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核武器爆炸,不仅释放的能量巨大,而且核反应过程非常迅速, 原子弹微秒级的时间内即可完成。因此,在核武器爆炸周围不大的范围内形成极高的温度,加热并压缩周围空气使之急速膨胀,产生高压 冲击波。地面和空中核爆炸,还会在周围空气中形成火球,发出很强的光辐射。
原子弹和氢弹的区别在于一个是核裂变,一个是核聚变,1961年前苏联在新地岛测试的一颗超级氢弹,引爆后仪器测得该氢弹爆炸威力达5700万吨TNT炸药,也就是说,它的威力相当于广岛原子弹的5700倍!
核反应还产生各种射线和 放射性物质碎片;向外辐射的强脉冲射线与周围物质相互作用,造成电流的增长和消失过程,其结果又产生电磁脉冲。这些不同于化学炸药爆炸的特征,使核武器具备特有的强冲击波、光辐射、 早期核辐射、 放射性污染和核电磁脉冲等杀伤破坏作用。核武器的出现,对现代战争的战略战术产生了重大影响。
核武器爆炸时释放的能量,比只装化学 炸药的 常规武器要大得多。例如,1千克铀全部裂变释放的能量约8×10 13焦耳,比1千克TNT药爆炸释放的能量4.19×10 6焦耳约大2000万倍。核武器爆炸释放的总能量,即其威力的大小,常用释放相同能量的TNT炸药量来表示,称为TNT当量。美、苏等国装备的各种核武器的TNT当量,小的仅1000吨,甚至更低;大的达1000万吨,甚至更高。
原子弹爆炸核武器爆炸,不仅释放的能量巨大,而且核反应过程非常迅速,
原子弹微秒级的时间内即可完成。因此,在核武器爆炸周围不大的范围内形成极高的温度,加热并压缩周围空气使之急速膨胀,产生高压 冲击波。地面和空中核爆炸,还会在周围空气中形成火球,发出很强的 光辐射。核反应还产生各种射线和 放射性物质碎片;向外辐射的强脉冲射线与周围物质相互作用,造成电流的增长和消失过程,其结果又产生电磁脉冲。这些不同于化学炸药爆炸的特征,使核武器具备特有的强冲击波、光辐射、 早期核辐射、 放射性沾染和 核电磁脉冲等杀伤破坏作用。核武器的出现,对 现代战争的战略战术产生了重大影响。
一般原子弹的反应物使用的是铀235或钚239,如果反应物的纯度不够,原子弹是无法爆炸的,当初德国就是因为没有提纯的技术所以才没制成核弹,而且提纯这种物质的过程是会产生对人体有害的放射性物质的。
使六氟化铀气体在加压下被迫通过一个多孔隔膜提纯铀。含有铀235的分子通过多孔隔膜稍快一点,所以每通过一个多孔隔膜,铀235的含量就会稍增加一点,但是增加的程度是十分微小的。要获得几乎纯的铀235,就需要让六氟化铀气体数千次地通过多孔隔膜。
气体扩散法投资很高,耗电量很大,但这种方法仍是实现工业应用的唯一方法。为了寻找更好的 铀同位素分离方法,许多国家做了大量的研究工作,已取得了一定的成绩。例如离心法已向工业生产过渡, 喷嘴法等已处于中间工厂试验阶段,而新兴的冠醚化学分离法和 激光分离法等则更有吸引力。
原子弹的另一种重要装药是钚239。钚239是通过反应堆生产的。 在反应堆内,铀238吸收一个中子,不发生裂变而变成铀239,铀239衰变成镎239, 镎239衰变成钚239。由于钚与铀是不同的元素,因此虽然只有很少一部分铀转变成了钚,但钚与铀之间的分离,比起铀同位素间的分离来却要容易得多,因而可以比较方便地用化学方法提取纯钚。
铀233也是原子弹的一种装药,它是通过钍232在反应堆内经中子轰击,生成钍233,再相继经两次 β衰变而制得。
从上面可以看到,后两种装药是通过反应堆生产的。它们是依靠铀235裂变时放出的中子生成的,也就是说,它们的生成是以消耗铀235为代价的,丝毫也离不开铀235。从这个意义上来说,完全可以把铀235称作“核火种”,因为没有铀235就没有反应堆,就没有原子弹,就没有大规模的原子能利用。
而氢弹主要利用重氢(dao H,氘)或超重氢(chuan H,氚)等轻原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器。
当原子弹有了核装药,只要使它们的体积或质量超过一定的临界值,就可以实现原子弹爆炸了。只是这里还有一个原子弹的引发问题,也就是如何做到:不需要它爆炸时,它就不爆炸;需要它爆炸时,它就能立即爆炸。这可以通过临界质量或临界尺寸的控制来实现。
而氢弹的可控制的聚变反应堆由于障碍重重,至今仍是科学技术上尚未解决的一个重大问题,原因是要实现轻核聚变反应的条件比实现重核裂变的条件要困难得多。
轻核聚变反应发生反应只能在极高的温度(>4000 0000℃)和足够大的碰撞几率条件下,才能引爆氢弹,需要在氢弹内部安放小型核弹,瞬间达到反应条件温度。
氢弹虽然和原子弹被统称为核武器,相比较想引爆氢弹却要比原子弹苛刻的多。原子弹引爆需要使用TNT对其内部造成核裂变之后,才能顺利引爆一枚原子弹。
而氢弹想要爆炸必须通过核裂变产生巨大能量之后,才会使得聚变燃料原子获得足够多的动能,这个时候才会使氢弹顺利爆炸。
其实原子弹简单地说分为两个结构,一个是装反应物的容器,然后容器外面便是普通的炸药,引爆原理也很简单,以前就是利用常规炸药产生的冲击波促使另一个装置的反应物挤压、膨胀,最终发生链式反应,原子弹就被引爆了。而氢弹的引爆工作却要由原子弹通过核裂变引发。
后来改变了引爆方式,经研究,1934年10月22日,费米发现慢中子比快中子有更好的引爆效果:用慢子打击铀核时,铀核反应剧烈,在很短的时间里就能释放出大量的能量,而快中子几乎不能引起核反应。费米的这一发现,为原子能的和平利用奠定了基础,这就是利用原子核反应堆发电的应用。
核武器爆炸产生的热量和辐射是常规武器远不能及的,由于其波及范围过大,所以国际上限制核武器的使用。
1949年8月,苏联进行了原子弹试验。1950年1月, 美国总统H.S. 杜鲁门下令加速研制氢弹。1952年11月,美国进行了以液态氘为热核燃料的氢弹原理试验,但该实验装置非常笨重,不能用作武器。1953年8月,苏联进行了以固态氘化锂6为热核燃料的氢弹试验,使氢弹的实用成为可能。
美国于1954年2月进行了类似的氢弹试验。英国、法国先后在50和60年代也各自进行了原子弹与氢弹试验。1964年10月16日,中国首次原子弹试验成功。经过两年多,1966年12月28日,小当量的氢弹原理试验成功;半年之后,于1967年6月17日成功地进行了百万吨级的氢弹空投试验。中国坚持独立自主、自力更生的方针,在世界上以最快的速度完成了核武器这两个发展阶段的任务。
核武器就目前来说是人类的终极武器,也是威力最大的武器。未来的武器能不能超越,还得看人类还存不存在地球上。随着地球资源的进一步消耗,生存压力的加大,各国的争夺加剧,人类将随时处于战争的边缘,据不完全统计,世界上拥有的核武器数量14260多枚,足以把地球炸碎几十遍。
人类在发明了原子弹后,并满足于它的威力,随后发明了氢弹。氢弹也是满足不了统治者的欲望,几十年前就在研究反物质武器,氢弹和其相比就像蚂蚁和大象的区别。科技是进步了,随着宇宙奥秘的揭开,人类也将置于自己设计的牢笼中,处境非常危险和尴尬。
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