做一個手雷大小的原子彈威力有多大?

不忘鄉情


額,不好意思,雖然目前人類的核武器小型化技術已經達到一個非常高的水平了,但是也還造不出一個手雷這般大小的核武器,為什麼?最直接的原因就是受到了核材料臨界質量的限制,

臨界質量是核武器小型化中起到決定性作用的因素,它的數值越小,核材料能引發鏈式反應併產生核爆炸的重量和體積也就越小,而核材料具有最小臨界質量和最小物理尺寸時的形狀是球形,所以,我們先來看一下部分act系元素(錒系元素)的臨界質量和相關尺寸的數值:
▲部分錒系元素相關數據

我們主要來看鈾-235和鈈-239這兩種常用核材料的數據,也就是圖中我用紅框框起來的部分,其中,鈾235的臨界質量為52千克,是一個直徑為17釐米的球體,而鈈-239的的臨界質量為10千克,直徑為9.9釐米,這幾個數據意味著什麼?意味著在理論上,這兩種核材料的體積和重量要達到上面這幾個數據的大小時,才會發生鏈式反應並引發核爆炸。所以,即使不考慮起爆裝置、不考慮核材料的利用率的情況下,你這個手榴彈的重量都會大於52千克或者10千克,直徑也會大於17釐米或者是10釐米。下圖中的就是一個重量為6.2千克、直徑為89毫米的處於次臨界質量的鈈球。

▲次臨界質量的鈈球

當然了,在相關技術手段的輔助下,想要讓核材料在更小的臨界質量下發生核爆炸也是可以的,一般來講,核材料的臨界質量與它密度的平方成反比,即如果密度增加1%,其質量就可以減少2%,體積會減少3%,直徑減少1%,而臨界質量是保證連續性核裂變(即鏈式反應)能夠正常發生的關鍵所在,所謂的“鏈式反應”,簡單來說就是指:前一箇中子能夠在它逸散前,通過轟擊下一個重原子核來產生更多的新的中子,然後這些新的中子會繼續重複之前的過程,在逸散前轟擊重原子核產生大量的新的中子,週而復始的進行下去。所以,我們可以這樣理解,核材料的臨界質量取決於典型的中子可以“看到”的它周圍的原子核的數量,即原子核的面密度要超過某個閾值。

▲鏈式反應原理示意圖

因此,在“內爆式”結構的核武器設計中,通過非常迅速地來增大核材料的密度ρ,就可以使實質上小於臨界質量的球型核裂變材料在瞬間達到超臨界,從而發生鏈式反應。比如下圖所示,就是“內爆式”結構核武器的起爆原理簡圖,外層的就是常規炸藥,爆炸時會產生同時向中心匯聚的爆轟衝擊波,這個衝擊波會擠壓處於次臨界質量的鈈球,使它的密度瞬間劇增,從而達到超臨界狀態,進而引發鏈式反應。但是,雖然採用這種外在的輔助手段可以減小核材料的臨界質量,以及提高了核材料的利用率,卻是需要相關的起爆裝置以及體積更大的核材料,使得整個核武器裝置的體積和重量更大。

▲“內爆式”結構核武器原理示意圖

因此,不管是從核材料本身的特性(臨界質量)上看,還是從技術手段上去分析,都不可能造出一個手榴彈大小的核武器,舉個最簡單的例子,歷史上體積和重量最小的應該是老美的W54核彈,就是一個緊湊型兩級內爆式核武器,其長度約為39釐米,寬27釐米,重量也只有22.7公斤,做成火箭筒戰鬥部後體積和大小如下所示,一個人扛著走是沒問題的,但是想要當成手榴彈那樣來扔是不存在的。

▲M388戰鬥部


哨兵ZH


你先做出來再說?現在最小的核武器是M388核炮彈用的W54核彈頭,重量35公斤,絕對殺傷半徑150米,有效殺傷半徑400米。要做到手雷那麼大,估計目前還沒戲,也不會有人去研究,性價比太低了。極端的昂貴危險,但殺傷半徑可能也就百八十米,不划算。



薺菜糰子


憑記憶,手雷大小的原子彈威力是100噸丅N丅當量。


大偉140797056


原子彈有彈芯與整個彈之分;

彈芯得小,但保護層加起來就很大了。

你想問的是?


荷村公


估計威力跟一般手雷差不多

核武器主要靠衝擊波,高溫來傷人

手雷大小的核武器,衝擊波殺傷範圍太小,溫度也不夠,只能用手雷碎片傷人,也就是跟一般的手雷的殺傷用破片差不多,威力上也差不多。


破曉修羅


這種戰術核武器威力大小,只有專門搞核武研究的專家才有可能掌握,我們平頭百姓不可能知道,我估計也就像你點燃了一堆直徑2一一3百米大一堆篝火。


理想無限延伸


不可能,最少需要幾十公斤鈾,體積要大的多。


用戶2671466052738


無法引爆,威力和石頭差不多。


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