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精华笔记
讲完了原子弹之后,我再来给你讲一种威力比原子弹要大得多的核武器,那就是传说中的氢弹。说起来氢弹比原子弹的原理要简单很多,但是你如果想造氢弹,必须先会造原子弹,具体原因我来给你慢慢分解。
首先先讲氢弹的爆炸原理,它的能量来源跟原子弹类似,都是源自于爱因斯坦的质能方程,E=mc²,但是他跟原子弹爆炸的原理刚好相反。我们复习一下原子弹,它之所以能爆炸产生能量,是源自核裂变,简单来说就是一个比较重的元素,分裂成若干个轻的元素,在这个过程当中,一部分质量亏损了,转化成巨大的能量释放出来。氢弹所依赖的核反应跟原子弹刚好相反,叫做聚变。裂变是分裂,氢弹就是聚合聚拢,裂变叫fission,聚变叫fusion。
你可能碰到过一些餐馆,叫做所谓的fusion餐馆,就是传说中的结合菜。比方说你把日式料理的手法跟川菜结合一下,可以做出来一道日式川菜,这个就叫做fusion,用的就是聚变这个词。
那聚变是怎么回事呢?它其实跟裂变的过程刚好是相反的。裂变的过程是重的元素,分裂成轻的元素,亏损质量并释放能量;聚变是轻的元素,两个碰在一块,结合成一个相对比较重的元素,这个过程它也亏损质量,并释放出能量。
那么氢弹核聚变的过程是怎么样的呢?我给你把这个反应式也放在了图文区,你可以看一下。它是一个氘元素加一个氚元素,两个结合变成一个氦元素,并释放出一个中子以及大量的能量。氘和氚,其实就是氢元素的两个同位素。氢有三种同位素,分别是:没有中子的,就是氢本身,也叫氕,有一个中子的就是氘,有两个中子的就是氚。核聚变反应其实就是氘跟氚,把它们摁在一块,就变成了一个氦,氦原子有两个质子和两个中子,最后还放出了一个中子,这就是整个聚变反应。它其实是裂变反应的一个反向,是轻的元素,合并在一块,形成了一个稍微重一点的元素。
当然这个反应是可以一直继续下去的,最终反应到不能再反应了,就变成了一个大铁球。因为铁这种元素是非常稳定的,它不能够再发生聚变了。
那么氢弹的能量来源关键就是要发生核聚变。如何才能发生核聚变呢?换句话说,我如何才能把氘跟氚这两个原子摁到一块,变成一个氦原子,答案就是极度的高温。
首先来解释一下什么叫高温?千万不要理解错误,温度这个东西它其实是一个宏观概念。我们说一个东西温度高,其实是在说组成这个物质的微观粒子,运动的速度很快。如果运动速度很快的话,它的能量就很大,如果他的能量很大的话,两个粒子撞在一起,就比较有机会能够结合在一块。
为什么要高温?因为需要有很大的冲击力,才能把两个原子摁在一块,冲击力很高的能量要微观层面上很快的运动,宏观上就体现在超级高的温度,所以这其实是一个反过来的逻辑,好好体会一下。
问题是到底要多高的温度才能发生核聚变,答案是差不多1亿摄氏度左右。那么你在地球上怎么样获得1亿度呢?答案是原子弹爆炸的中心温度差不多就有1亿度。
那答案就很明显了,如果我们要做一个氢弹,为什么一定要先有一个原子弹?因为只有原子弹先爆炸才能产生1亿度高温,1亿度的高温才能催动核聚变反应,才能够让氢弹爆炸,所以氢弹爆炸本质上就是一个核聚变的连锁反应。
所以如果你要去做一颗氢弹,必须要拥有做原子弹的技术,你要把原子弹装在氢弹里面先点燃,产生1亿度的高温,周围大量的氘和氚,这两种氢的同位素,才会发生爆炸。所以说氢弹的技术含量以及它的制作难度相对来说没有原子弹那么高,如果已经有原子弹的话,把一个原子弹埋在大量的氘和氚的中心,只要点燃原子弹,氢弹就可以爆炸了!
氢弹的威力为什么说比原子弹大很多,我们之前也讲解过了,因为原子弹的爆炸有所谓的临界质量的限制,不管你最后是多少块铀235还是钚239在一块爆炸,你每一块单独的反应物必须小于你的临界质量。但是氢弹就完全没有这个问题,因为氢弹只要达到1亿度的高温,有核聚变反应,来多少我可以爆多少,所以理论上你可以去做一颗无限大的氢弹。只要材料足够多,你把整个地球炸飞都是有可能的。
比方说前苏联在试验氢弹的时候,有一颗氢弹叫做沙皇炸弹,它的当量是5000万吨。当时试验爆炸之后,方圆4000公里范围内,所有的飞机、导弹、通信设备通通受影响,通通不能用,据说远在美国的波士顿都能感受到爆炸的震感!甚至还有一个说法,说这一枚氢弹的试验把整个欧亚大陆板块炸得移动了大概几毫米。
总结一下,这节我们讲了氢弹的原理,氢弹的原理相对来说是比较简单的,有足够多的氘和氚,温度到达发生核聚变就能爆炸。而且氘和氚这两个元素在地球上储量十分丰富,海水当中就有大量的氘和氚存在,相对来说原料是比较好获得的。氢弹要爆炸需要达到1亿度,所以当你做出来一颗原子弹之后,再去做氢弹就比较容易了。
最后请你来思考一个问题,这个问题可能稍稍有一些挑战,你要去看一下聚变反应。我想请你谈一谈,你觉得氢弹跟原子弹比起来,除了威力更大以外,还有什么优势?非常期待在留言区看到你的答案。
氢弹是不可控核聚变,而如果可控~ 无限能源大时代开始!原料是海水,费料是氦,世界将不在用化学燃料,全部改用清洁的电,空气环境也会变回工业革命之前,电费将无限接近于免费!
严伯钧 回复 @1375778iyvj: 那个时候其它更稀缺的资源应该已经耗尽了。
原子弹爆炸的过程中,铀分裂成钡,氪和三个中子。质子,中子和电子的总数都没有减少。请问是哪里的质量减少,从而放出了巨大的能量?
1522198hlev 回复 @马到成功dxfcfwd: 减少了,一个原子的钡和氪家加上三个中子的质量小于u235,其实这个公式后面还要加上多少焦耳的能量
氘和氚易燃吗??
严伯钧 回复 @锦鲤是帅哥: 化学性质跟氢一样啊。
核聚变需要的元素太常见了,氢元素到处都是,铀235获取太难了
严伯钧 回复 @皮皮羊羊羊: 没错。
突然明白为啥不怕人造太阳核心熔毁了
严伯钧 回复 @海蓝一线天: 是想说因为不接触么?
更清洁(课后题)
严伯钧 回复 @锦鲤是帅哥: 对 毕竟重金属元素少
优势,能量更大,核辐射小得多
严伯钧 回复 @钱文军_co: 总结到位。
优势不考虑,我觉得这么厉害的炸弹,只会毁灭我们美丽的地球,我不喜欢
音响侠 回复 @风起_止: 不会毁灭地球,只会毁灭人类而已,把地球上的核弹全都点了对于地球来说也只是挠痒痒,生物死光光,但是地球还是地球,它根本不在乎
现代科技应该已经可以淘汰原子弹,改用别的方法来制造氢弹了吧~
686面前众生平等 回复 @FFFFreak_: 并没有,原子弹仍是最好的选择
更环保。
严伯钧 回复 @a天空a: 嗯 有的核聚变甚至可以做到零污染。