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擁有核武器的國家總共有多少個(gè)?從維基百科“核武器擁有國列表”中查到大約是10個(gè),除了聯(lián)合國五常以外,還有印度、巴基斯坦與朝鮮以及可能擁有的以色列與曾經(jīng)擁有核武器的南非。 這十個(gè)國家中,有5個(gè)是同時(shí)擁有核裂變和核聚變的聯(lián)合國五常,其他的只是擁有與入門級別原子彈的國家,但以色列到底是否擁有氫彈就一直是個(gè)謎了,不知道它們的葫蘆里到底有什么藥。 核武器到底是什么原理,為什么全世界就十個(gè)國家造出了核武器? 上文已經(jīng)說明了,核武器有兩種,一種是核裂變類型,另一種是核聚變類型,兩種盡管都是核武器,但原理相反,難度差了不止一個(gè)數(shù)量級,但最后卻被和諧的統(tǒng)一在了一起。 核裂變的原子彈究竟難在哪里? 原子彈一般用的是U-235或者钚-239為原料制造的核彈,兩種都是利用熱中子轟擊后產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),產(chǎn)生質(zhì)量虧損而釋放出巨大的能量,據(jù)計(jì)算,一千克U-235的核材料在完全裂變后能產(chǎn)生大約相當(dāng)于2萬噸TNT的能量,所以核武器真的是一種威力特別大的武器。 那么難點(diǎn)在哪呢?這原理似乎不難! 比如鈾資源,全球擁有鈾礦的國家可是多了去,但從鈾礦中提取出鈾-235就難了,因?yàn)殁櫟V中提取出來的鈾,絕大部分都是難以裂變的鈾-238,只有0.72%才是鈾-235,而作為武器級的鈾-235濃度至少得在90%左右,怎么辦? 濃縮就可以了!但將鈾-235從中分離出來卻難度極高,因?yàn)閮煞N同位素化學(xué)性質(zhì)幾乎一致,重量只有微小區(qū)別,只能使用比較特殊類型的氣體擴(kuò)散法或者離心法等幾種能耗大效率低的分離方式,相信你應(yīng)該看明白了,擴(kuò)散膜與離心機(jī)都是被IAEA緊盯著的技術(shù),風(fēng)吹草動(dòng)都會引發(fā)IAEA的追查。 钚的提取就沒那么麻煩了,因?yàn)轭?239很少會在自然界存在,一般是通過核反應(yīng)堆中提取的,因?yàn)榉磻?yīng)堆的核燃料中混雜的鈾-238經(jīng)中子捕獲和兩次連續(xù)β衰變生成的钚-239,從中提取出來即可: 然后將其溶解在硝酸溶液中,用钚鈾萃取回收法(PUREX)將其萃取分離鈾和钚,其過程如下圖: 但有一個(gè)問題要提醒下,這個(gè)反應(yīng)堆只能是重水反應(yīng)堆中的中子才有更多的機(jī)會讓鈾-238轉(zhuǎn)變?yōu)轭?239,輕水堆你隨便造,但重水堆同樣是被IAEA(國際原子能機(jī)構(gòu))盯著的,因?yàn)樗梢陨a(chǎn)钚!要是一意孤行造重水堆或者離心機(jī),那么各種制裁等著你。 搞出了合乎要求的鈾和钚,那么接下來就可以制造原子彈了吧,確實(shí)如此,但還有一個(gè)問題,裂變材料有一個(gè)臨界質(zhì)量,大意是只要放在一起的核材料多了,就會自發(fā)裂變,所以放在原子彈中的核材料不能超過臨界質(zhì)量,但引爆時(shí)卻有這個(gè)要求! 所以引爆就有內(nèi)爆式或者槍式模式引爆,將分成2塊或者多塊的裂變材料在引爆后快速聚合在一起,然后用一個(gè)中子發(fā)生器一頓亂射,當(dāng)然外圍還有中子反射層將跑出去的中子反射回來,瞬間鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生,原子彈引爆成功啦! 但問題也來了,這中子發(fā)生器怎么造?怎么就能發(fā)射出可以鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能級的中子?發(fā)生的時(shí)機(jī)又是什么時(shí)候?中子反射材料用哪種?所以必須核試驗(yàn)才能確定,但全球的地震臺網(wǎng)就有有點(diǎn)風(fēng)吹草動(dòng)都能發(fā)覺,你還核試驗(yàn)?
有朋友說了,超級計(jì)算機(jī)模擬不就完了?當(dāng)然可以,但你得有原始數(shù)據(jù)建立模型,要不然你的模型就是閉門造車,和實(shí)際引爆模型不一樣,造出來的原子彈核材料反應(yīng)率不高,放了幾十萬噸當(dāng)量的核材料爆炸只有幾千噸當(dāng)量,那不是白瞎了?到哪里去找這種模型?誰特么頂著被制裁的雷給你提供造原子彈的方法?
日本富士通和理化學(xué)研究所開發(fā)的超級計(jì)算機(jī)京 總的說來,原子彈還是比較簡單的,只要這個(gè)國家夠猛、不怕制裁,那么在攻克了提取與濃縮難度搞出了武器級的鈾或者钚、引爆核試驗(yàn)等一路高歌猛進(jìn)后,原子彈也就那么回事,但朝鮮和伊朗的困境大家也看到了,誰愿意過那樣的日子呢? 氫彈:地獄級難度,全球引爆模型只有兩個(gè) 氫彈需要需要原子彈作為扳機(jī),所以搞不出來原子彈的國家就不要搞氫彈了,但它的原理甚至比原子彈還要簡單,因?yàn)樵媳容^容易獲取,一般氫彈用的都是氘和氚,氘就是氫的同位素之一,重水中的氫就是氘,氚其實(shí)也是氫的另一個(gè)同位素,氚自然界極少,制造比較困難,但卻不是違禁物品,可勁造!
聚變過程就是氘氚核聚變,生成氦四與一個(gè)多余的中子,因此氘氚核聚變是會產(chǎn)生多余中子的,這些中子要說沒用也可以,但如果要利用,可以在外殼裹上一層鈾-238,然后氘氚聚變的快中子還能讓鈾-238裂變,變成“偽三相彈”,也就是骯臟的氫彈。
聽起來很簡單,但做起來實(shí)在是太難了,因?yàn)閺脑訌椀綒鋸椀臉?gòu)型是地獄級難度,全球?qū)崿F(xiàn)的只有兩種,一種是于敏構(gòu)型,另一種T-U構(gòu)型,一般都認(rèn)為是原子彈的高溫高壓引爆了氫彈,但其實(shí)真不是,而是原子彈爆炸時(shí)的輻射反射形成的高溫高壓,因?yàn)檫@個(gè)光速傳遞,比爆炸傳遞的速度與效率要高得多,所以如何反射這些輻射然后聚焦于氘氚材料上就成了一個(gè)謎。
泡沫等離子機(jī)制引爆順序: A. 引爆前的核彈頭:初級核彈(裂變彈)在頂端,次級核彈(聚變?nèi)剂希┰诘锥?,他們都懸浮于聚苯乙烯泡沫塑料中?/p> B. 初級核彈中的高爆炸藥引爆,將钚彈芯壓縮至超臨界狀態(tài),引發(fā)裂變反應(yīng)。 C. 初級核彈的裂變放出X射線,沿著封裝內(nèi)部發(fā)生散射,照射入泡沫塑料中。 D. 聚苯乙烯泡沫塑料轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體,壓縮次級核彈和火花塞,钚制成的火花塞開始發(fā)生裂變。 E. 在被壓縮和加熱后,氘化鋰-6燃料開始產(chǎn)生氚,同時(shí)開始聚變反應(yīng) 想當(dāng)年我國的于敏老先生,直接用手工計(jì)算就拿出了于敏構(gòu)型,我國第一顆氫彈直接就是空投型的,當(dāng)量330萬噸,要知道美國第一顆氫彈可是一個(gè)60多噸的氫彈裝置,根本沒辦法空投,所以我國的技術(shù)起點(diǎn)之高完全超出了當(dāng)時(shí)西方國家的預(yù)料。
我國第一顆氫彈A2923 不過有說法是我國的于敏構(gòu)型是千層餅型,作為氫彈并沒啥問題,但如果要做成三相彈結(jié)構(gòu)就有問題了,千層餅型無法串聯(lián)構(gòu)成多級連接的無限當(dāng)量氫彈,但據(jù)說我國后來又突破了T-U構(gòu)型,造出了三相彈,所以有人說我國是唯一同時(shí)掌握T-U構(gòu)型與于敏構(gòu)型兩種引爆結(jié)構(gòu)的國家,當(dāng)然純屬聽說,各位就當(dāng)小說看吧。
1963年8月5日,蘇聯(lián)、英國和美國這些先折騰出氫彈的國家搞出了《禁止在大氣層、外層空間和水下進(jìn)行核武器試驗(yàn)條約》,之后的1977年-1979年,美國、英國和蘇聯(lián)進(jìn)行了全面禁止核試驗(yàn)的談判,再到1996年的《全面禁止核試驗(yàn)條約》。
盡管還有很多國家沒有簽署,或者簽署還未批準(zhǔn)的國家,包括美國,埃及、以色列等國。但現(xiàn)在搞核試驗(yàn)這個(gè)壓力實(shí)在是山大,所以各位想啊,我國的老一輩科學(xué)家拼盡全力在當(dāng)年“寬松”政策下搞出了原子彈和氫彈,真的是一窮二白的基礎(chǔ)上,只有科學(xué)家們的一腔熱血和聰明的腦袋,你不知道這有多難。
再一次向科學(xué)家們致敬,有你們的努力,才有現(xiàn)在的安定生活?。?/p> |
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