一枚大拇指大小的核彈有多大威力?

探清水River


核武器是人類擁有的威力最大的武器,卻也是維持大國之間和平最有效的手段。很多人都比較好奇一顆核武器到底有多大的威力,如果拿它與生活中常見的東西比一下,應該會給大家留下深刻的印象。美軍“山脈”核地雷呈圓柱形,長91㎝,直徑38㎝,體積為103204立方厘米,爆炸當量10噸。而成年人大拇指體積約為7立方厘米,對比下來,一顆大拇指大小的核彈,就能釋放出相當於678克TNT的能量,相當於手掌大小的一塊炸藥。

驚歎之餘大概也有人好奇:既然威力這麼大,那能不能實際造出來呢?這就不太可能了。原子彈的爆炸原理是其中的裂變材料發生反應,而要讓它反應,一個重要條件是要達到“臨界質量”。這個概念指的是在一定條件(裂變元素含量、質量、周圍環境、有無中子反射層等)下,材料發生鏈式反應所需要的最小質量。

在其他條件都相同的情況下,材料質量越大,武器爆炸威力也就越大(但並非線性),沒有上限,但是有下限。對於鈾235來說,如果是一個沒有包覆的球,它能自發維持反應的最小質量為52千克,鈈239為10千克。

可以看到,這兩種最常用的裂變材料,正常情況下的臨界質量都很大,塞不進大拇指這麼點空間中。但如果把條件放寬一點,比如手提箱和炮彈大小,就有能力達成。前面提到的美軍核地雷重45㎏,M388無後坐炮核炮彈重23千克,圖二中的核手提箱甚至不到20千克。

這些核彈中的裂變材料顯然沒有達到上文中的量,那它們為什麼能爆炸呢?其實,上文中的臨界質量,指的是沒有任何特殊條件下的質量,而如果採取一些有利於鏈式反應的特殊條件,其實就能將質量大大縮減。常用的條件是將材料做成完美球體並在外表麵包覆中子反射層(以鈹元素為主),這可以讓臨界質量縮小四倍,使它們有條件塞到炮彈中。


霹靂火軍事


這是一個似是而非問題,很多人都有疑惑。

首先回答;

大拇指大小的核彈,毫無用處

因為;大拇指核彈體積約3立方厘米,大約能裝“核彈藥”55克(鈾的密度;每立方厘米19.05克;鈈的密度;每立方厘米在16.0.—19.86克之間)。

這個裝彈藥量,達不到核爆炸臨界質量要求〔正常狀態要50 公斤量級。理想狀態要10(鈈)—15(鈾)公斤〕。大拇指核彈無法實現核爆。

再回答;

大拇指核彈若能爆炸,它的威力。

若55剋核彈藥(鈾235,鈈239)充分裂變反應,釋放的能量相當於1100噸TNT,足以迅速摧毀一個縣城。

接下來解迷惑

既然核彈有臨界質量要求,理論上;10公斤或以上核彈藥爆炸的威力,應不低於20萬噸TNT。

微型核彈

(當量1000噸TNT以下),小型核彈(當量1萬噸TNT以下),又是如何做出來的?

道理太簡單,微型、小型核彈裝“核彈藥”並不少,但只有極少量發生了鏈式裂變反應。這類核彈費效比極低,存在核材料巨大的浪費。

例如,美國轟炸日本長崎的原子彈“小男孩”,裝了60公斤鈾235.,只有大約1公斤發生了裂變反應,釋放出相當於1.3萬噸TNT能量。

為了減少浪費,降低核彈境界質量成了“黑科技”,說來簡單;提高核材料純度,做成最易於擠壓的物理形狀(圓球型),增加轟擊核原子的中子數量,並防止它們無效逃逸,都是有效方法,但做起來不易。

研製小型戰術核武器,美國功力最深。核彈的臨界質量已降低到什麼水平?屬於絕密。


諶人


一枚核彈爆炸的威力,可以迅速產生幾憶攝氏度高溫,快速消滅一切,很多東西瞬間被氣化為氣體消失在空氣中,一枚當量為100萬噸TNT的核彈,在爆炸後方圓六公里範圍內的全部建築,基本上就不存在了,如果是一枚拇指大小的核彈會有多大威力呢?



事實上,以世界目前的技術來說,還造不出這麼小的核彈,因為核爆炸需要一個核反應鏈式,核爆炸最小的質量大約在50公斤內,這東西又不能壓縮到這麼小,加上一些附加零件,遠遠大於一個拇指的大小,如果非要按照比例計算,按照成人拇指的大小計算,大約有338g重,換成TNT當量就是72噸,理論上,一噸TNT爆炸可產生210千萬焦耳的能量,按照1焦耳=0.102公斤·米計算,一噸TNT放出的能量可以把一個一公斤的物體移動420公里,.72噸的話自己可以去算算。



當年德國差一點就造出原子彈來,但是卻因為海森堡計算失誤(或許是有意為之),他告訴希特勒,製造原子彈需要好幾噸的鈾,還得要很多人力物力去建造,迫使希特勒放棄了原子彈計劃。



核彈無論大小,最要命的除了它爆炸所產生的直接物理力量外,還有空中爆炸後的放射性物質的汙染,隨著空氣的流通而傳播,全方位的對周圍地區的生物,地面,空氣,武器等造成核汙染,特別對人類和動物,造成基因突變畸形,生的孩子肢體和智力問題,各種疾病,比如白血病,惡性腫瘤高發,這都是核彈爆炸造成的間接問題。


軍事一點通


題主所說的核彈,不知道具體是指代原子彈還是氫彈,彈藥品種不一樣,所爆炸出來的能量也是不一樣的


我們就核彈標準當量來計算爆炸威力

我們先假設,拇指大小的核彈,重量大概在50克左右,去除掉必要的各種元器件,其中用於裂變的鈾大概重量是30克左右,那麼我們就來簡單計算一下這麼多鈾經過裂變所能釋放出來的能量!

根據標準爆炸能量來計算1千克鈾裂變釋放的能量相當於2萬噸TNT炸藥爆炸時放出的能量,那麼30克左右的鈾經過裂變,計算得出大約相當於600噸TNT炸藥所爆炸的能量!

600噸TNT爆炸是個什麼概念呢?

當年在廣島爆炸的小男孩核彈,爆炸當量大概是1.3萬噸,600噸大概是20分之一個小男孩的威力,小男孩直接將廣島摧毀,所以現在的拇指大核彈應該能摧毀掉一個小縣城是不在話下的!


青年史學家


一枚大拇指大小的核彈有多大威力?

無論是裂變彈還是聚變彈,以人類目前的技術應該是難以引爆如此大小核武器的,不過可以來計算下大拇指大小的核材料所具有的能量,然後折算成TNT看看有多少噸當量!

一根拇指大小的U235材料我們算它10g,這個質量遠小於U235的臨界質量25kg(鈈的臨界質量是9kg),小於臨界質量的材料難以自持鏈式反應,因為無法完全將自由中子包裹住,中子在還沒有被捕獲之前就跑掉了!不過咱不考慮這些么蛾子事情,純計算下:

U235裂變質量損失約為:0.0946%

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

TNT的能量約:4184J/克

Q=850222399085.02948744J/4184/克=203.21噸

一根拇指大小的U235材料(按10g計算),其能量約合203噸TNT當量,是不是有點超出想象?

那麼如果材料換成氫彈的材料呢?比如氚氘聚變?

氚氘聚變的質量虧損約0.7%,那麼再來算算看聚變蛋的威力又是多少(也按10g計算)

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

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

換成氫彈聚變的氚氘後,相當於1503噸TNT當量!
這也是氫彈和原子彈的威力差別原因,並且原子彈的裂變材料無法超過臨界質量,因此必須分開放置,這個結構在引爆時合到一起超過臨界質量,但結構複雜,在炸散前參與裂變的材料並不多,因此導致裂變的原子彈當量一直上不去!

但氫彈沒有這個規矩,只要願意,甚至可以無限制往上加(當然有一個複雜的構型,而這個是絕密),比如原來沙皇炸彈的威力超過一億噸(含外殼一起氫彈總重27噸),只不過因為威力太大而削減了裝藥量!

對了,配圖只是一張雲彩的照片而已哦........


星辰大海路上的種花家


很多人覺得沒有吧?但一枚拇指大小的核彈其實也能毀滅掉一個城市的。


現代核武器從原子彈、氫彈、中子彈的發展已經走了三代了。很多國家都在研製第四代核武器,其主要目的就是使核彈小型化。

很多人認為一枚核彈的大小是受到了體積限制,但這個體積限制限制在哪裡了呢?主要還是原子彈的核材料臨界值的問題。

傳統的原子彈核材料一定要達到一個臨界值質量後才有可能引發核爆炸。

美國在上世紀50年代研製的W-54核彈則是目前所實現的最小體積的原子彈了,其當量大約為10-20噸TNT當量。可以由無後坐力炮發射到4公里的距離上,其有效殺傷範圍為500米。

不能做的再小主要原因是這枚核彈已經是傳統裂變彈的經典之作了,達到了裂變彈的最小體積極限。

所以從利用裂變彈的思路上目前是走不通的。


從1980s科學家就開始將核武器小型化的思路轉變到聚變彈上。

一個簡單的電磁聚變裝已經可以做到棒球大小(不是傳說中的紅汞核彈,那玩意根本不存在),其TNT當量大約為50噸。但由於80年代末期各種削減核武器禁止核試驗的條約限制導致這類的小型核武器無法進行有效的實驗和發展。


於是,各個國家就開始考慮民用方向發展聚變研究。美國的國家點火裝置就是這樣的一個研究機構。

通過將氘氚結晶體做成一個0.02克的靶心,利用強大的激光進行照射失之直接發射核聚變。這樣的一個小顆粒可以釋放出12噸TNT炸藥當量的能量。一枚拇指大小的氘氚晶體完全可以達到幾十萬噸的爆炸當量。夷平一個城市基本上毫無懸念。


現在的問題則是如何將激光器縮小到拇指範疇內了。至於詳細的計算和說明W君在回答《一顆一克重的核彈(氫彈)完全爆炸,爆炸面積是多少,會有什麼影響?》已經有了解釋就不在贅述了。有興趣的讀者可以搜索一下。另外關注W君可以在第一時間內看到這些好玩的問題答案。


軍武數據庫


答:考慮臨界質量,拇指大的核彈無法引爆;不考慮臨界質量的話,拇指大小的氫彈材料爆炸,殺傷直徑達1.2公里。


臨界質量

原子彈發生的是核裂變反應,核裂變反應存在一個臨界質量,低於臨界質量的核裂變材料,無法維持鏈式反應,通俗地說就是原子彈無法引爆。



原子彈的材料主要有三種,鈈-239、鈾-233和鈾-235,它們的臨界質量分別是5千克、7.5公斤和25千克;該數據是大概值,因為具體的數據是各國的高級機密。


氫彈

氫彈的沒有臨界質量,但是氫彈的引爆溫度太高,目前氫彈都是由原子彈來引爆的,一拇指大約5克,考慮臨界質量的話,無論原子彈還是氫彈,都無法做到這麼小。



如果我們不考慮臨界質量,比如我們利用激光引爆氫彈,那麼對於5克的氫彈材料(氘核和氚核),發生聚變時的能量虧損率為0.7%,根據質能方程可以計算釋放的能量:

E=Δmc^2=3*10^12J;

這相當於100噸標準煤釋放的能量,或者TNT當量700多噸。




殺傷範圍估計

核彈爆炸的殺傷半徑,估算公式為:

D= 1.5 × 等效TNT爆炸當量^(1/3);

其中D的單位為千米,TNT當量單位為萬噸;

於是可以估算出:5克的氫彈材料,地面引爆時,殺傷半徑約600米,相當於170座標準足球場的佔地面積。




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艾伯史密斯


話說我看成核桃了,一枚拇指的大小的核桃,應該威力不大吧!!

話說核桃與核彈應該是近親……


丁勾鐵目貞


核反應鏈式反應要持續必須得有一個最小質量,被稱為臨界質量。鈾235的臨界質量大約50公斤左右。鈈也要10多公斤,再加上週圍的附屬設施,引爆啟動用的常規炸藥,所以造指頭大的核彈是不可能的。

二戰時海森堡就是因為計算錯誤,或者是為了拯救人類,他告訴希特勒造原子彈至少需要好幾噸鈾,需要耗費大量財力人力,使得德國被迫終止了原子彈計劃。

核武器都是作為戰略威懾,它的威力在於沒有被引爆的時候,如果原子彈能小型化乃至造出手指頭那麼大的核彈絕對是全人類的悲哀。肯定會被用於常規戰場,加速人類滅絕。


Amstrong691


從現實角度來說,一枚拇指大小的核彈造不出來。

從質量轉化能量的方程式來看,拇指大小的物質若完全轉化為能量,也是相當驚人的,從質能公式便可以看出:E=mc^2,c是光速數值,平時在計算的時候要注意單位的轉化,曾經我在回答一個問題時,評論總和我說計算的結果咋不對膩,是因為單位帶錯了。這裡的c是m/s,m是kg,計算出來的E是J。

所以,即便一個拇指大小的“核彈”若是完全轉化為能量,其威力還是相當驚人的。

但是無論是核聚變還是核裂變,沒有哪一種可以達到100%的質能轉化,核聚變的質能轉化僅是0.7%,核裂變還要比核聚變低得多。

如果我們只考慮5克的氫彈材料的話,假想它按照0.7%轉化為能量,則最終釋放的能量相當於750噸的TNT黃色烈性炸藥一同爆炸的威力。

參考數值:一克TNT黃色烈性炸藥爆炸釋放的能量是4184J(單位焦耳)。

感興趣的朋友可以自行計算一下。

本回答由一枚遊戲科幻迷原創,感謝點贊關注,我們一起科幻想象、暢遊宇宙!予人玫瑰,手有餘香!


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