成功造出氫彈需要過6大難關:須國立充足

相對原子彈,氫彈的威力更大。從原子彈到氫彈,是核武器質的飛躍。那麼,想要造出一枚成熟且能夠投入實戰的氫彈,要過哪些難關呢?
第一步:原理突破。氫彈是利用輕核聚變反應放出巨大能量的武器,從雷管引爆炸藥到核爆炸結束,需要經過幾十個物理過程。研究這些物理過程的規律,並在此基礎上提出新的設計原理,是研制氫彈的關鍵。美國探索氫彈初期,就是在用大量裂變材料點燃少量熱核材料,還是用少量裂變材料點燃大量熱核材料上煞費苦心,最后採用“特勒-烏拉姆裝置”奠定成功爆炸的基礎,才使氫彈原理試驗宣告成功。
第二步:材料合適。核聚變材料主要有氘、氚,氘、氚是氫的同位素。氫在自然界中大量存在,但氚在自然界中極為稀少,人工制造的氚成本高、穩定性差,如何在常溫常壓下將氣態的氘、氚制成適用於武器使用的材料?如何達到至少1000萬攝氏度高溫的聚變條件?如何研制數量足夠多密度足夠大的輕核材料?這些問題曾讓無數科學家頭疼不已。因此,選擇合適的核聚變材料,使其達到高溫、高密度,又能維持足夠長的燃燒時間,是制造氫彈的訣竅所在。
第三步:構型設計。氫彈構型是指各種材料的配置、形狀和尺寸。1979年,美國曾發生了一起“《進步》雜志事件”,文章涉及了氫彈構型,被美國政府認為泄露了國家機密,引起訴訟。氫彈構型的具體細節,各有核國家至今仍守口如瓶。氫彈構型難以借鑒,隻有通過大量的大規模理論及數值模擬計算,才能設計出有效的核裝置。
第四步:人才儲備。研制氫彈需要核物理學、力學、光學、化學、電子學、材料科學、計算機科學等多個學科協同配合,背后需要的是強大的人才儲備。早在1941年9月,美國剛開始研制原子彈的時候,物理學家恩裡科·費米就向愛德華·特勒提出是否能利用原子彈爆炸點燃熱核反應的問題,許多天才的科學家也都不同程度地談及這個問題。因此,從上世紀40年代初開始,一大批多學科專業領域的科學家向氫彈研制發起挑戰,最后由被譽為“氫彈之父”的科學家愛德華·特勒將理想變成現實。
第五步:國力充足。氫彈的研究設計要比純裂變原子彈困難得多,需要大量的新技術、新材料和新設備,涉及許多基礎性工業和原創性科學領域。掌握氫彈的設計原理和制造技術,是一個國家科技水平和實力的全面反映,更是一個國家綜合國力的重要體現。因此,不具備堅實的工業基礎和一定的經濟實力,不掌握必要的核技術,想制造出成熟的氫彈,隻能是一廂情願。
第六步:試驗驗証。氫彈爆炸包含大量十分復雜的物理過程,盡管經過了半個多世紀的發展,但對其作用規律的認識和掌握還遠遠不夠,氫彈的設計至今仍強烈依賴於設計人員的經驗,隻有大規模核爆炸試驗才能對所研制的核裝置的合理性進行有效驗証。因此,核試驗是研制發展氫彈必不可少的手段。按試驗時的環境條件不同,核試驗的方式有大氣層核試驗、地下核試驗、高空核試驗、水面及水下核試驗,核試驗方式的選擇與試驗目的緊密相關。地下核試驗採用全封閉式爆炸,可避免場地大規模放射性污染,同時便於安排實時近區物理測量,對研究核武器原理以及核爆炸物理過程十分有利,還可以創造模擬高空環境的真空條件,進行高空核爆效應研究。所以,有核國家后期全部採用地下方式進行核試驗。由於核爆炸具有巨大的破壞性,1996年9月10日,聯合國大會通過了《全面禁止核試驗條約》。《全面禁止核試驗條約》規定:締約國將作出有步驟、漸進的努力,在全球范圍內裁減核武器,以求實現消除核武器,在嚴格和有效的國際監督下全面徹底核裁軍的最終目標。所有締約國承諾不進行任何核武器試驗爆炸或任何其他核爆炸,並承諾不導致、鼓勵或以任何方式參與任何核武器試驗爆炸。
(高桂清 作者單位:火箭軍工程大學)
相關資料
原子彈亦稱裂變彈或裂變武器,是利用鈾或钚等易裂變重原子核的鏈式裂變反應,在瞬間釋放巨大能量的核武器。原子彈主要由引爆控制系統、炸藥部件、反射層、核裝料組成的核部件、中子源等構件組成,威力通常為幾百到幾萬噸TNT當量。
氫彈亦稱聚變彈或熱核武器,是利用核裂變裝置爆炸的能量引發氫的同位素氘、氚等輕元素原子核發生自持聚變反應,在瞬間釋放巨大能量的核武器。氫彈的威力可達幾千萬噸TNT當量。
中子彈亦稱加強輻射彈,是一種以熱核材料氘氚聚變反應所產生的高能中子輻射為主要殺傷力,沖擊波和光輻射效應降到很低的特殊性能核武器。它的爆炸威力不大,通常為千余噸TNT當量。對於集群和裝甲目標,中子彈是一種有效武器。
(姚 通、付 曉)
分享讓更多人看到
相關新聞
- 評論
- 關注