氫彈和原子彈的威力相差多大?

10 個回答
军史吐槽君
2019-03-27

眾所周知,氫彈依靠核聚變,原子彈依靠核裂變,如果只是計算核裂變和核聚變之間的能量差距,那麼其實差距並沒有我們想象中那麼大。1千克鈾235完全裂變後釋放的能量約為81.9太焦,是1千克TNT炸藥爆炸釋放能量(4.19兆焦)的兩千萬倍,而1千克氘化鋰-6完全聚變後釋放的能量約為260太焦,兩者差距並不十分明顯。更直觀的表述,一千克核材料裂變相當於2萬噸,一千克聚變則相當於6萬噸,兩者差距只有三倍。
氫彈和原子彈的威力相差多大?
氫彈和原子彈的威力相差多大?

理論上雖然相差不大,但在現實中卻一個天上一個地下。人類製造過的威力最大的原子彈是美國在1955年常春藤行動中爆炸的一顆當量約為45萬噸TNT的原子彈,而人類威力最大的氫彈是1961年蘇聯試爆的沙皇炸彈,其當量達到了驚人的5000萬噸,兩者的實際差距達到了111倍。
氫彈和原子彈的威力相差多大?(左邊為氫彈蘑菇雲,右邊為原子彈蘑菇雲)

那為什麼會造成這樣一個結果呢?主要是因為裂變材料存在臨界值,鈾235低於15公斤,鈈—239低於5公斤都不會發生裂變反應,也就製造不了原子彈。同樣的,如果核裂變材料集中堆積超過一定重量,則會引起自發鏈式核裂變反應,有自爆危險,理論上人類目前能夠製造的原子彈的最大上限約為80萬噸TNT當量,但是誰也不敢嘗試,因為太過危險,所以50萬噸已經是金字塔尖。
氫彈和原子彈的威力相差多大?
除了臨界質量外,原子彈還有一個先天不足,那就是轉換率太低,不管是槍式結構還是內爆結構,核材料的裂變轉化率都很難突破20%。日本廣島爆炸的小男孩原子彈內部裝有60千克鈾235,最後成功裂變的只有約700克,轉換率只有約1%,而核聚變在理論上的質能轉化率則能達到裂變的4倍以上。所以想要製造出實戰化的大威力小型核彈頭,想要實現分導式核彈頭,必須掌握氫彈技術,而至今擁有氫彈技術的依舊只有五常,其他掌握了原子彈技術的印巴半島某國終究只是低端玩家而已。
氫彈和原子彈的威力相差多大?(分導式核彈頭)

军武数据库
2019-03-30

謝邀,從爆炸威力上看現役的氫彈其實和原子彈爆炸威力相差並不大。

有點意外嗎?W君給大家詳細講講。

最早的原子彈基本上都是體型驚人的長3.25米重量45噸。

氫彈和原子彈的威力相差多大?

這樣的原子彈主要威力來源於內部的一枚92毫米直徑的金屬球——6.4公斤的鈈-239。可以釋放出大約2.1萬噸TNT當量的能量。

氫彈和原子彈的威力相差多大?

從這樣看一枚早期原子彈的大部分結構其實都是為這個92毫米大小的小球服務的。只可惜這樣做的效率還是很低。重量6.4千克的鈈核心最終爆炸後只有大約不到1千克的鈈發生了裂變反應。1千克是多少呢? 大約相當於兩枚Mk2手榴彈的重量。

氫彈和原子彈的威力相差多大?

從這個角度上來說,原子彈實際上是一個效率極低的武器。假使B-29轟炸機可以均勻的投放MK-2手榴彈一次扔下去9000枚MK-2手雷每個手雷精確的炸10平方米的空間,效果也並不比胖子原子彈差。唯一的問題其實就是不可能將手榴彈投得這麼均勻。


說回原子彈,相對於早期製造的原子彈,現在的原子彈威力增大了很多,由於改進了爆轟炸藥的結構,原子彈的體積和重量也變小了很多。但由於鈾或鈈材料臨界值的問題,原子彈造不大。在1952年美國爆炸的一枚“常青藤國王”原子彈已經達到了裂變核武器的極限。

氫彈和原子彈的威力相差多大?

依據常青藤國王的設計,美國生產了一批Mark 18核彈。這是最大當量的原子彈了,爆炸當量達到了50萬噸。


原子彈的效率高低主要是看原子彈內部的核材料裂變參與率,還拿胖子來說,當年的胖子爆炸過程中,6.4千克的鈈-239只有不到1千克進行了裂變反應,同時裂變反應中的鈈只有1克左右被轉化為了能量,從材料利用率來說,鈈的利用率只有15.6%,物質-能量轉化率卻只有萬分之1.5。


原因就是在核爆炸發生時產生的中子不足以長時間的維持鏈式反應。


於是在核爆炸中產生更多的中子則成了主要的議題。在這種狀態下自然而然的就產生了氫彈。


在裂變過程中發生的能量可以促使氫元素進行聚變,在聚變的過程中產生的中子可以反向的再促使核材料裂變。這樣一方面氫元素在聚變的時候釋放巨大能量,另一方面也提高了鈾或鈈的利用率。


這樣就有了爆炸當量上千萬噸的氫彈武器。例如常青藤行動中的“麥克”,這是一枚氫彈,當量1040萬噸。

氫彈和原子彈的威力相差多大?

雖然麥克的當量很大,但要澄清的一點是——這枚氫彈釋放出的能量70%是裂變產生的能量,聚變產生的能量僅僅佔30%


所以說氫彈的出現不僅僅是為了追求大當量的的爆炸威力,也是為了更高的提高核裂變材料的利用率(從常青藤麥克就可以看出)。所以氫彈中聚變材料固然能產生更大的能量輸出但氫彈中的主角還是裂變能量。


而且有一個現象咱們要注意到,鈾-235和鈈-239的富集十分困難,因此成本極高。而氘僅僅需要從水中就可以利用蒸發進行分離。費用要比裂變材料低幾十萬倍。所以如果能依靠氘、鋰-7製造氫彈,那麼整個氫彈的費用要比同當量的原子彈低很多(或許很意外,但事實如此),因此現在的核大國基本上都庫存氫彈了。


但是要注意的一點,任何爆炸的威力都和距離的三次方成反比。一枚100萬噸的核彈並不比一枚30萬噸的核彈的殺傷範圍大多少。因此過大當量的核彈其實沒太大意義。


最終現代的核彈(原子彈和氫彈)基本上都是3-5萬噸一個級別、30-50萬噸一個級別。個別的可以做到300萬噸但效費比就很差了,殺傷力其實並沒有比兩枚50萬噸的核彈更高。

氫彈和原子彈的威力相差多大?


所以說威力誰大,理論上氫彈更大,但實際上在現役裝備中,氫彈原子彈的威力基本上都差不多。

话说天下大势
2019-03-24

原子彈和氫彈的引爆原理不同,它們的爆炸威力也相差很大。原子彈的威力通常為幾百噸至上百萬噸級梯恩梯當量,氫彈的威力則可大至幾千萬噸級梯恩梯當量,破壞力極大。
氫彈和原子彈的威力相差多大?

原子彈是重核裂變核武器,它的內部十分複雜,需要兩塊達到臨界質量的核物質,而且有精密的保險裝置、引爆裝置、足夠量的高爆引爆炸藥等等。
氫彈和原子彈的威力相差多大?

引爆時是先將核彈內化學炸藥引爆,炸藥爆炸後的力量將兩塊臨界核物質緊緊壓在一起,就會引發核材料持續劇烈的連鎖裂變反應,即核爆炸。
氫彈和原子彈的威力相差多大?

氫彈爆炸是輕核聚變,又稱熱核彈或熱核武器,它的內部裝有一枚小型原子彈。起爆時是先引爆原子彈,利用原子彈爆炸的能量做為“雷管”,將聚變燃料加熱至4千萬度以上,利用原子彈爆炸的能量點燃氫的同位素氘、氚等輕原子核的聚變反應,使之發生自持的聚變反應,在瞬間釋放出極為巨大的能量,即熱核武器爆炸。
氫彈和原子彈的威力相差多大?

氫彈的雖然引爆原理和原子彈不一樣,但是氫彈的殺傷破壞原理與原子彈相同,而且威力也比原子彈大得多。
氫彈和原子彈的威力相差多大?

前蘇聯赫魯曉夫時期曾實驗引爆過5800萬噸當量的氫彈,造成方圓1000公里範圍內的無線電通訊中斷數小時,百公里範圍內的建築完全被摧毀,氫彈產生的衝擊波在大氣上空圍繞地球整整循環擾動了三圈,令全世界都感到了前所未有的恐懼。

无法超越的足迹
2019-05-01

原子彈做為世界上第一種出現的大規模殺傷性武器,在二戰後期在日本的上空發揮的淋漓盡致,堪稱足以媲美一般規模的自然災害造成的傷害和破壞力,是人類有史以來的製造的最大殺傷性武器之一,原子彈爆炸時產生的熱量高溫能讓人瞬間氣化,而且內部爆炸裂變產生的溫度是以億度為單位的。
氫彈和原子彈的威力相差多大?

原子彈是通過核裂變釋放出來巨大的能量,威力遠遠超過普通化學物質的炸藥的威力,原子彈的威力都是以炸藥噸為基本單位值,也就是說原子彈最小威力釋放出來的破壞力都是以噸炸藥為單位,而且前面的數要加上萬甚至幾十萬,可以想象一下這些威力有多恐怖,拿投放到日本的兩顆原子彈的當量來說一個是四萬噸普通炸藥的威力,一個是三萬多噸普通炸藥的威力,而造成的破壞力直接把日本兩座城市夷為平地死傷無數。
氫彈和原子彈的威力相差多大?

在美國對日本使用完原子彈後,世界都看到了原子彈的恐怖威力,大國們紛紛開始研製這種終極武器,而原子彈並不是威力最大的武器,人類也並沒有因為原子彈的威力而感覺到滿足,而還研製了威力遠超原子彈的武器,氫彈就在這種情況下被研製了出來,而氫彈的威力有多大呢可以從引爆的原理看出來。
氫彈和原子彈的威力相差多大?

原子彈的結構是用炸藥做為雷管引爆原子彈,而氫彈比原子彈更粗暴,直接用原子彈作為雷管引爆氫彈,威力可想而知,也可以想象為什麼氫彈的威力大於原子彈,裡面的其他裂變釋放的結構根本就不用去解釋和考慮,直接用最直接粗暴的方式來解釋,雷管的威力大小決定了武器的殺傷力高低。
氫彈和原子彈的威力相差多大?

理論上來說原子彈的威力從幾千噸TNT炸藥當量及到幾十萬噸不等,而氫彈的威力可以輕輕鬆鬆超過百萬噸級別,從百萬噸到數千萬噸不等,甚至當初蘇聯還曾經計劃研製億噸當量的氫彈,但是後來減半引爆了五千萬噸當量的氫彈,威力讓整個歐亞大陸直接偏移了三釐米,這是原子彈遠遠做不到的,而美國也生產出來了超過兩千五百萬噸當量的氫彈,威力是投放在日本的原子彈的威力的數百倍。
氫彈和原子彈的威力相差多大?

而就是因為這種武器的巨大威力,世界上為數不多的國家能研製出來,因為這種武器的結構複雜跟原子彈完全不是一個級別的,有不少國家能研製原子彈,但是卻弄不成氫彈,而氫彈的特性跟原子彈不一樣,氫彈的穩定性不如原子彈,所以有氫彈的國家基本上都要花大量的資金和人力去維護,所以後來一個個都放棄了氫彈,明面上來說只有我國還保留有三十枚氫彈,這完全要歸功於一位老人。
氫彈和原子彈的威力相差多大?

核武器現在一直是維持世界和平最重要的武器,是平衡世界必不可少的武器,這也是避免了大規模戰爭報發的可能性,雖然說核武器威力巨大殺傷力特別的恐怖,但是就是原因恐怖的殺傷力的讓大家都忌憚,所以形成了維護和平最後的終極武器。

海螺008
2019-03-23

大概差1~2個數量級.

原子彈的當量,大約在1w~10w噸TNT當量。小型核彈可以更小些,大概就0.1w噸TNT吧,這個可能算髒彈。

氫彈大當量就大了,大概在100w噸TNT當量。小型氫彈也有10w噸,大型的有1000w噸以上。

多裝藥

當然,如果多裝藥,也可以造出個特大原子彈。但是對於造價/當量比來說,氫彈費用低不少,所以到20w噸以上,五常基本上都是氫彈。而五常以外,比如朝鮮、印度,只能用原子彈,那是沒辦法。

熊熊or球球
2019-03-23

一個D(氘)和T(氚)發生聚變反應會產生一箇中子,並且釋放17.6MeV的能量(14.1)

一個鈾235原子核完全裂變時放出的能量約為200MeV

同樣質量的氫彈和原子彈完全釋放能量的話,能量差距應該是235/(2+3)/17.6*200=534倍

国际装甲联盟
2019-03-23

氫彈要靠原子彈引爆,數量級看當量就明白了,一個通常幾十萬噸,一個動不動幾百萬上千萬噸,沙皇炸彈大伊萬都五千萬噸了。有興趣的話可以搜一下沙皇引爆後的威力,就不難理解冷戰期間西歐瑟瑟發抖的恐懼


氫彈和原子彈的威力相差多大?
我是我696969
2019-05-14

大風與颱風的區別

吃甜筒的树懒
2019-03-23

差別很大,好幾個數量級的差異。

原子彈搞到40萬噸就基本到頭了,除非再加助爆材料,性價比很差,並且效果也不好。

氫彈,百萬噸級很輕鬆,瘋狂一點做實驗,千萬噸級也有一堆……

小情人日记
2019-03-25

謝謝邀請

首先說一點,氫彈引爆需要原子彈最為起爆方式。

這個當然肯定一點,氫彈的威力是最大的。

原子彈是需要鈾的裂變特性所覺定的,而氫彈是用核聚變而完成爆炸的。氫彈的爆炸是需要原子彈來引爆的,因為氫彈的核燃料需要數以千萬度的高溫才能產生核聚變的,所以只有原子1彈才是個引爆。

一顆1500萬噸級的原子彈,幾乎要波壞長達257千米寬64千米的面積。但是一顆5000萬氫彈爆炸 方圓4000公里的飛機和雷達都收到影響,可想而知威力是有多大。
氫彈和原子彈的威力相差多大?

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