03.05 為什麼氫彈有保質期?

海哥AN


任何東西都有保質期,別說氫彈了,最基本的子彈也有保質期,任何的武器裝備想要正常使用都需要維護和保養,但是,現在網絡上有

一個根深蒂固的謠言就是“美俄等國都銷燬了氫彈”,原因就是所謂的他們的氫彈保質期很短,維護成本很高,所以就把這些鎮國重器都銷燬了。額,聽到這種言論也真的是無語啊,說美國沒有氫彈,那“三叉戟”上面那爆炸當量達到了47.5萬噸TNT的W88熱核彈頭是二踢腳麼?關於氫彈具體是如何維護的這裡討論沒意義,因為這不是普通人可以知道的,我們僅僅來討論一下氫彈的所謂保質期的問題。
▲熱核聚變原理簡圖

首先,目前熱核反應用到的材料是氫的同位素,即氘(D或者H-2)和氚(T或者H-3),其中氘是很穩定的,它不會發生衰變,而氚則是一種放射性元素,會發生β衰變,它的半衰期只有12.43年,那麼元素的半衰期對元素有什麼影響?從宏觀上我們可以這樣去理解:X千克的放射性物質在經歷一次半衰期之後,就只剩下1/2X千克的該物質了,再經歷一次半衰期,就又衰減成原來的一半,即1/4X千克。也就是說:每經歷一次半衰期,放射性物質就衰減為原來的一半,但是這種衰變永遠也不會導致元素消失,經過n次半衰期之後,該元素只是變為最開始的1/2*n(半衰期是宏觀體現的,我們不能精確到微觀粒子具體的個數,即不能說:X個粒子經歷一次半衰期後就只剩1/2X個粒子)。

▲原子半衰期模擬簡圖

所以,理解了什麼是元素的半衰期,我們就可以來大概解釋一下氫彈“保質期”了,氫彈的原料裡面有氚,假如氚的單位是1千克,那麼在過了12.43年之後,理論上就只剩0.5千克的氚了,再過12.43年,即24.86年後,則氚只剩下0.25千克了,以此次類推,每過12.43年(一次半衰期),氚就變為原來的1/2。因此,假如有一顆半個世紀(50年)之前的氫彈,它原本里面的氚的單位是10千克,而如果在這50年的時間裡沒有維護和更換核裝藥的話,那麼,理論上剩下的還能才加熱核反應的氚就只有原來的1/16,即0.625千克了(因為氚經歷了4次半衰期,所以就只剩10/2^4=10/16=0.625)。而此時氫彈的威力還能剩下原來的多少就不好說了。

所以,如果從所謂的元素半衰期上去理解氫彈的保質期,那麼跟那些裂變武器比起來,氫彈的保質期確實短的可憐,因為裂變材料鈾-235的半衰期是7億年,鈈-239的半衰期也有2.4萬年,還有一點我們要知道:元素的半衰期由元素自身性質決定,不能人為的去改變(起碼憑藉人類目前的科技水平是絕對做不到的,要是誰能改變元素半衰期,直接就能拿諾貝爾獎了),也不受環境因素影響。所以,不管該元素是處於原子狀態、離子狀態還是化合物狀態,其半衰期是絕對不會變的,因此,如果氫彈的原料中直接含有氚元素的話,那麼不管這個氚是處於什麼狀態,每過一次半衰期(12.43年)都會衰減掉一半。

▲T-U結構中的熱核材料-氘化鋰-6

但是現在氫彈裡面的核裝藥主要是氘化鋰-6,如上圖所示,這玩意在高能中子的作用下,會反應生成氚(H-3),其反應方程式如下:

Li-6 + n→ He-4 + H-3;

生成的氚(H-3)會再和氘(H-2)發生熱核反應,也就是說,熱核材料之一的氚是在起爆的時候當場生成的,用來當“扳機”的原子彈在爆炸時會產生足夠的高能中子來和氘化鋰-6反應生成氚,這樣一來,氫彈也就避免了氚的半衰期週期短這個劣勢了,在理論上應該就不存在保質期短的問題了,因為氘化鋰-6這東西是一種穩定的化合物,容易保存。


哨兵ZH


逸美軒居士曰:氫彈屬熱核武器,其保質期很短是由於其核聚變材料氚的特性決定的。

氚的衰變週期很短,而一顆全威力氫彈要求氚的衰變不得底於97%,所以要保留氫彈的能量全威力輸出,就必須在生產出來後13個月內使用。

按照氚每150個月衰變50%計算,一顆全威力氫彈保留12年以後,蘊含的能量就只剩50%了,實際能釋放的能量也就17%左右。

因此,氫彈的常規質保期都是按2年半的週期計算,超過質保期要重裝。重裝極為昂貴,核廢料的處理週期漫長昂貴。

聲明:根據廣大網友提議,本人不歡迎噴子、毛粉、蛾粉、黑粉,發現直接拉黑,對不專業的評論恕不回覆。



逸美軒居士


氫彈的核聚變能力比一代原子彈的核裂變要厲害很多(大家可以腦補下太陽的工作原理:太陽核心的溫度極高,達到1500萬℃,壓力也極大,使得由氫聚變為氦的熱核反應得以發生,從而釋放出極大的能量)

 

氫彈,屬於熱核武器,核武器是指利用能自持進行核裂變或聚變反應釋放的能量,產生爆炸作用,並具有大規模殺傷破壞效應的武器的總稱,氫彈也稱為是二代原子彈。

 

那麼氫彈是否有保質期呢?答案是肯定的

 

所有的人類設計生產的機電裝置都是有保質期的,需要定期維護的。那麼核彈頭需要做哪些保養?它們的作戰壽命,或者說保質期一般都是多長呢?

 

核反應裝藥是氫彈的主要組成部分,主要為氘化鋰-6等裂變材料。事實上,只要是稍有化學常識的人都知道,裂變材料中的這些放射性元素其半衰期及長,其中最短的鈈239也有2.41萬年的半衰期,至於原子彈中的235,那更是長得離譜。氫彈的熱核裝藥都是氘化鋰6。這種物質整體上比較穩定。確保上百年不需要更換也是可以做到的。所以從核反應裝藥來講,其使用年限幾乎可以視作無限,更不用談什麼“保質期”。導致原子彈和氫彈更新換代乃至填埋銷燬的主要是彈體,和起爆控制裝置。

 

為了延長核武器的使用期限,美、俄等有核國家每年都耗費大量資金,用於核武器的維護保養。比如,美國每年在核武器維護保養方面的總支出高達230億美元,其中42%用於對運載核彈頭的導彈、發射井、潛艇和飛機進行維護保養,36%用於維護保養核導彈發射裝置以及核潛艇上的核反應堆,剩餘的22%用於預警、通信和控制系統。

 

現在大國不能進行核試驗。只能爆轟拆掉核裝藥的彈頭部分,只要機電系統和常規炸藥部分能正常引爆,就認為可以繼續工作。現在大國的彈頭,保質期大多在30年以內,有的可以超過50年。







歷史影視廳


1、不管是什麼武器,為了保證使用的效果,在生產出來後都是有使用期限的。如果在規定的時間裡沒有使用掉,那就不能使用了,是要被處理掉的。就好比子彈一樣,在生產出來後,不管保存的有多好,最多也就只能存放30年左右,超過這個時間如果還繼續使用的話,會有很大的不穩定性,因此過期的子彈通常會被集中銷燬掉。現在的核武器,已經服役了很長時間了,據說美國從1992年開始,就沒有研發過新的核武器,所以這些武器的彈頭,一定會經過長時間的放置而老化,原子彈的爆炸,跟常規的炸藥一樣,在核燃料的周圍,安排準確的引爆才能使得原子彈爆炸。原子彈的起爆藥就是常規的炸藥,就是用一些填充物,或者是粘合劑,把這些東西按照規定排布好了,就會引爆原子彈,但這些東西時間久了,粘性就不高了,甚至有些會斷裂,那麼需要爆炸的時候,就會無法正常的引爆。

2、據瞭解原子彈的保質期和很多方面有關係的,包括引爆藥的有效期,控制器件的壽命和儲存環境等等。目前世界上有保質期在10年以內的核彈,也有保質期超過30年的核彈,平均下來一枚核彈的保質期在20多年的樣子。核彈到期後會如何處理呢?第一種方法就是銷燬掉,當然很少國家會使用這樣的方法,因為每一枚核彈都是花了很多錢研製出來的,而且銷燬也要花很多錢的。第二種方法就是給核彈增加壽命,因為引爆炸藥的使用壽命都是非常長的,因此只要把核彈中易老化的部件換掉就可以了。也就是說理論上來講,只要定期給核彈換零部件,核彈就能無限期存放的。

3、氫彈的威力是原子彈的幾千倍,爆炸範圍是根本無法估算的,但是由於保存方法的問題,很多國家都將氫彈銷燬,包括美國和俄羅斯。目前唯一擁有氫彈的國家就是中國。

4、氫彈保質期能有多長?首先氫彈也是核武器的一種,根據相關數據顯示氫彈可以保質100年以上,但是核導彈並不能。由於核彈頭和氫彈所使用的材質和成分除了鈾、鈈一樣以外,其他都是不同的。核彈頭裡面最多的成分就是金屬,而金屬長時間暴露在空氣中很容易氧化,在核彈頭上保養和維護都是一筆非常大的開支,就算細心呵護也不能增加核彈頭的使用壽命。中國目前現在擁有的核彈頭數量不多,對經濟上不會產生任何負擔,一般來說核彈的保質期都在10-20年之間。但是相對於氫彈來說,核彈更容易即使過了保質期也是可以在後期的延續維護中繼續使用的,成本也不如氫彈的高。

5、原子彈的維修週期是五年到十年,氫彈的是十二到十三年,並且定去會更換核燃料,但是因為鈈和鈾這兩種物質的半衰期,都比較的長,所以一般是不需要換的,主要檢查的就是,整體的結構,和起爆藥,這兩個也是最重要的。

6、關於核彈保存技術,我國一直是處於世界領先地位的。氫彈保存方面,目前世界公開的30枚氫彈都在中國,即使是美國和俄羅斯也因為無法長時間的保存氫彈而將氫彈全部銷燬了。于敏老先生對我國的核彈研究做出了巨大貢獻,他發明的于敏構型氫彈讓我國成為了世界上唯一一個擁有氫彈的國家,而且數量多達三十枚。


光磊軍工


氫彈長久保存最大的障礙就是聚變材料氚的衰變,每12.5年氚就會減少一半,沒有辦法可以改變這一特性,也就是氫彈保存越久威力越小。乾式氫彈採用鋰-6提供氚,鋰-6在中子作用下就會產生氚,而氫彈必須使用原子彈來引爆,原子彈必有中子發生裝置,鈾跟鈈的衰變也會釋放中子,中子的高穿透性可以穿過金屬使鋰-6釋放氚,而氚又在不斷衰變損耗,怎麼都沒法阻止氫彈的威力衰減。所以氫彈是有保質期的到期要更換


匿名觀察者


新中國成立後,戰後的華夏大陸一片蒼夷,到處都是殘垣斷壁,社會的生產力跌到了歷史低谷。由於意識形態的不同,西方列強一直想通過各種手段把還在襁褓中的新中國扼殺。不過隨著1964年10月16日15時蘑菇雲的升起,我國正式成為了擁有核武器的國家,讓西方國家目瞪口呆。

原子彈作為一個國家的戰略武器,其威力之巨大自然不言而喻,不到最緊要的關頭大家都不會使出它,可謂是大國博弈背後的王牌!而據不完全的統計,世界兩大核彈頭大國俄羅斯和美國依然保持著7400枚和7100枚核彈頭,成為世界的前兩大核大國。雖然這個數量已經比冷戰時期少了很多,但它們加起來也足以毀滅我們的地球20次了。

這麼危險的武器當然要保管的十分妥當,而比原子彈威力更加巨大的氫彈就更是如此了,如果一不小心就會把自己的國家給毀了。既然要保管妥當,需要的保存費用自然十分高昂,不信?

就在2012年俄羅斯由於經濟原因把所有的氫彈都銷燬了,之後美國見狀也銷燬了所有氫彈,而英、法兩國更是早在上世紀就放棄了氫彈。

但偏偏就在我國,仍存著世界僅剩的30枚可隨時使用的氫彈,堪稱世界之最。但這並不是我國有錢任性,而是我國的氫彈之父――于敏想出的氫彈結構比其它國家都要優異,僅需要很低的成本就能保存氫彈完好。他是中華民族的脊樑,卻讓美俄對其恨之入骨。

那時中蘇兩國關係緊張,蘇聯撤出了所有援助,但老一輩的科學家不服輸,接連研製出了原子彈、氫彈,震驚世界!而於敏教授研發的“于敏構型氫彈”更是讓我國成為氫彈的常備國,所以他也被稱為“中國氫彈之父”,是華夏民族的驕傲!








清塵和尚


原子彈氫彈肯定是會過期的,平時需要投入大量保養維護工作,維護費用也是非常巨大的,就是由於儲存技術和高昂維護成本,在2012,2013年,俄羅斯,美國兩國先後宣佈銷燬氫彈後,我國現在是目前世界唯一有氫彈庫存的國家。\r核反應裝藥是原子彈和氫彈的主要組成部分及戰鬥部,前者主要為鈾235,而後者主要為氘化鋰-6等裂變材料。事實上,只要是稍有化學常識的人都知道,裂變材料中的這些放射性元素其半衰期及長,其中最短的鈈239也有2.41萬年的半衰期,至於原子彈中的235,那更是長得離譜。所以從核反應裝藥來講,其使用年限幾乎可以視作無限,更不用談什麼“保質期”。導致原子彈和氫彈更新換代乃至填埋銷燬的主要是彈體,和起爆控制裝置。\r一般情況下核彈的使用壽命最短12年最長是30年,不過就算過了使用的年限要想徹底失去輻射的年限還是需要上百年之久了,因此各國也意識到了這個問題,在不斷的改善解決。一般情況下核彈的使用壽命最短12年最長是30年,不過就算過了使用的年限要想徹底失去輻射的年限還是需要上百年之久了,因此各國也意識到了這個問題,在不斷的改善解決。\r為了延長核武器的使用期限,美、俄等有核國家每年都耗費大量資金,用於核武器的維護保養。比如,美國每年在核武器維護保養方面的總支出高達230億美元,其中42%用於對運載核彈頭的導彈、發射井、潛艇和飛機進行維護保養,36%用於維護保養核導彈發射裝置以及核潛艇上的核反應堆,剩餘的22%用於預警、通信和控制系統。\r而且原子彈和氫彈即使過期後,武器本身仍然是有危害的,雖然已經不能爆炸,但是其所遺留的輻射對人類還是有很大的影響。所以各國一般都會在原子彈和氫彈過期之前就將其進行摧毀,這樣不僅更方便,摧毀起來遺留下的輻射也會更少。假如等核彈過期後摧毀,不僅要用很多設備去對裡頭的核燃料進行分解,還要找地方將其妥善埋好,所以各國都不願意處理過期核彈,而是直接在其還可以使用的時候將其引爆。





月光如梵音之


聚變材料不同。


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