内容摘要:近期,各个媒体围绕朝鲜“氢弹”试爆进行了大量报道。“氢弹”是什么?研判是否是“氢弹”能不能只依据爆炸当量大小?
关键词:氢弹;技术机理;中子;爆炸当量;原子弹;聚变反应
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近期,各个媒体围绕朝鲜“氢弹”试爆进行了大量报道。“氢弹”是什么?研判是否是“氢弹”能不能只依据爆炸当量大小?为厘清网络上的大量报道,有必要系统性回答以上关键问题。
什么是氢弹
氢弹,也称聚变弹、热核弹、热核武器,是指利用原子弹爆炸的能量点燃氢的同位素氘等轻原子核产生聚变反应并瞬时释放出巨大能量的核武器。
氢弹的发展,大致上经历了三个重要的阶段:“湿式”氢弹到“干式”氢弹,再到三相弹。美国开始研制的氢弹就是使用液体轻核装料氘和氚的“湿式”氢弹。由于氘和氚在普通条件下都是气体,只有在零下二百多摄氏度的低温下,它们才能成为液体状态,因此需要笨重的冷藏设备,这就使氢弹成为一个庞然大物。美国的第一颗氢弹“乔治”重达65吨,体积比载重汽车还大,军事使用价值极低。经过大量研究,科学家发现金属锂6在中子作用下,能够生成氘。这样一来,氢弹里只需装进固体的氘化锂6,就可以在原子弹爆炸产生大量中子的情况下生成所需要的氚。这些氚与装料中的氘就可以产生聚变反应。苏联第一颗氢弹即采取这一方案,所以苏联是第一个成功把氢弹实用化的国家,1年后美国第一颗实用型氢弹在比基尼岛试验成功。科学家研究后又发现,氢弹爆炸时可以产生大量的高能中子,这些高能中子,可以引起重核材料铀238发生裂变反应并放出巨大能量。如果在“干式”氢弹核装料外面,增加铀238包壳,则在氢弹爆炸时可产生三部分核反应:铀235(或钚239)的裂变反应,轻材料的聚变反应,以及铀238的裂变反应。三相弹的研制成功,进一步提高了氢弹的爆炸威力。
以三相弹为例(见图),其基本结构主要由四部分组成:原子弹是引爆器,俗称“扳机”;氘化锂6是热核材料,完成聚变反应;铀238是裂变材料,负责产生能量和辐射。
爆炸时,首先由电子系统给出起爆信号,使原子弹爆炸产生大量的中子并放出巨大的能量,中子与氘化锂6作用生成氚,能量使氢弹内部处于极高的温度,引起氘氚发生聚变反应,放出大量的快中子和巨大的能量。快中子使铀238发生裂变反应,放出巨大的能量。
需要注意的是,与铀235不同,铀238与轻核材料都不存在临界质量的限制,因此氢弹的爆炸当量既可以大至几千万吨级TNT当量水平,如,美国第一颗氢弹爆炸当量就有1040万吨TNT当量,苏联1961年试爆的“沙皇氢弹”爆炸当量则达到惊人的5000万吨TNT当量;也可以做到万吨级甚至千吨级TNT当量,如以高能中子辐射为主要杀伤力、威力为千吨级的小型氢弹——中子弹。与大当量氢弹相比,研制低当量氢弹对技术要求更高、研制难度更大。







