原子彈爆炸是核反應,非化學變化。
化學變化中原子不可再分,核反應中有新的原子出現(xiàn),故不是化學變化。
原子彈爆炸是重核裂變,氫彈爆炸是輕核聚變。
在現(xiàn)代核武庫中,氫彈占有重要地位。氫彈也被稱作熱核彈。氫彈是利用輕核聚變反應制成的炸彈,參加反應的物質主要是氫的同位素氘和氚。太陽向外輻射光和熱就是氘和氚核聚變反應的結果。聚變反應需要極高溫度,所以氫彈要靠原子彈來引爆。同原子彈相比,氫彈的威力要大得多,如果把原子彈比作火柴頭的話,那么氫彈就相當于大炮仗。
經(jīng)實驗測定,1千克氘氚混合物全部發(fā)生聚變反應,能釋放5.8萬噸梯恩梯的爆炸當量。由此可以想見氫彈威力之大了。
由于氘和氚在常溫常壓下是氣體,在實際應用中必須制成液體,這就需要極高的壓強。所以直接作為氫彈裝料是很困難的。像1952年美國爆炸的第一個熱核裝置,其質量竟達65噸。這樣的裝置要用火車運載,用于實戰(zhàn)是非常困難的。
后來,科學家找到一種新的熱核裝料,即氘化鋰(鋰-6)。它的成本比氚要低得多,并且避免了氚的半衰期短的問題(氚的半衰期只有12.6年)。氘化鋰的爆炸原理是,原子彈引爆時,大量高能中子與鋰-6原子核發(fā)生核反應并產生氚,氚與氘發(fā)生熱核反應,并釋放出巨大的能量。為什么用氘化鋰也可以進行熱核反應呢?這是因為中子打在鋰上就會產生氚,同時氘化鋰中的氘和氘發(fā)生反應也可產生氚和中子。
常見的氫彈是一種三相彈,也稱作“氫鈾彈”。它的爆炸過程大致是:裂變—聚變—裂變。它的核裝料中,最外部是鈾-238,里面包裹著一個氫彈。它的特點是,借助熱核反應產生的大量中子轟擊鈾-238,使鈾-238發(fā)生裂變反應。這種氫鈾彈的威力非常大,放射性塵埃特別多,所以是一種“骯臟”的氫彈。
為了改善中國的核防衛(wèi)能力,中國也于1967年成功地爆炸了氫彈,并且成為世界上第4個擁有氫彈的國家。這要感謝我們的于敏老大,沒有出過國,但是搞出來的東西一來就是高大上,體積小,威力大,可以長期保存。
利用原子彈爆炸的能量點燃氫的同位素氘、氚等輕原子核的聚變反應瞬時釋放出巨大能量的核武器。又稱聚變彈、熱核彈。氫彈的殺傷破壞因素與原子彈相同,但威力比原子彈大得多。原子彈的威力通常為幾百至幾萬噸級梯恩梯當量,氫彈的威力則可大至幾千萬噸級梯恩梯當量。還可通過設計增強或減弱其某些殺傷破壞因素,其戰(zhàn)術技術性能比原子彈更好,用途也更廣泛。
1942年,美國科學家在研制原子彈的過程中,推斷原子彈爆炸提供的能量有可能點燃輕核,引起聚變反應,并想以此來制造一種威力比原子彈更大的超級彈。1952年11月1日,美國進行了世界上首次氫彈原理試驗。從50年代初至60年代后期,美國、蘇聯(lián)、英國、中國和法國都相繼研制成功氫彈,并裝備部隊。
氫彈具有巨大殺傷破壞威力,它在戰(zhàn)略上有很重要的作用。對氫彈的研究與改進主要在3個方面:①提高比威力和使之小型化。②提高突防能力、生存能力和安全性能。③研制各種特殊性能的氫彈。
氫彈的運載工具一般是導彈或飛機。為使武器系統(tǒng)具有良好的作戰(zhàn)性能,要求氫彈自身的體積小、重量輕、威力大。因此,比威力的大小是氫彈技術水平高低的重要標志。當基本結構相同時,氫彈的比威力隨其重量的增加而增加。20世紀60年代中期,大型氫彈的比威力已達到了很高的水平。小型氫彈則經(jīng)過了60年代和70年代的發(fā)展,比威力也有較大幅度的提高。但一般認為,無論是大型氫彈還是小型氫彈,它們的比威力似乎都已接近極限。在實戰(zhàn)條件下,氫彈必須在核戰(zhàn)爭環(huán)境中具有生存能力和突防能力。因此,對氫彈進行抗核加固是一個重要的研究課題。此外,還必須采取措施,確保氫彈在貯存、運輸和使用過程中的安全。
在某些戰(zhàn)爭場合,需要使用具有特殊性能的武器。至80年代初,已研制出一些能增強或減弱某種殺傷破壞因素的特殊氫彈,如中子彈、減少剩余放射性武器等。中子彈是一種以中子為主要殺傷因素的小型氫彈。減少剩余放射性武器(Reduced-Residual-Radioactivity weapon)亦稱RRR彈,也屬于一種以沖擊波毀傷效應為主,放射性沉降少的氫彈。一枚威力為萬噸級梯恩梯當量的RRR彈,剩余放射性沉降可比相同當量的純裂變彈減少一個數(shù)量級以上,因而是一種較好的戰(zhàn)術核武器。從總的趨勢來看,對氫彈的研究,更多的注意力可能會轉向特殊性能武器方面。
目前已確信擁有核武器的國家為:
美國,約6000枚戰(zhàn)略核武器及1670至3300枚戰(zhàn)術核武器;
俄羅斯,約5500戰(zhàn)略核武器及3000到4000枚戰(zhàn)術核武器;
法國,384枚戰(zhàn)略核武器及60到80枚戰(zhàn)術核武器;
英國,185枚戰(zhàn)略核武器;
中國,130件核彈(含戰(zhàn)略彈頭),80件預備核彈
印度,30到100枚核武器;
巴基斯坦,15到50枚核武器.
到目前還不能確信擁有核武器的國家是:
以色列,100到200枚核武器;
朝鮮,1到2枚核武器.
為了讓大家對各類核武器有一個直觀的人是,化學與人生小編找到了下面的圖片:
上圖中,拿放大鏡才能看到的小蘑菇是1000噸當量的小型原子彈種的。最大的是史上最大的氫彈“沙皇大炸彈,Tzar Bomba”種的。(話說,大毛真的很野蠻)廣島原子彈“小男孩”大約相當于1.2萬,大家可以找找位置,大約是右邊第一格的1/10處。
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