一克的氢弹能产生多大的威力?

己莫V


这句话严格地来说应该这样讲,1g的氢弹是没有威力的,因为根本爆炸不了。1g制造氢弹用的聚变材料氚倒是可以计算出来大概能产生多大的能量的。

图释:核弹头小型化模型

比威力是核武器的一个重要的参数,计算方法也和简单,就是用弹头当量除以弹头的重量,很明显,当量大、重量轻的核武器比威力一定大。熊武一、周家法编写的《军事大辞海·上》中提到美国的W62型核弹头比威力为510吨TNT当量/公斤,W69型核弹头的比威力为1133吨TNT当量/公斤,47.5万吨当量的W88型核弹头重量为360公斤,约合1319吨TNT当量/公斤,这还不是最大的,比这更早的120万吨级的W56型核弹头重量才有272千克,比威力达4411吨TNT当量/公斤,也就是4411kgTNT当量/克。

从以上可看出1g弹头的威力从510kg到4411kgTNT当量不等。

如果从理论上来计算,1g氘和氚聚变产生聚变能放出327824兆焦耳的能量,相当于78吨TNT当量,相当于11.2吨标准煤完全燃烧放出的能量,但这个数值和工程上相差了数十倍以上。

图释:W62型核弹头

氢弹从本质上说是一个复杂的装置,而不是像常规化学炸药型弹头那么简单,所以能用1g的炸药做个烟花爆竹,可以被轻易的点燃,但是1g聚变材料想要“点燃”,并不是一件容易的事情,在大型的核聚变装置如“ITER”“EAST”“科大一环”都是几十吨甚至上百吨的装置,在如此庞大的装置中每次点火的聚变材料都不足1g。

图释:科大一环,重达70吨

如图所示:氢弹最重要的部位之一是有一个半径约2厘米的中资源钋铍中子源,这个弹丸质量就在1g以上了,更别说外围装置,因此1g的氢弹是根本不存在的。

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核先生科普


这个问题似乎回答过啊。

首先说题主提到的是氢弹,那么就好办了。

核聚变是没有临界质量的,因此只要能引发聚变即可释放出巨大的能量。

以氘来计算吧,1克的氘聚变成氦会损失大约0.029158的质量,也就是0.029158克完全转换为能量。

带入E=MC²的公式里面

E=(0.029158/1000)*299792458²=2620590350.16千焦的能量。

这么的的能量到底是多少呢?将释放出的能量如果按照TNT(一公斤TNT爆炸产生4200千焦能量)当量计算则是 2620590350.16/4200/1000=623.95吨TNT爆炸的能量。

当然了这是纯计算的结果。

简单的说就是600吨TNT当量吧。

大概的效果就是这样:

目前有没有方法使仅仅1克的氘进行聚变呢?还是有的,通过高能激光轰击氘或者氚使氘氚原子获得极大的能量通过原子的动能完成聚变。

这里就要说到美国的国家点火装置了(NIF),NIF就是利用高能激光轰击氘氚材料进行点火的人工激光核聚变装置。

不过被轰击的燃料小球远远小于1克,大约就仅仅是0.02克的样子。

这枚金色的燃料小球被放置于激光点火室内。

通过点火室的密密麻麻的激光孔中注入激光来击中这枚燃料球。大家可以对比照片上的人来看下点火室的大小。

而整个装置的占地面积则超过了三个标准足球场的大小。

说回能量:

623.95吨TNT的爆炸,带入计算系统后可以知道:

如果在曼哈顿的话,火球直接夷平两个街区,冲击波可以延伸到20个街区的范围。

这只是一克的理论计算数值,在工程上基本上是达不到的。目前各种核武器的爆炸过程会将绝大部分的核燃料浪费掉。


军武数据库


不好意思,世界上不存在一克的氢弹,人类也制造不出一克的氢弹,虽然核聚变可以通过类似我国神光装置和美国国家点火装置激光照射方式以及托卡马克装置的磁约束方式人为地使微量核燃料发生聚变反应,但是这些都属于人工可控核聚变范畴,而且这样的装置动辄以足球场面积计算,重量几百吨起步,就算爆炸了能被称为1克氢弹?
(我国的人造太阳,可控核聚变装置,可见其体积之大!)

氢弹是主要以轻核聚变(氘和氚聚变成氦)而产生能量的一种武器,而轻核要发生聚变必须要有上千万度的高温和上亿个大气压作为外在条件,而制造这种程度的高温高压使用常规TNT炸药是远远无法达到的,因此氢弹内部安装一个原子弹作为打火石使用。
(氢弹其实隐藏了一颗原子弹的心)

原子弹是裂变弹,材料主要是铀235和钚239,构型则分为有枪式和内爆式两种,但是无论何种材料的何种构型,要想最后发生核裂变爆炸都得满足一个临界质量(自行发生核裂变反应的质量)的前提条件。在现有技术之下,铀235的临界质量为15公斤左右,钚239的临界质量则为10公斤左右,虽然随着科技的进步,核裂变材料的临界质量可以进一步缩小,但是最低也是公斤级,绝不可能沦落到以克计算。


(枪式原子弹就是用TNT爆炸挤压两块次临界铀235达到临界状态最后爆炸)

有了足够临界质量的核裂变材料,制造原子弹还需要TNT炸药起爆以及钢制壳体收拢、各种电子元器件和塑料零件组合拼接,整个一套原子弹结构下来怎么也得上百公斤了。如果在原子弹内部放上一些氚氘混合物,那么这部分核材料会因为高温高压而产生部分聚变,释放出的中子又会大大加快外层裂变材料的裂变,这种武器就被称之为增强型原子弹,这个重量就更大了,然而这还不是尾声!

(核弹头的内部构成)

在增强型原子弹的基础上再附加上层层叠叠的核聚变材料和X射线透镜等装置制造出纷繁复杂的氢弹,那重量就更大了。人类历史上制造出的第一个武器级核聚变试验装置“迈克”使用液态氘为材料(湿式氢弹),重量高达62吨,完全不具备实战能力。即使后来苏联人发明了使用固态氘化锂6的干式氢弹,重量仍然是吨为单位!
(美国第一个氢弹装置,附加了体积庞大的冷却装置)

目前世界上最先进的热核弹头(氢弹)莫过于美国的W88型核弹头,它的重量不到360公斤,爆炸当量为47.5万吨,而当年的小男孩原子弹重量为4吨,爆炸当量却只有不到2万吨,这就是核聚变的恐怖威力!那既然制造不了1克重的氢弹,我们就只能来计算一下一克核材料完全聚变后所能释放的能量了。
(W88型核弹头)

物质在聚变后会造成0.3%的物质损失,根据质能方程计算,能量=损失物质质量×光速²,套用这个公式,一克氘化锂6在完全发生聚变后所产生的能量约等于63吨TNT爆炸释放的能量,那63吨TNT是什么概念呢?美国有史以来制造过的威力最大的常规炸弹为GBU-43大型空气燃料炸弹,它的TNT当量约为11吨,完全致死半径为30米,有效杀伤半径超过100米,而1克氘化锂6是炸弹之母威力的将近6倍,完全爆炸后绝对能一次性摧毁美国五角大楼!


(燃料空气炸弹的威力,一发一栋楼)


军武吐槽君


答:一克氢弹的核聚变物质,聚变时释放的能量相当于140吨TNT当量,或者相当于20吨标准煤燃烧释放的能量,杀伤范围的直径有700米。


氢弹是人类目前有能力制造的最强的武器,理论上只要达到点火温度和压力,核聚变反应就能持续进行,所以氢弹本身没有临界质量。

原子弹是利用链式反应进行的,只有达到一定质量(临界质量)的核聚变材料,才有可能发生链式反应,比如铀-235的临界质量大约50千克,钚-239的临界质量大约10千克。现有氢弹由原子弹爆炸来引爆,所以氢弹是存在最小当量的,目前最小的氢弹,质量也在一吨以上


目前氢弹材料采用氘核与氚核发生聚变,质能转化效率为0.7%,也就是说1克聚变物质当中,有0.007克质量转化为了能量,根据质能方程,可以计算出释放的总能量大约为:

E=Δmc^2

=0.007*10^-3*(3*10^8)^2

=6*10^11J;

这相当于20吨标准煤燃烧释放的能量,或者140吨TNT当量;理论上,质能转化率最高的是反物质炸弹,利用反物质和正物质发生湮灭,就能使物质100%地转化为能量,目前人类可以制造及少量的反物质,但是反物质的储存是一个非常大的难题。


核弹的杀伤力半径估算公式为:

d= 1.5 × 等效TNT爆炸当量^(1/3);

其中D为杀伤力半径(单位千米),TNT当量的单位为“万吨”,所以1克氢弹物质发生聚变,释放能量的杀伤力半径大约为:

d=1.5*(140*10^-3)^1/3≈0.36公里;

于是杀伤范围的直径大约是700米。


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艾伯史密斯


氢弹需要原子弹才能引爆,所以并没有一克的氢弹。



如果您是想问一克氢完全发生核聚变反应能释放出多少能量,那么这个答案不能简单,按照爱因斯职能质能方程式进行计算。因为亲,氢元素本身不会直接转变为纯能量,除非它和另一克反氢原子结合,正反物质湮灭的时候质量才会全部转换成能量。

正常的核聚变中究竟是释放能量还是吸收能量,取决于反应前后质量的差值,只有质量变少了,才是一个真正能释放能量的核聚变,否则就将是吸收能量的核聚变。

那么一般来说,氢弹中发生的核聚变比恒星核聚变简单一些,通常氢只会聚变为氦元素,不会变成别的元素,因此只需算出氦元素和氢元素之间的质量差,再使用爱因斯坦的质能方程就知道答案了。

一克氢元素聚变为氦元素之后的质量为0.993克,质量差值是0.007克。代入质能方程,E = ΔmC^2 = 0.007 X 10^-3 X (3 X 10^8)^2= 6.3X 10^11焦耳。

那这数字到底是多大呢?虽然通常介绍核武器总是和TNT的爆炸相比较,如,一公斤TNT完全爆炸,理论上限释放的能量是420万焦耳(4.2*10^6焦耳),那么换算过来就相当于百万公斤也就是大约千吨级别TNT爆炸所释放的能量。

但这种说法还是太抽象了,让我们换个比较方案,将1克氢核聚变释放的能量与人体每日所需的能量来比较一下。

首先1千卡(KCAL)=4.184千焦耳(KJ),其次一个轻体力劳动的成年人每日大约需要两千卡就能活命。这意味着1克氢完全核聚变释放的能量可以养活10^7人活一天,既千万级别的人,一天所消耗的能量,具体说是7520 万人!

这意味着15亿人活一天所消耗的能量,也就是20克氢原子的核聚变,过一年是7.3 公斤的氢原子,过一百年也只需要730公斤的氢原子。大约7300公斤的水中就含有这么多氢原子,这仅仅能装满7.3立方的池子,一个两米长两米宽两米高的蜗居也有八个立方呢!



当然普通的水不适合用来进行核聚变,要想得到最多的能量同时也降低核聚变发生的门槛,我们需要的是氘和氚,或者氦3,这样的元素。


月亮上富含氦3,因此未来在月球上开采氦3是人类获取能源的必然之路,这也是各国都想登月的原因之一,月球就是未来的波斯湾。

让我们祝愿中国宇航员早日登上月球吧!


裸猿的故事


说到核武器的威力,大家从二战时期在日本爆炸的原子弹中,应该也有所体会,当时这两颗原子弹仅仅只有2万吨当量,却造成了两个城市,近十年左右都没有人入住,这两个原子弹就已经算得上是比较小的当量了,那么如果仅仅只有一克重的核武器,爆炸时将会有多大的威力呢?

事实上核武器爆炸,也是需要一定的临界点的,达不到一定的质量,这个核武器也无法爆炸,而一克重的核武器,根本就爆炸不了,所以大家可能无法看到,一克重的核武器爆炸,真正威力是怎么样的了?

那么1克重的核武器爆炸,到底会有多大的威力呢?我们可以知道,1千克重的核武器爆炸时,可能会产生2万吨炸药爆炸的威力,所以如果仅仅只有1克重,那么就相当于是20吨炸药爆炸的当量然而,现如今的所有原子弹,基本上都是200万吨当量的,所以大家可想而知,这些原子弹爆炸时会产生多大的威力而如今又有第四代核武器的出现,不仅仅体积更小,而且威力更大,甚至还没有核污染,而这也就意味着,核武器的使用就没有现在这么多的限制了。




吴东洲


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萤火286350645


原子弹和氢弹一样,都是核武器,不过原子弹是第一代,氢弹是第二代。单说其威力,1千克铀全部裂变释放的能量差不多是1千克TNT炸药爆炸释放能量的1900万倍。

氢弹是核武器的一种,是二代原子弹,又称聚变弹 、 热核弹、热核武器。氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同,但威力比原子弹大得多。原子弹的威力通常为几百至几万吨级TNT当量,氢弹的威力则可大至几千万吨级TNT当量。还可通过设计增强或减弱其某些杀伤破坏因素,其战术技术性能比原子弹更好,用途也更广泛,其爆炸达到的温度约为3.5亿度,远远高于太阳中心温度(约1500万度)。

1945年8月,美国投到日本广岛的那颗原子弹(代号叫“小男孩”)采用的就是枪式结构,弹重约4100公斤,直径约71厘米,长约305厘米。核装药为铀235,爆炸威力约为14000吨梯恩梯当量。在枪式结构中,每块核装药不能太大,最多只能接近于临界质量,而决不能等于或超过临界质量。因此当两块核装药合拢时,总质量最多只能比临界质量多出近一倍。这就使得原子弹的爆炸威力受到了限制。

大家已经体会到原子弹的威力了,那么厉害的家伙,到了氢弹面前却也只能当个看大门的,氢弹的威力可想而知。氢弹具有巨大杀伤破坏威力,它在战略上有很重要的作用。对氢弹的研究与改进主要在3个方面 : 提高比威力和使之小型化。提高突防能力、生存能力和安全性能。研制各种特殊性能的氢弹。一般来说,原子弹的TNT当量最多也就8-10万吨,而氢弹的TNT当量最小也要20多万吨,厉害的氢弹TNT当量则高达数千万吨。更恐怖的是,氢弹的威力是没有极限的,只要你手里的材料足够多,都可以搞成炸毁整个太阳系的氢弹。

氢弹的运载工具一般是导弹或飞机。为使武器系统具有良好的作战性能,要求氢弹自身的体积小、重量轻、威力大。因此,比威力的大小是氢弹技术水平高低的重要标志。当基本结构相同时,氢弹的比威力随其重量的增加而增加。据说那枚氢弹爆炸后,蘑菇云高达7万多米,爆炸产生的强光在距离爆心300公里外都刺眼。“大伊万”几乎把整个新地岛被抹成了平地,还把该岛周围方圆数百公里的海冰全部融化。

此外,据说驻扎在阿拉斯加和格陵兰岛上的北美防空司令部的电子系统也大都受损,雷达无法操作,通讯中断。而苏军的整个通讯也失联长达一个多小时。由此可知氢弹的核聚变能力比一代原子弹的核裂变厉害很多。地球的火山爆发温度也不过是几千度或者几万度,而太阳的核心高达1500万℃,足以摧毁一切。


三国许褚


首先要达到临界点一克根本是不可能实现爆炸的所以这个假设不成立以为我小学没毕业咩?哼╯^╰哼!


拨乱反正


如果真的是一克就没什力了把它分散就没什么力量


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