氢弹的结构什么样的

2025-05-14 10:22:12
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回答1:

 氢弹又称热核弹或热核武器,它是利用原子弹爆炸的能量做为“扳机”,将聚变燃料加热至几千万开以上,使之发生自持的聚变反应,在瞬间释放出巨大的能量。其威力在几十万至几千万吨梯恩梯当量。

原子弹的威力通常为几百至几万吨梯恩梯当量,氢弹的威力则可以大至几千万吨梯恩梯当量。同时,通过增强或减弱氢弹的某些杀伤破坏因素,还可以设计出特殊性能的核武器(如中子弹,减少剩余放射性弹)。由于产生聚变反应的轻原子核都带有正电荷,只有当它们的速度很高时才能克服正电荷间的静电斥力,发生显著的聚变反应。当热核装料的温度很高时,组成装料的原子核就具备了很高的速度(从而有很高的动能)。利用这种办法发生的聚变反应叫热核聚变反应,简称热核反应。轻核中氢的同位素氘和氚原子核间的斥力最小。因此常常被选作氢弹的装料。氘氚原子核间的反应方式有:
                                  D+D→T+p+4.03MeV
                                  D+D→3He+n+3.27MeV
                                  D+T→4He+n+17.6MeT

D、T分别代表氘核和氚核,n、p分别代表中子和质子,3He、4He分别代表氦C3核和氦C4核。当热核装料的温度为几百万至几亿开尔文时,氘氘反应的速率约比氘氚反应快100倍。由于氘氚是气体或液体,使用起来不大方便。氢弹中常用的热核装料是固态氘化锂C6,其密度约为0.8克/厘米3左右。当锂-6吸收一个中子时,产生氚;氚与氘反应又产生中子,即进行氚-中子循环反应。氚、中子循环一代,消耗一个氘核和一个锂-6核,放出约22.4兆电子伏的能量。在氢弹中,烧掉1千克氘化锂-6,释放4—5万吨梯恩梯当量左右的能量。创造自持聚变反应所必须的高温、高密度条件需要大量能量,目前只能靠核裂变爆炸来完成。因此氢弹里都有一个起引爆作用的裂变爆炸装置,即“初级”或“扳机”。氢弹的爆炸过程大致是这样的:初级发生链式裂变反应,放出大量中子和X射线;利用初级爆炸所创造的条件,聚变装料发生自持聚变反应,放出大量能量和聚变中子;聚变中子又进一步引器氢弹铀-238外壳中的核裂变,放出大量的裂变能量。

 

以美国的“泰勒-乌拉姆型” 氢弹为例:

 

弹壳内有一枚内爆的原子弹和圆筒形的铀-238套管(反射层)。反射层内的是氘化锂(燃料)和位于圆筒轴心的中空的钚-239棒,中空的钚-239棒中间填充着数个中子发生器( 铍/钋弹丸)。将圆筒和内爆弹分离开的是铀-238护罩和填充核弹套管剩余空间的塑料泡沫。核弹的引爆导致如下事件顺序发生:

1、原子弹爆炸,释放出X射线。

2、这些X射线加热核弹内部和反射层,而护罩则避免燃料过早引爆。

3、热量导致反射层膨胀并被烧尽,同时向内部的氘化锂施加压力。

4、氘化锂被挤压到大约原来的三十分之一。

5、压缩冲击波引发中空的钚棒的变形,引起位于棒心的中子发生器( 铍/钋弹丸)中的箔片被弄破,钋自发地释放出阿尔法粒子,这些阿尔法粒子撞击铍生成很多自由中子,这些中子诱发钚棒开始发生剧烈的链式核裂变。

6、裂变中的钚棒释放出辐射、热量和大量的中子。

7、中子进入氘化锂,与锂结合生成氚。

8、高温和高压的结合足以引发氘-氚和氘-氘聚变反应,从而生成更多的热量、辐射和中子。

9、聚变反应释放出的中子导致反射层和护罩中的铀-238碎片裂变

10、反射层和护罩碎片的裂变将生成更多的辐射和热量。

11、氢弹爆炸。

所有这些事件在6000亿分之一秒内发生。