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人类所创造的最震撼人心的景象,非核爆炸莫属,它独一无二,又暗含毁灭。观察下面的图片,或许你会误以为那是晨曦初露的日出?然而,这其实是氢弹试验的壮观场景。
一、氢弹试验壮观瞬间如何捕捉?此图片记录的是1958年7月12日美军在太平洋的比基尼环礁实施的“硬面饼-1”(Hardtack I)系列核试验中的一项,名为“白杨树”(Poplar)的氢弹试验,其TNT当量达到了惊人的930万吨。
对于地面观测者来说,氢弹试验的壮观之处往往仅限于蘑菇云的形态,这是因为氢弹的巨大威力导致火球和初始闪光难以被地面设备捕捉。
在核爆中心附近部署的摄影设备往往只能记录下闪光出现的短暂瞬间,随即就被核弹释放的极端热辐射摧毁。而部署在较远位置的摄影机,由于地球曲面的遮挡,又常常无法捕捉到闪光画面,只能记录下蘑菇云的升起。
因此大部分的氢弹试验都选择在空中进行拍摄。当时,位于新墨西哥州的科特兰空军基地,美国空军第4926试验中队(后来演变为第1211测试中队)开始采用RB-57D高空侦察机参与核弹试验。
RB-57D是一款高亚音速双发喷气式单翼高空侦察机,其原型为英国一家公司研发的“坎培拉”轰炸机。
该机型在首次试飞成功后,被美国空军看好并购买制造权,进一步改进为RB-57D高空侦察型。
第4926试验中队的任务是在马绍尔群岛的比基尼环礁以及内华达州核试验场采集和分析核爆炸后的样品。
RB-57D凭借其卓越的飞行高度能力,能够安全地采集核爆炸区域的大气样本。
那么,氢弹有多强?
二、氢弹比原子弹强多少?氢弹的奥秘在于核聚变反应,通过极端的高温高压条件,氢的同位素——氘与氚得以被激活,促使原子核相互融合,进而形成更重的原子核,并释放出难以估量的能量。 在1952年11月16日,美国引爆了一枚名为“常春藤之王”(Ivy King)的原子弹,其威力之巨,在人类试验记录中独占鳌头,达到了惊人的50万吨当量。
然而,在人类核试验的历程中,苏联的RDS-220氢弹,即“沙皇炸弹”,才是当仁不让的王者,其体型庞大,长达8米,直径近2.6米,重量更是超过27吨,爆炸威力高达5000万吨TNT当量。
从沙皇氢弹的拆解图中,我们可以窥见一枚小型原子弹位于核心,裂变反应由小钚球触发,周围则环绕着常规化学炸药。而圆柱体部分,则是由铀元素制成的外壳包裹着的聚变反应燃料——氘化锂。
1961年10月30日,苏联飞行员在新地岛的荒岛上投下了这枚震撼世界的炸弹。随着气压传感器检测到4千米高度,电火花自动触发,化学炸药瞬间引爆。
沙皇氢弹爆炸产生的火球直径达8公里,蘑菇云直冲云霄,高度超过60公里。爆炸中心方圆55公里内的建筑物被夷为平地,160公里外的建筑也受损严重。
其产生的热量足以在100公里外造成三度烧伤,闪光更是能灼伤或致盲50公里外的人眼。此外,爆炸引发的冲击波威力,相当于一场5.0级地震。
由此可见,氢弹的威力远超原子弹,两者之间的差距高达两个数量级。那么原子弹能靠数量弥补威力吗?
三、原子弹与氢弹间的威力差距能靠数量弥补吗?
原子弹难弥合与氢弹威力差距,原因在成本高昂。以广岛原子弹为例,其核装药约50千克,但仅有不到1千克的铀发生裂变,产生的能量略小于2万吨TNT当量。
裂变过程需要链式反应,但原子核裂变释放的高温高压会使核材料迅速分散,导致中子难以继续撞击原子核,反应因此终止。这意味着在反应结束前,只有极少数原子能参与裂变,即便是现代原子弹,其裂变效率也很难超过20%。因此,要达到20万吨TNT当量,就需要50千克的铀-235。
然而,铀的价格极高,尤其是武器级铀-235,因为自然界中铀-235的含量仅为0.72%,需要通过复杂的分离技术如离心机进行提取,消耗大量资源。
另一种核弹原料钚-239在自然界中更是稀少,需通过铀-235裂变堆生产,成本同样高昂。因此,维持庞大核武库的成本对制造原子弹的国家而言是天文数字。
相比之下,制造氢弹所需的“扳机”原子弹仅重3-5千克。氢弹的核装药为氘和氚,其中氘相对便宜,而氚则较贵。但真正的氢弹并不需要直接使用氚,而是利用氘化锂-6,高温下能分解出氘,中子反应又能将锂-6转化为氚。
尽管锂-6在自然界中比例不高,但其成本相对较低,使得氢弹不仅威力巨大,而且成本相对低廉。
这种强力的武器,中国是必须掌握的,也万幸在前辈们的努力下,我们实现了这一目标,大家觉得呢?
参考资料:
[1]技术帖:造出氢弹总共分几步?.环球网.
[2]氢弹:现今杀伤力最强的核武器.环球网.
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