氢弹的威力有多大?
氢弹的威力有多大?
昨天咱们简单的介绍了一下核武器中的“弹药”铀到底是什么样子。引起了大家的热议,仿佛氢弹的原理是今天绕不过的话题了。
太专业的咱们也不懂,今天咱们就简单的说一下氢弹的威力吧,大家可以直观的比较一下氢弹和其它的爆炸破坏程度。
首先咱们先来一个猛料,看一下各种爆炸性武器威力的对比,大早晨的千万别吓尿了:
珍爱和平,远离爆炸,这是多么朴素的警告啊,所以,好好的活着比什么都幸福,别说是威力这么大的爆炸了,就是和媳妇大吵一架,搓衣板和键盘还不跪坏两三块。。。
视频中我们看到的TNT炸药,叫三硝基甲苯。人们经常用当量来表示一个武器的威力,意思就是它放出的能量相当于多少质量的TNT爆炸。如果用能量单位焦耳来表示,那么1吨TNT爆炸释放的能量约等于41.84亿焦耳。
1945年8月6日投在广岛的那颗原子弹,代号叫“小男孩”,就是枪靶式,用两块都比临界质量小的铀235(必须都比临界质量小,否则就不稳定了),中间放炸药。引爆炸药,产生高温高压,将这两块铀235合并成一块大于临界质量的铀235,就能产生爆炸,当量约为1.5万吨。
投到广岛的原子弹“小男孩”的内部构造
1945年8月9日投在长崎的那颗原子弹,代号叫“胖子”,用的是环式,将N块都比临界质量小的钚239堆围成一个圆(曼哈顿计划里发现不仅铀235,钚239也可以核裂变),通过炸药引爆,将它们往圆心中间挤,合并成一块大于临界质量的钚239,产生爆炸。当量约为2.1万吨。
胖子原子弹内部爆炸原理
1964年10月16日中国爆炸的第一颗原子弹,当量约为2.2万吨。人类历史上试验过的威力最大的原子弹,是1952年11月16日美国爆炸的“常春藤之王”(Ivy King),它的当量是50万吨。
那么,氢弹是什么样的当量呢?
1967年6月17日中国爆炸的第一颗氢弹,当量约为330万吨。
6月17日中国第一颗氢弹爆炸成功
6月17日中国第一颗氢弹爆炸场面历史史料
人类历史上第一次试验的氢弹,是1952年11月1日美国爆炸的“常春藤麦克”(Ivy Mike),这枚氢弹高6米,直径为1.8米,重达65吨,看上去像个大暖瓶,比一辆载重汽车还大,它的当量是1040万吨,在太平洋的埃内韦塔克环礁上爆炸,它的爆炸让全世界看到了氢弹的恐怖。
美国第一代氢弹
常春藤麦克的蘑菇云
这面这段详细记录了人类第一颗氢弹爆炸的场景:
“麦克”的爆炸在外观及效应上是可怕的。当时地球上升起了世界上第一个人造热核太阳,零时发出持续的耀眼闪光和灼热的热浪。火球直径发展到3.5英里完全吞没了埃内韦塔克及其周围的岛礁,几乎把岛上所有的东西都气化了。原来小岛的地方在沙子及珊瑚中形成了50米深、1.9公里直径的巨大弹坑。整个试验用的2700米长的胶合板棚彻底消失,混凝土掩体被部分烧毁。
“麦克”爆炸动态图
爆轰波达到好几公里远,在其经过的途中压坏并扫除一切东西。近处岛屿上的植物及动物,被热浪及击波清除干净,“麦克”的热烟云上升到32公里高,扩展到160公里远。爆炸产生的热脉冲在几公里外可以感觉到,持续好几秒钟。一架作效应试验的B-36D型飞机在离爆心水平距离24公里、12000米高处探测到52°C的升温。
美国B-41核炸弹
美国曾经装备部队的威力最大的氢弹,是B-41核炸弹,又称为Mark-41,在1961年至1976年期间服役。它的当量是2500万吨。
苏联“沙皇炸弹”(氢弹)
人类历史上试验过的威力最大的氢弹,当然也就是人类历史上试验过的威力最大的武器,是苏联在1961年10月31日爆炸的RDS-220氢弹,经常被称为“沙皇炸弹”。它的当量是——5000万吨,功率相当于太阳的1.4%。爆炸达到的温度约为3.5亿度(太阳中心温度约1500万度),爆炸产生的热风让170公里之外(上海到杭州距离)的人受到3级灼伤,爆炸的闪光造成220公里以外(北京到承德距离)的人眼睛剧痛与灼伤,甚至造成白内障及失明。
↓↓假设爆炸发生在西安,不到一千公里外的北京城内所有玻璃怕是不保
“沙皇炸弹”爆炸后现场立即腾起一个直径4600米(142个艾尔菲铁塔)的大火球,1千公里外的地方都看得到。爆炸后生成了一朵宽近40公里,高60公里的火红蘑菇云(7个珠穆朗玛峰叠罗汉也才不到62公里哇~~),据史料记载蘑菇云升起67公里高,1000公里外的格陵兰和阿拉斯加,人们惊慌失措地看到了闪光,其冲击波整整围绕了地球三圈。
↓↓假设爆炸发生在纽约,黄色的就是这个大火球↓↓
虽然是空中试爆,美国地质调查仪仍侦测到5~5.25级的地震。距离测试地点55公里内所有房屋全毁;数百公里内的房屋门窗尽毁,屋顶都被掀翻只有砖石墙壁残留;连1千公里外芬兰的房屋玻璃都被震碎了;爆炸后的电磁脉冲波造成了60分钟的无线电通讯空窗期;产生的暴风吹送了将近千公里。引发的大气扰动足足绕了地球3圈。。。更骇人的是,爆炸将整个亚欧大陆向南推移了7毫米。
原子弹的当量是在万吨至十万吨的级别,而氢弹的当量是在百万吨至千万吨的级别。基本上,氢弹的威力比原子弹高出两个量级!
氢弹原理:
氢弹的原理靠核聚变,就是核裂变的逆过程。一言以蔽之:能量的来源不同。常规武器用的是化学能,原子弹用的是裂变能,氢弹用的是聚变能。
化学能来自化学反应,本质是在原子核不变的情况下,原子核外的电子重新排布。
甲烷燃烧反应
原子弹的核裂变是中子轰击在元素周期表里靠后的重的原子,轰出两个轻的原子和一堆中子,且反应前后有质量亏损,这部分质量转化成能量,释放出光和热。
铀-235裂变
聚变能来自核聚变,就是多个原子核聚合成一个原子核。
氘氚核聚变
与核裂变相比,核聚变的过程完全相反,是两个轻的原子(如氢的同位素,氕,氘)在高温高压下发生碰撞变成一个重的原子(如氦)并释放中子。过程中也有质量亏损,放出光和热。
条件就是高温高压。温度是微观物体的运动速度取的宏观平均值,温度越高粒子的运动速度越快。
原子核靠强力将质子和中子捆绑在一起,但强力是短程力,力气虽大,力距却非常短。高压让粒子尽可能聚拢,增加碰撞的几率。高温使得粒子高速碰撞,让原子核冲破外面的电子保护层,两个原子核互相摸到对方,一旦摸到,强力就能让两个原子核合并成一个。
核弹的挤压原理
要使得核聚变能发生,温度需要高达4千万度。所以氢弹的核心是如何产生4千万度的高温让原子核发生聚变?在氢弹里放一颗原子弹!因为原子弹爆炸时中心温度瞬间能高达1亿度。
3分钟看懂氢弹的爆炸原理(为了杜绝你们干坏事,没有8级英语水平只能直观的了解):
总体概括来说,不要动不动就说打仗,动不动就说投颗原子弹,核威慑绝大部分来自氢弹,真不是原子弹。原子弹的威慑只能诈唬诈唬无核国家,对有氢弹的国家来说原子弹的威慑基本属于逗比行为。说多了就显得你们对力量一无所知。
世界能源工业中有个很重要的方向就是可控核聚变,就是让这个爆炸不要一下子全部爆开,而是缓慢地放出来,释放的能量用来发电。目前看是很困难的,如果能突破这个问题,人类就等于能制造一个小太阳,太阳就是不断发生核聚变释放出光和热。
来源丨 直观学机械、机械前线
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