无辐射的“N2爆弹”可以造了?美国有“金属氢炸弹”?

2017年1月27日一则新闻,让中国军迷沸腾起来。因为这则新闻上说,中国南京理工大学的科学团队在世界上首次合成了全氮阴离子盐。本来这只是科学领域的一个突破,但这个突破却牵出了很多吹捧性质的报道。如《南理工世界首次合成全氮阴离子盐理论能量密度为黄色炸药10-100倍》这篇算是比较平淡的,观察者网直接改名这篇文章成了《

还记得威力堪比核武器的N2爆弹吗?中国造出来了》。还有人在中国有色金属报上发表文章《这个春节,美国有“金属氢”,中国有“N2 爆弹”》。那么这个成果有这么劲爆吗?请听小编分析:

无辐射的“N2爆弹”可以造了?美国有“金属氢炸弹”?

一、N2爆弹

这个名词来源于日本的科幻动漫,N2的意思是None nuclear,简单翻译就是非核武器的意思,应该也可以理解成没有核辐射的意思。按照动漫中的设想就是,可以达到核武器爆炸水平的非核武器。很多中国军迷就把全氮阴离子盐的发现与这个传说中的“N2爆弹”联系起来了,甚至把全氮物质爆炸产生的氮气(N2)都给联系起来了。后来通过数据分析发现全氮物质的爆炸还达不到核武器的当量水平,于是又有人畅想这个物质爆炸可以点燃氢弹,一个不用原子弹点燃的氢弹不就是“N2爆弹”吗?这就是那些新闻的基本思路。是否可行,我们先分析全氮型超高能含能材料。

无辐射的“N2爆弹”可以造了?美国有“金属氢炸弹”?

二、全氮型超高能含能材料

1. 全氮材料

最常见的全氮材料是氮气(N2),1772年发现。这个全氮物质不算高能含氮物质,没有人用它来做炸药,但它是高能含氮材料的燃烧产物。

第二个发现的全氮材料是N3-,发现年代1890年。这个物质的发现也没有引起什么轰动,因为按照当时的知识和技术水平,人们没有考虑到它可能是一种高能材料。直到1907年,有人制备出足够数量的HN3,开始研究它的性质,才发现了它的高能属性。当然这种物质已经融入了我们的日常生活中,我们所有汽车的安全气囊都是用这个物质打开的【准确说应该是叠氮化钠(NaN3)爆炸瞬间打开了安全气囊】。这是第一个全氮高能物质,它在含能材料、医药、农药等领域都得到了广泛的应用。

第三个全氮物质是N5+(全氮阳离子),这是美国人1998年合成的,这个物质爆炸威力非常强,仅一克就把爆炸物反应器给炸碎,并把安全保障通风橱炸坏。人类再一次认识到了高能物质的威力。

第四个全氮类物质,就是今年南京理工的科研成果全氮阴离子(N5-),也就是引发中国军迷讨论热潮的物质。这个物质的能量水平是TNT的3倍。

其他全氮类物质基本都属于预测了,如N4、N6、N8、N10、N60等,基本都是高能物质。这些全氮物质都是制造高能炸药的潜在选手,但可惜的是目前他们还没有机会出生。

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2.全氮阴离子盐

我们的主角全氮阴离子盐,能不能造“N2爆弹”呢?目前还不能,未来也困难。首先来说,它的爆炸能量水平只是TNT的3倍,比现有炸药提升非常有限,现有炸药CL-20 的能量为1.8 倍TNT 当量。距离制造“N2爆弹”还差很远。

2017年7月份《含能材料》期刊上刊登了南京理工大学全氮阴离子研发团队的一篇文章《对全氮阴离子N5-非金属盐能量水平的认识》,文中分析了有全氮阴离子形成的各种盐的能量水平,分析发现这些非金属盐的能量水平甚至全部都低于CL-20 。并得出结论,只有合成N5+N5-,即N10,实现全氮物质,不含碳氢氧,其能量才有3~10 倍TNT 当量。

也就是说,即使合成了N10,也只不过能得到10倍TNT当量的能量水平,这还是理论计算的结果,实际肯定会更低。距离点燃氢弹的原子弹当量水平还差很多,至少短时间内是无法点燃氢弹的。即使能点燃,想做到无辐射也不可能,氢弹爆炸必然有中子辐射和电磁辐射,只是残留辐射很少而已。

另外全氮阴离子盐的能量水平不算高,甚至低于美国人研制的N5+阳离子。因此,凭借那个新闻就说中国高能材料超过美国,也是不科学的。倒是全氮阴离子的热稳定性要明显高于全氮阳离子,这是事实。更悲剧的是,其实这篇论文是公开发表在美国人的刊物上的,因此,美国人也可以得到全氮阴离子盐的制作方法。

最后需要说的是,从1998年美国人合成出全氮阳离子N5+以来,全世界科学家就试图合成全氮化合物N5+N3-,一直都没有成功。想实现N5+N5-的合成,也肯定不是短时间内可以实现的。即使实现了,距离制造“N2爆弹”也还差很远。

无辐射的“N2爆弹”可以造了?美国有“金属氢炸弹”?

美国人搞出来的N5+阳离子

另外,美国人合成的金属氢,也是不靠谱的武器。第一,那个合成结果还没有得到同行的认定;第二,即使他们合成金属氢是事实,目前也没有任何方法实现让金属氢在常温常压下稳定存在。因此,我们也不必担心美国人的“金属氢武器”。

现有的技术水平,要想制得足够量的金属氢,需要足够大的钻石才能制造(美国科学家用两颗钻石挤压氢气形成比地球核心压力还高的几百GPa的压强形成金属氢)。即使造出来,也只有象征意义,因为拿不出来,压力一小金属氢又变成了普通氢。

总之人类现有技术还无法获得足量的金属氢,更无法让金属氢在常温常压下存在。做成炸弹更是遥不可及的事情!

结论

目前的全氮阴离子盐,不具有制造超级炸弹的能量,短期内也不可能实现。其实它更靠谱的用途应该是制作全新的火箭燃料或者新型炸药,这个以后再撰文分析。金属氢距离实用更是遥不可及!

小编注:由于网络编辑功能不能实现上下角标,因此文中分子式这能这样显示了。

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