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原子弹氢弹科普,纪念伟大的中国人于敏老师
送交者: 龙珠[♂大司徒★★★★☆♂] 于 2019-01-16 15:49 已读 5701 次 17 赞  

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于敏老师是每个中国人的骄傲,物理也是我最喜欢的学科之一。就凭记忆,给大家随便科普下,防止大家被忽悠。 6park.com

核武器是目前世界和平的基石,每个生活在目前和平状态下的普通公民我觉得多了解一点挺好的,人懂得多了才会聪明,也会增加每一个中国人的自豪感。 6park.com

原子弹其实原理很简单,高能化学炸药压缩核材料,达到临界质量,从而产生核裂变的链式反应,释放巨大原子能。 6park.com

原理很简单,难度在哪里呢,首先一个对炸药化学能的精确释放计算。能量少了,不足以压缩核材料到临界质量,能量多了,核材料被炸飞炸散,也不能达到临界质量。但是最重要的,也是最难的,是化学能在三维空间多方向的精确释放,不但要达到临界质量,还要到临界形状,精确到什么程度呢,要把核材料瞬间压缩成一个极其完美的球型,也就是临界形状,才能达到临界的几何比例,链式反应才能自发进行。 6park.com

同时核材料的形状制作还必须方便在高能炸药化学能释放的时候,更容易达成完美球型。上面说的两点有一点做不到,都会发生哑弹的情况。中国第一个原子弹的铀球加工就是由一位水平极其高超的一级车工师傅一次性加工完成的,他的故事大家可以自己找下,中国人的心灵手巧是无与伦比的。 6park.com

所以原子弹的计算原理的难度在于上面的化学,热力学,流体力学在炸药级别的高温高压高声速场内的极其高精度的计算,这是核武器研制的第一个难度。 6park.com

第二个难度在于核武器材料的取得,因为可以产生链式反应核裂变的铀235只占天然铀矿的0.4%所有,其余都是不能在化学能环境下自发链式反应的铀238。为了把铀235从铀238中分离出来,需要高纯度的氧化铀变成气化的氟化铀,用高速离心机离心分离,利用才三个质子质量区别产生的氟化铀235核氟化铀238产生的重量差别通过离心效应,分子级别的基础上,几微克几毫克的一点点积累起来,才能达到一个核弹几公斤的使用量。所以电影里几千万美金,上亿美元买个核弹不是开玩笑的。 6park.com

就这样,几千上万台离心机高速海量耗电的情况下才能几个核弹几个核弹的做出来,更原始的化学法,方法更容易,生产速度更慢,中国最开始到最近都是化学法,那时候没突破离心机技术。 6park.com

铀235作为核武材料是如此的难,另外相对容易一点的就是利用反应堆产生的快中子轰击铀238产生钚239,但是也很难,这里不细说。 6park.com

如此困难昂贵产生的原子弹,其实跟一般人的想法不一样,普通原子弹的威力是十分有限的,小几十万吨到天了。因为利用的是炸药的化学能,炸药的化学分子特性决定了,铀球的体积不是无限扩大的,太多的核装药一个是容易造成哑弹,另外就是链式反应的剧烈会炸飞更多的核装料造成巨大的浪费,几微克几毫克的积攒几公斤的扔,这个大家懂得。 6park.com

大家看到的核爆炸的不是所有的核武材料都参与反应的,很多时候浪费非常严重。所以为了增大威力,在原子弹的外面包裹一层氘化锂,利用核裂变的巨大能量,轻微产生一部分热核反应,也能极大的增大核武器的威力,但是因为反应机理不是真正的热核反应,所以提高有限且不能无限提高,增强原子弹的威力极限大概是35万吨左右,我印象里,大概几十万吨这个范围。 6park.com

美国的很多分导弹头的几十万吨的威力就是由这个决定的。 6park.com

下面我们会说到以真正的热核反应为基础的氢弹,相比伪氢弹的使用氘化锂包裹的增强型原子弹,氢弹的威力是无上限的,一亿吨,10亿吨都可以做到,只要热核材料够多。 6park.com

相比原子弹是用炸药点燃的核裂变的链式反应不用,氢弹是用原子弹点燃的链式核聚变,是真正的人造太阳。核心原理是利用原子弹爆炸时候产生的高能X射线点燃热和材料发生聚变反应。 6park.com

这个世界上只有五个国家拥有热核武器,就是中法美英苏五个联合国常任理事国,这五个国家是世界上最有权力的五个国家,不是政治经济,不是殖民地,不是历史,是核武器,是热核武器,是氢弹给了这五个国家真正的权力,世界的和平也建立在热核武器的基础上,因为其巨大威力,使得世界不容易进入互相摧毁的世界大战,而是只会发生代理人级别的局部战争。 6park.com

五个热核武器国家,但是氢弹只有两种结构,一种是美国的泰勒构型,一种是中国的于敏构型。两者的理论基础是一致的,都是裂变核武器产生的高能X射线点燃热核材料发生核聚变。区别在于泰勒构型是利用X射线的折射,中国的于敏构型是利用X射线的反射。 6park.com

中国的于敏构型相比泰勒构型有更大的优点,也就是对X射线的能量利用的更加充分。因为点燃裂变核武器的化学炸药的分子长期保存会因为种种外部物理化学环境发生轻微的变质,导致化学能的定向释放不再精确,临界质量临界形状无法达成,或者达成却不足以在核武爆炸级别的超高温超高压的物理场中的高能X射线得到正确的集中和释放,所以氢弹也会出现哑弹的情况。 6park.com

中国的于敏构型因为对X射线的利用更加充分,所以中国氢弹需要的反应最低界限比美国的泰勒构型要低很多,导致只有中国的氢弹可以长期保存,而美国不行。这也就是为什么只有中国才保有武器级别氢弹的缘故。 6park.com

五个国家的氢弹技术,美国泰勒结构是自己研制的,英国实际是美国给的,英国连战略导弹技术也是美国给的,所以英国的核武器发射权力掌握在美国手里。苏联是偷美国的技术,而法国是中国给的,但是也有把柄在中国手里。所以这世界上有五个热核武器国家,但是只有两种结构。 6park.com

中国的核弹基础原理基础设计都是由于敏完成的,于敏作为一个完全没有出过国的中国本土核专家,在绝对绝对信息封锁的情况下,不但完成了氢弹的原理和结构设计,同时中国从原子弹到氢弹的时间是最短的,而且本来还可以更短,拖延了6个月是因为中国第一颗氢弹的降落伞是全丝绸纺织的,做那么大没做过,有难度,用了6个月才攻克纺织超大降落伞的难题,不然中国还能提早到2年2个月就进行氢弹试验。 6park.com

而且跟美国的第一颗氢弹是60吨的完全不能实际使用的热核装置不同,中国的第一枚氢弹就是武器级别实际应用,实际投放的氢弹,证明了于敏构型的超优越性和可靠性。 6park.com

于敏老师可以说是天才中的天才,中国真正的骄傲和脊梁,也证明了我们中国人无与伦比的聪明才智。 6park.com

日本,印度,还有其他一些野心国家也妄想拥有核武器和热核武器,其中印度确实进行过原子弹的试验,但是只进行过当量7万吨的连增加原子弹都算不上的所谓自封的疑似热核试验。而中国的第一颗氢弹,武器级别实际应用,当量就是300万吨。更何况,核武器跟核导弹还不一样,核武器还要小型化之后才能做成弹头装在战略导弹上。到目前印度从未进行过装载核武器的弹道导弹试验,而中国不但原子弹小型化,氢弹小型化技术也早就拥有。氢弹小型化技术据说也只有中国和美国有,好像是的。而日本,虽然储存了所谓上千核弹的核材料,但是日本可是从来没有进行过核试验的,而没有核试验,是没有办法进行模拟核试验的,这个不懂的不解释。 6park.com

所以那些哈日,哈韩的,完全不知道中国远远比这些国家强大的多。 6park.com

顺便我再讲下所谓两相弹和三相弹的事情。这个主要是描述氢弹的。普通氢弹扳机用原子弹核裂变导致的爆炸叫一相,然后核裂变爆炸再点燃核聚变,产生核聚变为基础的核爆炸叫一相,这两个过程称为两相,所以叫两相弹。 6park.com

三相弹是在两相氢弹的基础上外壳再包裹一层铀238,铀238虽然不能通过化学能激发链式反应的核爆炸,但是可以在氢弹能量释放的热核反应的环境下发生链式反应的核爆炸,所以这样的氢弹,发生了两相核反应之后,还会再激发一次铀238的核爆炸,称为第三相,这才叫三相弹。 6park.com

而增强型原子弹,只是发生了一次真正的铀235链式反应和轻微氘化锂热核材料燃烧,因为这个氘化锂的所谓燃烧并不是按氢弹原理结构进行定向X射线点燃的,所以其反应相比氢弹可是说是微乎其微。如果说氢弹是热和材料百分之几十的利用率的真正爆炸,增强原子弹不过是包裹的热和材料的百分之零点几的轻微燃烧,两者在能量释放上有本质区别。 6park.com

所以两相弹和三相弹都是形容氢弹的,增强型原子弹与之根本没关系,不要说某些人将增强型原子弹说成是氢弹的原则性错误。 6park.com

想到那说到哪,闲聊给大家普及一下基本知识,做中国人更有自豪感,也对世界的本质更加了解,不错的。 6park.com

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