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核彈頭要實現小型化，通俗的講就是怎麼在同等威力下將核彈頭的質量和體積降低到最小，其實這也有一個專業名詞叫做比威力（也叫比當量），也就是用核彈頭的爆炸總威力除以核彈頭的重量，得出單位重量對應的TNT當量。美國在廣島試驗的第一顆小男孩鈾裂變原子彈，重量4.6噸，爆炸總威力為2.1萬噸TNR當量，比威力只有4.5噸TNT/千克，可以說是非常小了。

小男孩之所以比威力小，主要是因為其採用的是最原始的槍式結構，槍式結構的原理主要是利用TNT炸藥使兩團次臨界狀態的鈾235相撞，最後發生臨界裂變反應。但是這種原子彈有兩個最大的缺點，第一、核材料需要一定的加速距離，因此槍式原子彈必須設計成很長，這就導致槍式原子彈的體積會很大。第二、在加速過程中，有很大部分鈾235材料會自行消散，這導致槍管式原子彈必須裝填很多核材料才能達到一定威力，也就是利用率非常低，小男孩一共有64千克鈾235，真正裂變的只有700克，利用率只有1%左右。

怎樣提高原子彈的比威力？於是就誕生了內爆式的原子彈，也就是長崎的胖子，內爆原子彈採用高性能炸藥包裹中心的鈈239，炸藥爆炸產生的高溫高壓轟擊鈈239，由於不需要加速，因此胖子的核材料利用率提高到了20%以上，只用了6.2千克的鈈239就達到了與小男孩相當的威力。
（內爆式原子彈）

內爆原子彈雖然核材料利用率高了將近百倍，可是體積和重量仍然很大，胖子的重量達到了4.5噸，主要是因為需要製造足夠使核材料發生的裂變，需要數量不小的炸藥，因此胖子原子彈設計了厚度達到將近50釐米厚的炸藥爆炸系統，總重量超過2.5噸，因為炸藥都佈置在核材料四周，所以胖子也就被設計成了圓圓滾滾的形狀胖子形狀了，這也就是它名字的來由。

可是原子彈的威力是有上限的，通過加裝核裂變材料的質量的方法來增加原子彈威力只能保持在一定量級之內，超過一定質量，核材料就會發生自行裂變，毫無意義。歷史上最強大的原子彈是美國在50年代的常春藤行動中製造的MK18原子彈，其TNT當量大約為50萬噸，這幾乎已經達到了人類的極限。

那怎麼辦呢？當然是利用核聚變，核聚變的威力理論上可以無限，所以在某些原子彈的核裂變材料內部還會夾帶小部分核聚變材料，以增強威力，這就是所謂的增強型原子彈（助爆原子彈）。

如果要真正完全性利用核聚變，那就只能製造氫彈，使用炸藥、核裂變層、聚變核心的三層結構，也就是所謂的三相彈，就是真正的氫彈。氫彈由於利用的是核聚變反應生成能量，單位體積威力可以達到裂變的4倍以上，而且核聚變的核材料利用率也更高，因此氫彈的比威力能夠達到原子彈的10倍以上。美國的W53/MK6核彈頭，重量3噸，威力卻達到了900萬噸TNT當量，比威力接近3千噸/千克，是小男孩原子彈的近千倍。

因此如何將氫彈做的更小也就成為了糾結的事情，現在人們普遍採取的方法就是使用更高密度的炸藥和核材料加工氫彈，再設計出分級內爆的形式，使核彈的外殼更為合理和精巧，當然了，這些都是機密，在這裡我們只討論討論原子彈就好了，再說下去估計得寫上一篇幾萬字的論文，就此打住吧。

軍史吐槽君

首先，核彈本身就不需要很大的體積。尤其是現在的核聚變氫彈。

根據愛因斯坦的質能公式E=mc^2，要釋放能量需要有質量損失。由於係數非常大(光速c的平方)，所以很小的能量損失便會產生巨大的能量。而鈾235的裂變反應（原子彈）和氘和氚的聚變反應（氫彈）中均有可觀的質量損失，因此均能產生大量能量。

按照目前的業界標準，製造一枚50萬當量TNT級別的核彈，只需要約4千克鈈和約20千克高濃縮鈾。

剩下的那麼多的體積和重量，只不過是為了讓核彈能夠起爆的各種配套設施，核裝藥沒多少。

下面舉幾個美軍現役核彈頭的例子，就知道現在的氫彈可以小型化到什麼樣子了。

“戰斧”巡航導彈的W80彈頭

這是一種小型熱核彈頭，核聚變原理，T-U兩級構型，當量可變，從5千噸到15萬噸TNG。

主要用於尺寸嚴格受限的各型巡航導彈的戰鬥部，如空軍的ALCM和ACM系列，海軍的“戰斧”等。

尺寸很小，物理包重130公斤，直徑300毫米，長度0.8米.

NB之處就是飛行中（in-flight）調整爆炸當量，最小當量就是隻引爆用作為“扳機”的核聚變初級，也就是當原子彈用，約5千噸TNT；最大威力就是核聚變次級也引爆，達到15萬噸。

到1990年生產了總共2117個，根據核裁軍條約，保留有400個，2014年開始翻新。

最先進的W88，洲際導彈一次能帶12個

1999年被官方自稱為“美國最先進的核彈頭”，裝備“三叉戟”潛射洲際導彈，用Mk 5型再入載具時最多可以裝載12枚W88彈頭，但根據美俄核裁軍協議，最多隻能帶8個。

是典型的T-U構型氫彈的進一步發展，有一個橢球型的核裂變初級，和一個球形核聚變次級。但又填充了大量U238等高濃度核裂變材料來增加威力。這種“裂變-聚變-裂變”彈有時候也被成為“三相彈”，算是氫彈的升級版。

因此W88的尺寸不大，高1.7米，直徑0.55米，重量小於360公斤，允許洲際導彈攜帶更多的彈頭，或者射程更遠，而威力也不小，47.5萬噸，算是現役最大的導彈用核彈頭！

默虹美國海軍學習小站

在核武器出現後，各國現在不斷的實驗更大當量和重量的核彈頭，力求一擊即滅的強大力量，並製作出來了“大伊萬”這樣的巔峰之作。但是由於大當量所產生的巨大自身重量所帶來的極高成本和使用困難，而且會造成大量無辜平民是傷亡和環境汙染，在制導技術開始快速發展後，所以各國相繼放棄了大當量的核彈頭，轉而走上了核彈頭小型化的道路。核彈頭小型化的好處有很多，現在的小型化彈道當量一般在百萬噸級，相較與大型核彈，小型化核彈頭可以大量搭載與洲際導彈和彈道導彈中，大大增強了突防能力和精確打擊效果。

但目前完全掌握了核彈小型化的只有美國和俄羅斯（繼承蘇聯技術），因為兩國都進行了大量的核實驗，擁有了大量的數據和經驗。核武器小型化的衡量指標是比威力，比威力越大就說明它的反應效率越高，在核武器的發展初期，因為一代原子彈設計原理的限制，所以比威力一般較小，當量也無法進行提升，到了第二代的氫彈時，由於理論威力可以無限大，所以比威力已經接近了設計極限，現在氫彈頭的比威力可以達到4.4千噸/千克。但到了小型化時，比威力會有明顯下降，只有其二分之一左右，不過因為當量和威力並不是線性方程。等效比就解決了威力不知的問題，證明了小型化核彈頭的威力可以和氫彈像比較。

核武器有四種設計原理：槍法原子彈，內爆法原子彈，助爆型原子彈和分級內爆氫彈。第一種雖然結構簡單，但小型化後裂變效果差的缺點拿以解決。第二種的反應效果好，但無法減少炸藥質量而難以進行小型化。第三種的原理最適合進行小型化，也是各國的主流選擇。而第四種威力遠大於前三個但設計難度較高。小型化核彈頭相較普通核彈，其設計難度和危險係數也大大提高，如何控制危險係數將是未來各國的所要面對首要困難。

思遠軍事

科技發展啊，小型化的核彈可以當火箭筒打你信不信？（但是發射手跑得掉，跑不掉就不好說啦）

原子彈的裂變本身不是需要很大空間的問題，只是人們需要的當量要求不同而使得彈頭大小有變化。美國就有20噸當量的RGP火箭彈大小的核炮彈：

M-338無後坐力炮，射程2720米

話說，原子彈核裂變的小型化（裂變彈）實現才使得氫彈的聚變反應（聚變彈）實現成為可能。比如於敏構型的氫彈全重僅1噸左右，爆炸當量確是331萬噸！比美國T-G（泰勒-烏拉姆）構型體積要小很多。

目前，原子彈的小型化基本是將當量減小就可以使彈頭小型化，而且裂變彈的小型化已經是爐火純青了，看圖：

這是105mm的手提箱式核彈裝置，當量1~10千噸TNT

還有某國的一次閱兵式上展示的戰士揹包，W君當時看得是一個激靈啊。。。。

軍武數據庫

簡單說說 小型化是聚變助炸原子彈 彈芯部分用高純核材料(注意材料純度高無法機加工且壽命短) 使用高強中子源 鋁錐釆用高強度鋁合金 輻射層進行精精加工 氘化鋰使用天然鋰(這和氫彈有區別 氫彈為保證點火溫度使用鋰稀有同位素。。) 核材料合攏保證成最速曲線楕球形 空間部分充入氘氚混合物 彈殼釆用類似複合裝甲 。。

軍統60

其實，核武器，特別是氫彈小型化的關鍵，在於“如何高效率的壓縮核材料”，包括壓縮裂變及聚變材料。如果只靠“炸藥壓縮”，那不可能做到目前這樣的“小型化”。所以，採用“扳機”發出的x射線來壓縮“被扳機”，使得“被扳機”釋放出最大的能量，就是“關鍵因素”之一了。目前，各國的“第二代核武器”均採用相同的原理和相似的結構。所以，不用再說什麼“于敏構型”了，那是當初中國為了打破美蘇的“核壟斷”而自行研究的一種氫彈結構。不可否認的是，那只是一種“早期結構”。中國的核武器，不可能停留在“早期結構”上，一定會不斷進步的，就像美蘇做到的那樣。

至於如何將“扳機”發出來的x射線“引導”到“被扳機”上，還能夠產生“聚合的”壓縮波，來“四面八方”的壓縮“被扳機”，那是核武器中絕密的絕密，核大國都是這樣。沒有人會說出來的。當然我更不知道了。這個“秘密”，是由一本瑞士公開出版的《第四代核武器》一書中披露的，至少我是從那本書上看到的。

另外當然還有“秘密”，就是怎樣提高“初始中子數”。而“扳機”產生的中子，也被充分利用於“被扳機”的“引爆”中了。但如何避免“提前引爆”的困難，也是“機密中的機密”。大家可以自行腦補。

還有什麼關鍵，我就不知道了。

手機用戶58903279720

這個問題，真正知道的人都不敢、也不能說出來，多少國家削尖腦袋都弄不到答案的。尤其是讓小鬼子把答案弄明白了，他們會去報復它乾爹的！

侃點直評

薯烤條

中子，碳環境，塑料三部曲

關鍵字: 威力 核彈頭 重量