《科學探索》氫彈和原子彈綁在一起引爆效果可想而知!
原子彈相當於是氫彈的雷管,必須「綁」一起引爆才管用。
首先說原子彈爆炸原理是採用「鏈式反應」的裂變武器,起爆時用強大的力量使核材料(鈾235)緊密的「貼在」一起,達到臨界值時,中子轟擊原子核(鈾核)使其分解成輕原子核和中子,往複循環下去產生大量能量和高溫。
而氫彈就是利用裂變產生的高熱能量將鋰化氘和氚聚合成為氦和鋰的聚合反應武器。原則上說來,沒有原子彈釋放的巨大能量使聚變燃料原子獲得巨大的動能之一前提條件,是不會產生聚合反應的。因此題主說的氫彈和原子彈「綁」一起是氫彈爆炸的前提!
其次,原子彈的爆炸當量是由上限的,當量30萬噸TNT以上的原子彈製造價值就不划算了。畢竟是「裂變反應」釋放能量,物質是在消耗狀態產生能量。而氫彈爆炸的當量級理論上是沒有上限,因為聚變反應產生只要「原料」(氘、氚)充足引爆後就可以無限燃燒下去。當聚變材料堆積達到太陽質量的5%時,這樣的氫彈就不需要原子彈來引爆,它自身就開始進行聚變反應。
當然5%太陽質量是地球很難達到的,目前太陽系內木星的質量也僅僅是太陽的0.96%而已。
綜上,以當量區分氫彈和原子彈時,綁在一起的氫彈是需要原子彈引爆的。既然這樣,那還需要在加一個原子彈來湊熱鬧?氫彈的量級足以完成任務,發生的現象也是我們看到的氫彈爆炸效果。
就是氫彈爆炸。
爆炸原理:
原子彈是高純度核裂變材料如U235,鈈239等的質量超過臨界值時,會在極短的時間內發生鏈式反應,釋放出大量的能量的裝置。
氫彈是用小型原子彈爆炸引爆核聚變材料,使這些聚變材料在沒有被原子彈爆炸吹散以前發生核聚變反應,釋放出巨大能量的裝置
因此,把原子彈和氫彈綁在一起,結果就是氫彈爆炸。
原子彈是根據其引爆形式,可以分手槍式和環式。槍式很好理解,就是用一塊高純度的裂變材料去撞擊融合另一塊同樣的高純度裂變材料。從而使得他們融合後,質量就超過了臨界值,就會發生鏈式反應,就算成功引爆了核彈,如扔到廣島的原子彈就是槍式原子彈,聚變材料用的是U235。而環式的原理和槍式的一樣,不同的是環式不是用一塊裂變材料來撞擊,而是在內圈放了很多獨立的裂變材料,當內部炸藥爆炸時,會把所有的裂變材料同時壓向一個點,當這個點上的聚變材料一旦超過臨界值,就會發生鏈式反應,進而引爆整個原子彈,扔到長崎的原子彈就是這種內爆氏的原子彈,裂變材料用的是鈈239。
氫彈爆炸原理是聚變材料在高溫下發生核聚變反應。最經典是設計就是T-U構型,
氫彈的爆炸原理(圖片來源於網路)
利用原子彈爆炸產生的高溫來使聚變材料發生核聚變反應的。在同樣的質量下,氫彈比原子彈的威力大的多。
還有一種叫做「三相彈」,著名的「沙皇炸彈」也稱「赫魯曉夫炸彈」就是「三相彈」
三相彈(圖片來源於網路)
三相彈就是內核是小型原子彈,中間是聚變材料,外層是U238。爆炸時,原子彈引爆中間的核聚變材料,而最外層的U238在超高能中子的轟擊下,也會發生鏈式反應。是一個裂變--聚變--裂變的爆炸模式。
理論的,無論原子彈還是氫彈,都有爆炸上限,因為太大的話,反應材料來不及反應就被吹散了,而三相彈的上限則高得多。
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