一枚大拇指大小的核弹有多大威力?

探清水River


这是一个似是而非问题,很多人都有疑惑。

首先回答;

大拇指大小的核弹,毫无用处

因为;大拇指核弹体积约3立方厘米,大约能装“核弹药”55克(铀的密度;每立方厘米19.05克;钚的密度;每立方厘米在16.0.—19.86克之间)。

这个装弹药量,达不到核爆炸临界质量要求〔正常状态要50 公斤量级。理想状态要10(钚)—15(铀)公斤〕。大拇指核弹无法实现核爆。

再回答;

大拇指核弹若能爆炸,它的威力。

若55克核弹药(铀235,钚239)充分裂变反应,释放的能量相当于1100吨TNT,足以迅速摧毁一个县城。


接下来解迷惑

既然核弹有临界质量要求,理论上;10公斤或以上核弹药爆炸的威力,应不低于20万吨TNT。

微型核弹(当量1000吨TNT以下),小型核弹(当量1万吨TNT以下),又是如何做出来的?


道理太简单,微型、小型核弹装“核弹药”并不少,但只有极少量发生了链式裂变反应。这类核弹费效比极低,存在核材料巨大的浪费。

例如,美国轰炸日本长崎的原子弹“小男孩”,装了60公斤铀235.,只有大约1公斤发生了裂变反应,释放出相当于1.3万吨TNT能量。

为了减少浪费,降低核弹境界质量成了“黑科技”,说来简单;提高核材料纯度,做成最易于挤压的物理形状(圆球型),增加轰击核原子的中子数量,并防止它们无效逃逸,都是有效方法,但做起来不易。


研制小型战术核武器,美国功力最深。核弹的临界质量已降低到什么水平?属于绝密。


谌人


一枚核弹爆炸的威力,可以迅速产生几忆摄氏度高温,快速消灭一切,很多东西瞬间被气化为气体消失在空气中,一枚当量为100万吨TNT的核弹,在爆炸后方圆六公里范围内的全部建筑,基本上就不存在了,如果是一枚拇指大小的核弹会有多大威力呢?



事实上,以世界目前的技术来说,还造不出这么小的核弹,因为核爆炸需要一个核反应链式,核爆炸最小的质量大约在50公斤内,这东西又不能压缩到这么小,加上一些附加零件,远远大于一个拇指的大小,如果非要按照比例计算,按照成人拇指的大小计算,大约有338g重,换成TNT当量就是72吨,理论上,一吨TNT爆炸可产生210千万焦耳的能量,按照1焦耳=0.102公斤·米计算,一吨TNT放出的能量可以把一个一公斤的物体移动420公里,.72吨的话自己可以去算算。



当年德国差一点就造出原子弹来,但是却因为海森堡计算失误(或许是有意为之),他告诉希特勒,制造原子弹需要好几吨的铀,还得要很多人力物力去建造,迫使希特勒放弃了原子弹计划。



核弹无论大小,最要命的除了它爆炸所产生的直接物理力量外,还有空中爆炸后的放射性物质的污染,随着空气的流通而传播,全方位的对周围地区的生物,地面,空气,武器等造成核污染,特别对人类和动物,造成基因突变畸形,生的孩子肢体和智力问题,各种疾病,比如白血病,恶性肿瘤高发,这都是核弹爆炸造成的间接问题。


军事一点通


题主所说的核弹,不知道具体是指代原子弹还是氢弹,弹药品种不一样,所爆炸出来的能量也是不一样的


我们就核弹标准当量来计算爆炸威力

我们先假设,拇指大小的核弹,重量大概在50克左右,去除掉必要的各种元器件,其中用于裂变的铀大概重量是30克左右,那么我们就来简单计算一下这么多铀经过裂变所能释放出来的能量!

根据标准爆炸能量来计算1千克铀裂变释放的能量相当于2万吨TNT炸药爆炸时放出的能量,那么30克左右的铀经过裂变,计算得出大约相当于600吨TNT炸药所爆炸的能量!

600吨TNT爆炸是个什么概念呢?

当年在广岛爆炸的小男孩核弹,爆炸当量大概是1.3万吨,600吨大概是20分之一个小男孩的威力,小男孩直接将广岛摧毁,所以现在的拇指大核弹应该能摧毁掉一个小县城是不在话下的!


青年史学家


很多人觉得没有吧?但一枚拇指大小的核弹其实也能毁灭掉一个城市的。


现代核武器从原子弹、氢弹、中子弹的发展已经走了三代了。很多国家都在研制第四代核武器,其主要目的就是使核弹小型化。

很多人认为一枚核弹的大小是受到了体积限制,但这个体积限制限制在哪里了呢?主要还是原子弹的核材料临界值的问题。

传统的原子弹核材料一定要达到一个临界值质量后才有可能引发核爆炸。

美国在上世纪50年代研制的W-54核弹则是目前所实现的最小体积的原子弹了,其当量大约为10-20吨TNT当量。可以由无后坐力炮发射到4公里的距离上,其有效杀伤范围为500米。

不能做的再小主要原因是这枚核弹已经是传统裂变弹的经典之作了,达到了裂变弹的最小体积极限。

所以从利用裂变弹的思路上目前是走不通的。


从1980s科学家就开始将核武器小型化的思路转变到聚变弹上。

一个简单的电磁聚变装已经可以做到棒球大小(不是传说中的红汞核弹,那玩意根本不存在),其TNT当量大约为50吨。但由于80年代末期各种削减核武器禁止核试验的条约限制导致这类的小型核武器无法进行有效的实验和发展。


于是,各个国家就开始考虑民用方向发展聚变研究。美国的国家点火装置就是这样的一个研究机构。

通过将氘氚结晶体做成一个0.02克的靶心,利用强大的激光进行照射失之直接发射核聚变。这样的一个小颗粒可以释放出12吨TNT炸药当量的能量。一枚拇指大小的氘氚晶体完全可以达到几十万吨的爆炸当量。夷平一个城市基本上毫无悬念。


现在的问题则是如何将激光器缩小到拇指范畴内了。至于详细的计算和说明W君在回答《一颗一克重的核弹(氢弹)完全爆炸,爆炸面积是多少,会有什么影响?》已经有了解释就不在赘述了。有兴趣的读者可以搜索一下。

另外关注W君可以在第一时间内看到这些好玩的问题答案。


军武数据库


核武器是人类拥有的威力最大的武器,却也是维持大国之间和平最有效的手段。很多人都比较好奇一颗核武器到底有多大的威力,如果拿它与生活中常见的东西比一下,应该会给大家留下深刻的印象。美军“山脉”核地雷呈圆柱形,长91㎝,直径38㎝,体积为103204立方厘米,爆炸当量10吨。而成年人大拇指体积约为7立方厘米,对比下来,一颗大拇指大小的核弹,就能释放出相当于678克TNT的能量,相当于手掌大小的一块炸药。

惊叹之余大概也有人好奇:既然威力这么大,那能不能实际造出来呢?这就不太可能了。原子弹的爆炸原理是其中的裂变材料发生反应,而要让它反应,一个重要条件是要达到“临界质量”。这个概念指的是在一定条件(裂变元素含量、质量、周围环境、有无中子反射层等)下,材料发生链式反应所需要的最小质量。

在其他条件都相同的情况下,材料质量越大,武器爆炸威力也就越大(但并非线性),没有上限,但是有下限。对于铀235来说,如果是一个没有包覆的球,它能自发维持反应的最小质量为52千克,钚239为10千克。

可以看到,这两种最常用的裂变材料,正常情况下的临界质量都很大,塞不进大拇指这么点空间中。但如果把条件放宽一点,比如手提箱和炮弹大小,就有能力达成。前面提到的美军核地雷重45㎏,M388无后坐炮核炮弹重23千克,图二中的核手提箱甚至不到20千克。

这些核弹中的裂变材料显然没有达到上文中的量,那它们为什么能爆炸呢?其实,上文中的临界质量,指的是没有任何特殊条件下的质量,而如果采取一些有利于链式反应的特殊条件,其实就能将质量大大缩减。常用的条件是将材料做成完美球体并在外表面包覆中子反射层(以铍元素为主),这可以让临界质量缩小四倍,使它们有条件塞到炮弹中。


霹雳火军事


答:考虑临界质量,拇指大的核弹无法引爆;不考虑临界质量的话,拇指大小的氢弹材料爆炸,杀伤直径达1.2公里。


临界质量

原子弹发生的是核裂变反应,核裂变反应存在一个临界质量,低于临界质量的核裂变材料,无法维持链式反应,通俗地说就是原子弹无法引爆。



原子弹的材料主要有三种,钚-239、铀-233和铀-235,它们的临界质量分别是5千克、7.5公斤和25千克;该数据是大概值,因为具体的数据是各国的高级机密。


氢弹

氢弹的没有临界质量,但是氢弹的引爆温度太高,目前氢弹都是由原子弹来引爆的,一拇指大约5克,考虑临界质量的话,无论原子弹还是氢弹,都无法做到这么小。



如果我们不考虑临界质量,比如我们利用激光引爆氢弹,那么对于5克的氢弹材料(氘核和氚核),发生聚变时的能量亏损率为0.7%,根据质能方程可以计算释放的能量:

E=Δmc^2=3*10^12J;

这相当于100吨标准煤释放的能量,或者TNT当量700多吨。




杀伤范围估计

核弹爆炸的杀伤半径,估算公式为:

D= 1.5 × 等效TNT爆炸当量^(1/3);

其中D的单位为千米,TNT当量单位为万吨;

于是可以估算出:5克的氢弹材料,地面引爆时,杀伤半径约600米,相当于170座标准足球场的占地面积。




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艾伯史密斯


一枚大拇指大小的核弹有多大威力?

无论是裂变弹还是聚变弹,以人类目前的技术应该是难以引爆如此大小核武器的,不过可以来计算下大拇指大小的核材料所具有的能量,然后折算成TNT看看有多少吨当量!

一根拇指大小的U235材料我们算它10g,这个质量远小于U235的临界质量25kg(钚的临界质量是9kg),小于临界质量的材料难以自持链式反应,因为无法完全将自由中子包裹住,中子在还没有被捕获之前就跑掉了!不过咱不考虑这些幺蛾子事情,纯计算下:

U235裂变质量损失约为:0.0946%

E=MC^2=10g/1000×0.0946%×299792458^2=850222399085.02948744J

TNT的能量约:4184J/克

Q=850222399085.02948744J/4184/克=203.21吨

一根拇指大小的U235材料(按10g计算),其能量约合203吨TNT当量,是不是有点超出想象?

那么如果材料换成氢弹的材料呢?比如氚氘聚变?

氚氘聚变的质量亏损约0.7%,那么再来算算看聚变蛋的威力又是多少(也按10g计算)

E=MC^2=10g/1000×0.7%×299792458^2=6291286251157.72348J

Q=6291286251157.72348J/4184J/克=1503.65吨

换成氢弹聚变的氚氘后,相当于1503吨TNT当量!
这也是氢弹和原子弹的威力差别原因,并且原子弹的裂变材料无法超过临界质量,因此必须分开放置,这个结构在引爆时合到一起超过临界质量,但结构复杂,在炸散前参与裂变的材料并不多,因此导致裂变的原子弹当量一直上不去!

但氢弹没有这个规矩,只要愿意,甚至可以无限制往上加(当然有一个复杂的构型,而这个是绝密),比如原来沙皇炸弹的威力超过一亿吨(含外壳一起氢弹总重27吨),只不过因为威力太大而削减了装药量!

对了,配图只是一张云彩的照片而已哦........


星辰大海路上的种花家


核反应链式反应要持续必须得有一个最小质量,被称为临界质量。铀235的临界质量大约50公斤左右。钚也要10多公斤,再加上周围的附属设施,引爆启动用的常规炸药,所以造指头大的核弹是不可能的。

二战时海森堡就是因为计算错误,或者是为了拯救人类,他告诉希特勒造原子弹至少需要好几吨铀,需要耗费大量财力人力,使得德国被迫终止了原子弹计划。

核武器都是作为战略威慑,它的威力在于没有被引爆的时候,如果原子弹能小型化乃至造出手指头那么大的核弹绝对是全人类的悲哀。肯定会被用于常规战场,加速人类灭绝。


Amstrong691


核弹爆炸需要起码的一套起爆装置。外壳.分成两部分的,合在一起能超过临界質量的铀~235或者钚~239.起爆动能炸药.引发器.指令接受装置。除去核装药,其它必须的组件就得五十公斤以上了。(这还是指最简便的快装式小型爆炸装置,军队正式布署的核武要沉重复杂的多。)核弹起爆不是点爆竹,有火就行。所谓急速不可控的裂变链式反应就是核爆炸,核爆的材料~铀235.钚239不是你们想象的,如同普通军用塑性炸药C~4那样,捏一块,插上雷管就成。核爆炸的要件和过程一样都忽略不得。至于临界質量,我想会很难从书本里查阅到的。应该凡是签署过核不扩散条约的,負责任的国家都不会去进行这类的科普教育。这可一点都不能开玩笑!我们这些泛泛而谈的文章,也只能大概猜测吧。(当然核武不可控扩散的危险,主要是材料。任何国家,任何人都无法通过任何渠道私下得到高纯度的武器级浓缩铀。也不想这样干,除非不在乎自己成爲过街老鼠。)话再说回到前面。当核爆装置开始起动爆炸过程时,炸药动能把俩部分核材料飞快地合在一起,而同时合在一起的引发器刹那间崩发出中子云。这些中子轰击铀原子的同时,又产生更多的中子,链式反应产生过程中的能量就是核爆。而这要求一定要超过临界質量才会有核爆炸。我想,几十克的核材料是不可能达到临界質量的。








手机用户崔永方


如果让我,就制造核子弹。无论是手枪,冲锋枪还是机枪,全部都是。还要把所有的炮弹都搞成原子武器!有人也许会说,你芝泉山人怎么这么很呀?我可以坦率地告诉你,对敌人就是要以灭绝的方式方法,为祖国,为中华民族复仇!


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