氫彈的構型是個什麼東東?軍武資料庫2022-01-08 14:51:49

謝邀,問對人了。

氫彈的構型問題其實算不上什麼機密,而是我們國內對“于敏構型”太過於炒作而讓人覺得神秘了。如果真是什麼頂級機密的話,為啥我們的小鄰居清單研製成功了呢?就他們的科技水平來說,嘖嘖。

詳細地說下氫彈的構型:

我們都知道氫彈是以原子彈為熱源和中子源,透過核爆炸的形式點燃聚變材料的一種武器。這個部分的內容估計還是中學課本上給大家講的。大多數人對氫彈的理解也就到這個概念了。概念沒啥錯誤,但是實施起來很難。要知道難點在哪裡的話咱們就得先說下“溼式氫彈”了

所謂的溼式氫彈是指氘氚聚變材料以液態儲存,依靠原子彈為熱源將氘氚加熱到產生核聚變的氫彈型別。這種氫彈威力巨大但毫無實戰意義。原因就在於:

氫彈的構型是個什麼東東?

它們都像是一個小型化工廠到形式,以耐高壓容器儲存液態氘氚把原子彈放在容器邊緣引爆。例如上圖的常青藤氫彈,重量超過5噸,高度超過6米,已經沒有任何攜帶和投放的可能性了。

但液態氫彈的優勢在於構造簡單,起爆容易。只要用原子彈在儲液罐周圍引爆,這個儲液罐子內的核聚變反應就可以釋放出極大的能量。原因也很好理解,這麼大的一個氫桶為聚變反應提供了絕對足夠大的反應視窗空間。

氫彈的構型是個什麼東東?

微觀上我們看到氘和氚聚變為氦核心並且會釋放出一箇中子的聚變反應似乎是毫無難度的,大家認為只要將氘和氚加熱到一定溫度就可以引發核聚變反應

但從宏觀上看,一個重達5噸的液體罐子怎麼能在一瞬間加熱到核聚變所需要的上億度而不被原子彈炸碎就成了一個工程上的難題了。

依靠原子彈爆炸的熱量實際上也是難以達到目的地。這裡就利用了一個類似於微波爐的原理,從聚變材料內部快速加熱,依靠的不是微波而是X射線。巨量的X射線其實也是有物質加熱的能力的,當高能X射線照射到原子的時候,原子吸收能量增加動能——宏觀上就是溫度的上升。溼式氫彈的大儲液罐子本身體積巨大從空間尺度上就增加了X射線命中原子的機率,從而就擴大了聚變視窗的尺度。以至於溼式氫彈所需要的X射線輻射壓只有7。3太帕。這是一個任何原子彈都能滿足的輻射壓指標。而且如果在一定尺度上擴大儲液罐的尺寸和儲液量對輻射壓的需求還可以進一步降低。

氫彈的構型是個什麼東東?

剛剛咱們說了溼式氫彈雖然好點燃,但是很難實用化,沒有合適的運輸工具來投放。為了解決這個問題就得將溼式氫彈的體積縮小。體積縮小是不是就和越大體積聚變視窗越大的理論相違背了呢?況且,溼式氫彈的體積還是無法進一步縮小,氘的洩漏問題和氚壽命問題都是需要進一步解決的溼式氫彈的缺點。於是——真正具有實用價值的“乾式氫彈”的設計需求就出來了。

氫彈的構型是個什麼東東?

由於聚變材料體積尺度大幅度變小,

它就需要依靠原子彈產生的X射線在很小的聚變視窗內來引發鉅變反應。

看上面的圖C你會發現這是一個類似於反射體的結構,將原子彈爆炸時所產生的X射線聚焦到核聚變材料上。這個設計在我們的生活中也有例項——太陽能灶。

氫彈的構型是個什麼東東?

這樣之前溼式氫彈中原子彈爆炸四面八方射出的X射線就被匯聚到了一個點上,可以在輻射壓在140太帕的等級上對聚變材料進行X射線加熱。這個概念就是咱們說的泰勒-烏拉爾構型。

如果你能理解泰勒-烏拉爾構型的基礎要點,現在我們回過頭來看太陽能灶,這是反射聚焦,現在能不能想到另外一種匯聚太陽光的思路?——凸透鏡啊!!!

氫彈的構型是個什麼東東?

如果把原子彈爆炸所釋放出的高能X射線經過折射聚焦是不是也能起到效果呢?這個就是于敏構型了。當然了,在於敏構型中並沒有一個玻璃放大鏡。而是利用了更巧妙的方式

氫彈的構型是個什麼東東?

環狀的曲面結構。這個構型其實還是類似於我們生活中的東西——涅菲爾透鏡。

氫彈的構型是個什麼東東?

就是從更小的空間體積上達到了更大透鏡的效果。

看到這裡大家就應該知道了所謂的構型其實就是設計方式,這個設計方式是決定了原子彈(核板機)爆炸後X射線的聚焦方式。

其實這兩種聚焦方式各有千秋,也談不上誰好誰不好。當然了既然是X射線聚焦還有沒有其他方式呢?也有!

把光線從空間尺度上的聚焦轉變為從時間尺度上的聚焦,也就是鐳射器。目前各個大國都在研究X射線鐳射器。

氫彈的構型是個什麼東東?

當使用功率足夠大的X射線鐳射來照射聚變材料的時候,聚變材料就引發聚變反應。這時候,氫彈就可以脫離原子彈存在了,而且可以設定為0~∞TNT當量。這時候的氫彈才真正的可以作為乾淨的武器來使用。

當然了,這種氫彈又得回到使用液態的氘氚的溼式狀態,其實這時候更好地聚變材料就變成了氦3。當然了,X射線鐳射+氦3聚變材料不一定會被用來造氫彈,也可能會造成你家的電動車電池。