03.05 为什么氢弹有保质期?

海哥AN


任何东西都有保质期,别说氢弹了,最基本的子弹也有保质期,任何的武器装备想要正常使用都需要维护和保养,但是,现在网络上有

一个根深蒂固的谣言就是“美俄等国都销毁了氢弹”,原因就是所谓的他们的氢弹保质期很短,维护成本很高,所以就把这些镇国重器都销毁了。额,听到这种言论也真的是无语啊,说美国没有氢弹,那“三叉戟”上面那爆炸当量达到了47.5万吨TNT的W88热核弹头是二踢脚么?关于氢弹具体是如何维护的这里讨论没意义,因为这不是普通人可以知道的,我们仅仅来讨论一下氢弹的所谓保质期的问题。▲热核聚变原理简图

首先,目前热核反应用到的材料是氢的同位素,即氘(D或者H-2)和氚(T或者H-3),其中氘是很稳定的,它不会发生衰变,而氚则是一种放射性元素,会发生β衰变,它的半衰期只有12.43年,那么元素的半衰期对元素有什么影响?从宏观上我们可以这样去理解:X千克的放射性物质在经历一次半衰期之后,就只剩下1/2X千克的该物质了,再经历一次半衰期,就又衰减成原来的一半,即1/4X千克。也就是说:每经历一次半衰期,放射性物质就衰减为原来的一半,但是这种衰变永远也不会导致元素消失,经过n次半衰期之后,该元素只是变为最开始的1/2*n(半衰期是宏观体现的,我们不能精确到微观粒子具体的个数,即不能说:X个粒子经历一次半衰期后就只剩1/2X个粒子)。


▲原子半衰期模拟简图

所以,理解了什么是元素的半衰期,我们就可以来大概解释一下氢弹“保质期”了,氢弹的原料里面有氚,假如氚的单位是1千克,那么在过了12.43年之后,理论上就只剩0.5千克的氚了,再过12.43年,即24.86年后,则氚只剩下0.25千克了,以此次类推,每过12.43年(一次半衰期),氚就变为原来的1/2。因此,假如有一颗半个世纪(50年)之前的氢弹,它原本里面的氚的单位是10千克,而如果在这50年的时间里没有维护和更换核装药的话,那么,理论上剩下的还能才加热核反应的氚就只有原来的1/16,即0.625千克了(因为氚经历了4次半衰期,所以就只剩10/2^4=10/16=0.625)。而此时氢弹的威力还能剩下原来的多少就不好说了。

所以,如果从所谓的元素半衰期上去理解氢弹的保质期,那么跟那些裂变武器比起来,氢弹的保质期确实短的可怜,因为裂变材料铀-235的半衰期是7亿年,钚-239的半衰期也有2.4万年,还有一点我们要知道:元素的半衰期由元素自身性质决定,不能人为的去改变(起码凭借人类目前的科技水平是绝对做不到的,要是谁能改变元素半衰期,直接就能拿诺贝尔奖了),也不受环境因素影响。所以,不管该元素是处于原子状态、离子状态还是化合物状态,其半衰期是绝对不会变的,因此,如果氢弹的原料中直接含有氚元素的话,那么不管这个氚是处于什么状态,每过一次半衰期(12.43年)都会衰减掉一半。

▲T-U结构中的热核材料-氘化锂-6

但是现在氢弹里面的核装药主要是氘化锂-6,如上图所示,这玩意在高能中子的作用下,会反应生成氚(H-3),其反应方程式如下:

Li-6 + n→ He-4 + H-3;

生成的氚(H-3)会再和氘(H-2)发生热核反应,也就是说,热核材料之一的氚是在起爆的时候当场生成的,用来当“扳机”的原子弹在爆炸时会产生足够的高能中子来和氘化锂-6反应生成氚,这样一来,氢弹也就避免了氚的半衰期周期短这个劣势了,在理论上应该就不存在保质期短的问题了,因为氘化锂-6这东西是一种稳定的化合物,容易保存。


哨兵ZH


逸美轩居士曰:氢弹属热核武器,其保质期很短是由于其核聚变材料氚的特性决定的。

氚的衰变周期很短,而一颗全威力氢弹要求氚的衰变不得底于97%,所以要保留氢弹的能量全威力输出,就必须在生产出来后13个月内使用。

按照氚每150个月衰变50%计算,一颗全威力氢弹保留12年以后,蕴含的能量就只剩50%了,实际能释放的能量也就17%左右。

因此,氢弹的常规质保期都是按2年半的周期计算,超过质保期要重装。重装极为昂贵,核废料的处理周期漫长昂贵。

声明:根据广大网友提议,本人不欢迎喷子、毛粉、蛾粉、黑粉,发现直接拉黑,对不专业的评论恕不回复。



逸美轩居士


氢弹的核聚变能力比一代原子弹的核裂变要厉害很多(大家可以脑补下太阳的工作原理:太阳核心的温度极高,达到1500万℃,压力也极大,使得由氢聚变为氦的热核反应得以发生,从而释放出极大的能量)

 

氢弹,属于热核武器,核武器是指利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量,产生爆炸作用,并具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称,氢弹也称为是二代原子弹。

 

那么氢弹是否有保质期呢?答案是肯定的

 

所有的人类设计生产的机电装置都是有保质期的,需要定期维护的。那么核弹头需要做哪些保养?它们的作战寿命,或者说保质期一般都是多长呢?

 

核反应装药是氢弹的主要组成部分,主要为氘化锂-6等裂变材料。事实上,只要是稍有化学常识的人都知道,裂变材料中的这些放射性元素其半衰期及长,其中最短的钚239也有2.41万年的半衰期,至于原子弹中的235,那更是长得离谱。氢弹的热核装药都是氘化锂6。这种物质整体上比较稳定。确保上百年不需要更换也是可以做到的。所以从核反应装药来讲,其使用年限几乎可以视作无限,更不用谈什么“保质期”。导致原子弹和氢弹更新换代乃至填埋销毁的主要是弹体,和起爆控制装置。

 

为了延长核武器的使用期限,美、俄等有核国家每年都耗费大量资金,用于核武器的维护保养。比如,美国每年在核武器维护保养方面的总支出高达230亿美元,其中42%用于对运载核弹头的导弹、发射井、潜艇和飞机进行维护保养,36%用于维护保养核导弹发射装置以及核潜艇上的核反应堆,剩余的22%用于预警、通信和控制系统。

 

现在大国不能进行核试验。只能爆轰拆掉核装药的弹头部分,只要机电系统和常规炸药部分能正常引爆,就认为可以继续工作。现在大国的弹头,保质期大多在30年以内,有的可以超过50年。







历史影视厅


1、不管是什么武器,为了保证使用的效果,在生产出来后都是有使用期限的。如果在规定的时间里没有使用掉,那就不能使用了,是要被处理掉的。就好比子弹一样,在生产出来后,不管保存的有多好,最多也就只能存放30年左右,超过这个时间如果还继续使用的话,会有很大的不稳定性,因此过期的子弹通常会被集中销毁掉。现在的核武器,已经服役了很长时间了,据说美国从1992年开始,就没有研发过新的核武器,所以这些武器的弹头,一定会经过长时间的放置而老化,原子弹的爆炸,跟常规的炸药一样,在核燃料的周围,安排准确的引爆才能使得原子弹爆炸。原子弹的起爆药就是常规的炸药,就是用一些填充物,或者是粘合剂,把这些东西按照规定排布好了,就会引爆原子弹,但这些东西时间久了,粘性就不高了,甚至有些会断裂,那么需要爆炸的时候,就会无法正常的引爆。

2、据了解原子弹的保质期和很多方面有关系的,包括引爆药的有效期,控制器件的寿命和储存环境等等。目前世界上有保质期在10年以内的核弹,也有保质期超过30年的核弹,平均下来一枚核弹的保质期在20多年的样子。核弹到期后会如何处理呢?第一种方法就是销毁掉,当然很少国家会使用这样的方法,因为每一枚核弹都是花了很多钱研制出来的,而且销毁也要花很多钱的。第二种方法就是给核弹增加寿命,因为引爆炸药的使用寿命都是非常长的,因此只要把核弹中易老化的部件换掉就可以了。也就是说理论上来讲,只要定期给核弹换零部件,核弹就能无限期存放的。

3、氢弹的威力是原子弹的几千倍,爆炸范围是根本无法估算的,但是由于保存方法的问题,很多国家都将氢弹销毁,包括美国和俄罗斯。目前唯一拥有氢弹的国家就是中国。

4、氢弹保质期能有多长?首先氢弹也是核武器的一种,根据相关数据显示氢弹可以保质100年以上,但是核导弹并不能。由于核弹头和氢弹所使用的材质和成分除了铀、钚一样以外,其他都是不同的。核弹头里面最多的成分就是金属,而金属长时间暴露在空气中很容易氧化,在核弹头上保养和维护都是一笔非常大的开支,就算细心呵护也不能增加核弹头的使用寿命。中国目前现在拥有的核弹头数量不多,对经济上不会产生任何负担,一般来说核弹的保质期都在10-20年之间。但是相对于氢弹来说,核弹更容易即使过了保质期也是可以在后期的延续维护中继续使用的,成本也不如氢弹的高。

5、原子弹的维修周期是五年到十年,氢弹的是十二到十三年,并且定去会更换核燃料,但是因为钚和铀这两种物质的半衰期,都比较的长,所以一般是不需要换的,主要检查的就是,整体的结构,和起爆药,这两个也是最重要的。

6、关于核弹保存技术,我国一直是处于世界领先地位的。氢弹保存方面,目前世界公开的30枚氢弹都在中国,即使是美国和俄罗斯也因为无法长时间的保存氢弹而将氢弹全部销毁了。于敏老先生对我国的核弹研究做出了巨大贡献,他发明的于敏构型氢弹让我国成为了世界上唯一一个拥有氢弹的国家,而且数量多达三十枚。


光磊军工


氢弹长久保存最大的障碍就是聚变材料氚的衰变,每12.5年氚就会减少一半,没有办法可以改变这一特性,也就是氢弹保存越久威力越小。干式氢弹采用锂-6提供氚,锂-6在中子作用下就会产生氚,而氢弹必须使用原子弹来引爆,原子弹必有中子发生装置,铀跟钚的衰变也会释放中子,中子的高穿透性可以穿过金属使锂-6释放氚,而氚又在不断衰变损耗,怎么都没法阻止氢弹的威力衰减。所以氢弹是有保质期的到期要更换


匿名观察者


新中国成立后,战后的华夏大陆一片苍夷,到处都是残垣断壁,社会的生产力跌到了历史低谷。由于意识形态的不同,西方列强一直想通过各种手段把还在襁褓中的新中国扼杀。不过随着1964年10月16日15时蘑菇云的升起,我国正式成为了拥有核武器的国家,让西方国家目瞪口呆。

原子弹作为一个国家的战略武器,其威力之巨大自然不言而喻,不到最紧要的关头大家都不会使出它,可谓是大国博弈背后的王牌!而据不完全的统计,世界两大核弹头大国俄罗斯和美国依然保持着7400枚和7100枚核弹头,成为世界的前两大核大国。虽然这个数量已经比冷战时期少了很多,但它们加起来也足以毁灭我们的地球20次了。

这么危险的武器当然要保管的十分妥当,而比原子弹威力更加巨大的氢弹就更是如此了,如果一不小心就会把自己的国家给毁了。既然要保管妥当,需要的保存费用自然十分高昂,不信?

就在2012年俄罗斯由于经济原因把所有的氢弹都销毁了,之后美国见状也销毁了所有氢弹,而英、法两国更是早在上世纪就放弃了氢弹。

但偏偏就在我国,仍存着世界仅剩的30枚可随时使用的氢弹,堪称世界之最。但这并不是我国有钱任性,而是我国的氢弹之父――于敏想出的氢弹结构比其它国家都要优异,仅需要很低的成本就能保存氢弹完好。他是中华民族的脊梁,却让美俄对其恨之入骨。

那时中苏两国关系紧张,苏联撤出了所有援助,但老一辈的科学家不服输,接连研制出了原子弹、氢弹,震惊世界!而于敏教授研发的“于敏构型氢弹”更是让我国成为氢弹的常备国,所以他也被称为“中国氢弹之父”,是华夏民族的骄傲!








清尘和尚


原子弹氢弹肯定是会过期的,平时需要投入大量保养维护工作,维护费用也是非常巨大的,就是由于储存技术和高昂维护成本,在2012,2013年,俄罗斯,美国两国先后宣布销毁氢弹后,我国现在是目前世界唯一有氢弹库存的国家。\r核反应装药是原子弹和氢弹的主要组成部分及战斗部,前者主要为铀235,而后者主要为氘化锂-6等裂变材料。事实上,只要是稍有化学常识的人都知道,裂变材料中的这些放射性元素其半衰期及长,其中最短的钚239也有2.41万年的半衰期,至于原子弹中的235,那更是长得离谱。所以从核反应装药来讲,其使用年限几乎可以视作无限,更不用谈什么“保质期”。导致原子弹和氢弹更新换代乃至填埋销毁的主要是弹体,和起爆控制装置。\r一般情况下核弹的使用寿命最短12年最长是30年,不过就算过了使用的年限要想彻底失去辐射的年限还是需要上百年之久了,因此各国也意识到了这个问题,在不断的改善解决。一般情况下核弹的使用寿命最短12年最长是30年,不过就算过了使用的年限要想彻底失去辐射的年限还是需要上百年之久了,因此各国也意识到了这个问题,在不断的改善解决。\r为了延长核武器的使用期限,美、俄等有核国家每年都耗费大量资金,用于核武器的维护保养。比如,美国每年在核武器维护保养方面的总支出高达230亿美元,其中42%用于对运载核弹头的导弹、发射井、潜艇和飞机进行维护保养,36%用于维护保养核导弹发射装置以及核潜艇上的核反应堆,剩余的22%用于预警、通信和控制系统。\r而且原子弹和氢弹即使过期后,武器本身仍然是有危害的,虽然已经不能爆炸,但是其所遗留的辐射对人类还是有很大的影响。所以各国一般都会在原子弹和氢弹过期之前就将其进行摧毁,这样不仅更方便,摧毁起来遗留下的辐射也会更少。假如等核弹过期后摧毁,不仅要用很多设备去对里头的核燃料进行分解,还要找地方将其妥善埋好,所以各国都不愿意处理过期核弹,而是直接在其还可以使用的时候将其引爆。





月光如梵音之


聚变材料不同。