氢弹

 

氢弹，也被称作热核弹，是利用原子弹爆炸的能量点燃氢的同位素氘等轻原子核的聚变反应瞬时释放出巨大能量的核武器。它的爆炸过程大致是裂变—聚变—裂变。它的特点是借助热核反应产生的大量中子轰击铀-238，使铀-238发生裂变反应。这种氢铀弹的威力非常大，放射性尘埃特别多，所以是一种“肮脏”的氢弹。1953年8月14日，苏联总理马林科夫宣布美国已不再垄断氢弹的生产了。人类所制造破坏力最大的爆炸装置为苏联于1961年试爆的“沙皇氢弹”（代号“伊凡”），其原有设计拥有一亿吨TNT当量，但基于种种考虑，其实际制造当量约为5000万吨。 基本信息 中文名称 氢弹 外文名称 hydrogen bomb 材料 氘 氘化锂6 氚 氚化锂6 TNT 类型 三相弹 氢铀弹   体重 约为5000万吨 美国氢弹之父 爱德华.特勒 中国氢弹之父 邓稼先、于敏 目录 1基本简介 2发展历程 3反应原理 4武器威力 5主要缺点 6氢弹之父 折叠编辑本段基本简介 氢弹是利用原子弹爆炸的能量点燃氢的同位素氘、氚等质量较轻的原子的原子核发生核聚变反应（热核反应）瞬时释放出巨大能量的核武器[1]，又称聚变弹、热核弹、热核武器。 氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同，但威力比原子弹大得多。原子弹的威力通常为几百至几万吨级TNT当量，氢弹的威力则可大至几千万吨级TNT当量，其爆炸达到的温度约为100亿度，亦即太阳中心温度的1000倍。 氢弹也被称作热核弹，是核武器的一种。主要利用氢的同位素（氘、氚）的聚变反应所释放的能量来进行杀伤破坏。就其原理来说，现在大多数氢弹并不是“纯净”的聚变核武器，确切的说，它们应该叫“三相弹”，裂变引发聚变，聚变释放出的中子诱发出更剧烈的裂变即所谓的“裂变-聚变-裂变”。正因如此，它才具有了空前绝后的威力。 氢弹的运载工具一般是导弹或飞机。为使武器系统具有良好的作战性能，要求氢弹自身的体积小、重量轻、威力大。因此，比威力的大小是氢弹技术水平高低的重要标志。当基本结构相同时，氢弹的比威力随其重量的增加而增加。 折叠编辑本段发展历程 氢弹爆炸生化大爆炸1949年9月苏联的原子弹爆炸实验成功，使美国大为震惊，从便于战略考虑必须制造出威力更大的炸弹。 1950年1月美国总统杜鲁门决定研制氢弹。氢弹的研究工作由匈牙利籍的科学家爱德华·泰勒领导，利用原子弹促进爆炸时产生的高温，使氘发生核聚变反应。 1951年5月，氢弹原理试验准备工作就序，试验弹代号“乔治”，在太平洋上的恩尼威托克岛试验场进行。极其笨重（达62吨）的试验装置放在60余米的钢架上，装置以液态氘作为核聚变原料，并有冷却系统使氘处于极低温。试验证明爆炸威力大大超过原子弹。 1952年11月1日又一个氢弹试验装置“常春藤麦克”在太平洋的埃内韦塔克环礁上爆炸。该装置高6米，直径为1.8米，重达65吨，看上去像个大暖瓶，爆炸威力达1000万吨TNT当量。相当于广岛型原子弹的500倍。“常春藤麦克”体积比一辆载重汽车还大，它必须装有笨重的制冷系统，这样的装置飞机、导弹都无法运载，没有什么实战价值。 1953年8月，苏联宣布氢弹试验成功，当量40万吨。其方案是采用锂的一种同位素锂─6和氘的化合物──氘化锂作核燃料。氘化锂是固体，不需冷却压缩，制作成本低、体积小、重量轻、便于运载。这种氢弹称为“乾式”氢弹，所以苏联是第一个成功把氢弹实用化的国家。 1954年，美国的第一颗实用型氢弹在比基尼岛试验成功。 随后英国（1957年5月15日）拥有氢弹。 中国于1966年12月28日成功地进行氢弹原理试验，当量30万吨。1967年6月17日由飞机空投的330万吨当量的氢弹试验获得成功。 法国（1968年8月）也拥有氢弹。 1998年，印度进行了热核反应实验，目前可能拥有氢弹或其技术。 折叠编辑本段反应原理 昨天看了核武竞赛才知道，由于产生聚变反应的轻原子核都带有正电荷，只有当它们的速度很高时才能克服正电荷间的静电斥力，发生显著的聚变反应。当热核装料的温度很高时，组成装料的原子核就具备了很高的速度（从而有很高的动能）。利用这种办法发生的聚变反应叫热核聚变反应，简称热核反应。轻核中氢的同位素氘和氚原子核间的斥力最小。因此常常被选作氢弹的装料。 氘氚原子核间的反应方式有： Ｄ＋Ｄ→Ｔ＋ｐ＋4.03ＭｅＶ； Ｄ＋Ｄ→3Ｈｅ＋ｎ＋3，27ＭｅＶ； Ｄ＋Ｔ→４Ｈｅ＋ｎ＋17.6ＭｅＴ 式中，Ｄ、Ｔ分别代表氘核和氚核，ｎ、ｐ分别代表中子和质子，3HE、4HE分别代表氦C3核和氦C４核。当热核装料的温度为几百万至几亿开尔文时，氘氘反应的速率约比氘氚反应快100倍。由于氘氚是气体或液体，使用起来不大方便。氢弹中常用的热核装料是固态氘化锂C6，其密度约为0.8克/厘米3左右。当锂－6吸收一个中子时，产生氚；氚与氘反应又产生中子，即进行氚－中子循环反应。 氚、中子循环一代，消耗一个氘核和一个锂－6核，放出约22.4兆电子伏的能量。在氢弹中，烧掉1千克氘化锂－6，释放4—5万吨梯恩梯当量左右的能量。创造自持聚变反应所必须的高温、高密度条件需要大量能量，目前只能靠核裂变爆炸来完成。因此氢弹里都有一个起引爆作用的裂变爆炸装置，即“初级”或“扳机”。 整个爆炸过程虽然极短，但是步骤分明：当雷管引起普通炸药爆炸时，就将分开的核装料迅速压拢，使其达到临界质量，造成原子弹爆炸，即氢弹的“初级”爆炸；然后原子弹爆炸产生的几千万摄氏度高温，使氘和氚的核外电子流统统剥离掉，成为一团由裸原子核和自由电子所组成的气体，氘和氚以每秒几百千米的速度互相碰撞，迅速、剧烈地进行合成氦的反应，巨大的聚变能量迸发而出，就造成氢弹的“次级”爆炸。这就是原子弹“扳机”引爆氢弹的全过程。 折叠编辑本段武器威力 折叠威力比 氢弹爆炸生化大爆炸所谓威力比是指每公斤重的核子弹所产生的爆炸威力，即爆炸的总当量与核武器重量之比，它是核武的一项极其重要的指标，从威力比的大小，可以看出核武小型化的水平，俄、美两国在百万吨当量以上的核子武器，它的威力比水平约为每公斤弹头达到2500—5000吨当量，20万吨—100万吨当量的核武威力比水平大约为每公斤弹头约2200—2500吨当量，跟威力比有关的另一个问题是分导式多弹头飞弹的大力发展，由于多弹头增加了额外的结构重量，所以威力比会相对应地降低，弹头数目越多，下降的幅度越大。 折叠核原料利用率 核原料的利用率反映了核武的技术水平，是指在核爆的时候，核弹中有多少核原料产生裂变链式反应而释放了能量，有多少核原料没有产生裂变链式反应而被核弹中的炸药给炸散了，随着科学技术的发展，核原料的利用率有了很大的提高，有的已经提高到25%以上，比以前提高了5倍左右，近年来在新型的核武器中，核原料利用率又有新的提高，但是要达到100%几乎是不可能的事。 折叠干净化程度 氢弹所谓干净化程度是指核武在爆炸时总能量中裂变能和聚变能所占的比重，由于现在的氢弹必须依赖原子弹来引爆，所以必然会产生大量的放射性裂变物质，根本谈不上什么干净，俄、美两国自称已经拥有了所谓的干净氢弹，实际上只是在氢弹爆炸的时候相对地增加了聚变的比重，减少了裂变的比重，使得放射性裂变产物相对地减少了，据说美国的氢弹裂变比重已经降到只占总能量的百分之几。 折叠核突防能力 突防能力也是核武水平高低的一项衡量标准，所谓突防能力，主要是指核武本身突破敌方各种防御措施的能力，例如把单弹头发展到多弹头，就是提高核武突防能力的有效手段之一，另外，由于反飞弹武器的出现，人们正利用X射线、γ射线、中子、β粒子、电磁脉冲，以及激光和粒子束武器等等来对付攻击性核子武器，这迫使核子武器必须具有相对应的抵抗能力，也就是所谓突防能力，对核武各种部件的薄弱环节进行强化，就是抵抗那些敌方防御手段的有效办法。 折叠编辑本段主要缺点 1、在战术使用上有某种程度上困难。 2、含有氚的氢弹不能长期贮存，因为这种同位素能自发进行放射性蜕变。 3、热核武器的载具，以及储存这种武器的仓库等，都必须要有相当可靠的防护。 折叠编辑本段氢弹之父 爱德华·泰勒于（1908年1月15—2003年9月9日），特勒在美国的国防和能源政策方面发挥过重大作用，全力以赴推动了美国原子弹和氢弹的研制。他一生获得过无数的奖励和荣誉，其中的著名奖项包括阿尔伯特·爱因斯坦奖，恩里科·费米奖以及国家科学奖，2003年7月23日，他还被授予了“总统自由勋章”。爱德华·特勒在过去的半个多世纪中对美国的国防和能源政策发挥了重大影响并且获得了“氢弹之父”的称号。