原子弹和氢弹有什么区别?
区别非常大。
虽然原子弹和氢弹都被统称为核弹,但二者的原理并不相同。
从物理原理上来说,原子弹属于裂变弹,原理是原子裂变链式反应。
氢弹是核聚变反应,原理是核融合。
原子弹技术简单地说,人们利用技术手段来加速一些中子,把它们变成子弹喷射出去。
这些中子形成密集的粒子流,撞向前方准备好的核反应材料“靶子”。
“靶子”由高浓缩的铀235或钚239构成,当中子射流撞上它们的时候,便会产生被称为“裂变”的反应。
铀或钚原子被中子击中后,会分裂成较轻元素的原子,同时释放出巨大的能量。
按照当年曼哈顿工程的数据,1kg铀的裂变,能产生相当于17.5kg TNT的爆炸当量。
在裂变反应的同时,原子还会释放出平均2.5-3个“自由中子”。
这些自由中子会分散开来,形成更密集的射流,去袭击其它原子。
即1个中子轰击原子,造成原子裂变,产生能量和3个中子,3个中子再轰击另外3个原子,产生3个裂变反应和9个中子……
这种几何式扩张的裂变,被称为“链式反应”,它是原子弹技术中最关键的一环。
但原子弹的弱点也出现在链式反应上。
整个链式反应出现在极短的瞬间,所以哪怕人们备了一大块核反应材料,也无法保证它们全都参与进核反应。
如投放到广岛的铀原子弹“小男孩”,它安装了60kg铀235,但只有不到1kg来得及产生反应。
这不到1kg的裂变,造成了1.3万吨TNT当量的核爆炸。
那些没有反应的铀235材料,全在裂变瞬间让爆炸给扬了,变成了强烈的放射性污染物。
反应时间这个问题,让设计原子弹的科学家头痛了很长时间。
如果不能将原子弹爆发时间进行管控,让更多的核材料参与进反应,原子弹的威力就很难提升。
人们没什么好办法,便只能通过增加反应材料数量的方式,来提高原子弹的威力。
这造成了一段时间里,原子弹越造越大,威力却提升不大,反倒越炸越脏的现象。
还间接逼迫着美苏研制更重型的战略轰炸机。
否则,一个“小男孩”就重达4吨,体积达到3mx71cm,后面更大的原子弹怎么办?
就在这时,人们想起曼哈顿工程里一个不合群的理论核物理专家爱德华·泰勒的核融合理论。
泰勒在50年代被美国政府从大学里召回,主持了氢弹研发工作,成为“氢弹之父”。
氢弹是聚变弹,原理为热核聚变反应。
它使用的材料是氢同位素氘(重氢)氚(超重氢),有些资料直说是氘化锂6。
1g氘化锂6反应释放的能量,是同等重量的铀235的3倍+。
氢弹可以视为原子弹的换代升级版,反应更彻底,释放的能量更大。
但它又不等同于原子弹,因为反应原理完全不一样。
关键就在这个“核融合”反应上,这个词儿与核聚变、热核反应是一个意思。
太阳这些恒星就是颗在不断核聚变的星球。
与射气球一样的核裂变不同,为了引发氢同位素的聚变反应,人们会制造出超高的温度和压力。
在超高温超高压的条件下,原子核会发生相互的聚合作用。
这样,就会诞生出新的,融合了质量的原子核,并产生剧烈的能量释放。
实际上核心原理与原子弹还是一样的,即促成原子核的融合变化,让其1+1,从一种原子核转化为另一种原子核,同时获取这个反应过程中产生的能量。
换个更容易理解的说法:
可以把氘氚材料看做是一块C4塑料炸弹,任你踩、烧、砸,它都不会炸。
但如果你用雷管去引爆,它就会变成凶猛的爆炸物。
氘化锂这类聚变材料就是如此,平常它们再普通不过,但只要通过手段去“点燃”,就能产生强悍的聚变反应。
只不过,这个“点燃”的手段很特殊,原子弹用TNT“点燃”,氢弹用的是原子弹点燃。
氢弹里面包含了一颗原子弹,称为内爆弹,用于氢同位素的“点火”,这是最简单的让氘氚元素聚变的办法。
否则,哪里去获得超高温高压?
实际上,当代可控核聚变技术也卡在这里,因为人们不能像引爆氢弹这么粗暴任性,所以只能呕心沥血地研发等离子约束、激光、托卡马克磁约束、重力场等黑科技。
而且,核融合比核裂变反应得更完全,所以尽管同等重量的氘化锂6威力仅仅是铀235的3倍+,却因为参与反应的物质多了很多,让氢弹的威力能十倍、百倍于原子弹。
当年苏联吃饱没事儿干制造的“大伊万”氢弹,起手当量1亿吨TNT,临时缩到5000万吨,是“小男孩”的3800倍。
而“大伊万”的重量才26吨,仅为“小男孩”的6.5倍。而且它非常干净,很环保。
所以,氢弹才是真正的实用型核武器,它们能更容易地实现重要的“核武器小型化”。
人们可以把威力超过广岛原子弹几十倍的氢弹,做到仅西瓜大小,装到巡航导弹或鱼雷中。
人们还能制造出一堆威力更巨大的核弹,七八上十个的塞进洲际弹道导弹中。
一旦核战争爆发,这些“快递”瞬间就能腾空而起,从亚轨道甩下一片密集的核弹覆盖式打击。
原子弹和氢弹有什么区别?
原子弹和氢弹有什么区别?
原子弹和氢弹都属于核武器,但两者的差异却十分巨大,最简单的区别则是氢弹威力远比原子弹大,而原子弹的单位当量成本却比氢弹要高得多!
威力大的氢弹为什么成本更低?大家都知道原子弹用的是裂变材料,所以有人将原子弹称为裂变弹,它的原理则是重核裂变,能裂变的重元素很多,但一般用的都是铀-235和钚-239,它们裂变的过程略有区别:
铀-235遭遇一颗热中子撞击会裂变成钡-141和氪-92,多余2-3颗中子又能让更多的铀原子核裂变,如下图:
这就是链式反应的过程,一直到裂变“所有”铀-235的原子都参与了裂变,而钚-239的裂变则如下:
尽管产物有些不一样,但两者能量释放比例差不多,大约在0.094%,接近1‰左右,广岛的原子弹属于铀弹,64千克铀大约有1千克产生了裂变,产生了1g的质量亏损,大约相当于2万吨TNT当量。
原子弹成本也就在这里了,第一个铀-235提纯太困难,因为自然界的铀只有0.72%属于同位素235,其他都是238,这个不能裂变,所有要提纯,这个能量消耗太大了。
离心机
另一个则是裂变效率太差,由于裂变材料存在临界质量(到达一定质量后会自发裂变),因此要分开存放,比如广岛原子弹用枪机式(分两块,引爆时合在一起),长崎的原子弹则是内爆式,像花瓣一样,爆炸时挤到一起。
这种方式引爆后裂变能量快速释放会导致材料间距离越来越远,因此裂变开始没多久就中子就撞击不到原子核了,所以裂变结束,留下了大量未裂变的材料被炸飞了,实在是太浪费。
假如按广岛原子弹造一颗百万吨级当量的核弹,那么需要50*64千克=3.2吨铀-235,能把当年二战时的美国人干破产了,所以就算后来裂变效率搞了(20%,广岛原子弹才1.6%)也不会造很大,最大也就30~50万吨,因为成本实在是太高。
为何氢弹的成本更低?
氢弹需要原子弹来引爆,氢弹怎么就更便宜了?道理很简单,因为引爆氢弹的原子弹只需要入门级!而氢弹用的氘氚材料尽管很贵很贵,但却可以用氘化锂在原子弹爆炸过程中“现场生产”氘和氚,这玩意儿虽然不是白菜价,但也贵不到哪里去。
所以当原子弹引爆氢弹时,原子弹只需要千吨级甚至更低,此后的事情就交给中子了,氘化锂受热就会分解出氘,获得中子后就会变成氚,如下图:
所以你就知道了单位当量的氢弹要比原子弹成本低得多,而且氢弹还是可变当量的,也就是说我可以调整氢弹到底让它爆多少当量,方便实用,简单高效,只是它的引爆结构实在是太复杂了,所以全球除了联合国五常以外,暂时还么有国家拥有氢弹,而有原子弹的国家差不多快十来个了。
无限威力的氢弹是真的吗?有人说氢弹的威力可以无限大,是真的吗?
答案是肯定的!因为有一种结构,可以把氢弹串联起来形成一个无限大当量的氢弹,而这种结构则叫做三相弹,说它是三相,但其实可以一直串联形成N相弹,它的原理说起来倒是简单的很,就是把原子弹引爆氢弹的那一套一直串接下去。
比如原子弹引爆时让第一级氢弹中的氘化锂-6分解成氘氚并聚变,然后第一级氢弹引爆让第二级开始分解并聚变,如此这般一直下去,直到爆出一个无限大威力的氢弹。
比如沙皇炸弹就是一个三级串联型氢弹,设计威力为1亿吨TNT,实际试爆时减当量为5000万吨,而美国人则打算造过10亿吨级的氢弹,并且还曾设计过100亿吨的爆炸模型,想想也是在是太可怕了。
原子弹和氢弹有什么区别?
Atomicbomb原子弹,氢弹/hydrogenbom,还有neuerobomb中子弹、统称nucIerweapon核武器。 核武器,是利用核裂变或者核聚变反应产生的巨大能力以及爆炸产生核热/光辐射、破坏力、冲击波,核武器的破坏是毁灭性的、更恐怖的是持续性核辐射以及核污染……
原子弹爆炸造成的破坏 、核辐射、核污染持续性给日本侵略者带来处罚的同时、给环境带来的影响时至今日仍然存在……
50多年前美军在西班牙发生的核事故“西班牙折箭”影响至今、美军一架载有氢弹的B-52轰炸机与一架加油机加受油作业过程中发生碰撞、两架飞机坠毁、氢弹也发生碰撞、虽然没有发生恐怖的爆炸、但是,氢弹受损发生核泄漏污染了当地的水源和大面积地表清理被核污染的工作时至今日仍然继续着…… 和平利用原子能给人类带来的能源“福利”的同时、核污染随时随地也威胁着人类的安危。
原子弹与氢弹都属于核武器的一种。核武器是指利用能自持进行的原子核裂变或聚变反应瞬时释放的巨大能量,产生爆炸作用,并具有大规模毁伤破坏效应的武器。按其装料和主要杀伤因素,核武器可分为原子弹、氢弹和中子弹等。
原子弹又称为裂变武器或裂变弹,其核装料选择易裂变原子核的铀-235或钚-239等,利用铀、钚等原子核分裂所产生的巨大能量进行杀伤和破坏。原子弹的威力通常在几百到几万吨级梯恩梯(TNT)当量之间。1945年,美国曾在日本广岛和长崎投放原子弹,加速了日本的投降。这是人类历史上第一次将核武器用于实战。
氢弹是指利用特制的原子弹作为引爆装置,点燃氘、氚等轻原子核的自持聚变反应,瞬时释放巨大能量起杀伤破坏作用的核武器,又称聚变弹或热核弹。氢弹的威力小则几十万吨梯恩梯当量,大至几千万吨。它可通过设计增强或减弱某些杀伤破坏因素,其战术技术性能比原子弹更好,用途也更广泛。
原子弹的燃料是高原子序数的材料,例如铀、钚等,这些材料都是自然界中储量稀少甚至需要人为制造的材料,且自带放射性。只要有足够的中子,就能够触发这些材料的裂变,通俗地讲,一个大原子核分解成两个或多个小原子核,在这个过程中发生了质量亏损,并且释放出了巨大的能量。
而氢弹使用的燃料是氢的同位素,氘和氚。相比较原子弹燃料来说,原子序数小。而其反应也不依赖中子,而是需要极高的温度和压力。这个温度和压力是也么来的呢?现有的科学技术水平根本无法造出武器级的这种环境,目前只能依赖原子弹。换句话说,每一颗氢弹的爆炸,都有一颗原子弹"打先锋"。正因为这个情况,氢弹的核聚变反应也被称为"热核反应"。
原子弹的燃料是重核,反应过程是重核裂变为轻核,需要有中子的参与,而氢弹的燃料是轻核,反应过程是多个轻核聚变成为一个较重的核,需要高温高压的环境。两者虽然同为核武器,同样能释放出巨大的能量,但其原理确有不同之处。
原子弹和氢弹有什么区别?
原子弹是利用核裂变的原理产生巨大能量,爆炸会造成长时间的爆炸污染;氢弹的区别是利用核聚变原理长生巨大能力,其爆炸能力比之原子弹成倍的增长,但是需要一颗小型原子弹在中间爆炸让其达到产生核聚变的条件,核裂变威力大但是不产生后续污染,核聚变长生的放射性污染周期就比较长了!1、原子弹
二战前德国科学家发表了核裂变的论文,后来意识到这种东西可以用来制造武器,但是为时已晚。二战中德国和美国相继进行原子弹的研发,德国在原子弹的理论研发上很快完善并准备生产,但是整个过程遭受到一些有良心的德国科学家的暗中阻扰,以及英国特种部队付出巨大牺牲,让德国在挪威的重水工厂生产的重水付之东流,最终不得不放弃!美国在爱因斯坦这个“科学家大咖”的帮助下顺风顺水的完成了原子弹的研发和建造,并投放到了日本的长崎和广岛!
原子弹的原理就是通过重元素铀235或钚239的核裂变释放出巨大能量来产生杀通过重元素铀235或钚239的核裂变释放出巨大能量来产生杀伤力,会形成巨大得爆破力和冲击波,而且在爆炸后还会性能核辐射、放射性污染对生物造成持续伤害,这个地区很长时间就不能住人了。原子弹的威力虽然很大,但是却并不能无限做大,目前世界最大的原子弹也就是美国实验中爆破的那一颗50万吨级的国王原子弹,爆炸当量为50万吨,这已经是原子弹的最大极限了,而像广岛和长崎的原子弹当量分别是1.3万吨和2万吨!
2、氢弹。后来美国人在原子弹的基础上发展处了氢弹,通过激发激发氢元素的同位素氘和氚核聚变,来释放巨大威力的,这个威力就在原子弹的基础上成倍的增长了。
氢弹的基础原理就是外围包裹着氘和氚,内部是一颗小型原子弹。通过原子弹的爆炸产生的超高温让氘和氚核聚变,释放出远超过核裂变的能量。氢弹能力不知道有没有上线,但是至少上线是非常高的。目前人类最大的氢弹是苏联时期试验的“大伊万”,相当于当量5000万吨,直接将原子弹的威力基础上提高了100倍,而且还可以做得更大,上亿吨当量都没有问题!
但是后来美苏都发现这样的氢弹实在有些太疯狂了,而且破坏力惊人,其爆炸产生的蘑菇云高达70公里,关键产生的电磁干扰直接绕着地球传播了3圈,4000公里的范围内的飞机、雷达设施、通讯系统全部被干扰无法使用,这样的破坏力是苏联自己也没有想到的,之后人类就再也没有进行过如此破坏力惊人的氢弹试验了!
综合来说,原子弹和氢弹的区别主要还是原理的不同,原子弹靠核裂变;氢弹这是靠核裂变——核聚变,而核裂变只是起到引信的作用。另外原子弹爆炸会产生长时间的核污染无法住人,而氢弹因为中心的原子弹其实很小,外围的核聚变则是一种清洁的质能转换能源,不会产生环境污染,因此氢弹威力虽然大,但是最清洁的核武器了!
原子弹和氢弹有什么区别?
原子弹是核裂变,氢弹是利用原子裂变产生的能量引发核聚变。
原子弹和氢弹有什么区别?
Atomicbomb原子弹,氢弹/hydrogenbom,还有neuerobomb中子弹、统称nucIerweapon核武器。 核武器,是利用核裂变或者核聚变反应产生的巨大能力以及爆炸产生核热/光辐射、破坏力、冲击波,核武器的破坏是毁灭性的、更恐怖的是持续性核辐射以及核污染……
(二战时期美国投到日本广岛的原子弹“小男孩”/和投到长琦的“胖子”模型弹,两声巨响结束日本军国主义侵略者的罪恶野心……)
原子弹爆炸造成的破坏 、核辐射、核污染持续性给日本侵略者带来处罚的同时、给环境带来的影响时至今日仍然存在…… 核辐射、核污染持续性危害才是核武器的真正威力……(氢弹原理结构图)所以说核武器、原子弹、氢弹、中子弹是名副其实的……“脏弹” 。
原子弹是/核裂变。
氢弹是/核聚变。
50多年前美军在西班牙发生的核事故“西班牙折箭”影响至今、美军一架载有氢弹的B-52轰炸机与一架加油机加受油作业过程中发生碰撞、两架飞机坠毁、氢弹也发生碰撞、虽然没有发生恐怖的爆炸、但是,氢弹受损发生核泄漏污染了当地的水源和大面积地表清理被核污染的工作时至今日仍然继续着…… 和平利用原子能给人类带来的能源“福利”的同时、核污染随时随地也威胁着人类的安危。 日本福岛核电站因地震造成损坏发生了恐怖的核泄漏事故、清理核污染物还在进行过程中…… 都是“脏弹”。
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