氢弹的诞生

作者:              发布时间:2008-07-31


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1952年11月1日,美国在太平洋马绍尔群岛的一个叫伊留劫拉布小岛上,成功地爆炸了地球上第一颗氢弹。这是一次石破天惊的大爆炸,其威力相当于1040万t梯恩梯当量,是美国投在广岛的那颗原子弹的500多倍,其爆炸的火球直径达6000多m,以至把那个试验的小岛,从水平面起,给炸得无影无踪,海底炸成了一个最大直径为1600多m、深50多m的巨大弹坑。↑↑↑ ↑

什么是氢弹它的“葫芦”里装的是什么“药”为什么有那么大的威力这得从氢原子说起。氢是元素周期表中第一号元素,也是107种元素中原子质量最轻的一种。有趣的是氢还是“三胞胎”,老大叫氚,老二叫氘,老三才叫氢。化学术语把氚、氘叫做氢的同位素。氚、氘、氢这“小哥仨”模样虽然很相象,但脾气却大不相同。例如,氢与氧结合能生成普通的水,人们可以喝。氘与氧结合却生成重水,不用说喝,就是用重水养鱼,鱼也会死亡。但是氘较容易发生聚变反应,在自然界中含量又很丰富,特别是在海水中,氘蕴藏量极其丰富,据科学家估计,在全世界的海洋里约含有35万亿t氘,若把这些氘完全进行聚变反应之后,所释放出的能量可以供人类使用200亿年,而且从海水中提取氘的成本也很低廉。氚是最容易与氘发生聚变反应的,生成氦核和中子,同时释放出巨大的能量。但可惜的是自然界中存在的氚极微,必须人工制备,成本很高,而且氚还是不稳定的放射性同位素,半衰期为12↑↑.↑↑↑4年,所以氚也不能长期贮存。↑↑↑ ↑

氢弹就是利用两个很轻的氘原子核或一个氘原子核与一个氚原子核,相互碰撞而“聚合”起来的核聚变反应,而变成一种新的较重的原子核↑↑--↑↑↑氦核,同时释放出巨大能量来达到杀伤破坏作用的炸弹。由于氢弹爆炸时释放出的能量比原子弹大得多,所以氢弹的爆炸威力可以大到几百万吨至几千万吨梯恩梯当量。↑↑↑ ↑

由于核聚变反应比核裂变反应更复杂一些,而且需要有几千万度高温的条件,才能引发轻核聚变反应,所以直到原子弹研制成功之后,利用原子弹爆炸时产生的高温,才使轻核聚变反应得以实现。↑↑↑ ↑

选择合适的氢弹核装药是人工实现核聚变反应的重要环节。氘或氚的原子核间的静电斥力最小,在几百万度的温度条件下,即可以激发明显的核聚变反应,而且反应释放出的能量也较大,因此,选用含氘、氚的物质作氢弹的核装药较为合适。但是氘和氚在常温常压条件下均为气体,密度很小,只有在200℃以下的低温条件,才成为液体,这就必须得装在笨重的冷藏设备中,才能作为氢弹核装药,这就会使氢弹体积庞大,不便运载,失去实战价值。↑↑↑ ↑

作为氢弹较为实用的一种核装药是固态氘化锂6↑↑(↑↑↑锂的同位素之一↑↑)↑↑↑。因为用氘化锂6作为核装药的氢弹,当用以引爆的原子弹爆炸后,在产生高温的同时还产生大量的中子,而锂6在中子的轰击下又产生氦核和氚核,同时释放出大量的能量。这时氘化锂6中的氘和新产生的氚,又在超高温条件下发生聚变反应,产生氦核和中子,又释放出大量的能量。由于氘和氚的核聚变反应,进一步提高了反应温度,这不仅加速了氘和氚的聚变反应速度,甚至能促使锂6与氘直接进行核聚变反应。同时用氘化锂6做核装药的氢弹,体积小,重量轻,便于运载,成本低。↑↑↑ ↑

有关氢弹的具体结构至今仍是保密的,但有许多书刊曾对它作过种种描述。从整体结构上看,可以说是由三种炸弹组成的:外面是氢弹,其核装药是氘化锂6等;里面是原子弹,核装药是铀235等;另外还有一颗普通炸弹,用作引发原子弹爆炸。整个爆炸过程虽然只有几微秒,但条理分明:首先由起爆装置将普通炸弹引爆,用以把原子弹中分开的铀235块迅速挤压在一起,使其达到临界体积,造成原子弹爆炸;然后是在原子弹爆炸产生几千万度的高温条件下,再引发氢弹爆炸,同时释放出巨大的能量。↑↑↑ ↑

第二次世界大战结束后,美国就力图保持核垄断地位,他们一方面极力鼓吹核武器的威力,另一方面又对核武器技术实行严格保密。然而,科学技术是人类的共同财富,任何人想占为私有都是不可能的。正因为如此,继美国第一颗氢弹爆炸成功之后,原苏联在1953年8月12日,英国在1957年5月15日也相继成功地爆炸了氢弹,他们分别成为世界上拥有氢弹国家的前3名。为了打破核垄断,保卫中国人民不受核战争的威胁,维护世界和平,中国在1967年6月17日也成功地爆炸了第一颗氢弹,成为世界上拥有氢弹的第四个国家。↑↑↑ ↑

氢弹是一种有巨大杀伤破坏力的武器。美、原苏联等国家在掌握了氢弹原理和制造技术之后,都不惜花费巨大的人力物力来提高它的性能。例如用选用不同的核装药和结构材料等手段,可以较大幅度地增强或减弱氢弹的某种杀伤破坏因素,象以中子杀伤效应为主的第三代核武器↑↑--↑↑↑中子弹研制成功就是一个典型实例。到20世纪80年代初以后,随着第三代核武器概念的提出,氢弹的一个新的应用前景便是用作这类新型核武器的驱动源。因为第三代核武器一般是由核驱动源和转换器组成,通过转换器可以把核爆炸的能量沿某一特定方向发射出去,对在1000km以外的目标构成威胁。由于驱动源都必须是经过特殊设计的,因此,研制各种类型的驱动源是氢弹发展的一个新方向。↑↑↑