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  • 1 # 吳東洲

    說到核武器的威力,大家從二戰時期在日本爆炸的原子彈中,應該也有所體會,當時這兩顆原子彈僅僅只有2萬噸當量,卻造成了兩個城市,近十年左右都沒有人入住,這兩個原子彈就已經算得上是比較小的當量了,那麼如果僅僅只有一克重的核武器,爆炸時將會有多大的威力呢?

    事實上核武器爆炸,也是需要一定的臨界點的,達不到一定的質量,這個核武器也無法爆炸,而一克重的核武器,根本就爆炸不了,所以大家可能無法看到,一克重的核武器爆炸,真正威力是怎麼樣的了?

    那麼1克重的核武器爆炸,到底會有多大的威力呢?我們可以知道,1千克重的核武器爆炸時,可能會產生2萬噸炸藥爆炸的威力,所以如果僅僅只有1克重,那麼就相當於是20噸炸藥爆炸的當量然而,現如今的所有原子彈,基本上都是200萬噸當量的,所以大家可想而知,這些原子彈爆炸時會產生多大的威力而如今又有第四代核武器的出現,不僅僅體積更小,而且威力更大,甚至還沒有核汙染,而這也就意味著,核武器的使用就沒有現在這麼多的限制了。

  • 2 # 軍武資料庫

    這個問題似乎回答過啊。

    首先說題主提到的是氫彈,那麼就好辦了。

    核聚變是沒有臨界質量的,因此只要能引發聚變即可釋放出巨大的能量。

    以氘來計算吧,1克的氘聚變成氦會損失大約0.029158的質量,也就是0.029158克完全轉換為能量。

    帶入E=MC²的公式裡面

    E=(0.029158/1000)*299792458²=2620590350.16千焦的能量。

    這麼的的能量到底是多少呢?將釋放出的能量如果按照TNT(一公斤TNT爆炸產生4200千焦能量)當量計算則是 2620590350.16/4200/1000=623.95噸TNT爆炸的能量。

    當然了這是純計算的結果。

    簡單的說就是600噸TNT當量吧。

    大概的效果就是這樣:

    目前有沒有方法使僅僅1克的氘進行聚變呢?還是有的,透過高能鐳射轟擊氘或者氚使氘氚原子獲得極大的能量透過原子的動能完成聚變。

    這裡就要說到美國的國家點火裝置了(NIF),NIF就是利用高能鐳射轟擊氘氚材料進行點火的人工鐳射核聚變裝置。

    不過被轟擊的燃料小球遠遠小於1克,大約就僅僅是0.02克的樣子。

    這枚金色的燃料小球被放置於鐳射點火室內。

    透過點火室的密密麻麻的鐳射孔中注入鐳射來擊中這枚燃料球。大家可以對比照片上的人來看下點火室的大小。

    而整個裝置的佔地面積則超過了三個標準足球場的大小。

    說回能量:

    623.95噸TNT的爆炸,帶入計算系統後可以知道:

    如果在曼哈頓的話,火球直接夷平兩個街區,衝擊波可以延伸到20個街區的範圍。

    這只是一克的理論計算數值,在工程上基本上是達不到的。目前各種核武器的爆炸過程會將絕大部分的核燃料浪費掉。

  • 3 # 軍武吐槽君

    不好意思,世界上不存在一克的氫彈,人類也製造不出一克的氫彈,雖然核聚變可以透過類似中國神光裝置和美國國家點火裝置鐳射照射方式以及託卡馬克裝置的磁約束方式人為地使微量核燃料發生聚變反應,但是這些都屬於人工可控核聚變範疇,而且這樣的裝置動輒以足球場面積計算,重量幾百噸起步,就算爆炸了能被稱為1克氫彈?(中國的人造太陽,可控核聚變裝置,可見其體積之大!)

    氫彈是主要以輕核聚變(氘和氚聚變成氦)而產生能量的一種武器,而輕核要發生聚變必須要有上千萬度的高溫和上億個大氣壓作為外在條件,而製造這種程度的高溫高壓使用常規TNT炸藥是遠遠無法達到的,因此氫彈內部安裝一個原子彈作為打火石使用。(氫彈其實隱藏了一顆原子彈的心)

    原子彈是裂變彈,材料主要是鈾235和鈽239,構型則分為有槍式和內爆式兩種,但是無論何種材料的何種構型,要想最後發生核裂變爆炸都得滿足一個臨界質量(自行發生核裂變反應的質量)的前提條件。在現有技術之下,鈾235的臨界質量為15公斤左右,鈽239的臨界質量則為10公斤左右,雖然隨著科技的進步,核裂變材料的臨界質量可以進一步縮小,但是最低也是公斤級,絕不可能淪落到以克計算。(槍式原子彈就是用TNT爆炸擠壓兩塊次臨界鈾235達到臨界狀態最後爆炸)

    有了足夠臨界質量的核裂變材料,製造原子彈還需要TNT炸藥起爆以及鋼製殼體收攏、各種電子元器件和塑膠零件組合拼接,整個一套原子彈結構下來怎麼也得上百公斤了。如果在原子彈內部放上一些氚氘混合物,那麼這部分核材料會因為高溫高壓而產生部分聚變,釋放出的中子又會大大加快外層裂變材料的裂變,這種武器就被稱之為增強型原子彈,這個重量就更大了,然而這還不是尾聲!(核彈頭的內部構成)

    在增強型原子彈的基礎上再附加上層層疊疊的核聚變材料和X射線透鏡等裝置製造出紛繁複雜的氫彈,那重量就更大了。人類歷史上製造出的第一個武器級核聚變試驗裝置“邁克”使用液態氘為材料(溼式氫彈),重量高達62噸,完全不具備實戰能力。即使後來蘇聯人發明了使用固態氘化鋰6的乾式氫彈,重量仍然是噸為單位!(美國第一個氫彈裝置,附加了體積龐大的冷卻裝置)

    目前世界上最先進的熱核彈頭(氫彈)莫過於美國的W88型核彈頭,它的重量不到360公斤,爆炸當量為47.5萬噸,而當年的小男孩原子彈重量為4噸,爆炸當量卻只有不到2萬噸,這就是核聚變的恐怖威力!那既然製造不了1克重的氫彈,我們就只能來計算一下一克核材料完全聚變後所能釋放的能量了。(W88型核彈頭)

    物質在聚變後會造成0.3%的物質損失,根據質能方程計算,能量=損失物質質量×光速²,套用這個公式,一克氘化鋰6在完全發生聚變後所產生的能量約等於63噸TNT爆炸釋放的能量,那63噸TNT是什麼概念呢?美國有史以來製造過的威力最大的常規炸彈為GBU-43大型空氣燃料炸彈,它的TNT當量約為11噸,完全致死半徑為30米,有效殺傷半徑超過100米,而1克氘化鋰6是炸彈之母威力的將近6倍,完全爆炸後絕對能一次性摧毀美國五角大樓!(燃料空氣炸彈的威力,一發一棟樓)

  • 4 # 核先生科普

    這句話嚴格地來說應該這樣講,1g的氫彈是沒有威力的,因為根本爆炸不了。1g製造氫彈用的聚變材料氚倒是可以計算出來大概能產生多大的能量的。

    圖釋:核彈頭小型化模型

    比威力是核武器的一個重要的引數,計算方法也和簡單,就是用彈頭當量除以彈頭的重量,很明顯,當量大、重量輕的核武器比威力一定大。熊武一、周家法編寫的《軍事大辭海·上》中提到美國的W62型核彈頭比威力為510噸TNT當量/公斤,W69型核彈頭的比威力為1133噸TNT當量/公斤,47.5萬噸當量的W88型核彈頭重量為360公斤,約合1319噸TNT當量/公斤,這還不是最大的,比這更早的120萬噸級的W56型核彈頭重量才有272千克,比威力達4411噸TNT當量/公斤,也就是4411kgTNT當量/克。

    從以上可看出1g彈頭的威力從510kg到4411kgTNT當量不等。

    如果從理論上來計算,1g氘和氚聚變產生聚變能放出327824兆焦耳的能量,相當於78噸TNT當量,相當於11.2噸標準煤完全燃燒放出的能量,但這個數值和工程上相差了數十倍以上。

    圖釋:W62型核彈頭

    氫彈從本質上說是一個複雜的裝置,而不是像常規化學炸藥型彈頭那麼簡單,所以能用1g的炸藥做個煙花爆竹,可以被輕易的點燃,但是1g聚變材料想要“點燃”,並不是一件容易的事情,在大型的核聚變裝置如“ITER”“EAST”“科大一環”都是幾十噸甚至上百噸的裝置,在如此龐大的裝置中每次點火的聚變材料都不足1g。

    圖釋:科大一環,重達70噸

    如圖所示:氫彈最重要的部位之一是有一個半徑約2釐米的中資源釙鈹中子源,這個彈丸質量就在1g以上了,更別說外圍裝置,因此1g的氫彈是根本不存在的。

  • 5 # 艾伯史密斯

    答:一克氫彈的核聚變物質,聚變時釋放的能量相當於140噸TNT當量,或者相當於20噸標準煤燃燒釋放的能量,殺傷範圍的直徑有700米。

    氫彈是人類目前有能力製造的最強的武器,理論上只要達到點火溫度和壓力,核聚變反應就能持續進行,所以氫彈本身沒有臨界質量。

    原子彈是利用鏈式反應進行的,只有達到一定質量(臨界質量)的核聚變材料,才有可能發生鏈式反應,比如鈾-235的臨界質量大約50千克,鈽-239的臨界質量大約10千克。現有氫彈由原子彈爆炸來引爆,所以氫彈是存在最小當量的,目前最小的氫彈,質量也在一噸以上

    目前氫彈材料採用氘核與氚核發生聚變,質能轉化效率為0.7%,也就是說1克聚變物質當中,有0.007克質量轉化為了能量,根據質能方程,可以計算出釋放的總能量大約為:

    E=Δmc^2

    =0.007*10^-3*(3*10^8)^2

    =6*10^11J;

    這相當於20噸標準煤燃燒釋放的能量,或者140噸TNT當量;理論上,質能轉化率最高的是反物質炸彈,利用反物質和正物質發生湮滅,就能使物質100%地轉化為能量,目前人類可以製造及少量的反物質,但是反物質的儲存是一個非常大的難題。

    核彈的殺傷力半徑估算公式為:

    d= 1.5 × 等效TNT爆炸當量^(1/3);

    其中D為殺傷力半徑(單位千米),TNT當量的單位為“萬噸”,所以1克氫彈物質發生聚變,釋放能量的殺傷力半徑大約為:

    d=1.5*(140*10^-3)^1/3≈0.36公里;

    於是殺傷範圍的直徑大約是700米。

  • 6 # 裸猿的故事

    氫彈需要原子彈才能引爆,所以並沒有一克的氫彈。

    如果您是想問一克氫完全發生核聚變反應能釋放出多少能量,那麼這個答案不能簡單,按照愛因斯職能質能方程式進行計算。因為親,氫元素本身不會直接轉變為純能量,除非它和另一克反氫原子結合,正反物質湮滅的時候質量才會全部轉換成能量。

    正常的核聚變中究竟是釋放能量還是吸收能量,取決於反應前後質量的差值,只有質量變少了,才是一個真正能釋放能量的核聚變,否則就將是吸收能量的核聚變。

    那麼一般來說,氫彈中發生的核聚變比恆星核聚變簡單一些,通常氫只會聚變為氦元素,不會變成別的元素,因此只需算出氦元素和氫元素之間的質量差,再使用愛因斯坦的質能方程就知道答案了。

    一克氫元素聚變為氦元素之後的質量為0.993克,質量差值是0.007克。代入質能方程,E = ΔmC^2 = 0.007 X 10^-3 X (3 X 10^8)^2= 6.3X 10^11焦耳。

    那這數字到底是多大呢?雖然通常介紹核武器總是和TNT的爆炸相比較,如,一公斤TNT完全爆炸,理論上限釋放的能量是420萬焦耳(4.2*10^6焦耳),那麼換算過來就相當於百萬公斤也就是大約千噸級別TNT爆炸所釋放的能量。

    但這種說法還是太抽象了,讓我們換個比較方案,將1克氫核聚變釋放的能量與人體每日所需的能量來比較一下。

    首先1千卡(KCAL)=4.184千焦耳(KJ),其次一個輕體力勞動的成年人每日大約需要兩千卡就能活命。這意味著1克氫完全核聚變釋放的能量可以養活10^7人活一天,既千萬級別的人,一天所消耗的能量,具體說是7520 萬人!

    這意味著15億人活一天所消耗的能量,也就是20克氫原子的核聚變,過一年是7.3 公斤的氫原子,過一百年也只需要730公斤的氫原子。大約7300公斤的水中就含有這麼多氫原子,這僅僅能裝滿7.3立方的池子,一個兩米長兩米寬兩米高的蝸居也有八個立方呢!

    當然普通的水不適合用來進行核聚變,要想得到最多的能量同時也降低核聚變發生的門檻,我們需要的是氘和氚,或者氦3,這樣的元素。

    月亮上富含氦3,因此未來在月球上開採氦3是人類獲取能源的必然之路,這也是各國都想登月的原因之一,月球就是未來的波斯灣。

    讓我們祝願中國宇航員早日登上月球吧!

  • 7 # 樺淚

    愛因斯坦質能方程,元素衰變或者裂變,質量是指減少量,原來的質量減去衰變或者裂變後的質量,直接帶入原來的質量是錯誤的,,,,,

  • 8 # 極愛你哭

    原子彈和氫彈一樣,都是核武器,不過原子彈是第一代,氫彈是第二代。單說其威力,1千克鈾全部裂變釋放的能量差不多是1千克TNT炸藥爆炸釋放能量的1900萬倍。

    氫彈是核武器的一種,是二代原子彈,又稱聚變彈 、 熱核彈、熱核武器。氫彈的殺傷破壞因素與原子彈相同,但威力比原子彈大得多。原子彈的威力通常為幾百至幾萬噸級TNT當量,氫彈的威力則可大至幾千萬噸級TNT當量。還可透過設計增強或減弱其某些殺傷破壞因素,其戰術技術性能比原子彈更好,用途也更廣泛,其爆炸達到的溫度約為3.5億度,遠遠高於太陽中心溫度(約1500萬度)。

    1945年8月,美國投到日本廣島的那顆原子彈(代號叫“小男孩”)採用的就是槍式結構,彈重約4100公斤,直徑約71釐米,長約305釐米。核裝藥為鈾235,爆炸威力約為14000噸梯恩梯當量。在槍式結構中,每塊核裝藥不能太大,最多隻能接近於臨界質量,而決不能等於或超過臨界質量。因此當兩塊核裝藥合攏時,總質量最多隻能比臨界質量多出近一倍。這就使得原子彈的爆炸威力受到了限制。

    大家已經體會到原子彈的威力了,那麼厲害的傢伙,到了氫彈面前卻也只能當個看大門的,氫彈的威力可想而知。氫彈具有巨大殺傷破壞威力,它在戰略上有很重要的作用。對氫彈的研究與改進主要在3個方面 : 提高比威力和使之小型化。提高突防能力、生存能力和安全效能。研製各種特殊效能的氫彈。一般來說,原子彈的TNT當量最多也就8-10萬噸,而氫彈的TNT當量最小也要20多萬噸,厲害的氫彈TNT當量則高達數千萬噸。更恐怖的是,氫彈的威力是沒有極限的,只要你手裡的材料足夠多,都可以搞成炸燬整個太陽系的氫彈。

    氫彈的運載工具一般是導彈或飛機。為使武器系統具有良好的作戰效能,要求氫彈自身的體積小、重量輕、威力大。因此,比威力的大小是氫彈技術水平高低的重要標誌。當基本結構相同時,氫彈的比威力隨其重量的增加而增加。據說那枚氫彈爆炸後,蘑菇雲高達7萬多米,爆炸產生的強光在距離爆心300公里外都刺眼。“大伊萬”幾乎把整個新地島被抹成了平地,還把該島周圍方圓數百公里的海冰全部融化。

    此外,據說駐紮在阿拉斯加和格陵蘭島上的北美防空司令部的電子系統也大都受損,雷達無法操作,通訊中斷。而蘇軍的整個通訊也失聯長達一個多小時。由此可知氫彈的核聚變能力比一代原子彈的核裂變厲害很多。地球的火山爆發溫度也不過是幾千度或者幾萬度,而太陽的核心高達1500萬℃,足以摧毀一切。

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