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制造一枚氢弹究竟有多难?

发布时间:2019-06-11 14:31 来源:未知 编辑:admin

  自从美国第一次氢弹试验成功已经过去60年有余,而至今也只有四个国家(俄罗斯,法国,中国和英国)能够独立制造一枚这样的武器。近期朝鲜宣布自己的氢弹试验成功,但是你目前完全可以将金正恩的吹嘘抛之脑后。

  除上述国家之外,少部分国家,例如印度、巴基斯坦、南非、以色列以及朝鲜可以制造较为简单的核武器:。但是,在世界上没有什么技术像氢弹技术能在如此长的时间里只掌握在少数国家手中,这是什么原因呢?

  也许是因为美国和俄罗斯之间的冷战威慑了一些国家不愿加入到这场恶斗之中---不过,印度和巴基斯坦并没有因此止步;也许是因为冷战之后的核不扩散 游说集团确实说服了一些国家,让他们认为自己并不需要核武器(例如南非,在1991年就放弃了这一武器)---但是伊朗和朝鲜仍然在不停尝试研发核武器。

  所以英国伦敦国王学院的核武器专家Robert Downes告诉Quartz,最有可能的原因就是这实在是太难了。让我们从制造核武器的一些基本点开始看一看为什么制造氢弹如此困难。

  核武器利用的是“强大的核力”,核力将带正电的质子围聚在原子核的周围。虽然其是短程力,但是力量非常强,大概是引力的100万万万亿倍左右,所以可以轻而易举地克服正电荷之间的排斥力。(为了对比,你可以想象如果要把两块强磁体的北极放在一起是多么困难。)

  核武器有两种,他们或是通过将大原子分裂(中的核裂变)或是将两个原子聚合成新原子(热核炸弹,亦即氢弹中的核融合)来产生强大的核力,两种反应过程都会释放巨大的能量。太阳以及其他许多星体都是类似的大型聚变反应堆。

  制造核武器的第一个障碍是找到核燃料。仅有极少数种类的原子可以满足制造所要求的大小和数量。裂变式用到的元素通常是铀或钚,或者是核聚变武器所需的是氘氚混合(它们都是氢的罕见同位素)。

  想要收集到能制造核武器级别的铀并不容易。首先需要对不稳定的铀-235进行浓缩,它大概只占天然铀的1%左右。(占其余99%的铀-238因为裂 变困难并不能用于制作核武器)。想要分离这两种同位素(基本完全一致,仅重量有差别)并不容易,需要消耗很多能量。制作第一枚时,当时的浓缩铀工厂 占地超过40英亩,管道长度超过100英里(161公里),并动用了数千部加热器和压缩机,将金属铀转换成气态以便于分离同位素。

  而想要获得氚(氢的一种同位素)就更不容易了,因为基本上就没有天然的氚,必须经过合成,而这必须要在专门设计的反应堆中才能够完成,而反应堆本身修建也相当困难,修建完成之后,一次也只能生产极少数量的氚。

  所以很多国家都没能搜集到足够的核燃料来制作核弹,以伊朗为例,它一直未能生产出足够的浓缩铀-235来启动整个核武器制造过程。2015签订的伊核协议规定,伊朗必须将其拥有的低浓缩铀全部运往俄罗斯。

  有了足够的燃料就可以开始生产基本的核武器了,下一步是需要创造一个可以引发核连锁反应的条件。

  在核裂变类型的武器中,当一个铀-235原子裂变后,产生两个中子,如果每个中子都撞击了另外一个铀-235原子,它们同样也会裂变释放另外的中 子,如此连续下去。这种情况只有在某一空间中铀-235足够多的情况下才会发生(即临界质量),因为这样才能使每一个中子都有很高几率能撞击到其他的铀 -235原子。

  在你有了足够的铀-235之后,创造临界质量就成了相对简单的事。你要做的就是在引爆核弹的时候将两小堆铀高速撞击在一起。

  而核聚变武器就复杂得多。它所要求的条件跟太阳内部环境类似:极高的温度和压力,是我们在地球上感受到的数百万倍。而核燃料需要在这样的环境下持续足够久的时间才会发生聚变。

  虽然技术细节都属于机密,但是要创造类似太阳这样的环境,首先需要进行一次核裂变爆炸。换句话说,为了引爆氢弹你必须先制造一枚,但是后者的破坏性是的数千倍。

  迄今最大的一次氢弹爆炸实验是1961年的沙皇氢弹(Tsar Bomba),其威力比用在广岛的大上3000多倍。当其在俄罗斯偏远地区进行实验时,爆炸范围100公里以内的任何人都会因其释放的辐射遭受三级 烧伤。实验后有人发现,其冲击波震坏了900公里远的窗玻璃。相当于,如果爆炸在柏林发生,它可以震坏伦敦的窗玻璃。

  但是今天制造一枚如此大小的氢弹已经毫无意义了,1945年8月在广岛投下的重量是4400公斤,而沙皇氢弹重量是27000公斤。这种类型的炸弹只能通过专门设计的轰炸机来运输。以今天的防空技术,在核武器部署之前这样的飞机就已经被击落了。

  所以今日对于核武器的要求是它们要足够的小,能用导弹运载,这让新式核武器的设计更加地困难。

  印度声称已经试验了一种热核装置,但是对其声明仍然存有争议。伦敦国王学院的核物理专家Bhupendra Jasani表示,类似印度、巴基斯坦这样的国家可能根本不是在制造氢弹,他们可能不过只是在制造升级版的。

  这种武器是通过将核燃料的利用率提高以达到更大的杀伤力,虽然在广岛投放的毁灭性是如此之强,其不过仅仅利用了其中的1.4%的铀。提高核燃 料利用率的一种办法是将一些聚变燃料放在的核心位置。这种氘和氚的混合物通过压缩产生聚变反应,这就能生成更多的中子,从而提高裂变武器的链式反 应。换句话说就是,利用一个来引爆一个小型氢弹从而达到提高威力的作用。

  因而Jasani认为朝鲜所宣称的“氢弹”实验不过只是一次加强型的实验。测震仪的读数显示朝鲜所测试的炸弹强度是可以达到的指标,而不是氢弹通常会达到的数值。

  所以如何解读金正恩要对外宣布这是一枚氢弹呢?你可以从朝鲜在核试验后发布的一份吸人眼球的新闻稿中找到线索。

  “针对以庞大的各种核杀人武器虎视眈眈窥伺侵略机会的侵略元凶美国,朝鲜掌握氢弹,是主权国家合法的自卫权利,不容任何人议论的堂堂正正的措施。”

  金正恩想做的不过只是提升他自己的形象,并且告诉他的人民们他正在竭尽全力保护他们免受外部邪恶势力的危害。并且,即便他没有氢弹,朝鲜自2006年起已经进行了4次核武器实验,这一事实也足以令人担忧。

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