:

这就是链式反应的过程,一直到裂变“所有”铀-235的原子都参与了裂变,而钚-239的裂变则如下:

尽管产物有些不一样,但两者能量释放比例差不多,大约在0.094%,接近1‰左右,广岛的原子弹属于铀弹,64千克铀大约有1千克产生了裂变,产生了1g的质量亏损,大约相当于2万吨TNT当量。

原子弹成本也就在这里了,第一个铀-235提纯太困难,因为自然界的铀只有0.72%属于同位素235,其他都是238,这个不能裂变,所有要提纯,这个能量消耗太大了。

离心机

另一个则是裂变效率太差,由于裂变材料存在临界质量(到达一定质量后会自发裂变),因此要分开存放,比如广岛原子弹用枪机式(分两块,引爆时合在一起),长崎的原子弹则是内爆式,像花瓣一样,爆炸时挤到一起。

这种方式引爆后裂变能量快速释放会导致材料间距离越来越远,因此裂变开始没多久就中子就撞击不到原子核了,所以裂变结束,留下了大量未裂变的材料被炸飞了,实在是太浪费。

假如按广岛原子弹造一颗百万吨级当量的核弹,那么需要50*64千克=3.2吨铀-235,能把当年二战时的美国人干破产了,所以就算后来裂变效率搞了(20%,广岛原子弹才1.6%)也不会造很大,最大也就30~50万吨,因为成本实在是太高。

为何氢弹的成本更低?

氢弹需要原子弹来引爆,氢弹怎么就更便宜了?道理很简单,因为引爆氢弹的原子弹只需要入门级!而氢弹用的氘氚材料尽管很贵很贵,但却可以用氘化锂在原子弹爆炸过程中“现场生产”氘和氚,这玩意儿虽然不是白菜价,但也贵不到哪里去。

所以当原子弹引爆氢弹时,原子弹只需要千吨级甚至更低,此后的事情就交给中子了,氘化锂受热就会分解出氘,获得中子后就会变成氚,如下图:

所以你就知道了单位当量的氢弹要比原子弹成本低得多,而且氢弹还是可变当量的,也就是说我可以调整氢弹到底让它爆多少当量,方便实用,简单高效,只是它的引爆结构实在是太复杂了,所以全球除了联合国五常以外,暂时还么有国家拥有氢弹,而有原子弹的国家差不多快十来个了。

无限威力的氢弹是真的吗?

有人说氢弹的威力可以无限大,是真的吗?

答案是肯定的!因为有一种结构,可以把氢弹串联起来形成一个无限大当量的氢弹,而这种结构则叫做三相弹,说它是三相,但其实可以一直串联形成N相弹,它的原理说起来倒是简单的很,就是把原子弹引爆氢弹的那一套一直串接下去。

比如原子弹引爆时让第一级氢弹中的氘化锂-6分解成氘氚并聚变,然后第一级氢弹引爆让第二级开始分解并聚变,如此这般一直下去,直到爆出一个无限大威力的氢弹。

比如沙皇炸弹就是一个三级串联型氢弹,设计威力为1亿吨TNT,实际试爆时减当量为5000万吨,而美国人则打算造过10亿吨级的氢弹,并且还曾设计过100亿吨的爆炸模型,想想也是在是太可怕了。