一枚氢弹的威力相当多少枚原子弹?

核弹并没有固定的数值,所有的核武器都有其不同的使用定位,有的是轰炸机炸弹,有的是导弹上的分导弹头,还有采用炮射的微型核弹,所以,氢弹和原子弹的当量是没有标准数值的,只能取样几种核弹进行对比。

比如人们最静静乐道的超强核弹“大伊万”,它拥有5000万吨的当量,是单枚核弹的极致,如果拿轰炸日本的广岛原子弹“小男孩”做对比,显然后者1.3万吨的实际爆炸当量实在差得远了,“大伊万”是“小男孩”的3846倍。假如按美国估算的5700万吨当量,那么将是“小男孩”的4385倍。

实际上,大伊万爆炸后,人们觉得这种威力过剩的核弹作战能效太差,也没办法通过导弹投送,因此之后核武器小型化成为潮流,氢弹们的爆炸当量也跟着缩水了。

例如美国惯用的战斧巡航导弹BGM-109A型,它携带的W80核弹就是典型的小型化氢弹,最大当量为15万吨,是广岛原子弹的11倍。

而美军潜艇上的“三叉戟2”导弹携带的W88核弹头,当量为47.5万吨,一枚导弹携带8枚,它的当量是“小男孩”的36倍。

原子弹的最大当量是美国1974年靠堆叠裂变材料制造的“国王”,爆炸当量50万吨,法国据说也制造过30万吨当量的原子弹,但这些原子弹大多不存在实用性,也就没有继续发展,目前原子弹技术主要作为氢弹的点火器存在。

但话说回来,如果不比拼当量,而以毁灭威力来算的话,原子弹也差远了,美军在“三位一体”行动中爆炸的第一颗原子弹连旁边吊着的钢罐都没损坏,“十字路口”行动爆炸的两颗2万吨级原子弹并没有摧毁掉被轰炸的战列舰和航母群,我国第一颗原子弹也是一样,连顶原子弹的钢梁都没破坏光。

但我军1967年投掷的第一颗氢弹就不一样了,这颗330万吨的核弹直接烧融了400米外的铸钢,700处的坦克被完全破坏,内部动物被碳化,3千米外一辆54吨的机车被冲击波吹走,8-10千米的狗子、兔子当场死伤过半,14千米外的砖房也被掀飞。如果是这颗炸弹丢在广岛,日本人恐怕不存在什么“战后迅速重建,两年即住人”的情况了,广岛将会被彻底的抹掉。

一枚氢弹的威力相当多少枚原子弹?

众所周知,原子弹的威力巨大,一颗下去一座城市也会瞬间化为废墟,但是在原子弹之后,又一强大的核武器出现在人们视野,那就是氢弹。早期美国向日本投下的2颗原子弹震惊世界,而这也是唯一一次原子弹用于实战的案例,那么后来居上的氢弹到底有多大威力,其威力又相当于多少枚原子弹呢?

▲氢弹爆炸万物皆灭

目前为止,全球只有5个合法拥有原子弹的国家,分别是美、俄、中、英、法。原子弹是第一代核武器,通过裂变引起爆炸,其爆炸的威力对任何国家来说都是毁灭性的。然而说起氢弹,原子弹却和它没有可比性。

▲1945年8月6日,日本,广岛市遭到原子弹袭击,城市被毁。

原子弹的威力是有上限的,也就是临界值,即维持核子连锁反应所需的裂变材料质量。初代原子弹说白了就是使用高能炸药使接近临界质量的放射性物质,因爆炸冲击波而被压缩,从而引发一系列链式反应并释放出巨大能量。

后来,科学家研究得出了一种提升核弹威力的办法,那就是通过提升链式反应利用效率,增大核弹爆炸威力。传统原子弹在爆炸时,需要释放巨大能量,链式反应才会正常进行,而此时核原料早已被炸开,爆炸产生的铀235又重回临界质量并趋于稳定,不再发生链式反应。

▲内爆式原子弹结构

由此看来,原子弹爆炸时铀235根本没有完全消耗,利用率低下。于是科学家将目光放在了提升原子弹链式反应利用率上,并发明了氢弹。氢弹的爆炸过程分2部分,即先裂变再聚变,在裂变时通过链式反应产生高温使得氘和氚发生聚变成为氢,接着释放出中子流,以此来保障链式反应持续发生,从而大大提升核原料的利用率。

▲我国第一颗原子弹

原子弹实际上又是氢弹的雷管

有了原子弹后,就可以制造氢弹。氢弹的炸药是用很轻的物质——氢化锂、氘[dāo]化锂,氘和氚[chuān]等做成的。氢弹的炸药只能在几千万摄氏度的高温下,产生热核聚变反应,这时氘核和锂在高温下结合成氦核,并放出比原子弹更大的能量和更多的中子。所以要使氢弹爆炸,必须供给它2000万摄氏度以上的高温,这种高温可以用原子弹爆炸来实现,因此原子弹实际上又是氢弹的雷管。氢弹爆炸,不是由链锁裂变反应产生的,它是由聚合反应产生的。如果用氘或氚做氢弹的炸药,在氢弹外面还可以包一层铀-238,当这些炸药爆炸时,会放出很多很快的中子,这些快中子又可以引起铀-238的裂变。这样可以増加氢弹的威力。这种氢弹实际是由原子弹—氢弹—原子弹组成的,所以又叫做三相热核炸弹。

▲原子弹和氢弹构造图

目前,最小的原子弹、氢弹,其威力为100吨TNT炸药爆炸的威力;最大的战略核武器——氢弹,其威力可以达到5000万吨TNT以上炸药的威力。原子弹、氢弹的种类很多,有原子地雷、原子水雷、原子鱼雷、原子炮等,还有核导弹。最新又制造出一种中子弹,它是由一枚超小型原子弹点火的小型氢弹,它的威力约等于1000吨TNT级炸药的威力。其爆炸杀伤半径虽然只有200米左右,但中子杀伤半径可以达到1000米。

因为引发核聚变的条件较为苛刻,所以氢弹需要以原子弹爆炸作为“引信”来引发核聚变,而早期的氢弹都是较为简单的“二相弹”(核裂变-核聚变)结构。之后,各国为了进一步增加氢弹的杀伤力和辐射能力,在原本“二相弹”外围又增加了一层贫铀外壳再行核裂变,然后就出现了“三相弹”(核裂变-核聚变-核裂变)结构的氢弹

▲三相弹结构图

不过,早期的氢弹杀伤力虽然大,但体型和重量也非常大,轻则数吨、重则20多吨(“沙皇”27吨氢弹),对于载重能力有限的导弹来说了,如此重量的氢弹很难被直接当作战斗部,所以在之后的数十年中各核大国都在核弹(包括氢弹和原子弹)小型化方面狠下功夫,最终可以轻松搭载到导弹之上。

▲中国第一枚空投氢弹“狂飙一号

▲27吨重的“沙皇”氢弹号称炸弹之王——大伊万,是人类历史上制造的不论在体积、重量、威力上都是迄今为止最强大的炸弹。

最早这枚炸弹设计的当量是一亿吨,后来发现全世界根本就找不到一个合适的试验场,简而言之是没处扔,扔下去丢哪儿都会炸到人,所以只好缩减到五千万吨,在新地岛炸就炸不到人了。

由于炸弹体积过于庞大,执行投弹的图-95轰炸机必须改装,将飞机内的燃油槽与机腹的炸弹舱门移除才能执行任务。

▲27吨重的“沙皇”氢弹号称炸弹之王——大伊万

爆炸产生的火球直径就长达4600米,迅速席卷大地,之后又迅速扩散到轰炸机投弹的高度,爆炸后产生的蕈壮云在1000公里外都能看到,蕈壮云高度比珠穆朗玛峰还高7倍多,爆炸后产生的地震波相当5.2级地震。

爆炸产生的热风甚至可以让远在170公里以外的人受到3级灼伤,爆炸的闪光还能造成220公里以外的眼睛剧痛与灼伤,甚至造成白内障以及失明。爆炸所产生的暴风压力就高达每平方吋300磅,足足吹送了将近1000公里的范围。虽然这一次试爆是在空中试爆,但是往地球传送的震波有5~5.25级的地震。

▲氢弹核爆

核爆产生的电磁脉冲将4000公里内的飞机导弹雷达通讯等设备均受到不同程度的影响,使苏军通讯失去联系长达1个小时,美国靠近苏联国土的军事基地上的军事电子设备系统也受到影响,雷达无法操作,通讯中断。

▲超级氢弹在地球核爆

距离测试地点55公里外的塞佛尼殖垦地中所有木造或砖造的房屋全毁;数百公里内的木造房屋均全毁,只有砖造或石造房屋残留,但是都没有门窗与屋顶。丢炸弹的飞机丢完就加大马力没命地往外跑,跑迟了就完蛋了。爆炸后所引发的大气扰动环绕了地球三次。算下来,比香飘飘厉害三倍,我就问你厉害不厉害?

随着科技的进步,核弹不断得到改进,而原子弹的威力也越来越大,但是原子弹是有临界值的,超过这个临界值原子弹内的核材料便会自行反应,无法继续做大。而氢弹则不同,在理论上氢弹的威力是没有上限的。普通原子弹爆炸当量为50万吨,而一枚氢弹爆炸当量高达5000万吨TNT左右,相当于100枚原子弹爆炸产生的威力。如此大的威力也让多国专家瞠目结舌,纷纷表示难以相信。

那为什么会造成这样一个结果呢?主要是因为裂变材料存在临界值,如果核裂变材料集中堆积超过一定重量,则会引起自发链式核裂变反应,也就是说可能有自爆的危险。理论上人类目前能够制造的原子弹的最大上限约为80万吨TNT当量,但是谁也不敢尝试,因为太过危险,所以50万吨已经是金字塔尖。除此之外,原子弹和氢弹比起来,还有一个先天不足,那便是转换率太低。不管是枪式结构、内爆结构,核材料的裂变转化率都很难突破20%。日本广岛爆炸的小男孩原子弹内部装有60千克铀235,最后成功裂变的只有约700克,转换率只有约1%,而核聚变在理论上的质能转化率则能达到裂变的4倍以上。

希望永远不要发生核战,因为核战没有赢家,没有输家,也没有旁观者。

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一枚氢弹的威力相当多少枚原子弹?

这个问题需要作具体比较。先来了解一下原子弹和氢弹的原理。原子弹是人类的第一代核武器,首先由美国研制成功,并在日本广岛和长崎分别投下一枚,加快了第二次世界大战的结束进程。当时原子弹的巨大威力震惊了整个世界,于是几个世界强国纷纷塌上原子弹的研制之路。到今天,合法拥有原子弹的国家有五个,分别是美俄中英法,非法拥有核武器的则有以色列,巴基斯坦,印度和北亚一个国家。原子弹的威力是有上限的。这里提一个概念,叫做临界质量,即维持核子连锁反应所需的裂变材料质量。传统原子弹的原理说白了就是将一堆质量超过该反射性物质临界质量的放射性物质放一起,或者使用高能炸药使接近临界质量的放射性物质因为爆炸冲击波而被压缩,实现实际的放射性物质质量大于其临界质量,从而引发一连续的链式反应,释放出巨大的能量。以使用铀235为原料的原子弹为例,在没有反射层的情况下,铀235的临界质量是48.8㎏。也就是说,超过48.8㎏的高密集度铀235放在一起,那么就会非常不稳定,甚至自动发生链式反应。正常情况下,提升原子弹威力,就要增加装药量。但是药装多了不稳定,很可能自己就炸了,所以原子弹的威力出现了天花板。这个天花板是50万吨TNT当量。到目前为止,人类制造的威力最大的原子弹是美国人的MK-18“国王”,其爆炸当量就是50万吨TNT。其爆炸直接致死半径2千米,有效杀伤半径达到了5.5千米,可以覆盖95平方公里的土地面积,足以摧毁一座规模相当的城市。核武器杀伤半径计算公式,及2万吨与50万吨TNT当量核武器杀伤半径对比图。

后来,科学家找到了另外一个提升核弹威力的办法,那就是提升链式反应利用效率。传统原子弹爆炸的时候,因为释放巨大的能量,链式反应才刚开始,核原料就被自己炸开了,于是碎成渣渣的铀235又重新低于临界质量,变得稳定起来,不再链式反应。所以铀235根本没有全部消耗,利用率非常低。当年美国的第一代原子弹胖子和小男孩的利用率分别只有17%和1.3%,小男孩装药64㎏,真正发生链式反应的铀只有100多克,其利用率非常惨。所以科学家将目光放在了提升原子弹链式反应利用率上,并发明了氢弹。氢弹其实就是利用核聚变的办法加强裂变,从而达到提升核原料利用率的目的。氢弹的爆炸过程分为两个部分,即先裂变,再聚变。在裂变时链式反应产生的高温高压使氘和氚发生聚变变成氦,然后释放出强大的中子流,利用中子流的轰击保证链式反应继续发生,从而大幅度提升核原料的利用率。从此,随着氢弹的成功,人类核武器的爆炸当量不再有天花板。典型原子弹

后来随着技术的进步,氢弹再一次得到改进,于是五大国洲际弹道导弹通用的三相弹产生了。三相弹(也是氢弹的一种)的爆炸又比传统氢弹多了一个过程,即先裂变,后聚变,再裂变。这样一来,同质量的核原料利用率再上升到了一个新的水平,核武器开始小型化。美国W88热核弹头,其自重只有360㎏,但是却有47.5万吨TNT的爆炸当量。一枚美国的三叉戟II潜射洲际弹道导弹可以携带8-14枚W88核弹头,是目前世界上小型化做的最彻底的一款核弹头。那么一枚氢弹的威力究竟相当于多少枚原子弹呢?我们拿最大氢弹,前苏联大伊万氢弹和最大原子弹,美国MK-18“国王”进行比较。大伊万氢弹采用夹心饼干构型,设计当量超过了1亿吨TNT。不过后来前苏联考虑到国际影响和对环境的破坏,将其进行了缩减,最后这枚疯狂的氢弹爆炸当量为5000万吨TNT左右。相比之下,最大的原子弹爆炸当量为50万吨,仅仅为大伊万氢弹的1/100。而且氢弹的爆炸当量没有上限,一枚氢弹的威力可以相当于100枚原子弹,甚至更多!不过这仅仅是爆炸当量的对比,要说破坏范围就需要根据文中图2的计算公式仔细对比了。

一枚氢弹的威力相当多少枚原子弹?

原子弹和氢弹没有可比性的!原子弹是有个临界值的,超过这个临界值原子弹内的核材料就会自行反应,也因为如此,原子弹最大也就做到几十吨TNT当量,无法再继续做大。而氢弹则不一样了,氢弹理论上是没有上限的,想做多大就做多大,人类制作的最大的氢弹“沙皇炸弹”,当量相当于5000万吨TNT,而且这还是为了多方面考虑消减了一般的当量,“沙皇炸弹”原设计可是足足1亿吨当量TNT!

实战的氢弹

实际上用于战备值班和战略威慑的氢弹当量并不大,甚至和大当量的原子弹相差无几。

美国民兵3洲际弹道导弹(MinutemanIII)采用分导式弹头,一颗氢弹头当量相当于32.5万吨的TNT。其他国家的氢弹爆炸当量也都是控制在了几十吨这个区间,少有数百万吨当量的氢弹战备值班了,更不用说上千万吨当量的氢弹了。

原因

造成各核大国纷纷把核弹头造小的原因:

当量大,体积大,投送困难

如果要把氢弹当量做大,避免不了的是要把氢弹体积和重量做大。现在投放核武器的平台主要有弹道导弹核潜艇、洲际弹道导弹、战略轰炸机。前两者对核弹头的质量和体积要求很严格的,不然就无法搭载了。如果做的过大,就只能采用战略轰炸机去运送和投放氢弹了。

(世界上最大当量的氢弹“沙皇炸弹”总重量就要27吨左右,最终是由一架经过改装的图-95轰炸机搭载并且投放,27吨的重量和庞大的体积想都不用想是塞不进核潜艇和洲际导弹里的。世界上最大的核潜艇“台风级”核潜艇就是因为潜射导弹体积缩小不了,只能把潜艇设计的更大的。)

而且核弹针对的目标都是一些拥核大国,防空力量都很强大。随着技术的发展,防空手段越来越多样越来越先进,战略轰炸机想要突破密集的防空网再投放核弹越来越困难,而游弋在大洋深处的弹道导弹核潜艇和射程超过一万公里的洲际弹道导弹随着技术的发展越来越具有威慑力,故而各个核大国纷纷转向建设更具威慑性的海基和路基核力量,核弹头与之配套的开始小型化。

曾经美国人也有想过要把原子弹威力做大,(美军曾经制作过一颗当量50万吨左右的原子弹,这是人类制造的当量最大的原子弹),由于效果不好而且体积大,没什么实战意义,还不如小型化的氢弹,故而后面就很少研究大当量的原子弹了。

目前世界上正儿八经的合法拥核国家(五常),战备值班的通常都是小型化的氢弹,原子弹只作为氢弹的“点火”装置,很少再拿来单独使用了。

一枚氢弹的威力相当多少枚原子弹?

原子弹与氢弹的威力对比是没有一个绝对数值的!原子弹是由核材料链式裂变反应释放能量的,而氢弹则是由核材料的热核聚变释放能量的,单纯的从能量角度分析,一千克核裂变材料完全裂变所释放出的能量约为2700吨标准煤,而1千克轻核材料聚变释放的能量约为2万吨标准煤,也就是说同等重量下,核聚变释放能量约为核裂变的8倍左右!所以理论上分析,同样质量的氢弹威力约为原子弹的8倍!但是从实际出发,原子弹的威力实际上比氢弹差的何止是八倍!人类历史上制造过的威力最大的原子弹为1952年美国在常春藤行动中制造的一枚名叫“KING”的原子弹,其TNT当量约为50万吨。而地球上爆炸过的威力最大的氢弹为1961年前苏联在新地岛试验的“沙皇炸弹”,其当量为5000万吨,仅仅对比威力,两者相差了整整100倍!既然氢弹可以威力可以达到如此夸张的程度,那么原子弹就不能争口气,在50万吨TNT当量的基础上继续加料吗?还真不能!原子弹不管是使用铀235亦或是钚239为原材料,其主要原理都是使用常规炸药将这些材料挤压至超临界质量,使其散发中子数达到超高浓度值,从而在短时间内发生滚雪球一般的链式裂变反应。这种反应对于原子弹的制造而言是好事,因为原理其实简单,制造起来也相对容易,所以像一些技术上其实并不牛逼的国家,例如半岛某国、印度、巴基斯坦甚至于伊朗,只要搞定了核材料,制造出原子弹都不是难事,然而核裂变的原理对原子弹的威力提高却是很大的阻碍。(核材料被压缩后,中子浓度增加,链式核裂变反应迅速完成并释放能量)

为了保证核弹头的小型化和足够的中子扩散浓度,武器级的铀235或者钚239要求是90%以上的丰度。但是丰度越高,相对来说,临界质量也就越小,所以对于核裂变材料来说,集中在一起的质量是有上限的,一旦超过这一质量,核材料就会达到临界质量而发生自行裂变!既然核装药的质量有限,那么就不能通过无限叠加核装药来提高原子弹的威力,因此50万吨TNT当量几乎就成了原子弹一个无法逾越的天堑!(苏联第一颗原子弹,这种形状一般都为内爆式原子弹,核材料从四周向中心挤压)

而对于核聚变而言,主要是利用质量较小的氢的氘、氚等轻原子核在高压高温环境(这种环境一般用原子弹爆炸产生,所以原子弹其实是点燃氢弹的火)下撞击结合成较重原子核(例如氦)所释放出巨大能量,这种反应几乎不存在所谓的临界质量(除非你能把氢弹制造得像恒星一样大),因此氢弹的装药(主要为氚化锂6)是可以无限叠加的,只要核装药越多,核聚变产生的能量也就越大,氢弹的威力也就越大!

但即使是氢弹几乎可以做成无限大,但是随着核装药的增加,其他附带设备和零件也相应增加,体积和质量也会随之增大,最后很可能失去实战性能。例如前苏联的沙皇炸弹,长度8米,直径2米,总重量达到27吨,当时苏联乃至于全世界最大的图95轰炸机都是拆除了燃油槽与机腹炸弹舱门才将这枚变态炸弹勉强装下的,而在爆炸发生后,图95差点都没飞出沙皇炸弹的破坏半径,险些就回不来了。

认识到核弹体积和威力太大根本没有任何意义,现代洲际导弹上使用的大部分都是小型化的分导式核弹头,不仅增加了导弹运载核弹头的数量,提高了突防能力,而且可以同时打击多个目标,何乐而不为?例如美国最先进的潜射型三叉戟2导弹,主要携带的是10个W87型热核弹头(氢弹),单个重量约为250千克,威力约30万吨TNT!与当初美国投掷在日本的广岛原子弹相比(当量约2万吨,重量4吨),重量只有后者的1/16,威力却达到了后者的15倍!这就是原子弹与氢弹最真实的威力差距!(美国W87核弹头维护,可见其体积真的很小!)

一枚氢弹的威力相当多少枚原子弹?

原子弹:又称“裂变武器”和“裂变弹”,威力通常在几百到几万吨级TNT当量之间(TNT炸药是一种烈性炸药)。其杀伤因素有四种:(1).光辐射。(2).冲击波,(3).早期核辐射,(4).放射性沾染。

氢弹:与原子弹相同,氢弹同样有两个其他名称,分别是“聚变弹”和“热核弹”。与原子弹相比,氢弹的工作原理较为复杂,需要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。

氢弹的威力更加厉害,小则几十万吨TNT当量,大至几千万吨TNT当量。原子弹的威力为几百吨到几万吨TNT当量,氢弹的威力则为几十万吨至几千万吨TNT当量,一个D(氘)和T(氚)发生聚变反应会产生一个中子,并且释17.6MeV的能量(14.1)一个铀235原子核完全裂变时放出的能量约为200MeV,同样质量的氢弹和原子弹完全释放能量的话,能量差距应该是235/(2+3)/17.6*200=534倍

原子弹的威力让人不寒而栗,氢弹的威力则让人毛骨悚然!

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