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辟謠:隻有30枚!全世界的氫彈都已經報廢,隻有

前幾年有個非常讓人振奮的消息,大意說的是全世界擁有核武器的國家中,能長期儲備氫彈技術的隻有中國,據說中國隻有30枚氫彈,但每顆都能長期免維護使用,而其他國家由於氫彈維護極其昂貴,基本處在報廢狀態,事實真的是這樣嗎?

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代號為胖子的原子彈

原子彈和氫彈,到底哪個劃算?

有一個公開消息是美國在上世紀八十年代就淘汰了純裂變的原子彈,現在美國核武庫擁有的都是威力巨大,個頭卻很小的氫彈,據說數量高達6800枚以上!下表是來自互聯網的數據,不保證完全正確,但比例大致如此。

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比較原子彈和氫彈的威力,毫無疑問氫彈要比原子彈強大得多,比如三叉戟Ⅱ導彈單發攜帶8到10枚最先進的W88型熱核彈頭,尺寸為長1.75m,直徑0.55m,重量360kg,爆炸當量47.5萬噸,相比較而言,原子彈最大當量很難超過幾十萬噸,最大當量的氫彈則無上限!

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為什麽美國會淘汰威力小,但成本卻更大的原子彈?難道原子彈真的更貴嗎?而事實上的答案還真是,有點反常識的答案,要理解這個過程,必須要了解下兩者的原理!

  • 原子彈原理

原子彈也稱裂變彈,製造原子彈的材料一般是鈾-235或者鈈-239,原理則是核材料的鏈式反應,即原子核在獲得熱中子撞擊後會分裂成另外兩種原子核,並且釋放出多餘的中子,這些中子又會再次撞擊核材料的原子核再次發生裂變,一直反應到撞擊不到核材料的原子核為止。

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其中鈾-235是自然界采礦獲得,比如從瀝青鈾礦或者釩酸鉀鈾礦等,不過從礦石中提取出來的鈾,大部分都是鈾-238,大約占了99.3%,剩下的0.7%才是香蕉视频官方需要的鈾-235!

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而製造原子彈需要90%以上濃度的鈾-235,因此需要將兩者分離,但兩者化學性質和比重幾乎一樣,僅僅隻有幾個中子的差異,因此分離極其困難,一般現代都是用氣體擴散法或者離心法分離,而離心法則是用得最多最廣泛的分離方法,所謂的離心機就是幹這個用的。

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因此生產武器級鈾-235的成本極高,每千克大約30~50萬美元(97%純度),鈈-239則更貴,因為它不能從自然界取得,隻能來自增殖堆或者重水反應堆!

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日本增殖堆:文殊堆的結構

並且這些核材料需要一定量才能製造原子彈,因為有一個臨界質量,小於臨界質量的中子容易在撞到下一個原子核前飛出核材料,因此需要足夠大,鈾-235需要52千克,鈈-239需要10千克,但使用中子反射層可以將臨界質量大幅減小!

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環形的武器級鈈:有利於保持在臨界質量下

但原子彈爆炸的能量都來自裂變材料,並且在裂變材料被炸散前裂變的時間很短,材料無法100%利用,比如廣島原子彈,50千克核裝藥,隻有1千克真正裂變了,利用率隻有2%,所以核武器很難造的威力太大,鈾塊也因為超過臨界質量而隻能分散布置,起爆模型複雜,裂變時間短,核裝藥質量大,成本無法降低。

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  • 氫彈原理

氫彈和原子彈原理相反,它利用輕核聚變的方式,比如現在流行的氫彈用的是氘氚聚變(都是氫的同位素,所以叫氫彈),在超高溫超高壓下,氘氚達到聚變條件,氘氚聚變成氦和氕,釋放出巨大的能量,但同樣質量核材料,聚變能量要比裂變大約高出幾十倍左右(單原子核質量相差巨大,聚變產生的質量虧損也比裂變大),這是氫彈比原子彈威力大的第一個原因。

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但超高溫超高壓的氫彈起爆環境需要原子彈來提供,所以每一顆氫彈內部都必須有一顆原子彈來起爆,就像炸藥中的雷管一樣,沒有它,炸藥就是點著了也不會炸。

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雷管

而作為引爆的原子彈,隻要很低當量即可,比如隻是達到原子彈的鏈式反應條件,給氘氚核材料一個超高溫超高壓的聚變環境,所以這種引爆型原子彈裝藥很少。

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那麽氫彈的核材料貴嗎?氘其實就是重水,你可以去某寶上買一瓶,人人都買得起,但氚確實比較貴的,據說要3萬美元一克,也就是3000萬一千克,和原子彈不一樣,氫彈的裝藥量不在多少,主要看氫彈的當量,要威力大,那麽多裝一點!

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沙皇炸彈

但即使這樣的氚也是很貴啊,所以氫彈的成本低是狗屁?其實這是錯了,因為原子彈在爆炸過程中會產生大量的中子,這些毫無用處的中子可以讓某些材料“叛變”,變成香蕉视频官方app入口所需要的氚!

中子 + 鋰-6 → 氚 + 氦-4

如何?最麻煩的問題解決了,因為原子彈起爆後大量中子讓鋰-6變成了氚,和氘結合就是氫彈爆炸開始了,簡直就是天才,核材料也能現場生產,那麽氘呢?這可是氣體啊,處理起來很是麻煩,其實更簡單,因為氘和鋰-6可以反應生成氘化鋰-6!

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將氣體氘和金屬鋰-6在坩堝中加熱達到700~750℃,就可合成氘化鋰-6,估計各位知道了都打算蠢蠢欲動,製造氫彈的核材料居然如此容易。當然各位可能擔心鋰-6很貴,別急,鋰-6在自然界的鋰中比例是7.59%,而鋰的價格大約是55萬人民幣一噸,盡管看上去也很嚇人,但和鈾以及鈈一比,絕對是價廉物美!

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金屬鋰浮在煤油上

所以隻要少裝一千克鈾或者鈈,就能製造N顆氫彈的核材料,氫彈比原子彈便宜的梗就是這麽來的!

美國人的氫彈真的不能長期保存嗎?

氫彈到底能不能長期保存?答案是現代各國裝備的氫彈都是能長期保存的,這主要來自兩個因素,一個是核材料的衰變周期,另一個則是核材料的保存難度!

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鈾-235的半衰期大約為7億年,鈈-239的半衰期為2.41萬年,看上去鈈的半衰期明顯要短一些,不過和人類發現鈈元素也不過百年相比,基本也是一個不需要考慮換核裝藥的可能!

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氫彈的另一種核材料則是上文說過的鋰-6,那麽這種材料有半衰期嗎?沒有,它是一種穩定材料,看起來氫彈的所有核裝藥幾乎都是免維護(維護費用並非隻包含核裝藥,更花錢的是外圍保障係統),為什麽說美國人的氫彈不能長期保存呢?

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其實這是一個誤解,真正的原因來自美國早期的熱核裝置,比如1952年11月1日試爆的T-U構型的常春藤麥克,它總質量為65噸,使用液態氘氚,其中用於製冷的設備就有18噸。而且氚這種材料的半衰期是12.43年,衰變會放出電子衰變成氦-3,所以如果用液態的氘氚,不僅製冷體積龐大,而且氚需要每隔一段時間就更換,否則這枚氫彈當量就會急劇下降。

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美國第一個核裝置,夠大吧

有人說美國人的氫彈需要定期維護,如果不維護就會失效,而製造的數千枚氫彈中,到現在已經無法負擔昂貴的維護費用,已幾近報廢!

這就是YY和瞎掰,盡管聽起來很爽,但事實上卻狗屁不通!相信很多朋友都在好奇,為什麽沒有出現於敏構型和T-U構型的區別,這隻是模型不一樣而已,氫彈核裝藥,美國人和中國的氫彈甚至全世界的五常的氫彈都是氘化鋰-6,起爆模型比較複雜,但體積小,威力巨大,澎湃新聞網上有何祚庥院士回憶於敏的紀念文章,中國人研製氫彈的過程非常詳細,有興趣的朋友可以了解下。

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《終結者》核彈亂飛的劇照

所以說,全世界隻有中國有30枚氫彈是一個徹頭徹尾的謊言!