氢弹是利用了氢的同位素氘和氚发生核聚变反应释放出巨大的能量来实现爆炸的。
怎么制造氢弹是安理会五大常任理事国的核心机密。但氢弹的基本原理却是非常简单的。氢弹爆炸和太阳的核心中发生的核聚变反应一样,都是利用高温、高压使较轻的原子核克服原子间的库仑力,使两个原子核靠近到强相互作用力能够起作用的范围。强力会使两个原子核合并成一个原子核。在这个过程中会损失质量,这个质量就变成了能量释放出来了。它满足质能公式:E=mc²。
氘和氚(均为氢的同位素)是所有元素中发生核聚变反应需要条件最低的,所有氢弹就是用这两种元素作为聚变材料。虽然这两种材料需要的聚变条件较低,但也需要几十、上百万个大气压力,上千万度的高温才能够实现聚变反应。这样的条件非常难以达到,物理学家就利用了原子弹爆炸来提供这样的反应条件。
目前的氢弹起爆过程为:炸药点火压缩核裂变材料引发初级核爆(核裂变),初级核爆点燃次级核爆(核聚变),这个过程称辐射内爆。辐射內爆会产生大量的高速中子,中子轰击铀-238产生核爆(核裂变)。
所以,目前这一代的氢弹主要威力还是来源于核裂变,是一种比较“脏”的氢弹,它会产生大量的放射性尘埃。它的准确名称也应该称为“氢铀弹”。
还有一种小威力的氢弹是“中子弹”,中子弹的核聚变成分较大,核裂变成分非常小。它主要利用核聚变反应产生的中子流来杀伤生命。它对建造物产生的破坏较小,核污染也较小。
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