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时间:2024-06-07 12:21:29编辑:笔记君

为什么原子弹分为铀弹和钚弹?它们各有什么优缺点?

铀弹与钚弹的区别就是弹芯装料,铀弹的弹芯装料就是用核材料“铀-235”,钚弹的弹芯装料就是用核材料“钚-239”。钚弹同位素衰变比较厉害,寿命确实较铀弹要短。就算如此它们的威力也不相上下。由于钚弹中使用的钚-239原料加工困难,保养成本高,但威力大体积小,很适合做战略武器;铀弹的铀-235提炼成本高,体积大,用量多,但保养简单,当量控制方便,适合做战术武器。不过现在很多核武器都用铀钚的混合弹芯。铀比钚便宜3倍 钚比铀毒性大的多,铀比钚半衰期长一个数量级所以铀弹比钚弹战略储备时间更长更容易维护。铀弹的优点就是制造容易,缺点是铀浓缩太困难,简单的枪式结构就能造出原子弹,以广岛上空爆炸的“小男孩”为例,这个原子弹的铀235被制成2个半球,共有64千克的铀,还包括起爆装置、反射层、高能炸药、中子源这几个核心部件;当起爆装置引爆炸药后,高压推动一个半球撞向另一个半球并将两者挤压在一起,这样就会达到触发链式反应的“临界值”,此时在中子源的帮助下链式反应正式开始。反射层的作用是将链式反应释放出来的中子反射回去,持续参与反应,并延缓爆炸膨胀的速度,以求尽可能多的铀235参与到链式反应中来,释放出尽可能多的能量。钚弹的优点是钚239的提纯很容易,但想要随心所欲的引爆它却很困难,这是因为浓缩钚239中有一种杂质,叫做“钚240”,别看它只是多了一个中子,却有一个十分要命的问题,钚240会“自动裂变”释放出高能中子,这个中子就会提前引爆核弹,因此大块高纯度的浓缩钚是很危险的,它随时可能自爆,这就是钚弹的缺点。

为什么原子弹分为铀弹和钚弹?有何区别?

铀弹与钚弹的区别就是弹芯装料,铀弹的弹芯装料就是用核材料“铀-235”,钚弹的弹芯装料就是用核材料“钚-239”。钚弹同位素衰变比较厉害,寿命确实较铀弹要短。就算如此它们的威力也不相上下。由于钚弹中使用的钚-239原料加工困难,保养成本高,但威力大体积小,很适合做战略武器;铀弹的铀-235提炼成本高,体积大,用量多,但保养简单,当量控制方便,适合做战术武器。不过现在很多核武器都用铀钚的混合弹芯。铀比钚便宜3倍 钚比铀毒性大的多,铀比钚半衰期长一个数量级所以铀弹比钚弹战略储备时间更长更容易维护。铀弹的优点就是制造容易,缺点是铀浓缩太困难,简单的枪式结构就能造出原子弹,以广岛上空爆炸的“小男孩”为例,这个原子弹的铀235被制成2个半球,共有64千克的铀,还包括起爆装置、反射层、高能炸药、中子源这几个核心部件;当起爆装置引爆炸药后,高压推动一个半球撞向另一个半球并将两者挤压在一起,这样就会达到触发链式反应的“临界值”,此时在中子源的帮助下链式反应正式开始。反射层的作用是将链式反应释放出来的中子反射回去,持续参与反应,并延缓爆炸膨胀的速度,以求尽可能多的铀235参与到链式反应中来,释放出尽可能多的能量。钚弹的优点是钚239的提纯很容易,但想要随心所欲的引爆它却很困难,这是因为浓缩钚239中有一种杂质,叫做“钚240”,别看它只是多了一个中子,却有一个十分要命的问题,钚240会“自动裂变”释放出高能中子,这个中子就会提前引爆核弹,因此大块高纯度的浓缩钚是很危险的,它随时可能自爆,这就是钚弹的缺点。

铀弹和钚弹分别有什么特点?它们的区别是什么?

铀235和钚239都可以作为核弹弹的装料。用钚239(239Pu)装料的叫做钚弹。用铀235(U235)装料的叫做铀弹。

  一颗铀弹的装料大约为15~25kg,钚弹装料大约为5~10kg。枪式核弹因易产生过早点燃现象,不能用钚装料。内爆式核弹爆炸效率高,钚可作为内爆式核弹的装料。
  1945年美国投于长崎的核弹就是钚弹,爆炸威力估计为2万当量。


贫铀弹的主要成分是低放射性的铀,铀原子的相对原子质量是...

【答案】A
【答案解析】试题分析:根据在原子中,质子数=核电荷数=核外电子数判断,铀原子核内含有92个质子,由于原子的质量都集中在原子核上,故有相对原子质量=核内质子数+核内中子数,所以铀原子核内含有的中子数=238-92=146。故选A
考点:原子的定义与构成
点评:对于原子来说,核内质子数=核外电子数=核电荷数,相对原子质量=核内质子数+核内中子数,要熟记这两个等式。


请问原子弹铀弹与钚弹的具体区别

1、装料材质不同铀弹使用的是铀235;钚弹使用的是钚2392、装料质量不同一颗铀弹的装料大约为15~25kg;钚弹装料大约为5~10kg。3、综合威力不同因为钚弹没铀弹稳定,而且钚的毒性巨大,用钚作核燃料可提高核武器的威力(威力质量比)。4、制造难度不同钚239是铀238经过中子照射蜕变形成的,通常钚239需要对反应堆核废料进行处理后才能提取,钚弹中钚239的浓度必须达到93%以上,由于钚239的获取相对容易,一些实力不强的国家通常先研制钚弹。铀都是要天然提纯,技术很高,天然铀矿石中铀235仅占0.7%,为获取高纯度铀235,通常要采用物理方法把天然铀矿石中的铀238分离出去,不断提高铀235的浓度。当铀235的浓度达到90%以上,就可以满足核武器的要求。

贫铀弹的危害有哪些?

贫铀弹采用了铀浓缩过程中产生的大量废料制成的,主要成分是具有低放射性的铀238。铀是高密度金属,而且有毒,还有很强的放射性,其燃烧时的烟雾能引起严重的生态环境污染。贫铀弹在击中目标时所产生的巨大动能造成弹头破碎,形成粉末状碎屑一旦散落到空气、土壤以及河流湖泊里,经过饮用水源和食物链的循环最终进入当地居民的体内,形成的毒性和微放射源,对身体造成严重的伤害,破坏人体的造血和生殖系统,引起白内障,诱发癌症、白血病及各种神经系统疾病,严重的还会引发新生儿畸形。威力纯的贫铀硬度和强度都不高,但一旦加入其他成分,其硬度就会成倍提高,如加入0.75%的钛,制成贫铀合金,经热处理后,硬度可达到钢的2.5倍。在击中目标的瞬间,贫铀弹能够产生6000度以上的高温,软化弹着点的装甲,降低装甲的强度,使穿甲弹破甲而入。因此贫铀弹多被用来毁伤以坦克为主的敌方装甲目标,是对付复合装甲和反应装甲最好的武器,也是坦克最怕遇到的武器。以上内容参考 百度百科-贫铀弹以上内容参考 人民网-俄媒:北约2011年轰炸利比亚时曾使用贫铀弹

贫铀弹有辐射吗

贫铀弹是一种含有贫化铀的弹药,广泛用于军事行动中。贫化铀是一种强化金属的物质,硬度比钢铁还要高,因此非常适合用于制造子弹、炮弹、坦克炮等武器。但贫铀弹使用过程中,是否会产生辐射呢?



从理论上来说,贫铀弹在击中目标后,其金属部分会被部分氧化,形成含有铀的粉尘,这些粉尘会散落在作战区域。由于贫化铀的放射性较强,所以一些人认为贫铀弹会产生辐射。



但实际上,由于贫铀弹的铀含量非常低,因此即使释放了铀粉尘,对人体的辐射影响也非常微弱。例如,如果用一枚贫铀弹轰炸一个城市,对居民的辐射剂量也只会比地面自然辐射略微高一些,不会对人体造成即时的危害。



当然,贫铀弹的爆炸会产生一定的噪音、冲击波、烟雾等影响,这些影响也可能会对人员造成伤害或影响人员健康。但这些影响并不是来自于辐射,而是来自于弹药本身产生的爆炸、摩擦、火焰等效应。



因此,可以得出结论,贫铀弹的辐射问题并不是很严峻。但是,贫铀弹作为一种非常残忍的武器,其使用会对目标造成非常严重的影响,包括破坏环境、破坏基础设施、打击民众精神等多方面。因此,应该尽量限制和禁止贫铀弹的使用。



另外,由于贫铀弹使用后可能会产生铀粉尘,因此进行清理时需要采取一些特殊的防护措施,以避免人员吸入铀粉尘导致辐射污染。清理工作应该由专业的人员和设备来进行,以确保清理工作的安全性和有效性。



总之,贫铀弹并不会产生辐射,但其使用会对人员和环境造成严重的影响。全球应该联合起来,共同制定禁止贫铀弹使用的国际法律,保护世界上每个国家和人民的安全和健康。


贫铀弹的危害

贫铀弹的危害主要有以下两点。一是它的化学毒性。贫铀属重金属,比铅、汞密度还要大,其毒害作用比铅、汞还强。当铀进入人体后,将会缓慢地被溶解吸收,之后其毒性作用就会显现。其对人体的伤害主要是导致肾小球细胞坏死、肾小管管壁萎缩,从而使肾的血液过滤功能下降。二是放射性伤害。贫铀的放射性主要是α射线,其粒子在空气中射程只有2.73厘米,仅能穿透人体皮肤角质层,因此基本不存在外照射,但贫铀弹燃烧时,汽溶胶化的氧化铀和贫铀微粒可以进入人体内部,会形成严重的内照射,致使人体器官等部分会受到严重损坏。


贫铀弹是什么意思

贫铀弹是指以含有铀238的硬质合金为主要原料制成的炮弹和枪弹。其作用原理跟普通穿甲弹相同,是利用贫铀合金的高硬度、高比重和高熔点依靠动能来穿透目标,其多用来毁伤坦克等装甲目标。其主要成分是铀238,具有一定的放射性,但由于其半衰期较长(4.468×10^9年),所以其放射性相对弱于铀的其他同位素。自然界中的贫铀:自然界里的铀是由铀234、铀235及铀238这三种放射性同位素组成。其中只有铀235是裂变元素,能够用于核裂变反应,用于生产核武器及作为核反应堆燃料。纯天然铀中铀235仅占0.72%,铀238占绝对优势,因此天然铀必须加工处理成高含铀235的浓缩铀。以上内容参考:百度百科--贫铀弹

中国有没有贫铀弹

已经帮你查询到结果:中国没有贫铀弹。贫铀弹是一种微量元素弹,由不同比例的钚和铀组成。钚和铀比率大于90%,但又处于介于含量以下的中度贫铀状态。它的反应比一般的高纯度材料要弱得多,因此它的性能更便宜,也更容易生产。贫铀弹主要由美国、俄罗斯和欧洲制造。它们被广泛用于航空能源、核反应堆技术、医学研究和军事用途等领域,但未发现其他国家使用该技术。中国在过去几十年发展了一些有关原子能的技术,但依然没有采用这种技术来制造贫铀弹,因此中国没有贫铀弹。【摘要】
中国有没有贫铀弹【提问】
已经帮你查询到结果:中国没有贫铀弹。贫铀弹是一种微量元素弹,由不同比例的钚和铀组成。钚和铀比率大于90%,但又处于介于含量以下的中度贫铀状态。它的反应比一般的高纯度材料要弱得多,因此它的性能更便宜,也更容易生产。贫铀弹主要由美国、俄罗斯和欧洲制造。它们被广泛用于航空能源、核反应堆技术、医学研究和军事用途等领域,但未发现其他国家使用该技术。中国在过去几十年发展了一些有关原子能的技术,但依然没有采用这种技术来制造贫铀弹,因此中国没有贫铀弹。【回答】


什么是贫铀弹?

贫铀弹是什么?有何危害
贫铀弹铀金属分离出铀-235以后,剩余的部分基本上是铀-238,还是放射性元素,必须采取严格措施保管,但是发射后,不可能再与人隔离,污染弹著点附近环境
贫铀弹算是什么武器
贫铀弹是指以含有铀238的硬质合金为主要原料制成的炮弹和枪弹。其作用原理跟普通穿甲弹相同,是利用贫铀合金的高硬度跟高熔点依靠动能来穿透目标,其多用来毁伤坦克等装甲目标。其主要成分是铀238,其本身没有放射性,但是由于其是制备铀235等放射性同位素的副产品,所以其中不可能绝对不包含铀的放射性同位素,所以贫铀弹还是具有放射性,但是放射性不强,主要是阿尔法射线,不进入人体一般不会对人体构成伤害。美国原子能标准委员会(NRC)将U235低于0.711%的铀定为贫铀,美国国防部标准为U235含量在 0.3%以下,而实际使用的标准是0.2%。

1991年的海湾战争。美军大量使用了贫铀弹,美国发射的贫铀弹使大量贫铀散落在波斯湾地区,造成该地区的严重铀污染。海湾战争后,在伊拉克南部巴士拉等战地,辐射强度骤然增大,无端患病者特别是血液病和癌症患者急剧增多。调查表明,伊拉克战后的的癌症死亡率是战前的十倍。其中受害最重的是儿童,癌症死亡率高达千分之十六。紧接着,美国自己也尝到了使用贫铀弹的苦果,参战的多国部队特别是美军老兵中也出现了“海湾战争综合症”,患者的痛苦难以言表,给他们本人及家人产生了严重的身心创伤,也引起人们对贫铀弹的关注。1998年8月,美国防部曾专门发表了研究报告《海湾战争中的贫铀弹》,2000年12月19日又发表《海湾战争中的贫铀弹(二)》,极力否认贫铀弹是海湾战争综合症的主要杀手。不过,事实胜过雄辩,贫铀弹绝对脱不了干系。

科索沃战争在该地区形成了众多污染区,威胁着数十万人的健康,也给参战士兵的健康造成了不良后果。据2000年的报道称,曾参加科索沃战争的欧洲士兵中,意大利有8人患白血病死亡,还有30名被怀疑患癌症;比利时有5人死于癌症;西班牙有11名患癌症,5人死亡。其它国家的士兵均有被诊断出患癌症的。



所谓的“海湾战争综合症”、“科索沃战争综合症”贫铀弹在一定程度上是由使用贫铀弹引起的。主要表现为体质下降,心情烦躁、头痛,肌肉关节痛,睡眠障碍等症状。
什么是贫铀弹?有辐射么?
有辐射,不过比天然铀还低。天然铀半衰期四十多亿年,对人基本上没什么危害,别说更低的贫铀 了。
贫铀弹是什么东西
贫铀弹是指含98%浓度的铀与铝和钛的合金制成的高密度、高韧性的做弹芯的炮弹和炸弹,贫铀弹爆炸时,能产生6000度的高温,化学反应,穿透力极强,性能好于钨合金弹芯。多用来穿透坦克装甲和高防护建筑物。其主要成分是铀238,具有放射性,铀半衰期4.468×10^9年,对人体及自然生态环境有潜在危害。

1943年8月,美国曼哈顿计划的研究小组曾经给五角大楼写过一个报告里面提及了”使用贫铀弹及铀238废料制成的弹药,沾染敌方土地,削弱敌方的战争潜能“。
贫铀弹属于核武器吗?
贫铀弹不是核武器,但它对人体的危害不亚于核武器。贫铀弹是指以贫铀为主要原料制成的炸弹、炮弹或枪弹。贫铀是从金属铀中提炼出铀二三五以后的副产品,其主要成份是具有低水平放射性的铀二三八,故称“贫化铀”,简称“贫铀”。它的密度为每立方厘米十八点七克,是钢密度的二点五倍。但纯贫铀的硬度和强度都不高,必须添加别的成份,例如加入百分之零点七五的钛,制成贫铀合金,再经过热处理,强度可比纯铀高三倍,硬度可达到钢的二点五倍。用这种合金做弹芯制造的弹药在击中目标时,其爆炸力和产生的高温远远超过一般的弹药,可以穿透很厚的装甲,是对付现有复合装甲和反作用装甲的最好武器。一九九一年海湾战争时,美军的A-一○型攻击机就使用这种贫铀弹使伊拉克的坦克部队在短时间内遭到毁灭性的打击。美军目前生产的贫铀弹有四种口径,分别为二十五毫米、三十毫米、一○五毫米和一二○毫米,共八个型号,最大穿甲厚度可达八百至九百毫米。
解释下贫铀弹?贫铀弹是不是核武器?
贫铀英文简称DU(DEPLETED URANIUM)。在天然铀中而用于核武器的铀235只占天然铀成分中的0.7%。提炼铀235之后的铀238就成为了贫铀。贫铀弹基本就是泛指各种具有贫铀弹芯的高速穿甲弹。铀238虽然没有铀235那样的强辐射性,但能够发出一定的α射线,而且半衰期长达44.9亿年。贫铀弹是弹芯用贫铀合金制成的炮弹或炸弹。

而核武器是利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量,产生爆炸作用,并具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。其中主要利用铀235(厬U) 或钚239(厱Pu)等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器,通常称为原子弹;主要利用重氢(娝H,氘)或超重氢(婤H,氚)等轻原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器,通常称为氢弹。

所以确切的来说不算。


铀弹的威力

这座边长3公里的核弹立方体被引爆后,形成的核火球巨大得难以描述,威力很大。整个南美洲都可以看得见,爆炸的威力是如此强大,坚硬的岩层就像水面一样被砸开,在爆心100公里内所有的一切,山脉、森林、峡谷全部化为乌有。爆炸产生的大量碎片以极高速度直冲云霄,有些直接逃离出地球,更多的重新落回地面,变成了炽热又高速的巨型弹片,基本上陆地大型生物在这一轮火的风暴中会被全部杀死。爆炸产生的地震是全球性的,没有任何建筑可以在这样剧烈的地震下幸存,所有的建筑物全部倒塌,巨大的冲击波会折断南美洲的每一棵树。而这次核爆形成的:不会彻底遮蔽阳光,地球会很快变成一个冰封的地球。铀弹铀235和钚239都可以作为原子弹的核装料,用铀235(U235)装料的叫做铀弹。铀原子弹分为枪式和收聚式。枪式原子弹因易产生过早点燃现象,不能用钚装料。收聚式原子弹爆炸效率高。1945年在广岛爆炸的“小男孩”原子弹装有60千克的U235,只有约1千克的U235发生了裂变,释放了约14000吨TNT当量,裂变效率约为1.67%,足见其效率之低。现代的原子弹综合了枪式和收聚式原子弹的特点,裂变效率可达到80%左右。

钚弹和钴弹哪个厉害

您好!我给您查到了钚弹和钴弹是钴弹更厉害。但是还没有被研发出来,钚弹(也称为“核子弹”)是一种核武器,其核爆炸依赖于钚-239的裂变。钚-239的裂变产生大量的能量释放,引起剧烈的爆炸和辐射。钚弹的破坏力非常巨大,能够摧毁大面积的目标、污染环境并造成巨大的人员伤亡。钚弹在历史上被使用过,例如在二战中的长崎和广岛就是钚弹的目标。钴弹是一种理论上的核武器,其破坏原理不同于常规的核裂变或核聚变武器。钴弹的设计概念是通过使用钴-60放射性同位素,产生大量的长寿命辐射尘埃,这些尘埃会在大气中扩散并定居在地面上,持续辐射能量导致长期的污染和危害。以上资料来源于知乎。【摘要】
钚弹和钴弹哪个厉害【提问】
您好!我给您查到了钚弹和钴弹是钴弹更厉害。但是还没有被研发出来,钚弹(也称为“核子弹”)是一种核武器,其核爆炸依赖于钚-239的裂变。钚-239的裂变产生大量的能量释放,引起剧烈的爆炸和辐射。钚弹的破坏力非常巨大,能够摧毁大面积的目标、污染环境并造成巨大的人员伤亡。钚弹在历史上被使用过,例如在二战中的长崎和广岛就是钚弹的目标。钴弹是一种理论上的核武器,其破坏原理不同于常规的核裂变或核聚变武器。钴弹的设计概念是通过使用钴-60放射性同位素,产生大量的长寿命辐射尘埃,这些尘埃会在大气中扩散并定居在地面上,持续辐射能量导致长期的污染和危害。以上资料来源于知乎。【回答】


贫铀弹到底是什么?有哪些危害?

贫铀弹是一种含有高浓度的铀和其他金属成分的子弹或炮弹。由于铀的衰变会产生放射性污染,因此使用贫铀弹可能会对环境和人类健康造成严重危害。贫铀弹主要的危害包括:长期暴露:贫铀弹中的铀等金属成分会随着时间的推移而衰变,产生放射性污染。长期暴露于贫铀弹所释放的辐射下可能会导致癌症、遗传疾病和其他健康问题。生态影响:由于贫铀弹中的铀等金属成分会随着时间的推移而衰变,因此贫铀弹的存在可能会对土壤、水源和空气质量造成影响,可能会对生物多样性和生态系统产生负面影响。心理影响:贫铀弹中的铀等金属成分也可能会对人类的心理健康产生负面影响。长期接触贫铀弹所释放的放射性物质可能会导致精神错乱、焦虑、抑郁等心理问题。财产损失:由于贫铀弹的制造和使用成本较低,因此贫铀弹的使用往往会对周围的财产造成损失。贫铀弹爆炸后产生的碎片可能会飞散到周围的建筑物、车辆和人员身上,造成伤害或死亡。总之,贫铀弹是一种危险的武器装备,使用贫铀弹可能会对环境和人类健康造成严重危害。

我国历次原子弹爆炸时间

http://v.qq.com/page/q/h/c/q0015dtp1hc.html
1964年10月16日下午3时,我国第一颗原子弹在新疆罗布泊爆炸成功。
从1958年决策发展"两弹一星"到首颗原子弹爆炸成功,我国花费了6年时间,随后实用化的原子弹、两弹结合试验、氢弹、人造卫星先后研制成功,"两弹一星"的成就,极大提高了中国的国际威望。我国第二代领导人邓小平就专门说"如果六十年代以来中国没有原子弹、氢弹,没有发射卫星,中国就不能叫有重要影响的大国,就没有现在这样的国际地位。
一、第一颗原子弹即为内爆式铀弹

美国情报机关根据对我国核爆放射性尘埃等证据的搜集,惊讶地发现我国的第一颗原子弹远比他们想象要先进--596是一颗内爆式铀弹,这比其他国家的第一颗原子弹难度都高得多。
原子弹一般是指裂变式核弹,铀235和钚239都可以作为原子弹的核装药,根据装药不同,一般把原子弹分为铀弹和钚弹。根据原子弹的引爆方式,又可以将原子弹分为枪式和内爆式。由于分离出来的钚239中都含有一定的钚240,而且使用枪式设计也更容易诱发过早点火,枪式设计只能用铀装药,而内爆式原子弹则可以选用钚和铀两种核装药。
枪式原子弹的设计和制造都比内爆式原子弹要求低,但枪式设计对核装药材料的浪费太大。美国空投广岛的"小男孩"就是一颗枪式铀弹,约60千克的铀235装药只有约1千克发生了核裂变,也就是不过1.7%的装药材料发生核裂变,效率极低。内爆式设计的核装药利用效率要高得多,内爆式核弹又有钚239、铀235两种材料的选择问题。用钚239作装药的核弹存在寿命较短的缺点,但钚239分离难度要比铀235浓缩的难度低得多,钚239还有反应截面大,临界质量更小的优势,例如无中子反射层时球形铀235的临界质量是52千克,而钚239只需10千克。由于临界质量更小,内爆式钚弹的弹芯研制起来就更容易些,美国的第一次核试验(也是世界上第一颗原子弹)就是内爆式钚弹,投向长崎的"胖子"也是内爆式钚弹。而数十年后的朝鲜,其首颗原子弹也是钚弹。
美国情报部门曾认为,中国的第一颗原子弹肯定也会是一颗内爆式钚弹,他们花费大量时间精力去寻找中国的钚239分离装置,从而低估了中国原子弹的研制进度。
我国的第一颗原子弹不是内爆式钚弹,也不是设计更简单的枪式铀弹,而是一颗内爆式铀弹,这实际上相当于把内爆式钚弹的技术应用在铀弹上,具有极大的技术难度和风险。
我国选用了这样的高难度设计也有自己的苦衷--我国研制第一颗原子弹正值国民经济困难时期,枪式铀弹需要太多的铀235核材料,我国刚刚起步的铀浓缩工业暂时无法满足这一需求,因此借鉴钚弹内爆式的设计,为首次核爆研制了先进内爆设计的铀弹。
这种以高超设计来弥补工业能力不足的中国特色,在我国核武器的发展中很多时候反而是常态,比如后来氢弹的研制也是如此。值得一提的是,我国首颗原子弹"596"这个代号是为了记住苏联在1959年6月撕毁协议,停止对我国核武器项目的援助。
二、从原子弹到氢弹只用2年零8个月
我国核武器的研制历史上,有一项纪录是不得不提的,那就是从原子弹到氢弹的突破速度是五个核大国中最快的。美国作为先行者,从第一颗原子弹到第一颗氢弹用了7年零3个月(1945.7.15-1952.11.1),它的冷战对手苏联用了约4年时间(1949.8.29-1953.8.12),美国的坚定盟友英国用了4年零7个月(1952.10.3-1957.5.15),独立特行的法国用了8年零6个月(1960.2.13-1968.8.24)。1967年6月17日,我国第一颗氢弹爆炸成功,距离第一颗原子弹爆炸成功仅仅有2年零8个月。
现在网上有人认为我国时间短是"后发优势",但20世纪50、60年代美苏英等核大国对氢弹的研制高度保密,我国没法学习借鉴其他国家的成功经验和数据,同为西方国家一员的法国从原子弹到氢弹的跨越耗时8年,本身就是对脑补的"后发优势"的最大否定。如果一定要说外国经验对我国有什么帮助,那就是美苏英三国作为先行者,他们告知了全世界还有氢弹这么一种威力比原子弹要强大得多的、采用核聚变原理的核武器,仅此而已。
从原子弹到氢弹,美苏等超级大国耗时日久,最主要的原因是技术路线不明,还有计算量的繁复。虽然1948年英国科学家Klaus Fuchs就最早提出了辐射内爆压缩热核装药的想法,但这一想法美国人1951年才重新发现,这就是著名的氢弹Teller-Ulam构型的核心要素。苏联直到1954年才认识到辐射内爆这一关键因素,并在1955年11月22日成功进行了辐射内爆氢弹的爆炸。另外需要特意指出的是,苏联1953年8月12日爆炸的氢弹使用"千层饼"构型,与其说它是氢弹,不如说是增强型原子弹。如果这颗RDS-6S算氢弹的话,那么美国早在1951年就成功爆炸了这种含有聚变热核材料的助爆增强型原子弹,而我国第一颗氢弹成功的时间,也可以认为是提前到1966年了。
我国氢弹的研制,在第一颗原子弹爆炸之前就开始了。1960年底在钱三强的领导下,我国开始氢弹理论探索,在原子能研究所内设立了"轻核反应装置理论探索组",黄祖洽担任组长,组员包括蔡少辉、刘宪辉和萨本豪,后来何祚庥也加入。为了增强轻核理论组的研究力量,组长黄祖洽多次向钱三强建议,调来了理论专家于敏。1961年1月12日经钱三强约谈后,于敏加入轻核理论组并担任副组长。
当时全组只有十一二个人,而且当时我国核武器研究重心是突破原子弹的工作,国内唯一的一台万次电子管计算机95%的工作量也用于原子弹理论计算,连组长黄祖洽主要精力都在原子弹上,于敏承担了轻核理论组的主要研究和组织工作。由于电子计算机主要用于原子弹的研制,于敏和组内成员不得不主要使用计算尺进行计算,在数年的工作中解决了大量的基础理论问题。于敏以他超乎寻常的物理直觉,能在复杂纷乱的现象和数据中理出头绪找到关键,在氢弹研制许多关键性问题上,于敏都做出了最主要的贡献,是我国当之无愧的"氢弹之父"。
1964年我国第一颗原子弹爆炸成功后,氢弹的工程研制迅速在1965年初提上日程,代号"1100"工程,这个代号意义是1吨左右、100万吨当量的氢弹。不过氢弹研究毕竟十分复杂,虽然早在1963年我国已经突破了助爆增强型原子弹的原理,但氢弹原理直到1965年7月仍然没有获得关键突破。为此不得不计划先进行一次或多次助爆型原子弹的爆炸,根据试验反馈增强对热核聚变的了解。
1965年10月于敏在做学术报告的过程中,理顺思路认定提高热核聚变材料的密度是氢弹研制的关键。提高密度靠炸药是远远不够的,只能靠原子能,他经过几天的分析和思考,想出了减少原子弹爆炸能量损失,提高压缩能量利用率的精巧设计结构,并进一步提出了两个模型。11月初,于敏等人经过计算验证了理论模型的正确性,于敏等人提出的氢弹原理基本思路,使用原子弹维持热核材料自持聚变的条件,为此氢弹包含初级和次级两个部分,原子弹引爆部分称为初级、扳机或引爆级,而热核材料发生巨变的部分称为次级、被扳机或氢弹主体。
从此我国氢弹研制走上快车道,1966年5月9日我国第一颗助爆增强型原子弹爆炸成功,为氢弹理论研究提供了实测数据,用于改进氢弹扳机的设计。1966年底,我国首颗氢弹核扳机和被扳机设计冻结,进入制造阶段。1966年11月28日我国进行了一次氢弹原理试验,爆炸当量12.2万吨TNT,其实较真的说它从原理、材料和构型上看,都是一次成功的氢弹试验,只不过它只是作为氢弹原理的验证试验而不是正式准备的第一颗氢弹,并特意限制了爆炸当量而已。1967年6月17日,我国使用图16轰炸机空投完成首颗氢弹的爆炸,爆炸当量330万吨,标志着"1100"工程最终获得圆满成功。
三、两弹结合试验与核武实用化
我国的第一颗原子弹和第一颗氢弹都存在质量巨大的问题,实际威慑能力很有限。我国第一颗原子弹爆炸成功后,就曾被西方媒体戏称为"有弹无枪"。为了尽快实现核武器的实战化,我国也付出了极大的努力,其速度和成就同样惊人。
1965年春节刚过,党中央和中央军委就下达了空投原子弹的试验任务,由于原子弹质量很大,当时只能使用图16轰炸机进行。2月18日,空军独立四团进驻西北机场,开始用水泥训练弹代替原子弹进行空投试验,按照要求空投的原子弹必须突破100米大关,而在第一个月训练的最后一次空投中,机组就意外达到了35米的精度。后来虽然出现试验弹投偏的问题,但机组成员找到了偏差原因并解决了这一问题,4月份的空投试验中达到了96米精度。5月14日图16机组携带空投的圆形原子弹,上午9时59分空投成功,雷达测量显示原子弹距离靶心只有40米,顺利完成了我国首次原子弹空投试验。
图16空投原子弹突防能力并不强,威慑能力同样有所不足,而核弹道导弹到今天仍然有足够的威慑能力,主要核大国的核威慑,都是建立在核弹道导弹的基础上。不过出人意料的是,由于安全性等考虑,实际的核导弹试射很少,多数国家都是导弹和核弹分开进行试验,装载真正核弹头的弹道导弹飞行试验,有且仅有两次,其中一次就是我国的"两弹结合试验"。
1966年10月27日,我国在酒泉卫星发射中心进行了著名的弹道导弹原子弹结合试验。这次试验也是我国历次核试验保密性最高的一次,我国使用东风二号甲中程弹道导弹携带原子弹弹头从酒泉发射中心发射,目标为新疆罗布泊试验场。两弹结合试验携带了真实的原子弹弹头,虽然飞行全程不太远,但都位于我国国土上空,试验压力极大。为了进行两弹结合实验,兰新铁路停运,导弹飞行沿线河西走廊数百万居民紧急疏散,而酒泉发射中心的发射阵地上也只剩下7个人。上午9时导弹成功发射,经过9分多种的飞行,原子弹弹头准确在罗布泊的靶标上空爆炸,我国两弹结合试验获得了空前的成功。
两弹结合试验不仅有力的反击了外国"有弹无枪"的嘲笑,也在60年代恶劣的国际环境下,表达了我国使用核武器捍卫国家安全的坚定决心。当年西方媒体时不时传出消息,苏联密邀美国一起对我国核武研制基地进行核打击。
我国第一颗氢弹爆炸成功后,氢弹的实用化也迅速获得突破。虽然东风二号甲使用的还是原子弹弹头,但东风三号中程弹道导弹计划使用的就是新的氢弹弹头了。1969年到1970年,我国进行东风三号的"两弹结合冷试验",即使用惰性材料代替氢弹初级的裂变材料,它可以模拟导弹携带氢弹弹头的飞行再入和初级爆炸,试验的成功标志着东风三号导弹具备作战能力。携带百万吨级当量氢弹弹头、射程2500千米的东风三号导弹研制成功,大大提高了我国第二炮兵的打击范围和威慑能力,是我国氢弹具备实战能力的标志。
四、弹头小型化技术接近美国最先进水平
根据《中国军事百科全书》的数据,我国首颗原子弹质量为1550千克,而东风二号导弹的原子弹弹头质量据推测也有500千克,至于某型号氢弹弹头重量更是高达2吨多,这也意味着只用使用图16/轰6等大型轰炸机或是使用大型弹道导弹才能投掷这样的核弹头。东风四号和东风五号作为大型远程洲际导弹,投掷大当量热核弹头也没有问题,但我国正在研制中的第一代潜射弹道导弹巨浪一号就实在无能为力了。随着巨浪一号的研制,我国核武器的小型化,在20世纪70年代也提上了日程,并陆续取得辉煌的成就。
我国第二代战略导弹配套的第二代核弹头使用了先进的气体助爆技术。根据上文氢弹实际上都包括一个原子弹扳机,而这个原子弹当量一般要数千甚至上万吨,自然质量很大。氢弹的小型化关键是初级的小型化,现代氢弹的初级使用的是助爆增强原子弹的方式,增加了少量聚变材料助爆。助爆方式分为固体助爆和气体助爆,我国的东风五号等第一代氢弹使用固体助爆,美国情报机构猜测其质量达到3吨。1976年9月26日我国固体助爆初级试验获得成功,同年11月17日,东风五号氢弹弹头的全当量爆炸试验成功,这次500万吨当量的核试验也是我国当量最大的核试验。我国巨浪一号导弹的弹头同样使用固体助爆方式,但由于质量低于1吨,其爆炸当量也较低。在此基础上我国进行核弹头小型化的研究,第二代核弹头通过使用气体助爆技术,进一步降低了核弹头的体积和质量。
我国在美苏核武器设计接近极限,积极推进全面禁止核试验的阴影下,1986年由邓稼先等两弹元勋起草报告,并得到中央批准,决定在国际社会压力加大前,加快核武器的发展。
20世纪80年代和90年代,我国研制了非球形构型的气体助爆初级,非球形构型可以令洲际导弹的圆锥形弹头质量降到最低。根据美国洛斯阿拉莫斯国家实验室技术情报部门的主管Danny Stillman和考克斯报告的说法,我国的非球形气体助爆初级设计水平很高,接近了美国最先进的W88核弹头的水平,这也是1999年美国抛出的考克斯报告中指责我国偷窃美国技术的"重要依据"。
考克斯报告还认为中国偷窃了中子弹的技术,事实上20世纪80年代我国就成功进行了中子弹的爆炸试验。考克斯报告发布后,中国国务院新闻办称,我国已经掌握了中子弹技术。根据官方媒体更晚的报道,1984年12月19日我国进行了第一次中子弹原理试验,1988年9月29日最终完成了中子弹试验。
五、我国核试验总体费效比最高
中国核武器的发展中,还有一个或许不那么引人注目的细节,那就是我国是五个核大国中核试验次数最少的国家。截至1998年5月底,美国进行了1032次核试验,苏联和俄罗斯进行了715次核试验,法国进行了210次核试验,英国进行了45次核试验,而中国也仅进行了45次核试验。考虑到英国后来核武器完全依赖美国,我国核试验的费效比当之无愧是最高的。
我国的45次核试验,其中包括23次地上核试验和22次地下核试验。根据Danny Stillman的说法,尽管中国并未加入《部分禁止核试验条约》,但我国在历次地上核试验中一直尽力减少核试验产生的辐射尘埃。1980年10月16日我国进行最后一次大气层内核试验后,彻底转向地下核试验方式,此时我国已经通过二十余次核试验完成了从第一颗原子弹到第一颗氢弹,从东风二号导弹到东风五号导弹等第一代核武器的研制。20世纪80年代开始,我国用了不到20次核试验,就突破了核弹头小型化的关键技术,在核武器设计的核心技术上达到了世界先进水平,并确保了《全面禁止核试验条约》签订后我国核威慑力量的有效性和可靠性。
不过话说回来,我国核试验次数最少也带来一些隐忧。我国核武器的中后期发展最慢,核武器技术不仅远远落后于美苏,也很快被法国后来居上,突出表现在我国是最晚突破核武器小型化技术的国家,也是最晚研制分导式多弹头技术的国家。美苏两国数百上千次核试验中,主要是为了满足种类繁多的从战术核武器到战略核武器的各种核弹头的研制,其中既有数吨重的百万吨级到千万吨级大当量核弹头,也有数千克的核炮弹或核空空火箭,美苏大量核试验还用于摸清核武器设计的"极限",这些试验数据对日后展开计算机模拟核试验是至关重要的。
而我国数量有限的核试验主要用于研制很少的几种战略导弹核弹头,计算机模拟核试验可能缺乏足够的数据。还有一个问题是,在老一代参加核试验的科学家们老去后,可能会缺乏设计全新核弹头的经验和能力。当然即便是美国,在签订《全面禁止核试验条约》,也发现计算机模拟有无法代替实际核试的地方,也缺少能够研制新型核弹头的年轻人,中国存在的问题其它国家也同样面临。
《全面禁止核试验条约》签订后,美俄等国家开始进行亚临界试验,这种核试验中并没有实际核爆炸,因此规避了禁止核试验的条约。此外主要核大国还纷纷发展各种核试验模拟设施,如美国的国家点火装置,中国的神光等激光核聚变研究装置。美国还在圣地亚实验室建立了专门的Z装置用于核武器研究,中国九院去年刚刚通过鉴定的聚龙一号装置也有同样的用途。未来核武器研究和发展的道路上,中国的科学家们仍然奋勇直前。


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