氢弹的两种构型是什么?为什么于敏的配置更强大?

建议你看一下16上的问答,至少会对配置有所了解。

但是这里要讲两个谣言。第一是于敏配置强,第二是只有中国有30颗氢弹。这两条信息其实都是假信息。

其实核弹的威力和配置关系不大,也谈不上谁厉害谁不厉害。原子弹达到临界值就能爆炸,达到聚变反应条件就要触发核聚变。氢弹在构型上的唯一区别是达到聚变条件的难易程度和聚变材料的效率。

从效率上来说,于敏的x光镜头配置确实高于布特勒ulam。

由于在灵敏组态下X射线聚焦引起的聚变物质的聚变最初发生在物质球的中心,从理论模型上讲是一种更有效的引发方法。但由于技术问题和原子弹爆炸后材料结构的不可控,这种X射线透镜实际上偏离了聚变材料的核心。因此,这种引发结构仍然不具有布特勒-乌拉姆模型的绝对材料利用优势。

另一个问题是,我们都知道在敏感配置中有一个非常重要的组件叫做X射线透镜,字面意思是在聚变材料的核心聚集散射的X射线的一组透镜。那么问题来了,X射线的折射率是多少?可以说是无限接近1,也就是说X射线穿过固体物质后几乎不偏转。因此,这种灵敏的X射线透镜根本不是“透镜”,而是由强X射线反射层构成的嵌套结构:

事情是这样的!看到这种结构,你应该明白,X射线透镜采用多层嵌套结构,中间有孔径,边缘有边缘,增强辐射到聚变物质球体的X射线。你应该能理解为什么这样的结构效率不是很高。

但无论如何,这种设计于敏感构型仍然可以使聚变材料满足聚变条件——这是一种创新设计。

不幸的是,这种结构并不是融合聚变材料的最完美结构。一个更完善的结构是美国的国家点火设施。是以下领域:

这个球体的内径是10米。里面的人已经显得很渺小了。

当装置启动时,192束高强度激光束将在1纳秒内击中球中心的氘氚球。电离球体表层,同时压缩球体中心,使球体中心达到聚变反应的条件。球小吗?有这么大!

理论上可以释放120吨TNT当量!

更可靠的X射线激光核聚变方法,其实是于敏研发的。

有点不好意思,图给不了你。

与美国的国家点火设施不同,中国的X射线激光核聚变项目使用X射线激光加热铍球。使其发出X射线,均匀辐射到燃料球上。这比多光束激光直接打靶效率更高。

再来说说氢弹的另一种构型:泰勒乌拉姆构型。

与Yu-sensitive构型不同,这种构型中的核聚变物质是圆柱形的,存在于弹体中。

爆炸过程和敏感构型的区别在于氢燃料是由更高的压力熔化的。爆炸时,核弹内部压力可达6400兆帕,约为640亿标准大气压。在如此巨大的压力下,核聚变燃料的聚变反应开始了。但需要注意的是,压力的传递其实是有时间差的。底层聚变材料利用率不高。基本上类似于裕民结构的“偏心中心”。

因此,这两种结构在世纪上的差异并不是天壤之别。其实只是配置的一种方式。

至于于敏的结构,中国保留世界上仅有的30颗氢弹,简直是扯淡。结构不能保证放射性物质的稳定性。Taylor ulam的方案没有维护成本高的缺点。现在的氢弹中的核聚变材料不是重水就是超重水。但是氘化锂。

记住这里的一个公式。

锂6加一个中子可以分裂成氦4+氚,释放出5兆电子伏的能量。

同时D+T = He+N+17.5438+0 MeV。你可以看到,在整个反应中,实际上没有任何东西被浪费。而且氘化锂不仅提供了反应所需的氘,而且在反应过程中还不断产生氚,而且——氘化锂是一种核燃料,可以长期保存,没有半衰期,何乐而不为呢?

至于国外氢弹维护成本高,有。那是美国最早的氢弹。看看爆炸前的样子:

如果你能注意到坐在右下角的人,你几乎可以想到这颗氢弹的大小,不仅如此。这颗“氢弹”重达62吨之多,真正的机体是图片左侧的小锅炉。周边设备重达50多吨,作用是为氢弹散热。为什么要散热?-“氢弹”含有液态氘和氚。因此,这种型号的氢弹被称为湿式氢弹。就算有冷却设备,这个氢弹也撑不了多久,就要报废了。由于液态氘分子太小,很容易通过金属外壳泄漏。

这种氢弹不仅维护成本高,而且没有实战的办法。战争时期不可能在敌方城市从容建造这么小的锅炉吧?所以,湿式氢弹只是为了验证聚变反应可行性而设计的实验装置。维护成本当然高。

爆炸威力-654.38+00.4万吨TNT当量。但是又大又没用。

但在1953年8月,苏联成功进行了核试验,爆炸了一颗40万吨当量的氢弹。这是苏联第一颗氢弹(不是泰勒乌拉姆构型),爆炸当量只是美国第一颗氢弹的几分之一。但突破是使用固体氘化锂作为核聚变燃料。于是第一颗实用的氢弹被苏联研制成功。由于使用固体材料,这种氢弹后来被称为“干氢弹”,美国效仿,英国效仿,中国效仿,法国效仿...现在世界上所有的氢弹其实都是干氢弹。根本不存在保质期的问题!

事情的经过是,其实各国研发氢弹的专家中没有傻子。当然,除了印度,印度固执地认为在原子弹中加入氘化锂就是氢弹,却催生了新形式的核弹。虽然各种配置在圈外看起来很神秘,但在研究氢弹的核心圈子里就没那么神秘了——最多就是多做几次核试验而已。所以各种配置的优势早就混在一起了。比如我们现在看到的W-88核弹:

是这样的!你觉得是什么配置?如果你“认真”一点,是不是明天就要发一篇文章——《美国抄袭中国氢弹配置,还要给于敏先生交专利费》?

事实上,对于氢弹来说,这是所有国家的军事机密。无论是哪种配置,都是绝对的技术秘密。各国都没有公开,但外界知道的只是原则。从公布的资料来看,世界上只有五个常任理事国有能力制造氢弹,但世界上制造氢弹的方法有两种。

氢弹目前只有两种构型,一种是美国的泰勒-乌拉姆构型(简称T-U构型),一种是裕民构型。虽然配置不同,但本质上没有变化,都是用一级带动二级氢弹结构。初级阶段一般利用原子的裂变能量爆发出X射线,从而引爆次级,聚变氘氚材料,从而引爆氢弹。就是这么简单的过程,却需要绝对的技术来控制。难点在于如何利用核裂变产生的强大X射线照射氘氚同位素原子。

美国采用的是“泰勒-乌拉姆构型”(T-U构型),其结构特点是需要研制一种保护套,通过圆筒内表面的反射来收集X射线,使它们的X射线能量集中在一起,从而达到引爆氢弹的目的。

这里T-U配置的难点是制造比较大的圆柱形反射结构,这就需要很重很大的体积。这就大大增加了氢弹的额外重量,对弹道导弹和轰炸机有很大的限制。没有氢弹的小型化发展,就无法实现多平台装备的局面。

但“宇敏感构型”并没有采用与“T-U构型”相同的方式,而“宇敏感构型”是采用聚焦X射线的方式来达到聚焦辐照的目的,“宇敏感构型”的原理是利用透镜聚焦的原理来聚焦X射线辐照氘氚同位素原子,从而触发聚变。

“于敏感构型”的相对优势在于,它不制造大圆筒结构,大大减小了氢弹的体积和重量。同时,这种结构相对简单,没有复杂的结构设计,便于制造和存放。这也使得“裕民构型”氢弹的维护成本相对非常低,同时也减轻了后勤保障的压力。是一种氢弹构型,与其他构型相比综合设计最高。

于敏先生一路走来。

所以只能说它的“灵敏配置”设计,体积小,重量轻,结构相对简单,维护方便。但是,这并不意味着“于敏感构型”的氢弹就是威力最大的氢弹。只是在设计上有一定的优势,氢弹的杀伤力和配置无关。还不如不用核武器,用在核能开发上更有前途!

我们知道,氢弹是一种通过核聚变释放能量的武器,核聚变的引发需要高温。在实际使用中,目前氢弹只能通过原子弹爆炸来引爆。

但氢弹并不是简单地把原子弹(氢弹的“导火索”)和氚(氢弹的“火药”)结合在一起,因为实际引爆时,需要足够高的温度和足够高的聚变燃料浓度,才能使核聚变剧烈而持续;同时,原子弹的爆炸极其剧烈,爆炸的冲击波会将周围的一切吹得无影无踪,导致聚变原料在爆炸中心无法达到足够的浓度。所以氢弹结构的设计极其复杂。

据说美苏最初都研究过一种“千层饼”结构的氢弹。原子弹在中间,外面包了很多层锂氚。原子弹点火时,外层全部被炸飞,只有极小一部分氚能在超高温环境下完成核聚变,这是对聚变燃料的极大浪费,也大大降低了它的威力。