近年來有觀點認為, 氫彈的當量都是上百萬噸級的。 10萬噸的爆炸當量根本就不可能是氫彈, 氫彈當量比這要大的多, 那麼真是這樣嗎?氫彈就做不了小當量嗎?先來一個乾貨證據,
在理論上來看, 影響氫彈爆炸當量的關鍵因素有三個:一是內置於氫彈內部的聚變材料氘化鋰的數量, 這個很好理解, 材料越多, 鏈式聚變反應次數越多, 爆炸威力越大;二是氘化鋰轉化為氘的概率, 只有氘化鋰被轉換為氘後才能在高溫下發生氘氘反應聚變為氦-3並釋放出一個中子, 該中子又會碰撞其他氘引發鏈式反應, 轉化概率大小取決於有多少中子能撞擊到離子態氘化鋰;第三是核裂變環境發生的時間, 核聚變只能在核裂變環境下發生,
因此控制氫彈當量時只要對這三個因素針對性控制就可以實現可調當量, 控制的具體方法是對中子源數量、炸藥透鏡和X射線透鏡進行控制。 一般來說, 初次試爆核彈時當量都會比較大,
一般的氫彈結構有點像多層卷餅, 最外層為鈾-238殼體, 第二層是炸藥透鏡, 第三層是鈾-235,第四層為氘化鋰塊體, 第五層也是核心層是鈈-239。 聚變過程是氫彈爆炸時一般先引爆炸藥透鏡, 使其產生一個向心的轟擊波, 推動小塊狀處於臨界品質(一般是5kg左右)的鈾-235向內聚合,
同時, 撞破包裹最裡層鈈-239的箔片, 令鈈-239自發地釋放出中子轟擊鈾-235, 鈾-235在轟擊下開始發生鏈式裂變反應, 進而釋放出更多的X射線和中子,
導致當量較小的一般技術原因有下列幾種:一是炸藥透鏡的品質不過關。 若在上述過程內, 炸藥透鏡向心轟爆時爆炸時間和爆炸衝擊波方向、大小不一致, 就會使在臨界品質的鈾-235塊體不能很好結合在一起超過臨界品質, 而是在鈈-239中子源的誘導下一塊一塊爆炸, 或只爆炸一部分, 達不到預定的核裂變環境。 當結合在一起的鈾-235塊體無法超越臨界品質時就會發生臭彈現象, 一般爆炸當量會非常小, 幾噸TNT都達不到, 美國歷史上多次氫彈試驗失敗都屬於此類。當只有部分鈾-235結合在一起並超過臨界品質時儘管發生裂變但爆炸的威力不夠,就會讓只發生核裂變或只發生少部分核聚變。
二是中子源品質不過關。整個核聚變發生於億分之6000秒之內。而在這一過程中中子源必須同時碰撞鈾-235和氘化鋰兩種物質,這要求氘化鋰必須足夠多,厚度至少15釐米,被壓縮後密度要能夠從0.8克/立方釐米上升到16克/立方釐米,使得盡可能多的中子源來轟擊它,加大反應量。如果中子源品質不過關,就會導致發生反應的氘數量不夠,造成當量減少。
此外,為了增加核聚變發生時的內部溫度,一些國家會在最外層的鈾-238和炸藥透鏡之間再附加一層鈈-239作為額外的中子源和核裂變材料向心聚爆,加強鈾-235的裂變反應。但由於鈈-239提取較難,很多國家氫彈都無法一步達到這樣的水準。
綜合來看,印度氫彈當量小的主要原因很可能是第一個:炸藥透鏡品質不過關。印度4-5萬噸級別很可能只是爆炸了一顆原子彈,而最近某國10萬噸當量級別很可能是部分聚變物質發生爆炸。
掌握炸藥透鏡爆炸規律的學科稱為爆炸力學,這一學科需要大量的試驗和先進的感測器綜合判斷分析,一般國家無法掌握,我國對該技術掌握成熟度比較高,程開甲院士就是這方面的專家。T-U構型有多個中子源,不會出現中子數量不足的問題,因而最近氫彈試驗當量小主要是炸藥透鏡不過關導致的。
全文完,謝謝閱讀。
美國歷史上多次氫彈試驗失敗都屬於此類。當只有部分鈾-235結合在一起並超過臨界品質時儘管發生裂變但爆炸的威力不夠,就會讓只發生核裂變或只發生少部分核聚變。二是中子源品質不過關。整個核聚變發生於億分之6000秒之內。而在這一過程中中子源必須同時碰撞鈾-235和氘化鋰兩種物質,這要求氘化鋰必須足夠多,厚度至少15釐米,被壓縮後密度要能夠從0.8克/立方釐米上升到16克/立方釐米,使得盡可能多的中子源來轟擊它,加大反應量。如果中子源品質不過關,就會導致發生反應的氘數量不夠,造成當量減少。
此外,為了增加核聚變發生時的內部溫度,一些國家會在最外層的鈾-238和炸藥透鏡之間再附加一層鈈-239作為額外的中子源和核裂變材料向心聚爆,加強鈾-235的裂變反應。但由於鈈-239提取較難,很多國家氫彈都無法一步達到這樣的水準。
綜合來看,印度氫彈當量小的主要原因很可能是第一個:炸藥透鏡品質不過關。印度4-5萬噸級別很可能只是爆炸了一顆原子彈,而最近某國10萬噸當量級別很可能是部分聚變物質發生爆炸。
掌握炸藥透鏡爆炸規律的學科稱為爆炸力學,這一學科需要大量的試驗和先進的感測器綜合判斷分析,一般國家無法掌握,我國對該技術掌握成熟度比較高,程開甲院士就是這方面的專家。T-U構型有多個中子源,不會出現中子數量不足的問題,因而最近氫彈試驗當量小主要是炸藥透鏡不過關導致的。
全文完,謝謝閱讀。