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核弹头要实现小型化，通俗的讲就是怎么在同等威力下将核弹头的质量和体积降低到最小，其实这也有一个专业名词叫做比威力（也叫比当量），也就是用核弹头的爆炸总威力除以核弹头的重量，得出单位重量对应的TNT当量。美国在广岛试验的第一颗小男孩铀裂变原子弹，重量4.6吨，爆炸总威力为2.1万吨TNR当量，比威力只有4.5吨TNT/千克，可以说是非常小了。

小男孩之所以比威力小，主要是因为其采用的是最原始的枪式结构，枪式结构的原理主要是利用TNT炸药使两团次临界状态的铀235相撞，最后发生临界裂变反应。但是这种原子弹有两个最大的缺点，第一、核材料需要一定的加速距离，因此枪式原子弹必须设计成很长，这就导致枪式原子弹的体积会很大。第二、在加速过程中，有很大部分铀235材料会自行消散，这导致枪管式原子弹必须装填很多核材料才能达到一定威力，也就是利用率非常低，小男孩一共有64千克铀235，真正裂变的只有700克，利用率只有1%左右。

怎样提高原子弹的比威力？于是就诞生了内爆式的原子弹，也就是长崎的胖子，内爆原子弹采用高性能炸药包裹中心的钚239，炸药爆炸产生的高温高压轰击钚239，由于不需要加速，因此胖子的核材料利用率提高到了20%以上，只用了6.2千克的钚239就达到了与小男孩相当的威力。
（内爆式原子弹）

内爆原子弹虽然核材料利用率高了将近百倍，可是体积和重量仍然很大，胖子的重量达到了4.5吨，主要是因为需要制造足够使核材料发生的裂变，需要数量不小的炸药，因此胖子原子弹设计了厚度达到将近50厘米厚的炸药爆炸系统，总重量超过2.5吨，因为炸药都布置在核材料四周，所以胖子也就被设计成了圆圆滚滚的形状胖子形状了，这也就是它名字的来由。

可是原子弹的威力是有上限的，通过加装核裂变材料的质量的方法来增加原子弹威力只能保持在一定量级之内，超过一定质量，核材料就会发生自行裂变，毫无意义。历史上最强大的原子弹是美国在50年代的常春藤行动中制造的MK18原子弹，其TNT当量大约为50万吨，这几乎已经达到了人类的极限。

那怎么办呢？当然是利用核聚变，核聚变的威力理论上可以无限，所以在某些原子弹的核裂变材料内部还会夹带小部分核聚变材料，以增强威力，这就是所谓的增强型原子弹（助爆原子弹）。

如果要真正完全性利用核聚变，那就只能制造氢弹，使用炸药、核裂变层、聚变核心的三层结构，也就是所谓的三相弹，就是真正的氢弹。氢弹由于利用的是核聚变反应生成能量，单位体积威力可以达到裂变的4倍以上，而且核聚变的核材料利用率也更高，因此氢弹的比威力能够达到原子弹的10倍以上。美国的W53/MK6核弹头，重量3吨，威力却达到了900万吨TNT当量，比威力接近3千吨/千克，是小男孩原子弹的近千倍。

因此如何将氢弹做的更小也就成为了纠结的事情，现在人们普遍采取的方法就是使用更高密度的炸药和核材料加工氢弹，再设计出分级内爆的形式，使核弹的外壳更为合理和精巧，当然了，这些都是机密，在这里我们只讨论讨论原子弹就好了，再说下去估计得写上一篇几万字的论文，就此打住吧。

军史吐槽君

首先，核弹本身就不需要很大的体积。尤其是现在的核聚变氢弹。

根据爱因斯坦的质能公式E=mc^2，要释放能量需要有质量损失。由于系数非常大(光速c的平方)，所以很小的能量损失便会产生巨大的能量。而铀235的裂变反应（原子弹）和氘和氚的聚变反应（氢弹）中均有可观的质量损失，因此均能产生大量能量。

按照目前的业界标准，制造一枚50万当量TNT级别的核弹，只需要约4千克钚和约20千克高浓缩铀。

剩下的那么多的体积和重量，只不过是为了让核弹能够起爆的各种配套设施，核装药没多少。

下面举几个美军现役核弹头的例子，就知道现在的氢弹可以小型化到什么样子了。

“战斧”巡航导弹的W80弹头

这是一种小型热核弹头，核聚变原理，T-U两级构型，当量可变，从5千吨到15万吨TNG。

主要用于尺寸严格受限的各型巡航导弹的战斗部，如空军的ALCM和ACM系列，海军的“战斧”等。

尺寸很小，物理包重130公斤，直径300毫米，长度0.8米.

NB之处就是飞行中（in-flight）调整爆炸当量，最小当量就是只引爆用作为“扳机”的核聚变初级，也就是当原子弹用，约5千吨TNT；最大威力就是核聚变次级也引爆，达到15万吨。

到1990年生产了总共2117个，根据核裁军条约，保留有400个，2014年开始翻新。

最先进的W88，洲际导弹一次能带12个

1999年被官方自称为“美国最先进的核弹头”，装备“三叉戟”潜射洲际导弹，用Mk 5型再入载具时最多可以装载12枚W88弹头，但根据美俄核裁军协议，最多只能带8个。

是典型的T-U构型氢弹的进一步发展，有一个椭球型的核裂变初级，和一个球形核聚变次级。但又填充了大量U238等高浓度核裂变材料来增加威力。这种“裂变-聚变-裂变”弹有时候也被成为“三相弹”，算是氢弹的升级版。

因此W88的尺寸不大，高1.7米，直径0.55米，重量小于360公斤，允许洲际导弹携带更多的弹头，或者射程更远，而威力也不小，47.5万吨，算是现役最大的导弹用核弹头！

默虹美国海军学习小站

在核武器出现后，各国现在不断的实验更大当量和重量的核弹头，力求一击即灭的强大力量，并制作出来了“大伊万”这样的巅峰之作。但是由于大当量所产生的巨大自身重量所带来的极高成本和使用困难，而且会造成大量无辜平民是伤亡和环境污染，在制导技术开始快速发展后，所以各国相继放弃了大当量的核弹头，转而走上了核弹头小型化的道路。核弹头小型化的好处有很多，现在的小型化弹道当量一般在百万吨级，相较与大型核弹，小型化核弹头可以大量搭载与洲际导弹和弹道导弹中，大大增强了突防能力和精确打击效果。

但目前完全掌握了核弹小型化的只有美国和俄罗斯（继承苏联技术），因为两国都进行了大量的核实验，拥有了大量的数据和经验。核武器小型化的衡量指标是比威力，比威力越大就说明它的反应效率越高，在核武器的发展初期，因为一代原子弹设计原理的限制，所以比威力一般较小，当量也无法进行提升，到了第二代的氢弹时，由于理论威力可以无限大，所以比威力已经接近了设计极限，现在氢弹头的比威力可以达到4.4千吨/千克。但到了小型化时，比威力会有明显下降，只有其二分之一左右，不过因为当量和威力并不是线性方程。等效比就解决了威力不知的问题，证明了小型化核弹头的威力可以和氢弹像比较。

核武器有四种设计原理：枪法原子弹，内爆法原子弹，助爆型原子弹和分级内爆氢弹。第一种虽然结构简单，但小型化后裂变效果差的缺点拿以解决。第二种的反应效果好，但无法减少炸药质量而难以进行小型化。第三种的原理最适合进行小型化，也是各国的主流选择。而第四种威力远大于前三个但设计难度较高。小型化核弹头相较普通核弹，其设计难度和危险系数也大大提高，如何控制危险系数将是未来各国的所要面对首要困难。

思远军事

科技发展啊，小型化的核弹可以当火箭筒打你信不信？（但是发射手跑得掉，跑不掉就不好说啦）

原子弹的裂变本身不是需要很大空间的问题，只是人们需要的当量要求不同而使得弹头大小有变化。美国就有20吨当量的RGP火箭弹大小的核炮弹：

M-338无后坐力炮，射程2720米

话说，原子弹核裂变的小型化（裂变弹）实现才使得氢弹的聚变反应（聚变弹）实现成为可能。比如于敏构型的氢弹全重仅1吨左右，爆炸当量确是331万吨！比美国T-G（泰勒-乌拉姆）构型体积要小很多。

目前，原子弹的小型化基本是将当量减小就可以使弹头小型化，而且裂变弹的小型化已经是炉火纯青了，看图：

这是105mm的手提箱式核弹装置，当量1~10千吨TNT

还有某国的一次阅兵式上展示的战士背包，W君当时看得是一个激灵啊。。。。

军武数据库

简单说说 小型化是聚变助炸原子弹 弹芯部分用高纯核材料(注意材料纯度高无法机加工且寿命短) 使用高强中子源 铝锥釆用高强度铝合金 辐射层进行精精加工 氘化锂使用天然锂(这和氢弹有区别 氢弹为保证点火温度使用锂稀有同位素。。) 核材料合拢保证成最速曲线楕球形 空间部分充入氘氚混合物 弹壳釆用类似复合装甲 。。

军统60

其实，核武器，特别是氢弹小型化的关键，在于“如何高效率的压缩核材料”，包括压缩裂变及聚变材料。如果只靠“炸药压缩”，那不可能做到目前这样的“小型化”。所以，采用“扳机”发出的x射线来压缩“被扳机”，使得“被扳机”释放出最大的能量，就是“关键因素”之一了。目前，各国的“第二代核武器”均采用相同的原理和相似的结构。所以，不用再说什么“于敏构型”了，那是当初中国为了打破美苏的“核垄断”而自行研究的一种氢弹结构。不可否认的是，那只是一种“早期结构”。中国的核武器，不可能停留在“早期结构”上，一定会不断进步的，就像美苏做到的那样。

至于如何将“扳机”发出来的x射线“引导”到“被扳机”上，还能够产生“聚合的”压缩波，来“四面八方”的压缩“被扳机”，那是核武器中绝密的绝密，核大国都是这样。没有人会说出来的。当然我更不知道了。这个“秘密”，是由一本瑞士公开出版的《第四代核武器》一书中披露的，至少我是从那本书上看到的。

另外当然还有“秘密”，就是怎样提高“初始中子数”。而“扳机”产生的中子，也被充分利用于“被扳机”的“引爆”中了。但如何避免“提前引爆”的困难，也是“机密中的机密”。大家可以自行脑补。

还有什么关键，我就不知道了。

手机用户58903279720

这个问题，真正知道的人都不敢、也不能说出来，多少国家削尖脑袋都弄不到答案的。尤其是让小鬼子把答案弄明白了，他们会去报复它干爹的！

侃点直评

薯烤条

中子，碳环境，塑料三部曲

關鍵字: 军事 重量 核弹头