眾所周知,原子彈的威力巨大,一顆下去一座城市也會(huì)瞬間化為廢墟,但是在原子彈之后,又一強(qiáng)大的核武器出現(xiàn)在人們視野,那就是氫彈。早期美國(guó)向日本投下的2顆原子彈震驚世界,而這也是唯一一次原子彈用于實(shí)戰(zhàn)的案例,那么后來居上的氫彈到底有多大威力,其威力又相當(dāng)于多少枚原子彈呢?
▲氫彈爆炸萬物皆滅
目前為止,全球只有5個(gè)合法擁有原子彈的國(guó)家,分別是美、俄、中、英、法。原子彈是第一代核武器,通過裂變引起爆炸,其爆炸的威力對(duì)任何國(guó)家來說都是毀滅性的。然而說起氫彈,原子彈卻和它沒有可比性。
▲1945年8月6日,日本,廣島市遭到原子彈襲擊,城市被毀。
原子彈的威力是有上限的,也就是臨界值,即維持核子連鎖反應(yīng)所需的裂變材料質(zhì)量。初代原子彈說白了就是使用高能炸藥使接近臨界質(zhì)量的放射性物質(zhì),因爆炸沖擊波而被壓縮,從而引發(fā)一系列鏈?zhǔn)椒磻?yīng)并釋放出巨大能量。
后來,科學(xué)家研究得出了一種提升核彈威力的辦法,那就是通過提升鏈?zhǔn)椒磻?yīng)利用效率,增大核彈爆炸威力。傳統(tǒng)原子彈在爆炸時(shí),需要釋放巨大能量,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)才會(huì)正常進(jìn)行,而此時(shí)核原料早已被炸開,爆炸產(chǎn)生的鈾235又重回臨界質(zhì)量并趨于穩(wěn)定,不再發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
▲內(nèi)爆式原子彈結(jié)構(gòu)
由此看來,原子彈爆炸時(shí)鈾235根本沒有完全消耗,利用率低下。于是科學(xué)家將目光放在了提升原子彈鏈?zhǔn)椒磻?yīng)利用率上,并發(fā)明了氫彈。氫彈的爆炸過程分2部分,即先裂變?cè)倬圩儯诹炎儠r(shí)通過鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生高溫使得氘和氚發(fā)生聚變成為氫,接著釋放出中子流,以此來保障鏈?zhǔn)椒磻?yīng)持續(xù)發(fā)生,從而大大提升核原料的利用率。
▲我國(guó)第一顆原子彈
原子彈實(shí)際上又是氫彈的雷管
有了原子彈后,就可以制造氫彈。氫彈的炸藥是用很輕的物質(zhì)——?dú)浠嚒㈦甗dāo]化鋰,氘和氚[chuān]等做成的。氫彈的炸藥只能在幾千萬攝氏度的高溫下,產(chǎn)生熱核聚變反應(yīng),這時(shí)氘核和鋰在高溫下結(jié)合成氦核,并放出比原子彈更大的能量和更多的中子。所以要使氫彈爆炸,必須供給它2000萬攝氏度以上的高溫,這種高溫可以用原子彈爆炸來實(shí)現(xiàn),因此原子彈實(shí)際上又是氫彈的雷管。氫彈爆炸,不是由鏈鎖裂變反應(yīng)產(chǎn)生的,它是由聚合反應(yīng)產(chǎn)生的。如果用氘或氚做氫彈的炸藥,在氫彈外面還可以包一層鈾-238,當(dāng)這些炸藥爆炸時(shí),會(huì)放出很多很快的中子,這些快中子又可以引起鈾-238的裂變。這樣可以増加氫彈的威力。這種氫彈實(shí)際是由原子彈—?dú)鋸棥訌椊M成的,所以又叫做三相熱核炸彈。
▲原子彈和氫彈構(gòu)造圖
目前,最小的原子彈、氫彈,其威力為100噸TNT炸藥爆炸的威力;最大的戰(zhàn)略核武器——?dú)鋸棧渫梢赃_(dá)到5000萬噸TNT以上炸藥的威力。原子彈、氫彈的種類很多,有原子地雷、原子水雷、原子魚雷、原子炮等,還有核導(dǎo)彈。最新又制造出一種中子彈,它是由一枚超小型原子彈點(diǎn)火的小型氫彈,它的威力約等于1000噸TNT級(jí)炸藥的威力。其爆炸殺傷半徑雖然只有200米左右,但中子殺傷半徑可以達(dá)到1000米。
因?yàn)橐l(fā)核聚變的條件較為苛刻,所以氫彈需要以原子彈爆炸作為“引信”來引發(fā)核聚變,而早期的氫彈都是較為簡(jiǎn)單的“二相彈”(核裂變-核聚變)結(jié)構(gòu)。之后,各國(guó)為了進(jìn)一步增加氫彈的殺傷力和輻射能力,在原本“二相彈”外圍又增加了一層貧鈾外殼再行核裂變,然后就出現(xiàn)了“三相彈”(核裂變-核聚變-核裂變)結(jié)構(gòu)的氫彈
▲三相彈結(jié)構(gòu)圖
不過,早期的氫彈殺傷力雖然大,但體型和重量也非常大,輕則數(shù)噸、重則20多噸(“沙皇”27噸氫彈),對(duì)于載重能力有限的導(dǎo)彈來說了,如此重量的氫彈很難被直接當(dāng)作戰(zhàn)斗部,所以在之后的數(shù)十年中各核大國(guó)都在核彈(包括氫彈和原子彈)小型化方面狠下功夫,最終可以輕松搭載到導(dǎo)彈之上。
▲中國(guó)第一枚空投氫彈“狂飆一號(hào)
▲27噸重的“沙皇”氫彈號(hào)稱炸彈之王——大伊萬,是人類歷史上制造的不論在體積、重量、威力上都是迄今為止最強(qiáng)大的炸彈。
最早這枚炸彈設(shè)計(jì)的當(dāng)量是一億噸,后來發(fā)現(xiàn)全世界根本就找不到一個(gè)合適的試驗(yàn)場(chǎng),簡(jiǎn)而言之是沒處扔,扔下去丟哪兒都會(huì)炸到人,所以只好縮減到五千萬噸,在新地島炸就炸不到人了。
由于炸彈體積過于龐大,執(zhí)行投彈的圖-95轟炸機(jī)必須改裝,將飛機(jī)內(nèi)的燃油槽與機(jī)腹的炸彈艙門移除才能執(zhí)行任務(wù)。
▲27噸重的“沙皇”氫彈號(hào)稱炸彈之王——大伊萬
爆炸產(chǎn)生的火球直徑就長(zhǎng)達(dá)4600米,迅速席卷大地,之后又迅速擴(kuò)散到轟炸機(jī)投彈的高度,爆炸后產(chǎn)生的蕈壯云在1000公里外都能看到,蕈壯云高度比珠穆朗瑪峰還高7倍多,爆炸后產(chǎn)生的地震波相當(dāng)5.2級(jí)地震。
爆炸產(chǎn)生的熱風(fēng)甚至可以讓遠(yuǎn)在170公里以外的人受到3級(jí)灼傷,爆炸的閃光還能造成220公里以外的眼睛劇痛與灼傷,甚至造成白內(nèi)障以及失明。爆炸所產(chǎn)生的暴風(fēng)壓力就高達(dá)每平方吋300磅,足足吹送了將近1000公里的范圍。雖然這一次試爆是在空中試爆,但是往地球傳送的震波有5~5.25級(jí)的地震。
▲氫彈核爆
核爆產(chǎn)生的電磁脈沖將4000公里內(nèi)的飛機(jī)導(dǎo)彈雷達(dá)通訊等設(shè)備均受到不同程度的影響,使蘇軍通訊失去聯(lián)系長(zhǎng)達(dá)1個(gè)小時(shí),美國(guó)靠近蘇聯(lián)國(guó)土的軍事基地上的軍事電子設(shè)備系統(tǒng)也受到影響,雷達(dá)無法操作,通訊中斷。
▲超級(jí)氫彈在地球核爆
距離測(cè)試地點(diǎn)55公里外的塞佛尼殖墾地中所有木造或磚造的房屋全毀;數(shù)百公里內(nèi)的木造房屋均全毀,只有磚造或石造房屋殘留,但是都沒有門窗與屋頂。丟炸彈的飛機(jī)丟完就加大馬力沒命地往外跑,跑遲了就完蛋了。爆炸后所引發(fā)的大氣擾動(dòng)環(huán)繞了地球三次。算下來,比香飄飄厲害三倍,我就問你厲害不厲害?
隨著科技的進(jìn)步,核彈不斷得到改進(jìn),而原子彈的威力也越來越大,但是原子彈是有臨界值的,超過這個(gè)臨界值原子彈內(nèi)的核材料便會(huì)自行反應(yīng),無法繼續(xù)做大。而氫彈則不同,在理論上氫彈的威力是沒有上限的。普通原子彈爆炸當(dāng)量為50萬噸,而一枚氫彈爆炸當(dāng)量高達(dá)5000萬噸TNT左右,相當(dāng)于100枚原子彈爆炸產(chǎn)生的威力。如此大的威力也讓多國(guó)專家瞠目結(jié)舌,紛紛表示難以相信。
那為什么會(huì)造成這樣一個(gè)結(jié)果呢?主要是因?yàn)榱炎儾牧洗嬖谂R界值,如果核裂變材料集中堆積超過一定重量,則會(huì)引起自發(fā)鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng),也就是說可能有自爆的危險(xiǎn)。理論上人類目前能夠制造的原子彈的最大上限約為80萬噸TNT當(dāng)量,但是誰也不敢嘗試,因?yàn)樘^危險(xiǎn),所以50萬噸已經(jīng)是金字塔尖。除此之外,原子彈和氫彈比起來,還有一個(gè)先天不足,那便是轉(zhuǎn)換率太低。不管是槍式結(jié)構(gòu)、內(nèi)爆結(jié)構(gòu),核材料的裂變轉(zhuǎn)化率都很難突破20%。日本廣島爆炸的小男孩原子彈內(nèi)部裝有60千克鈾235,最后成功裂變的只有約700克,轉(zhuǎn)換率只有約1%,而核聚變?cè)诶碚撋系馁|(zhì)能轉(zhuǎn)化率則能達(dá)到裂變的4倍以上。
希望永遠(yuǎn)不要發(fā)生核戰(zhàn),因?yàn)楹藨?zhàn)沒有贏家,沒有輸家,也沒有旁觀者。
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