一克氢弹能产生多大的威力?
不好意思,世界上不存在一克的氢弹,人类也制造不出一克的氢弹,虽然核聚变可以通过类似我国神光装置和美国国家点火装置激光照射方式以及托卡马克装置的磁约束方式人为地使微量核燃料发生聚变反应,但是这些都属于人工可控核聚变范畴,而且这样的装置动辄以足球场面积计算,重量几百吨起步,就算爆炸了能被称为1克氢弹?
(我国的人造太阳,可控核聚变装置,可见其体积之大!)
氢弹是主要以轻核聚变(氘和氚聚变成氦)而产生能量的一种武器,而轻核要发生聚变必须要有上千万度的高温和上亿个大气压作为外在条件,而制造这种程度的高温高压使用常规TNT***是远远无法达到的,因此氢弹内部安装一个***作为打火石使用。
(氢弹其实隐藏了一颗***的心)
***是裂变弹,材料主要是铀235和钚239,构型则分为有枪式和内爆式两种,但是无论何种材料的何种构型,要想最后发生核裂变爆炸都得满足一个临界质量(自行发生核裂变反应的质量)的前提条件。在现有技术之下,铀235的临界质量为15公斤左右,钚239的临界质量则为10公斤左右,虽然随着科技的进步,核裂变材料的临界质量可以进一步缩小,但是最低也是公斤级,绝不可能沦落到以克计算。
(枪式***就是用TNT爆炸挤压两块次临界铀235达到临界状态最后爆炸)
有了足够临界质量的核裂变材料,制造***还需要TNT***起爆以及钢制壳体收拢、各种电子元器件和塑料零件组合拼接,整个一套***结构下来怎么也得上百公斤了。如果在***内部放上一些氚氘混合物,那么这部分核材料会因为高温高压而产生部分聚变,释放出的中子又会大大加快外层裂变材料的裂变,这种武器就被称之为增强型***,这个重量就更大了,然而这还不是尾声!
(核弹头的内部构成)
在增强型***的基础上再附加上层层叠叠的核聚变材料和X射线透镜等装置制造出纷繁复杂的氢弹,那重量就更大了。人类历史上制造出的第一个武器级核聚变试验装置“迈克”使用液态氘为材料(湿式氢弹),重量高达62吨,完全不具备实战能力。即使后来苏联人发明了使用固态氘化锂6的干式氢弹,重量仍然是吨为单位!
(美国第一个氢弹装置,附加了体积庞大的冷却装置)
目前世界上最先进的热核弹头(氢弹)莫过于美国的W88型核弹头,它的重量不到360公斤,爆炸当量为47.5万吨,而当年的小男孩***重量为4吨,爆炸当量却只有不到2万吨,这就是核聚变的恐怖威力!那既然制造不了1克重的氢弹,我们就只能来计算一下一克核材料完全聚变后所能释放的能量了。
(W88型核弹头)
物质在聚变后会造成0.3%的物质损失,根据质能方程计算,能量=损失物质质量×光速²,套用这个公式,一克氘化锂6在完全发生聚变后所产生的能量约等于63吨TNT爆炸释放的能量,那63吨TNT是什么概念呢?美国有史以来制造过的威力最大的常规***为GBU-43大型空气燃料***,它的TNT当量约为11吨,完全致死半径为30米,有效杀伤半径超过100米,而1克氘化锂6是***之母威力的将近6倍,完全爆炸后绝对能一次性摧毁美国五角大楼!
(燃料空气***的威力,一发一栋楼)
这句话严格地来说应该这样讲,1g的氢弹是没有威力的,因为根本爆炸不了。1g制造氢弹用的聚变材料氚倒是可以计算出来大概能产生多大的能量的。
图释:核弹头小型化模型
比威力是核武器的一个重要的参数,计算方法也和简单,就是用弹头当量除以弹头的重量,很明显,当量大、重量轻的核武器比威力一定大。熊武一、周家法编写的《军事大辞海·上》中提到美国的W62型核弹头比威力为510吨TNT当量/公斤,W69型核弹头的比威力为1133吨TNT当量/公斤,47.5万吨当量的W88型核弹头重量为360公斤,约合1319吨TNT当量/公斤,这还不是最大的,比这更早的120万吨级的W56型核弹头重量才有272千克,比威力达4411吨TNT当量/公斤,也就是4411kgTNT当量/克。
如果从理论上来计算,1g氘和氚聚变产生聚变能放出327824兆焦耳的能量,相当于78吨TNT当量,相当于11.2吨标准煤完全燃烧放出的能量,但这个数值和工程上相差了数十倍以上。
图释:W62型核弹头
氢弹从本质上说是一个复杂的装置,而不是像常规化学***型弹头那么简单,所以能用1g的***做个烟花爆竹,可以被轻易的点燃,但是1g聚变材料想要“点燃”,并不是一件容易的事情,在大型的核聚变装置如“ITER”“EAST”“科大一环”都是几十吨甚至上百吨的装置,在如此庞大的装置中每次点火的聚变材料都不足1g。
图释:科大一环,重达70吨
公开资料显示1克******(TNT)爆炸所释放的能量是4184焦耳。如果是一克装药的***,足够炸掉你的手;而***的装药量仅有4克,不过也可以击毙一个人;榴弹炮的装药量为7000克,可以摧毁一座要塞;一颗***威力相当于2万吨NTN***的威力,可以毁灭一个城市等等。
这个问题似乎回答过啊。
首先说题主提到的是氢弹,那么就好办了。
核聚变是没有临界质量的,因此只要能引发聚变即可释放出巨大的能量。
以氘来计算吧,1克的氘聚变成氦会损失大约0.029158的质量,也就是0.029158克完全转换为能量。
带入E=MC²的公式里面
E=(0.029158/1000)*29***92458²=2620590350.16千焦的能量。
这么的的能量到底是多少呢?将释放出的能量如果按照TNT(一公斤TNT爆炸产生4200千焦能量)当量计算则是 2620590350.16/4200/1000=623.95吨TNT爆炸的能量。
当然了这是纯计算的结果。
简单的说就是600吨TNT当量吧。
大概的效果就是这样:
一克的氢弹能产生多大的威力?
到现在为止,仍然没有任何一种武器的威力能超过核弹!当然核弹也是分类的,大部分有核国家玩的都是***!而五常玩的则是氢弹,并且大佬们已经将***淘汰,清一色都换成了氢弹!
为何威力更大的氢弹反而比***成本要低?
一般***的威力很少超过30万吨TNT当量,而氢弹则动辄几十万吨,最高则可达上亿吨,而据理论模型显示,100亿吨TNT当量的氢弹也是能被制造出来的!
***的威力为什么有上限?
***大家都知道用的是可裂变的的元素比如铀-235或者钚-239制造的***,起爆后快中子发生器产生大量的中子,撞击铀或者钚的原子核,产生链式反应,因为一颗原子核被中子轰击裂变后平均将产生2.5个中子!
因此在指数级增长的中子轰击下,链式反应瞬间完成,裂变后亏损的质量就通过质能方程转换成了能量!因此***的威力与两个因素相关:
比如美国丢在广岛的***就有64千克铀,但真正参与裂变的不足1千克,产生了大约1克的质量亏损,释放出了大约2万吨TNT当量的能量。
这是有原因的,因为中子轰击的原子核直径太小,因此要足够多的核材料才能保证链式反应时能维持,否则中子穿透原子核之间的间隙跑到核材料外了!这个足够大的体积对应的质量就是临界质量,铀-235是52千克,而钚则是10千克。
也可以用中子反射材料增加利用率,使得临界质量可以下降!但问题是一旦越过临界质量,铀-235的自发裂变,直接发生临界事故,因此必须分开布置,爆炸时候才合到一起!
并且裂变时的高温高热会让铀-235这类核装药膨胀,距离变得更远,失去临界条件,因此在反应开始到反应结束的这段时间内,尽可能多的核材料参与裂变,据说***最高利用率只能做到20%左右。
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