原子彈長時間不使用會失效嗎,有沒有保質期?

劉志攝影

原子彈和氫彈之類的核武器都有一定的保質期,而這個保質期限大約為30年,核武器過了這個期限一般就失效了,需要更新或維護彈頭。像美國的W88核彈頭的初級芯裡就用氚來增效,初級芯裡用氚,是為了打出足夠的中子。而氚的半衰期只有12年,每到此時都會定期更換,氚這種元素用反應堆就能製造。另外扳機裡與炸藥混合的氚,即使氚不會提前進入半衰期,但是像炸藥之類的化學物質緩慢發生反應時,可能也會影響扳機的點燃。



美國的“胖子”原子彈



美國的“小男孩”原子彈

早期美國的核武器設計接近理論極限,追求極度的尺寸重量威力,用的炸藥都是壽命不好的;像plutonium pits“鈈坑”時間久了可能會裂紋,金屬性能下降;現在換代的設計應該會多考慮可維護性和壽命。但改設計有個巨大的問題是無法進行核試驗,也就是沒法最終驗證,所以美國換代據說是基於測試過但沒裝備過的W89彈頭,還有很大可能就是不改設計。現代美國的核武器中除了氚還有氘,氚的半衰期前面說過大約是12年,氘的半衰期相對長一些,記得除了W88彈頭,美軍全部型號的核彈頭每年都要定期維護,把裡面的材料逐步更新。
W88核彈頭示意圖

美軍核彈頭

美軍現役的各型核彈頭



影響核武器壽命的主要因素除了核裝料半衰期;炸藥膠結劑之外,還包括電子元器件。而且影響最大的就是輻射環境下電子元件與機械部件的變質期。儲備中的核彈頭每年都要檢查維護,而實戰部署裝在導彈上的戰備核彈頭則每天都要檢查。相比於核裝藥與配套的電子原器件,像原子彈等核武器用的放射性物質的半衰期都很長,其中鈾-235的半衰期約為7億年,鈈-239的半衰期約為2.41萬年,衰變不是問題。所以常說的維護核彈頭主要還是針對核裝藥與電子部件。美國每年維護這些核武器所花費的開銷都是一筆不小的支出。



美軍維護核彈頭


梁無咎

原子彈和氫彈都要定時維護,因而是有時效的,

槍式 內爆式

核武器已經發展了幾代了。公開的原子彈大致結構就是幾種,一種槍式,一種內爆式,熱核武器包括但不僅限於氫彈,內部有小型原子彈作為扳機,使用的核燃料大多為氘和氚。內部都有常規的炸藥。

熱核武器

現行執行戰備值班的,當量達到十萬噸以上級別的戰略熱核武器多為氫彈,戰役級別的核武器中有部分原子彈。現有的核武器服役時間都非常長,美國自1992年以來就沒有研發過新的核武,所以這些核彈頭的老化是不可避免的事情。原子彈的起爆藥屬於常規炸藥,需要在核燃料周圍精密排布準確引爆才能順理確保起爆,而且使用的常規炸藥不止一種,需要使用填充物和粘合劑等將他們準確的排布,而這些填充物和粘合劑時間久了會發生降解,斷裂甚至是錯位,這會使得起爆藥無法正常起爆或是無法讓核燃料進行鏈式反應。而這些常規炸藥也需要定期進行檢查和更換。使用的鈾,鈈,鋰等金屬材料則會因輻射影響出現表面腐蝕,進而使材料變性,所以在維護時都需要進行X光檢查以確認金屬材料穩定。

R36

一般原子彈的維修週期是5-10年,而氫彈由於氘和氚的半率期只有12-13年,所以還會定期更換核燃料。鈈和鈾的半衰期都非常長,所以一般不會更換。主要檢查的是起爆藥和整體結構是否正常。維護的費用往往十分高昂,不僅要拆除分別儲存和更換起爆藥和內部填充物,完好保存核燃料和外殼,還需要進行洗消處理,需要專業的團隊和設備,所以核武只有大國才能玩得起用得起。而某些國家造出來的核裝置由於本身就比較簡陋,保存條件也不好,使用效果也會大打折扣。

胖子模型


軍情解析

會失效的。這不僅僅是因為什麼“半衰期”的問題。

我們知道,目前全世界核大國的戰略核武器,都屬於“第二代核武器”,是一種小型化的氫彈,但當量可不小,也不是“三相彈”。裡面採用了鈈239和鈾235作為裂變核燃料,又採用了氘氚和鋰6混合的“聚變核燃料”。具體情況是很複雜的。

除了這樣“核燃料”外,還有“化學炸藥”(作為初級聚爆)和電子控制器(控制點火和安全)。

最容易失效的,其實不是那些“核燃料”,而是化學炸藥組件及“點火器”。為了形成“聚合爆轟波”,要求幾十個“地方”在精確的時間內“同時起爆”,是很不容易的。美國為此,專門設計安排了所謂的“一點安全試驗”,就是要解決“在某一點爆轟或失效”的情況下,核彈頭的安全問題。目前的試驗已經做完了。

第二容易失效的是氚,因為它的半衰期只有12.5年,所以需要定期更換。

第三才是鈈239。雖然它的半衰期為24000年,很長,按理說在100年內可以不考慮它的衰變問題。但實際上還有一些問題,使得它會“失效”。這個問題在所謂的核彈頭“整裝儲存”(就是作為一個整體儲存)的情況下,變得更加重要。

而鈾材料是最穩定的,根本就不用考慮它的“失效”問題。但它的用量,在一個彈頭內並不多,因為它的裂變截面小於鈈239。

一般都是將核彈頭的部件分開來儲存的,稱為“分裝儲存”,這樣安全程度高,各個部件可以分開來檢查,處理,儲存的成本也不高。缺點是“反應時間”比較長,因為在使用時,需要臨時裝配。

美國的“第二代核武器”(全是氫彈),大部分都是採用“分裝儲存”,定期檢查和更換,費用不可能高到“美國承受不了”的水平,與中國的情況一樣。而“值班核彈頭”,都是“整裝儲存”的,儲存費用肯定高於“分裝儲存”。


手機用戶58903279720

當然會。

原子彈和普通子彈、炮彈一樣,也是會過期的!

當然有的人會說,原子彈會有保質期是因為放射性物質的半衰期,那是不對的。因為 作為原子彈主要原料的鈾235和238半衰期都很長,遠長於人類的壽命,鈾235半衰期為7.038×10的8次方年,而鈾238是4.468×10的9次方年!這樣的話,對於人類來說半衰期可以忽略不計了!


那麼是因為什麼呢?要知道,原子彈是一個複雜的結構,裡面出了核原料,還有引爆核燃料的高能炸藥和機械裝置。


先說說高能炸藥,時間久了就可能由於受潮啊或者化學性能變弱等等,以至於最終引起無法引爆原子彈,所以說一般的原子彈都要定期維護。

其次是機械裝置,這就更明顯了,機械裝置時間長了會氧化啊生鏽之類的,就得換新的,因此各國都要定期升級更新,所以說,原子彈並不是造出來就放在那裡等著用,光保養就要花大量的人力財力

當然,現在的工藝好了,一般維持個二三十年應該沒啥問題。此外,有的原子彈到了“壽命”也可以不維護,直接轉為民用,把機械裝置啊之類的拆了,能回收利用的就回收,不能的就保費,至於核燃料,直接轉為核原料用在反應堆裡和平利用,這樣可以減少經濟投入,如果需要再造新的,畢竟像美國,俄羅斯這軍事強國搞軍備競賽的時期可是搞了不少原子彈。

最後,希望人類永遠不要用上原子彈自相殘殺。


戰馬一號

一般核武器由於核裝藥的問題,壽命12年到30年不等,但是要徹底使其失去輻射一般需要上百年之久,所以各國才會一邊對核裝藥進行改進,使其擁有更長的壽命,一邊加強對其的保養以延長其衰變期。


分享到:


相關文章: