原子彈和氫彈,誰的威力大?

凡社策劃師



當然是氫彈威力大了。我們只需要看一個簡單的問題,那就是原子彈是炸藥做成的引爆裝置引爆的,而氫彈是用原子彈作為引爆裝置引爆的。

也就是說原子彈很厲害,但在氫彈跟前,他只是一個引爆器而已。原子彈是通過核裂變來產生爆炸當量,氫彈是通過原子彈的核裂變產生的X光引發進一步反應,發生核聚變產生幾何級增長的爆炸威力。所以氫彈爆炸是一系列的鏈式反應過程。


人類真正的破壞武器之王不是原子彈,而是氫彈。這也是安理會五常都進行了氫彈實驗的原因。但是實驗歸實驗,真正保有氫彈的只有我國。因為氫彈的維護保養費用太過高昂、條件太過苛刻,其餘國家最終都只是掌握了氫彈技術,沒有正式列裝。

氫彈技術目前在世界上有兩種架構,一種就是其它四大國採用的架構,而我國採用的是于敏架構。因為我國當時經費、條件有限,于敏教授另闢蹊徑,開發了一種完全不同於西方和蘇聯的架構,這就是于敏架構。


在這種架構下氫彈的保管、儲存要求沒有那麼高,維護和保養成本也比較低,所以最後只有我們保有了氫彈的列裝。


謝金澎

核武器是現在人類掌握的威力最大的武器,存在當量的概念,即相當於多少噸TNT炸藥爆炸的能量。如果是同樣質量的原子彈和氫彈,氫彈的爆炸威力更大,大約是原子彈的4倍。本文將具體敘述原子彈和氫彈的核反應原理以及他們的區別。

原子彈和氫彈

1945年,美國在二戰最後階段向日本的廣島和長崎投放了兩顆原子彈,耀眼的閃光和巨大的轟鳴之後,二十餘萬人死傷,城市被夷為平地。

從此,人們認識到核武器的巨大威力。二戰之後,以美蘇兩國為首的冷戰集團瘋狂進行軍備競賽,原子彈數量和爆炸力直線提升。美國在日本投放的“小男孩”和“胖子”兩顆原子彈不過是2萬噸TNT當量,可是前蘇聯爆炸的沙皇氫彈卻有5000萬噸TNT當量。爆炸後的蕈狀雲寬達將近40公里,高達60公里,比珠穆朗瑪峰還高7倍多;爆炸產生的熱輻射甚至可以讓遠在170公里以外的人受到3級灼傷,爆炸的閃光還能造成220公里以外的眼睛劇痛與灼傷。

質能方程

核武器為什麼有這麼大威力?它的原理是什麼呢?

為了解釋這個問題,我們首先要從1905年,物理學上第二個奇異年說起。

之所以說是第二個,是因為第一個物理學奇異年是1666年。在那一年,牛頓回到鄉下老家躲避瘟疫,結果在很短的時間內,他就發明了微積分、發現了光的色散,並提出了萬有引力的思想,奠定了近代數學、光學和力學的基礎。人們認為這是前無古人後無來者的事,就把1666年稱為牛頓奇異年。

然而,1905年,還是專利局小職員的愛因斯坦連續發表了六篇論文,闡述了分子動理論、相對論、光電效應等問題,這六篇論文,每一篇都在科學史上有舉足輕重的地位。於是,後人將這一年稱為愛因斯坦奇異年。

在其中的一篇論文《物體的慣性同它所含的能量有關嗎》中,愛因斯坦闡述了他的觀點:物體的能量與它的質量有關。這就是著名的質能方程:

其中E表示能量,M是物體的質量,而C表示真空中光速c=3×10^8m/s。

如果一個物體的質量M=1kg,按照這個方程計算,這個物體的能量有9×10^16J, 大約相當於2000萬噸TNT炸藥爆炸釋放的能量。

但是,怎麼從沒見過1kg的物體有這麼大威力呢?這是因為,只有在核反應過程中,質量發生虧損,才會釋放能量。

鏈式反應

在20世紀初,人們已經認識到原子是由原子核和核外電子構成的。發現這種結構的科學家盧瑟福特別喜歡使用α粒子(氦原子核)轟擊各種其他物質。

例如,在1917年,他使用α粒子轟擊氮(N)原子核,產生了氧(O)原子核和質子(p)。

這是人類第一次觀測到原子核的變化。由於這是人為使用一個粒子撞擊原子核促使原子核發生變化,因此稱為人工核反應。

1938年,德國科學家奧托哈恩第一個發現了鈾的裂變反應。

他使用中子(n)轟擊鈾(U)原子核,發現了鋇(Ba)元素,反應方程是

在這個反應中,一箇中子入射撞擊到鈾原子核上,使鈾235轉化為鈾236,又繼而變為鋇144、氪89和3箇中子。如果鈾的體積和質量足夠大,那麼這三個中子會繼續和三個鈾235進行核反應,形成九個中子…如此這般,就會形成一種“雪崩效應”,短時間內產生許多次核反應。

人們把這種反應稱為“鏈式反應”。在這個反應過程中,質子和中子的總量並不發生變化,但是平均每個質子和中子的質量卻減少了,也就是發生了質量虧損。根據愛因斯坦的質能方程,這一部分質量虧損會轉化成相應的能量。

曼哈頓計劃

當時,世界正籠罩在第二次世界大戰的陰雲之中。納粹組織了以著名科學家海森堡為首的科學家團隊,進行原子彈的研發。可是,進展卻十分緩慢,原因之一是一大批有猶太血統的科學家,如愛因斯坦、赫茲等人,都被希特勒嚇跑了,納粹內部的內耗也相當嚴重,無法集中全部資源進行統一的研究工作。

在日本偷襲美國珍珠港之後,美國被正式捲入戰爭。美國已經是當時世界第一的工業強國,工業實力有目共睹,珍珠港事件又使得美國全國上下同仇敵愾。在得知納粹德國正在進行原子彈研製計劃時,許多美國軍方的科學家都建議搶在希特勒之前研製成實用的原子彈。為此,他們慫恿愛因斯坦幫忙。

愛因斯坦是美籍德國猶太人,當時已經五十多歲了,在世界上享有巨大的聲譽,納粹上臺之後他逃到了美國。他寫信給羅斯福總統說:如果納粹首先研製出原子彈,那對全世界都是一個災難。在愛因斯坦的號召下,美國政府集合了以奧本海默為首的一大批科學家,開展了歷時三年的曼哈頓計劃。

在原子彈製造的過程中,最難的問題是如何將鈾進行提純。原子彈的原料鈾235在自然界的鈾中只佔0.7%,其他的是它的同位素鈾238。為了使鏈式反應能夠發生,鈾235的濃度必須達到某個值以上,這是因為如果濃度太低,裂變放出的中子無法撞擊到下一個鈾235原子核上,鏈式反應無法繼續進行。曼哈頓計劃大部分時間都在研究如何進行鈾濃縮,到二戰結束,美國提純的鈾也剛夠製造一顆實驗炸彈和兩顆實戰用彈。

不僅僅是鈾的濃度要夠高,鈾的體積也需要夠大,稱為臨界體積。因為原子核相比於原子非常小,如果鈾體積不夠,產生的中子很可能在原子核外的空間飛出去,鏈式反應也無法繼續進行。

一個簡單的原子彈模型如下:


在彈殼中有兩塊濃縮鈾235,在二者之間有一塊柱狀鈾棒,三者都沒有達到臨界體積,因此不會爆炸。在原子彈引爆時,柱狀鈾塊上方的炸藥爆炸,將鈾棒推入兩塊鈾之間,三者合在一起之後體積超過臨界體積,原子彈爆炸。在鈾塊外面的中子反射層是用於反射中子,以減小臨界體積。

原子彈的巨大威力造成了無差別攻擊,使日本軍人和普通民眾同樣承受了巨大傷亡。愛因斯坦獲知這一消息之後後悔不已,說自己把原子彈從一個瘋子(納粹)手中奪下來,又交給了另一個瘋子(美國)。

氫彈

不僅如此,二戰之後,整個世界籠罩在核陰影之中。美蘇等國家不光瘋狂製造原子彈,更製造出一種威力更大的核武器:氫彈。

人們發現:氫元素的兩種同位素氘(D)和氚(T)原子核距離非常近時,會變為一個氦(He)核和一箇中子(n),核反應方程是:

在這個過程中,原子核質量會減少,,同時釋放能量。


與同樣質量的鈾裂變相比,聚變放出的能量要大很多。太陽發光的核反應原理就是這樣。

但是,要實現聚變,首先要將氘核和氚核之間的距離減小到10^-15m量級, 由於原子核之間帶正電,這個過程需要巨大的能量。人們想到使用加熱到幾百萬開爾文的辦法引發聚變,因為在極高溫度時,原子動能非常大,憑藉巨大的動能原子核才可以克服庫倫排斥力。

用什麼辦法才能獲得這麼高的溫度呢?普通炸藥是無法達到這個溫度的。於是人們想到了原子彈。

一個簡單的氫彈原理是這樣的:在聚變材料內部,有普通炸藥和鈾235。引爆氫彈時,首先將普通炸藥引爆,造成鈾235聚集在一起,使之超過臨界體積,原子彈爆炸。裂變反應釋放的巨大能量產生高溫引發聚變,聚變開始之後自身產生的熱量就可以維持反應一直進行下去。氫彈爆炸時中心溫度可達100億度,比太陽的溫度還要高。

冷戰時,美蘇兩國儲備的核武器可以把地球毀滅幾十次,人們說:如果核戰爭爆發,那麼下一次人類的戰爭可能只能使用木棒了。可也正是因為核武器有“同歸於盡”的巨大威力,沒有人敢輕易使用核武器,所以在日本遭受原子彈襲擊之後,70多年來,核彈都沒有再次應用於戰場。

同時,人們利用核裂變技術製造了用於發電的核電站,相比於普通的火電站,核電站燃料消耗小,對環境的汙染小,而且幾乎是一種“取之不盡”的能源。


李永樂老師

原子彈和氫彈的原理截然不同,原子彈是利用重核裂變反應產生的能量,而氫彈則是利用輕核聚變反應產生的能量。由於原理上的差異,氫彈的威力遠大於原子彈,氫彈需要原子彈引爆。

原子彈

原子彈的能量來自於核裂變反應,所以這種類型的炸彈又被稱為裂變彈。原子彈所使用的核裂變物質是鈾-235或鈈-239。這些重原子核不穩定,它們在受到中子的轟擊時,將會分裂成較小的原子核,同時又釋放出數箇中子,在此過程中的虧損質量轉化為了能量(可以通過質能方程計算出來)。核裂變反應產生的中子又會去撞擊其他原子核,從而引發鏈式反應,併產生巨大的能量。此外,原子彈還會釋放出具有放射性的裂變碎片,這會造成放射性塵埃。

在二戰期間,美國投在日本廣島的原子彈原料為鈾-235,僅一千克的鈾-235發生了核裂變,就釋放出了相當於1.5萬噸TNT爆炸的能量。投在長崎的原子彈原料為鈈-239,其爆炸當量相當於2萬噸TNT。這是人類在實戰中僅有的兩次使用原子彈。

氫彈

氫彈的能量來自於核聚變反應,所以這種類型的炸彈又被稱為聚變彈。氫彈所使用的核聚變物質是氘和氚,它們都是氫的同位素,氘比氫多了一箇中子,氚比氫多了兩個中子。氘和氚在高溫高壓下能夠聚變成氦,同時釋放出巨大的能量。因此,氫彈的爆炸需要由原子彈來引發。

在氫彈中,核聚變反應並不會造成放射性塵埃,但由於該反應是由核裂變引發,所以氫彈也會造成巨大的核輻射。由於核聚變反應產生的能量巨大(太陽的能量來源正是核聚變反應),氫彈的當量能夠遠大於原子彈。前蘇聯的沙皇炸彈是迄今為止引爆的威力最強的核武器,其爆炸當量相當於5000萬噸TNT。


火星一號

肯定是氫彈,這是毋庸置疑的。單論氫彈的爆炸需要原子彈去引燃,這一點就已經很說明問題了。


接下來我們看個比較,這個比較更能讓大家清楚兩者的差距。


首先是原子彈。我們知道,世界上第一顆公開爆炸的原子彈是在日本廣島引爆的“小男孩”。當時,美軍在廣島上空一萬米的高空扔下,而“小男孩”在距離地面600米的高度就爆炸了。爆炸的威力相當於1.3萬噸TNT炸藥,其中心溫度達到了30萬度,直接將半徑1000米以內的東西都燒溶了,而半徑3000米內的東西都遭到了毀滅性的破壞,造成了廣島市區60%以上的建築物被毀。(下圖為廣島原子彈爆炸的照片)

接著是氫彈。世界上第一顆公開爆炸的氫彈是在美國馬紹爾群島的比基尼環礁,時間是1954年,而且值得注意的是這一次爆炸還只是試驗階段。當時,美國預估這次爆炸的威力大約有600萬噸TNT的威力,但實際爆炸的威力達到了驚人的1500萬噸TNT的威力,和“小男孩”的1.3萬噸威力相比不知道高了多少個等級。其中心溫度更是達到了3.5億度,相比太陽的1500萬度,氫彈的中心溫度簡直是恐怖中的恐怖!

而這一次爆炸也直接影響到了200公里以外的地區,造成了太平洋史上最大的核汙染事件,據說在220公里外還能看到這次爆炸產生的亮光。當時,正好有一艘叫做

福龍丸的日本漁船在距離爆炸點200公里的地區作業,但爆炸導致船上23名漁民受到了不同程度的輻射傷害,一半以上的人因此在半年內相繼去世。


協虎戰爭史

謝謝悟空相邀。這個問題的答案只有一個:氫彈的威力更大,這是毫無疑問的。並且氫彈還是目前進入服役的所有武器當中,威力最大的。核武器共有三種,除了這兩者外,還有一種:中子彈。中子彈與本問題無關,不提。

先來看看兩者的工作原理。原子彈主要利用鈾235、鈈239等重原子核的裂變鏈式反應製成的大規模殺傷性武器;氫彈則是利用氫的同位素氘、氚的核聚變反應所釋放出的能量來進行殺傷、破壞的大規模殺傷性武器。


目前擁有核武器的國家分兩大陣營:合法擁有國和非法擁有國。合法擁有國:美、英、法、俄、中五大常任理事國;非法擁有國:印度、巴基斯坦、以色列、朝鮮。

到今天,受核武小型化影響,原子彈的爆炸威力從1000噸到幾十萬噸TNT當量,而氫彈通常都在百萬噸TNT當量以上。至今威力最大的氫彈為蘇聯的沙皇氫彈:5000萬噸TNT當量。共兩枚:一枚沙皇氫彈在1961年於新地島試爆,另一枚啞彈現存於俄羅斯軍事博物館。理論上,氫彈威力可達1億噸TNT當量。


沙皇氫彈爆炸時,威力世界震驚。全球感受到電磁擾動三次,4000公里內飛機、艦船等通信中斷,就連美國的北美司令部通信也中斷。爆炸騰起的蘑菇雲高達70公里,產生的強光即使遠離爆炸點300公里依然刺眼。整個新地島幾乎被夷為平地,方圓數百公里內的海冰全部融化。


儒道之主

當然是氫彈了,核武器有四類,第一類原子彈,屬於裂變彈,爆炸後放射性汙染比較厲害。第二類氫彈,又稱為兩相彈,利用原子彈爆炸後產生的高溫高壓而引爆氫聚變(地球上沒有太陽內部的高溫高壓環



境只能如此)世界上威力最大的氫彈是前蘇聯的沙皇炸彈,重量27頓,爆炸威力是5700萬頓TNT當量是小男孩原子彈的2846倍,(有說是3846倍的),爆炸使

得亞歐大陸的板塊向南移動了9毫米,產生的火球直徑達4600米,遠在1000公里的地方還能看到,爆炸產生的覃狀雲寬度達40公里,高度達到60公里,產生的熱風甚至

可以導致170公里外造成3級灼傷,爆炸產生的閃光可以導致220公里以外的眼睛劇痛與灼傷甚至白內障,失明,爆炸引起的大氣擾動環繞了地球3圈,你看看這威力原子彈能比的嗎?核武器還有第三代哦,中
子彈,電磁脈衝彈,等等,還有第四代哦,反物質彈,正反物質結合發生湮滅現象產生的巨大能量,據說是同等質量氫彈的226倍,原子彈的1054倍,你說恐怖不,(不過目前仍處於研發狀態。)哈哈!


金雕10867371

這是不能一概而論的,主要還是看其規模和構形,兩者的原理和工作方式不一樣,原子彈是核裂變的鏈式反應,而氫彈是核聚變的鏈式反應,同等狀態下威力旗鼓相當,但是原子彈會在爆炸後產生無與倫比的核輻射,而氫彈安全環保無汙染,只會產生低溫和缺氧。

至於實際威力來看,當然是氫彈大於原子彈,但是因為氫彈的製造及保存限制了它不能大規模使用。不過我不想將這兩者相比較,因為這個比較相當於黑火藥同硝基炸藥進行比較一樣沒有什麼實際意義


有個孩子叫菱曦

原子彈屬不受控核裂變,而氫彈則屬於不受控核聚變。原子彈的引信一般是高爆炸藥,而氫彈的引信則是小型原子彈。一般原子彈的爆炸當量都是幾萬噸,到幾十萬噸,大的也就是幾百萬噸TNT爆炸當量。而氫彈的爆炸當量一般都在千萬噸以上,一般的都在幾兆噸TNT爆炸當量上。因此說氫彈的威力遠比原子彈要大得多。


九天宏鷹

核武器是指能進行核裂變或核聚變反應、並具有大規模破壞效應的武器。包括:
1,按結構原理分:原子彈、氫彈、氫鈾彈、特殊性能核武器(如中子彈、核同質異能武器、反物質武器等):
2,按作戰使用範圍分:戰略核武器、戰術核武器、戰區核武器:
3,按配用的武器分:核導彈、核地雷、核炸彈、核炮彈、核魚雷、核深水炸彈等。

幾種核武器比較:
1,第一代:“原子彈”是核裂變——由中子轟擊鈾-235或鈈-239,使其原子核裂開產生能量;
2,第二代:“氫彈”是核裂變加核聚變——由原子彈引爆氫彈,原子彈放出來的高能中子與氘化鋰反應生成氚,氚和氘聚合產生能量;


3,“氫鈾彈”(三相彈)也屬於第二代,是核裂變加核聚變加核裂變——它是在氫彈的外層又加一層可裂變的鈾-238;
4,第三代:“中子彈”(增強輻射彈)是一種特殊類型的小型氫彈,是核裂變加核聚變——但不是用原子彈引爆,而是用內部的中子源轟擊鈈-239產生裂變,裂變產生的高能中子和高溫促使氘氚混合物聚變。它的特點是:中子能量高、數量多、當量小。如果當量大,就類似氫彈了,衝擊波和輻射也會劇增,就失去了“只殺傷人員而不摧毀裝備、建築,不造成大面積汙染的目的”。也失去了小巧玲瓏的特點。中子彈最適合殺滅坦克、碉堡、地下指揮部裡的有生力量。

4,第四代,核定向能武器:因為這些核彈不產生剩餘核輻射,因此可作為“常規武器”使用,主要種類有:
反物質彈、粒子束武器、激光引爆核炸彈、乾淨的聚變彈、同質異能素武器等。 第四代的另一特點是突出某一種效果,如突出電磁效應的電磁脈衝彈,使通訊信號混亂。他可以使

高能激光

束、粒子束、電磁脈衝

等離子體

定向發射,有選擇地攻擊目標,單項能量更集中,有可控制的特殊殺傷破壞作用。

猴子軍師

問這個問題的人顯然是不瞭解原子彈和氫彈各自的原理。原子彈是核裂變,氫彈是核聚變。原子彈是最基礎的,先有原子彈後才有氫彈,氫彈是在原子彈的基礎上,利用原子彈爆炸產生的高溫高壓進而產生核聚變,威力比原子彈要大得多!

原子彈的威力通常為幾百至幾萬噸TNT當量,氫彈的威力可以達到幾千萬噸TNT當量。我們都知道原子彈的威力巨大,但是和氫彈相比不過是小巫見大巫罷了。二戰時美國投放了兩顆原子彈分別到日本的廣島和長崎,造成了幾十萬人的死亡,正因為此國際上都在限制核武器的發展。

1952年美國的氫彈"邁克"爆炸,威力達到1000萬噸TNT當量,相當於500個廣島原子彈。1961年,前蘇聯進行的氫彈實驗是世界至今為止最大的一次核爆炸,試驗場覆蓋面積為8.26萬平方公里,爆炸產生的通紅的蘑菇雲高達70公里,甚至將整個亞歐大陸向南推移了九毫米。

或許正是因為這次實驗對環境破壞太嚴重,此後各國都沒有進行如此瘋狂的實驗。


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