還相信只有中國有氫彈?那你該看看這篇科普

今天這篇,就留給各位有心人,如果以後再看到把金燦榮老師講座上的隨口笑談(所謂全世界只有中國有現役氫彈,于敏構型可以超長期保存說法的來源)當真,認真的說,世界上只有中國有氫彈,"與敏構型"氫彈可以"永葆青春"的讀者,你們就複製黏貼下面這段給他看吧……

首先,我們要知道什麼是氫彈。

所謂氫彈,寬泛來講,應該是指有著二級,或者二級以上引爆機制的核武器。

核武器分級是什麼意思呢?簡單來說,就是核聚變需要通過核裂變爆炸的高溫高熱才能引發--當然實際上氫彈上引發核聚變的不是靠高溫高熱,而是X射線,但我們暫且不說這個。

反正總之,二級核武器就是,有一個小型的增強型原子彈為核心,或者說一級,它的爆炸,會產生引爆二級聚變材料的條件--當然這個條件很複雜,整個引爆過程更復雜,後面咱們再說。

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核彈裂變級的關鍵部件"鈈核心"(也有用鈾核心的)

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人類第一枚核彈,"小裝置"於1945年在洛斯阿拉莫斯試爆,它的設計與在長崎爆炸的"胖子"基本一致

所謂氫彈,按照它剛剛誕生時起名的原意,是指通過讓氫的同位素,氘、氚發生聚變反應而達到產生巨大能量目的的炸彈。而這個氘、氚元素,既可以以單質氣體或液體的方式存在於核武器當中,也可以用它們和金屬的化合物,例如氘化鋰、氘氚化鋰之類--後者因為是固體,相對穩定,所以後來比較常用,但氘氚氣體在作為增強型原子彈助爆用途的時候,可以縮小一級的尺寸體積,也可以用來調整當量,所以也不少見--氣體助爆是比較先進的技術,中國到80-90年代才真正掌握。(這個是有資料的,當然我不能告訴你們是什麼資料,但如果有資格接觸內部資料的話,可以去驗證)

但是,現代核武器往往會採用三級構型。即在增強型原子彈一級,聚變二級之外,再套上一層鈾238之類不能裂變的放射性材料外殼。聚變級爆炸產生的大量中子照射下,這一層外殼也會裂變,放出能量,而且由於外殼的放射性材料數量非常多,放出的能量也就非常大。甚至於佔到總能量的一半以上。

這樣一來,就成了"三相彈"。

通過類似的原理,理論上可以無限嵌套下去,做出N相彈來。

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現在的實戰型核彈通常是三相彈

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更復雜一些的三級核彈設計

如果把只有二級的炸彈叫做氫彈,而更多級的彈不叫……這其實是沒什麼科學道理的,但我們就強行這麼規定--那麼世界上最大的氫彈是"沙皇"氫彈,蘇聯那個5000萬噸的怪物。不過其實它的原始設計也是三相彈,外面的鈾殼裝上後,總當量高達1億噸。當然,最後蘇聯沒有進行完整的"沙皇"炸彈三相彈測試。

中國的氫彈研製一上來就是300萬噸,起點很高。但實際上二級的氫彈如果做的當量太大,也並不划算,因為聚變物質還挺貴的。三相彈最大好處是節省材料,可以用提純核材料的下腳料來提高核武器當量,何樂而不為。

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氫彈爆炸原理圖--當然如果真以為在原子彈旁邊放一管重水就行了……蘇聯倒是這麼幹過,但那不是浪費了嗎……

而且,三相彈還有一個好處,就是鈾外殼可以阻擋其他核彈爆炸產生的X射線--換句話來說,美蘇當年的核彈攔核彈對於三相彈來說是無效的--至少在大氣層外是這樣,大氣層內或許還能通過沖擊波破壞來襲彈頭。但大氣層外,核彈攔截核彈主要靠的是X射線。

根據資料,我國東風-5導彈的XXX彈頭就是典型的三相彈。而這是我國現役核彈頭中最老的一型了,它之後的彈頭也全是三相彈原理。

所以,"只有中國有氫彈",是個錯誤的說法,世界上主要大國都是以熱核武器為主要核彈頭的,因為這種彈頭的效費比最高。同時中國也沒有"真·氫彈",我們現役的也都是三相彈,和聯合國其他4個常任理事國是一樣的。

那麼接下來咱們再說"于敏構型"彈頭能否長期保存的問題。

所謂氫彈的"構型",就是如何用一級引爆二級,實際上到現在為止,這個過程其中一些細節--至少在任何公開材料裡,沒有解釋清楚。

美國當然是世界上最早搞出氫彈構型的國家,之後蘇聯通過情報手段得到了TU構型的秘密。而我國呢,天才的于敏院士,通過極少量的資料,推測出了一個大概的構型,然後進行試爆取得了成功。由於我們不是直接從美國偷的資料,而是自己搞出來的,所以被叫做"于敏構型",但是實際上于敏構型和TU構型的差別究竟有多大呢?並不清楚。

事實上,關於氫彈引爆過程的細節,即使是當代的核武器科學家們都只會表示,"我們沒有研究清楚這個過程,熱核武器的研製到現在仍帶有經驗科學的成分"(所以如果要研製一種全新的彈頭,必須進行核試驗,而且模擬都不行,模擬試驗只能用來改進現有彈頭設計)--當然了,因為各國都不搞大氣層核試驗了,後續國家也無從通過蒐集核爆炸的微量放射性元素來分析大國的核彈結構了……

做個二級核彈的模型出來容易,但沒有爆炸成功的話,那終究是白費

所以,目前為止究竟怎樣用一級的裂變裝置引爆二級聚變材料,大家不知道。

正是因為各國對此都十分保密,"于敏構型"和"TU構型"究竟是不是殊途同歸一個東西,咱也沒法真正說清楚。

但是,中國的氫彈是不是因為用了"于敏構型"就能長期保存了呢?

根據筆者看過的資料,我國目前仍然在役的某型彈頭,保存期限為X年,彈頭中XXX部件因為XX反應,會出現氣泡和裂隙,導致無法正常引爆--某科研單位,通過XXX保護鑄造的方法,可以無損重鑄關鍵部件,解決了維持核武器戰鬥力的關鍵問題。因此榮獲XXXXXXXX獎。

還相信只有中國有氫彈?那你該看看這篇科普

小型化核彈關鍵部件的製造十分精密複雜,但如果這套系統不持續運轉,那麼核武器就無法長期保持有效備戰狀態

還相信只有中國有氫彈?那你該看看這篇科普

其實這裡說的XXX部件的翻新只是核彈複雜的維護保養工作的一部分,事實上到了一定的年限,連鈾/鈈核心都是需要重新加工的,圖為洛斯阿拉莫斯國家實驗室正在練習加工鈈核心的美國工程師

換句話來說,中國裝備數量較多的XXX彈頭,保存時間是X年。這個數字,和美國W76、W88等彈頭差不多,都是到一定時間就需要拆開,對其中部分零件進行重新加工處理,才能確保其正常起爆。

所以,"于敏構型"保存時間超長的說法,也是假的。


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