核武器原理都知道,为何很多国家倾全力也造不出,究竟难在哪里?( 二 )


核武器的难点究竟在哪里?造原子弹的国家那么多,为何氢弹就那么几个?上文的快中子裂变体系要用高浓度铀-235,也就是所谓的武器级,至少也需要90%以上,但自然界提取的铀中只含有0.72%左右的铀-235,其他的都是同位素铀-238,所以遭遇的第一个难题就是浓缩 。

核武器原理都知道,为何很多国家倾全力也造不出,究竟难在哪里?

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在曼哈顿计划中用了三种方法,电磁(“电磁型同位素分离器”)、气体(“气体扩散法”)与热(“索瑞特效应”),不过现在用的都是离心法,它是利用235和238之间原子核质量微小差别通过离心法分离,将铀处理称六氟化铀气体,然后离心机逐级提纯,最终得到武器级铀 。
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但这个一来成本太高,二来离心机这种设备制造难度也比较大,而且被国际原子能机构严密监控,哪国要是敢弄出武器级铀,必定会招致全方位的制裁 。
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另一个问题则是快中子裂变体系,因为铀装药是具有临界质量的,因此存放时不能达到临界质量,但起爆时需要,因此原子弹分成了枪机式和内爆式,从理论上来看,内爆式威力显然更大,因为枪机式的两块铀装药质量是有限制的 。
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因此原子弹引爆需要在起爆后核装药闭合瞬间发出快中子,然后引爆,此时还需要外部中子反射材料将逃出去的中子再挡回来,这些结构配合天衣无缝才可以引爆一枚原子弹,否则要么就是裂变材料浪费,变成一颗脏弹,要么啥都不会发生,所以需要大量的测试才可以 。
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但现在天上有卫星盯着、地上有地震检测仪盯着,哪位还想核试验一下?是不是不想混了啊?
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【核武器原理都知道,为何很多国家倾全力也造不出,究竟难在哪里?】不过更准确地说,原子弹的门槛还真不高,只要豁得出去基本就能造出来,各位看XX、XX都是不要命了造原子弹,但各位却不必担心,由于原子弹由于其引爆结构与核材料成本实在太高,所以当量很少会超过50万吨,大家也不是特别害怕,毕竟再有钱也无法毁灭世界 。
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但氢弹就不一样了,由T-U构型的氢弹延伸出来的三相弹乃至N相弹其威力无限,那么问题来了,原子弹可以引爆氢弹,怎么氢弹能造出来的国家还更少了呢?
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原因也很简单,因为无论是于敏构型还是T-U构型,其最大的难点就是如何压缩核聚变材料,并且各位熟悉的氢弹原理“原子弹高温高压引爆氢弹”只对了一半,因为这个高温高压来之复杂,堪称世间难题 。
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氢弹中的核装药并不是氘和氚,氘很便宜,但氚却极贵,而且两种都是气体,要装到氢弹里还得低温液化,得一些列外围结构,所以美国第一个“氢弹装置”重达60多吨 。
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现代小型化的氢弹用的都是氘化锂-6,因为氘化锂在高温下就能分解出氘,而锂-6在中子照射下会变成氚,那么引爆过程中就有几个问题需要解决了:
首先得产生氘和氚,而这两个是由不同过程引发的,原子弹爆炸时会有大量的中子通量,会以极高的速度穿透大部分材料直接到达氘化锂-6,产生氚 。
而原子弹的高温传递则需要更多的时间,当那个玩意儿抵达时黄花菜都凉了,时间太慢,那么必须要一种更快的加热方式,科学家想到了光速抵达的X和伽马射线,因此在原子弹和聚变装药外围包裹了一层X射线和伽马射线的反射材料,将其能量聚焦到氘化锂-6上 。
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其压缩致热效应分解氘,中子产生氚,两者时间差不多,然后原子弹爆炸过程中的持续照射会继续压缩氘和氚,然后......就开始聚变啦,


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