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氢弹制造技术保存,

发布时间:2024-04-03 18:52:20 制造技术 0次 作者:装备制造资讯网

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于氢弹制造技术保存的问题,于是小编就整理了1个相关介绍氢弹制造技术保存的解答,让我们一起看看吧。

氢弹的原理是什么?能通俗地讲解一下么?

磁场里高速流动的物质转化为金属态氢离子,金属态氢离子的磁力矩切割磁力线释放电磁波。

氢弹制造技术保存,

原子弹是用TNT炸药引爆放射性元素产生金属态氢离子,金属态氢离子的磁力矩相互切割聚合形成新元素的同时伴生电磁波——能量。

“链式反应”是原子弹爆炸产生的冲击波层流里高速流动的物质再次裂解为金属态氢离子,产生了连续的爆炸。

氢弹是在原子弹里面添加“氘化锂”,“氘化锂”在冲击波层流里产生金属态氢离子,增强“链式反应”,形成更加剧烈的爆炸。


氢弹还有另一个名字,叫做“热核武器”,为什么会有这种叫法?这其实就跟氢弹的原理有关,我们平时所说的氢弹,就是利用轻原子核,比如氢的同位素氘(dao,同“刀”)和氚(chuan,同“川”),在极高的温度下发生聚变反应,从而在瞬间释放出巨大的能量,引发核爆炸,这就是氢弹原理的简单描述。而在这种极高温条件下轻原子核之间的聚变反应,也被称为热核聚变,所以,氢弹也就被称为热核武器。下图为氘、氚聚变反应原理示意图:
▲氘、氚聚变

不过在这里要顺带解释一下的就是,前面提到了“核聚变发生的条件是极高的温度”,但是这个“极高的温度”并没有一个严格的标准,举个例子,比如在1亿摄氏度时可以保证发生持续性的热核反应,那么如果温度只有8000万摄氏度,或者5000万摄氏度呢?核材料还能不能发生热核反应?同样也可以,只不过在这个温度下的热核反应剧烈程度远远比不上1亿摄氏度时发生的罢了(温度越高,粒子的热运动就越剧烈),或许此时的温度都不能保证热核反应能够自发的维持下去。因此,对于热核聚变来说,其发生条件是不存在严格的温度限制的,温度影响的只是核聚变反应的剧烈程度,以及能否保证可持续性核聚变。▲依靠核聚变发光发热的太阳

好了,言归正传,那么有没有办法在降低氘、氚聚变发生的温度的同时,保证核聚变是反应效率呢?有,那就是增大压力,简单来说就是营造一个拥有“相对较低的温度”以及极大的压力的反应环境,注意这个“极大的压力”,这个压力有多大呢?非常大,大到地球上难以用常规手段来实现,即“恒星内部那种级别的压力”,大家可以参考天上的太阳。所以问题来了,凭借目前的科技水平,还没有任何的常规手段可以提供武器化氘、氚聚变所需要的高温高压环境,想要起爆氢弹的话只能使用原子弹,因为只有核裂变产生的高温高压环境才能达到氢弹起爆的要求,因此,这就是为什么现在的氢弹都需要用到原子弹来当“扳机”的原因所在。下图是一种可能存在的Teller–Ulam结构氢弹示意图:

▲一个可能存在的“泰勒-乌拉姆”结构氢弹

上图中的就是一个典型的两级型氢弹结构示意简图,包括初级(Primary)和次级(Secondary)两个结构,初级结构其实就是一个小型的原子弹,中心部分包含少量的热核材料氚,主要负责提供高温、X射线和高能中子流;次级结构则是由铀-238、氘化锂6和钚-239组成,其中氘化锂6在高能中子的作用下会生产氘,然后再与氚发生热核聚变,而聚变又会产生大量的高能中子,这些高能中子反过来又会促进铀-235、钚-239和铀238发生裂变反应,释放出能量。是的,你没有看错,铀-238在高能中子的轰击下也是可以发生核裂变的,只不过不能跟铀-235一样发生链式反应罢了。因此,说到这里离,氢弹的反应原理基本上就说清楚了,而我们平时所说的两相弹、三相弹、四相弹,一直到“n相弹”,无非就是多串联几个次级结构的事情。

▲两级结构起爆步骤示意图

最后,上图中的就是两级结构的Teller–Ulam构型氢弹(是一种两相弹)起爆步骤示意图,步骤1中,初级的结构中的原子弹被引爆,然后是步骤2,原子弹爆炸产生热辐射、X射线和高能中子流,这些辐射被反射层反射;步骤3中,次级部分在热辐射、高能中子流的作用下开始发生反应,而在最后的步骤4中,聚变反应也会释放出大量的高能中子,反过来促进各裂变材料(铀235、铀238等)发生核裂变,进一步释放出巨大的能量,因此,从原理上看,现在的氢弹,其实根本就不是纯粹的聚变武器,而是称之为“聚变增强型原子弹”反而更加恰当,因为其爆炸很大一部分其实是来自核裂变的。

1号元素是氢,2号元素是氦,氢的同位素是氘和氚,这两种同位素是氢弹的核燃料,氢彈的里边有一颗原子弹,引爆原子弹,产生高温高压。然后氢同位素发生核聚变,两个原子核变成一个原子核,同时失去一部分质量产生巨大的热量(实际上是失去部分夸克,这些夸克转化成了能量)。

氢弹的当量可以达到几千万吨级。

氢弹的原理就是先利用常规炸药引爆原子弹,再利用原子弹爆炸产生的高温高压引发氘和氚的热核聚变,从而引爆氢弹。

说开了原理就是这么简单,不过实现这个原理的技术却很复杂。所以直到现在,各核大国政府还是把氢弹的设计技术列为高度的机密。目前,掌握氢弹技术的就是联合国五大常任理事国。美国1945年爆炸第一颗原子弹,爆炸的威力大约相当于2万吨TNT当量,1952年在比基尼岛爆炸了第一颗氢弹,爆炸的威力大约相当于1040万吨TNT当量,约为广岛原子弹的700多倍,美国从原子弹再到爆炸第一颗氢弹用了7年。据说美、俄、英、法这四个国家的氢弹技术类似一脉相传,都采用所谓的“T-U结构”。而中国则采用了自己设计了结构,这个构型就是“于敏结构”。并且中国从第一颗原子弹成功到第一颗氢弹成功中间只隔了2年8个月,是五大常任理事国用时最短的。

氢弹的主要原料是氘化锂-6,氘化锂-6是一种稳定的固体化合物。在原子弹爆炸所产生的高温高压下,氘化锂-6会分解,生成聚变所需要的氚(6Li+1n—→4He+3T)。而氚和氘发生聚变后释放中子,这些中子又可以和锂-6作用产生氚,于是就形成了链式循环。随着温度的升高,锂-6本身都会参与聚变(2D+6Li—→24He+22.4MeV),放出的能量也很可观,每公斤的氘化锂-6在聚变中约能产生4~5万吨TNT当量。由于氘化锂-6便于常温保存,不需要使用制冷设备,所以氢弹的体积和重量可以大大减小,能用飞机或导弹进行投放,方便用于实战。

在研制氢弹的过程中,科学家还发现氘氚聚变产生的中子能量很大,可以引发铀-238的裂变,由于铀-238没有临界质量的问题。于是可以在氢弹外层加装铀-238,利用氢弹爆炸的高能中子引发铀-238的裂变,这样就形成了三相弹,又称为氢铀弹。三相弹的步骤是裂变→聚变→裂变,威力比普通氢弹要大。但是由于铀-238裂变产生的放射性物质很多,造成的核污染很严重,因此三相弹也被称为“肮脏”氢弹,“五常”中估计没有国家用。


到此,以上就是小编对于氢弹制造技术保存的问题就介绍到这了,希望介绍关于氢弹制造技术保存的1点解答对大家有用。