分裂vs融合
氢弹与普通原子弹不同,像是美国在第二次世界大战结束前投掷在日本的是原子弹。美国在广岛和长崎引爆的这两枚原子弹(A-bomb),总共杀死超过20万人。
但是氢弹(H-bomb)是一个完全不同的野兽。根据核专家的说法, 它的威力可以比原子弹强高达1千倍。这里告诉你是为什幺。
像钸(plutonium)和铀(uranium)这样重的放射性元素特别容易分裂。
每一个原子的分裂(fission)或撕裂(split)会释放出大量的能量,这是同样的东西核电厂用来为您的家庭产生能量。
然而,如果原子被快速地压扁在一起,就会发生失控效应(runaway effect),几乎在一瞬间分裂很多很多的原子,并释放出灾难性的能量。
下面插图,显示两个不同的原子弹模型。每一个原子弹的目标是引爆传统爆炸物(棕褐色)来挤压可分裂的原料,如钸-239(蓝绿色)或铀-235(黄色);挤压到’超临界(supercritical)’质量,然后疯狂般地分裂原子:
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左边的装置是一个内爆式核分裂炸弹,就像在长崎引爆的胖子(Fat Man)原子弹,它向内压缩一切。
右边是一个枪型核分裂炸弹,就像在广岛引爆的小男孩(Little Boy)原子弹,它射出原子核核心缺失的一块直接进入到中心,造成超临界。
氢弹做的甚至更极端。
氢弹依赖在称为融合(fusion)的反应中,将两个或更多个原子结合在一起。为了让你知道核融合炸弹的潜在威力,核融合是提供动力给恒星,像是太阳,使得恒星非常的热且亮。
下面是第二张图,显示增强的原子弹和氢弹。一种特殊形式的’重’氢或氘(deuterium,绿色)是这两种武器的关键。
氘造成更多可分裂的原子分裂,从而在一瞬间释放更多的能量:
然而, 为了要触发核融合,你需要一吨的能量,这就是为什么一定要先引爆核分裂炸弹。所以,氢弹真的是由两个炸弹做成的:核分裂炸弹和核融合炸弹:
在氢弹内,’增强的’核分裂炸弹释放出一阵强大的X射线辐射,精准地对准 核融合炸弹。
这种现象发生在冲击波能够吹离氢弹之前。顺道一提,这是因为X射线以光速行进,但爆炸的冲击波不是。
然后,X射线冲击波引爆核融合炸弹,产生的爆炸威力大到足以合并一大堆原子,把一些原料转变成纯能量,并且触发一个比原子弹威力更吓人的爆炸。
这里是完整图形,比较所有的炸弹类型:
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