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核武器小型化有多难？氢弹才是关键

2019-06-04 16:16:54

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核弹头小型化的意义就在于同等威力下实现更小的体积和重量，这样就可以使运载工具一次性携带更多核打击武器，分导式核弹头也具备实战的意义，能够实现更强的突防性能以及实现一次性打击多目标的能力。核弹头单位质量对应的TNT当量有一个专业术语形容，叫做比威力，也可以称之为比当量，这个数值是用核弹头的总威力除以核弹头的总重量而得出来的。核武器在最初的比当量是很小的，例如人类历史上第一颗用于实战的广岛小男孩原子弹，其总重量4.6吨，总当量为2.5万吨TNT，计算下来比威力只有不到5吨TNT/千克，相对于目前的热核弹头来说简直弱爆了。

小男孩原子弹之所以比威力很小，原因主要有两个，第一个就是小男孩是最为原始的枪式结构原子弹，它需要将两团大小不同的次临界状态铀235分别放置在一节钢管的两端，使用TNT爆炸使两团相撞达到超临界状态爆炸，但是为了拥有足够的加速距离，钢管必须造的比较长，因此也就导致小男孩原子弹成为了巨大的长条形。

第二个，枪式原子弹在两团次临界铀235相撞的加速过程中，会有不少铀235材料自行消散而无法参与到链式核裂变反应之中，小男孩一共装填了60千克铀235，真正的参与核裂变反应的只有650克左右，利用率只有1%。体积重量大，但是参与核裂变爆炸的材料却很少，二者相加，直接导致枪式原子弹的比威力出奇的低。

如何才能将原子弹的比威力提高？美国又使用钚239做出了内爆式原子弹，典型就是长崎的胖子。内爆式原子弹使用炸药爆炸压缩一团处于次临界状态的钚239，使其质量密度增加而达到超临界状态爆炸，内爆式原子弹的利用率比枪式原子弹高出一个级，只用6千克的钚239就达到了与小男孩相同的2万吨TNT当量，利用率达到约20%。