廣島原子彈與現在的原子彈有何不同?

軍統60

暴躁的“小男孩”

1945年8月為了瓦解日本的抵抗,美國向日本廣島投擲了一枚震驚世界的武器——原子彈。巨大的爆炸威力瞬間摧毀了整個廣島,這是人類第一次將核武器投入實戰。

廣島原子彈代號“小男孩”,是一種使用槍式引爆技術的初級原子彈,爆炸威力相當於兩萬噸TNT當量,以鈾235為代表的核材料在超過臨界質量後就會發生鏈式反應,釋放出巨大的能量。槍式原子彈就是在一塊較小的鈾235後邊放置炸藥,當引爆炸藥後讓這塊鈾235以極大速度衝擊主裝藥,從而達到超臨界狀態,這種類似於槍支發射的引爆方式,就被稱為槍式原子彈。

為了使核武器威力更大,科學家開發出了新的核技術,這就是在長崎爆炸的原子彈“胖子”,胖子是一種內爆式原子彈,通過在核裝藥外部包裹反射層,在反射層外部放置炸藥,通過向心衝擊波衝擊核裝藥從而達到超臨界狀態,引發核爆炸。

試爆的“沙皇炸彈”,這是人類製造的最大威力爆炸

現代原子彈在內爆式的基礎上更進一步,給內爆式原子彈穿上一層氚和氘的馬甲,然後再來一層鈾238的馬甲,這種多相彈(也稱三相彈,看馬甲數量),在整個爆炸過程中,會連續產生裂變--聚變--裂變的反應過程,爆炸威力會得到倍增,而且核爆後的殘留輻射也會更加強烈。

現代核彈頭的威力都相當大,戰略級核武器的威力基本都是十萬噸當量起,前蘇聯更是試爆過五千萬噸TNT當量的巨型核武“沙皇炸彈”。而且大多現代核武器具備多彈頭打擊能力,可以輕鬆摧毀多個目標。全世界現在擁有幾萬枚核武器,這些核武器可以把地球摧毀幾十遍,但願這個魔鬼不要重現人間!

前蘇聯投放的“大伊萬”

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兵器次元

最大的區別就是技術!


在1945年8月6日在廣島爆炸的“小男孩”是一枚“槍式鈾彈”,其內部裝藥是是60公斤的鈾235,是用一塊低臨界質量的鈾塊射向其他低臨界質量的鈾塊,來組成一塊超臨界質量的鈾塊從而產生鏈式反應的。



圖注:槍式原子彈的原理,在內部其實就可以看作是一把用鈾235做子彈的搶,射擊另一塊鈾235。

但這種方法核裝藥損耗極大,“小男孩”在爆炸過程後經過估算,只有一公斤左右的鈾235進行了核裂變,其他都被浪費掉了。

而且鈾235的臨界質量相對來說也偏高,(在上世紀早期的計算中鈾235的臨界質量為15公斤,但在工程技術上很難實現),所以世界各國後期的原子彈多采用鈈裝藥的內爆式原子彈,比如長崎的“胖子”就是鈈裝藥的內爆式原子彈。


圖注:內爆式原子彈的原理與槍式不同,可以看作是用炸藥來壓縮核裝藥。

鈈裝藥相比鈾裝藥除更加節省外,其臨界質量也更低,在上世界早期的測算中239的臨界質量僅有10公斤,但無論是鈈239還是鈾235其臨界質量都是隨著物料形狀、純度、是否被中子反射物料包圍、是否有中子吸收物料等多重因素所影響的。

而根據國際原子能機構的規定,鈈純度在達到92%-93%就可以稱作“武器級鈈”,而根據美國的說法核裝藥的鈈239中,鈈240的含量要低於6%,而且隨著各國核技術的進步,在實際工程應用上,鈈239的臨界質量也在逐步提高,根據80年代的國外論文來看,2公斤的鈈239(也就一個檯球那麼大)就可以在工程上實現臨界反應了。



圖注:鈈239

所以目前來說,類似廣島“小男孩”那種鈾235裝藥的槍式原子彈,已經被各各核大國所淘汰了,更確切的說;是原子彈這種低技術含量的核武器被各核大國所淘汰了,當然了其他沒有核技術的土鱉,還是對其趨之若鶩的!


天真小科普

現在的“原子彈”,與廣島、長崎的原子彈相比,有以下的根本區別:

首先,我們要知道,現在其實已經沒有什麼“純裂變彈”了。隨著對於“等離子體物理”瞭解的深入,為了提高“核裝料”(就是裂變材料)的“利用率”,目前的“原子彈”(指不是氫彈“被扳機”的部分)作了這些“改進”:

一、全部採用裂變截面大的鈈材料,這樣所使用的“核材料”就少;

二、採用“強點火中子源”,以提高點火時,被壓縮的核材料中的“初始中子密度”,可以大大提高中子倍增的“代數”;

三、內部採用“聚變材料”,使聚變材料與裂變材料一起“被壓縮”,可以大大的增強威力。例如,幾百噸TNT當量的“裂變放能”,可以點燃適當的“聚變材料”發生“熱核聚變”,將總當量提高至萬噸TNT當量。這種“增強型扳機”,在點燃氫彈的“被扳機”方面。有著極大的優勢,所以“第二代核武器”可以做的很小。

其它的我就不知道了。


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