核武器的威力之大,日本的广岛和长崎已经见识过了,而那只是2万吨TNT当量的核弹而已,现当代威力最的大氢弹当量能超过1亿吨,但现在全球各核大国却在追捧一种爆炸甚至都无法摧毁几百米外房屋的核武器-中子弹!
大家都知道核武器威力巨大,但却不知道为什么那么大,但其实核武器也有两类,一类是原子弹,威力比较小,一般当量不太可能超过30万吨,现在据称掌握了核武器的国家,除了五常以外,玩得都是原子弹。
另一种则是氢弹,全球只有5个国家掌握,也就是美、俄、中、英、法,这才是真正的核武器俱乐部,因为氢弹没有当量限制,尽管现在最大当量是1亿吨,但只要愿意,估计也能造个更大当量的。
27吨的沙皇炸弹:当量5300万吨(减装药后)
原子弹的原理是铀-235或者钚-239的裂变,它利用热中子轰击核装药,然后分裂的同时释放出的中子产生链式反应,由于中子必须撞击到原子核才能裂变,而原子核只占原子空间千万分之一空间,因此要足够大的原料才能保证足够的撞击裂变率!
这就是裂变材料的临界质量,当然也可以用中子反射层将不小心跑出去的中子反射回来以降低临界质量,但同时又有一个矛盾,核装药本身会衰变,如果超过临界质量则可能发生自发裂变造成超临界事故,所以在原子弹内存放时又必须分开,等起爆瞬间才让它们合在一起,所以又分成枪机式和内爆式两种。
枪式和内爆式
氢弹的原理比原子弹还要简单,它是利用氢的同位素氘氚的聚变,但比较麻烦的是氘氚的聚变需要极端的高温和高压环境,普通炸药根本无法提供,只能由原子弹提供这个环境,所以给氢弹提供这种环境的原子弹被称为扳机!
其实氢弹成本要比原子弹更低,因为氢弹的氘氚核材料可以用氘化锂6一种,氘本身很容易从重水中获得,成本也比较低,而氚则可以通过锂6获得中子(原子弹爆炸)后衰变获得。
另一个氢弹的扳机原子弹,只要最低当量的原子弹即可,比如昂贵的铀-235和更昂贵的钚-239可以用得很少,而那些大当量的原子弹却非得用很多的昂贵核材料!
左:枪式、中:内爆式、右:氢弹
打个比方说,氢弹就是TNT 一根引爆的雷管,而原子弹却有N根雷管,不好控制不说,威力不大,这成本还高了去。
一般氢弹还会在外壳包上铀-238,在吸收中子后变成铀-239参与裂变,大幅增加氢弹的威力,还处理了难以利用的铀-238,这种叫做三相弹(伪三相弹)。
中子弹为什么会受到追捧?原子弹成本太高,氢弹威力太大,动不动几十万吨,动不动就拆除整座城市,实在是不好意思用啊,所以大家都在考虑,能不能生产一种能杀死人却不破坏建筑物的炸弹,毕竟重建要花不少钱!
所以中子弹就应运而生了,中子弹其实就是一枚超小型的氢弹,它同样需要原子弹来引爆,然后在引爆氘氚混合物的聚变,因为每两个氘氚原子聚变时就会产生一颗中子,所以氢弹爆炸时本来就有大量中子!
一般的氢弹外层有有铀-238,所以这些中子大部分都被吸收变成铀-239增加氢弹威力,但中子弹没有了这层铀-238,换成了铍,这个铍有一种神奇的特性,它会在受到能量高于1.9MeV的中子撞击后变成铍-8,但瞬间会分裂成两个氦四,同时释放出两个中子!过程如下:
铍的中子增殖效应
因此原本氘氚的聚变就会释放大量的中子,遭遇铍层后还能倍增,一般一枚千吨级的中子弹能产生超过10^24个中子,其能量的80%都以中子流方式释放,中子的穿透力极强,它能轻易穿透装甲车、砖墙以及装甲车甚至坦克的钢板杀伤人员!
人体遭受大剂量中子辐射后,会破坏人体细胞组织和中枢神经系统,短时间内失去战斗力直至死亡。它的冲击波破坏作用不到200米半径,但中子杀伤范围却达到了千米级别,并且它的冲击波破坏和核污染很小,爆炸后数小时即可无防护进入爆心区域。所以中子弹也被戏称为业主炸弹。
而且中子弹的尺寸可以做得很小,一般直径只有200毫米,长约560毫米,和一枚203口径的炮弹差不多!中子弹的出现让核弹的使用门槛瞬间降低,这种干净的核弹只杀人不毁物,一定高度空爆可以将对建筑物影响降到最低,所以中子弹的出现,让很多无法实现氢弹的“核大国”如鲠在喉。
美国人用核弹疑云
2020年6月份,国外某网站称美国在也门使用了中子弹,画面中显示一枚炸弹爆炸后出现了蘑菇云,根据爆炸过程分析不可能属于核爆系列,首先它的威力明显不够,因为即使最小的中子弹也差不多达到了1000吨TNT当量,即使20%以冲击波和光辐射能量释放,也有200吨TNT威力。
另一个原因则是地面爆炸,而中子弹威力最大的是空爆,因此也可以判定这不可能是中子弹爆炸!
全氮阴离子盐
这是能量最高的化学爆炸物质,是同质量TNT的3倍以上,被称为除了金属氢以外威力最大的炸药,到现在为止还只有中国成功合成!不过有很多人称它将成为氢弹的扳机,但事实上这是不可能的,化学爆炸怎么都无法达到氢弹扳机的要求!
因为扳机在除了高温高压外,最主要的还是X射线,而这些化学爆炸是无法提供的,因此全氮阴离子盐用途确实非常广泛,但它无法代替“扳机”!