原子弹长时间不使用会失效吗,有没有保质期?

刘志摄影

原子弹和氢弹都要定时维护,因而是有时效的,

枪式 内爆式

核武器已经发展了几代了。公开的原子弹大致结构就是几种,一种枪式,一种内爆式,热核武器包括但不仅限于氢弹,内部有小型原子弹作为扳机,使用的核燃料大多为氘和氚。内部都有常规的炸药。

热核武器

现行执行战备值班的,当量达到十万吨以上级别的战略热核武器多为氢弹,战役级别的核武器中有部分原子弹。现有的核武器服役时间都非常长,美国自1992年以来就没有研发过新的核武,所以这些核弹头的老化是不可避免的事情。原子弹的起爆药属于常规炸药,需要在核燃料周围精密排布准确引爆才能顺理确保起爆,而且使用的常规炸药不止一种,需要使用填充物和粘合剂等将他们准确的排布,而这些填充物和粘合剂时间久了会发生降解,断裂甚至是错位,这会使得起爆药无法正常起爆或是无法让核燃料进行链式反应。而这些常规炸药也需要定期进行检查和更换。使用的铀,钚,锂等金属材料则会因辐射影响出现表面腐蚀,进而使材料变性,所以在维护时都需要进行X光检查以确认金属材料稳定。

R36

一般原子弹的维修周期是5-10年,而氢弹由于氘和氚的半率期只有12-13年,所以还会定期更换核燃料。钚和铀的半衰期都非常长,所以一般不会更换。主要检查的是起爆药和整体结构是否正常。维护的费用往往十分高昂,不仅要拆除分别储存和更换起爆药和内部填充物,完好保存核燃料和外壳,还需要进行洗消处理,需要专业的团队和设备,所以核武只有大国才能玩得起用得起。而某些国家造出来的核装置由于本身就比较简陋,保存条件也不好,使用效果也会大打折扣。

胖子模型


军情解析

原子弹和氢弹之类的核武器都有一定的保质期,而这个保质期限大约为30年,核武器过了这个期限一般就失效了,需要更新或维护弹头。像美国的W88核弹头的初级芯里就用氚来增效,初级芯里用氚,是为了打出足够的中子。而氚的半衰期只有12年,每到此时都会定期更换,氚这种元素用反应堆就能制造。另外扳机里与炸药混合的氚,即使氚不会提前进入半衰期,但是像炸药之类的化学物质缓慢发生反应时,可能也会影响扳机的点燃。


美国的“胖子”原子弹



美国的“小男孩”原子弹

早期美国的核武器设计接近理论极限,追求极度的尺寸重量威力,用的炸药都是寿命不好的;像plutonium pits“钚坑”时间久了可能会裂纹,金属性能下降;现在换代的设计应该会多考虑可维护性和寿命。但改设计有个巨大的问题是无法进行核试验,也就是没法最终验证,所以美国换代据说是基于测试过但没装备过的W89弹头,还有很大可能就是不改设计。现代美国的核武器中除了氚还有氘,氚的半衰期前面说过大约是12年,氘的半衰期相对长一些,记得除了W88弹头,美军全部型号的核弹头每年都要定期维护,把里面的材料逐步更新。


W88核弹头示意图

美军核弹头



美军现役的各型核弹头

影响核武器寿命的主要因素除了核装料半衰期;炸药胶结剂之外,还包括电子元器件。而且影响最大的就是辐射环境下电子元件与机械部件的变质期。储备中的核弹头每年都要检查维护,而实战部署装在导弹上的战备核弹头则每天都要检查。相比于核装药与配套的电子原器件,像原子弹等核武器用的放射性物质的半衰期都很长,其中铀-235的半衰期约为7亿年,钚-239的半衰期约为2.41万年,衰变不是问题。所以常说的维护核弹头主要还是针对核装药与电子部件。美国每年维护这些核武器所花费的开销都是一笔不小的支出。




美军维护核弹头


梁无咎

会失效的。这不仅仅是因为什么“半衰期”的问题。

我们知道,目前全世界核大国的战略核武器,都属于“第二代核武器”,是一种小型化的氢弹,但当量可不小,也不是“三相弹”。里面采用了钚239和铀235作为裂变核燃料,又采用了氘氚和锂6混合的“聚变核燃料”。具体情况是很复杂的。

除了这样“核燃料”外,还有“化学炸药”(作为初级聚爆)和电子控制器(控制点火和安全)。

最容易失效的,其实不是那些“核燃料”,而是化学炸药组件及“点火器”。为了形成“聚合爆轰波”,要求几十个“地方”在精确的时间内“同时起爆”,是很不容易的。美国为此,专门设计安排了所谓的“一点安全试验”,就是要解决“在某一点爆轰或失效”的情况下,核弹头的安全问题。目前的试验已经做完了。

第二容易失效的是氚,因为它的半衰期只有12.5年,所以需要定期更换。

第三才是钚239。虽然它的半衰期为24000年,很长,按理说在100年内可以不考虑它的衰变问题。但实际上还有一些问题,使得它会“失效”。这个问题在所谓的核弹头“整装储存”(就是作为一个整体储存)的情况下,变得更加重要。

而铀材料是最稳定的,根本就不用考虑它的“失效”问题。但它的用量,在一个弹头内并不多,因为它的裂变截面小于钚239。

一般都是将核弹头的部件分开来储存的,称为“分装储存”,这样安全程度高,各个部件可以分开来检查,处理,储存的成本也不高。缺点是“反应时间”比较长,因为在使用时,需要临时装配。

美国的“第二代核武器”(全是氢弹),大部分都是采用“分装储存”,定期检查和更换,费用不可能高到“美国承受不了”的水平,与中国的情况一样。而“值班核弹头”,都是“整装储存”的,储存费用肯定高于“分装储存”。


手机用户58903279720

当然会。

原子弹和普通子弹、炮弹一样,也是会过期的!

当然有的人会说,原子弹会有保质期是因为放射性物质的半衰期,那是不对的。因为 作为原子弹主要原料的铀235和238半衰期都很长,远长于人类的寿命,铀235半衰期为7.038×10的8次方年,而铀238是4.468×10的9次方年!这样的话,对于人类来说半衰期可以忽略不计了!


那么是因为什么呢?要知道,原子弹是一个复杂的结构,里面出了核原料,还有引爆核燃料的高能炸药和机械装置。


先说说高能炸药,时间久了就可能由于受潮啊或者化学性能变弱等等,以至于最终引起无法引爆原子弹,所以说一般的原子弹都要定期维护。

其次是机械装置,这就更明显了,机械装置时间长了会氧化啊生锈之类的,就得换新的,因此各国都要定期升级更新,所以说,原子弹并不是造出来就放在那里等着用,光保养就要花大量的人力财力

当然,现在的工艺好了,一般维持个二三十年应该没啥问题。此外,有的原子弹到了“寿命”也可以不维护,直接转为民用,把机械装置啊之类的拆了,能回收利用的就回收,不能的就保费,至于核燃料,直接转为核原料用在反应堆里和平利用,这样可以减少经济投入,如果需要再造新的,毕竟像美国,俄罗斯这军事强国搞军备竞赛的时期可是搞了不少原子弹。

最后,希望人类永远不要用上原子弹自相残杀。


战马一号

一般核武器由于核装药的问题,寿命12年到30年不等,但是要彻底使其失去辐射一般需要上百年之久,所以各国才会一边对核装药进行改进,使其拥有更长的寿命,一边加强对其的保养以延长其衰变期。


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