复盘小银叶

核武器是现在人类掌握的威力最大的武器，存在当量的概念，即相当于多少吨TNT炸药爆炸的能量。如果是同样质量的原子弹和氢弹，氢弹的爆炸威力更大，大约是原子弹的4倍。本文将具体叙述原子弹和氢弹的核反应原理以及他们的区别。

原子弹和氢弹

1945年，美国在二战最后阶段向日本的广岛和长崎投放了两颗原子弹，耀眼的闪光和巨大的轰鸣之后，二十余万人死伤，城市被夷为平地。

从此，人们认识到核武器的巨大威力。二战之后，以美苏两国为首的冷战集团疯狂进行军备竞赛，原子弹数量和爆炸力直线提升。美国在日本投放的“小男孩”和“胖子”两颗原子弹不过是2万吨TNT当量，可是前苏联爆炸的沙皇氢弹却有5000万吨TNT当量。爆炸后的蕈状云宽达将近40公里，高达60公里，比珠穆朗玛峰还高7倍多；爆炸产生的热辐射甚至可以让远在170公里以外的人受到3级灼伤，爆炸的闪光还能造成220公里以外的眼睛剧痛与灼伤。

质能方程

核武器为什么有这么大威力？它的原理是什么呢？

为了解释这个问题，我们首先要从1905年，物理学上第二个奇异年说起。

之所以说是第二个，是因为第一个物理学奇异年是1666年。在那一年，牛顿回到乡下老家躲避瘟疫，结果在很短的时间内，他就发明了微积分、发现了光的色散，并提出了万有引力的思想，奠定了近代数学、光学和力学的基础。人们认为这是前无古人后无来者的事，就把1666年称为牛顿奇异年。

然而，1905年，还是专利局小职员的爱因斯坦连续发表了六篇论文，阐述了分子动理论、相对论、光电效应等问题，这六篇论文，每一篇都在科学史上有举足轻重的地位。于是，后人将这一年称为爱因斯坦奇异年。

在其中的一篇论文《物体的惯性同它所含的能量有关吗》中，爱因斯坦阐述了他的观点：物体的能量与它的质量有关。这就是著名的质能方程：

其中E表示能量，M是物体的质量，而C表示真空中光速c=3×10^8m/s。

如果一个物体的质量M=1kg，按照这个方程计算，这个物体的能量有9×10^16J， 大约相当于2000万吨TNT炸药爆炸释放的能量。

但是，怎么从没见过1kg的物体有这么大威力呢？这是因为，只有在核反应过程中，质量发生亏损，才会释放能量。

链式反应

在20世纪初，人们已经认识到原子是由原子核和核外电子构成的。发现这种结构的科学家卢瑟福特别喜欢使用α粒子（氦原子核）轰击各种其他物质。

例如，在1917年，他使用α粒子轰击氮（N）原子核，产生了氧（O）原子核和质子（p）。

这是人类第一次观测到原子核的变化。由于这是人为使用一个粒子撞击原子核促使原子核发生变化，因此称为人工核反应。

1938年，德国科学家奥托哈恩第一个发现了铀的裂变反应。

他使用中子（n）轰击铀（U）原子核，发现了钡（Ba）元素，反应方程是

在这个反应中，一个中子入射撞击到铀原子核上，使铀235转化为铀236，又继而变为钡144、氪89和3个中子。如果铀的体积和质量足够大，那么这三个中子会继续和三个铀235进行核反应，形成九个中子…如此这般，就会形成一种“雪崩效应”，短时间内产生许多次核反应。

人们把这种反应称为“链式反应”。在这个反应过程中，质子和中子的总量并不发生变化，但是平均每个质子和中子的质量却减少了，也就是发生了质量亏损。根据爱因斯坦的质能方程，这一部分质量亏损会转化成相应的能量。

曼哈顿计划

当时，世界正笼罩在第二次世界大战的阴云之中。纳粹组织了以著名科学家海森堡为首的科学家团队，进行原子弹的研发。可是，进展却十分缓慢，原因之一是一大批有犹太血统的科学家，如爱因斯坦、赫兹等人，都被希特勒吓跑了，纳粹内部的内耗也相当严重，无法集中全部资源进行统一的研究工作。

在日本偷袭美国珍珠港之后，美国被正式卷入战争。美国已经是当时世界第一的工业强国，工业实力有目共睹，珍珠港事件又使得美国全国上下同仇敌忾。在得知纳粹德国正在进行原子弹研制计划时，许多美国军方的科学家都建议抢在希特勒之前研制成实用的原子弹。为此，他们怂恿爱因斯坦帮忙。

爱因斯坦是美籍德国犹太人，当时已经五十多岁了，在世界上享有巨大的声誉，纳粹上台之后他逃到了美国。他写信给罗斯福总统说：如果纳粹首先研制出原子弹，那对全世界都是一个灾难。在爱因斯坦的号召下，美国政府集合了以奥本海默为首的一大批科学家，开展了历时三年的曼哈顿计划。

在原子弹制造的过程中，最难的问题是如何将铀进行提纯。原子弹的原料铀235在自然界的铀中只占0.7%，其他的是它的同位素铀238。为了使链式反应能够发生，铀235的浓度必须达到某个值以上，这是因为如果浓度太低，裂变放出的中子无法撞击到下一个铀235原子核上，链式反应无法继续进行。曼哈顿计划大部分时间都在研究如何进行铀浓缩，到二战结束，美国提纯的铀也刚够制造一颗实验炸弹和两颗实战用弹。

不仅仅是铀的浓度要够高，铀的体积也需要够大，称为临界体积。因为原子核相比于原子非常小，如果铀体积不够，产生的中子很可能在原子核外的空间飞出去，链式反应也无法继续进行。

一个简单的原子弹模型如下：

在弹壳中有两块浓缩铀235，在二者之间有一块柱状铀棒，三者都没有达到临界体积，因此不会爆炸。在原子弹引爆时，柱状铀块上方的炸药爆炸，将铀棒推入两块铀之间，三者合在一起之后体积超过临界体积，原子弹爆炸。在铀块外面的中子反射层是用于反射中子，以减小临界体积。

原子弹的巨大威力造成了无差别攻击，使日本军人和普通民众同样承受了巨大伤亡。爱因斯坦获知这一消息之后后悔不已，说自己把原子弹从一个疯子（纳粹）手中夺下来，又交给了另一个疯子（美国）。

氢弹

不仅如此，二战之后，整个世界笼罩在核阴影之中。美苏等国家不光疯狂制造原子弹，更制造出一种威力更大的核武器：氢弹。

人们发现：氢元素的两种同位素氘（D）和氚（T）原子核距离非常近时，会变为一个氦（He）核和一个中子（n），核反应方程是：

在这个过程中，原子核质量会减少，，同时释放能量。

与同样质量的铀裂变相比，聚变放出的能量要大很多。太阳发光的核反应原理就是这样。

但是，要实现聚变，首先要将氘核和氚核之间的距离减小到10^-15m量级， 由于原子核之间带正电，这个过程需要巨大的能量。人们想到使用加热到几百万开尔文的办法引发聚变，因为在极高温度时，原子动能非常大，凭借巨大的动能原子核才可以克服库伦排斥力。

用什么办法才能获得这么高的温度呢？普通炸药是无法达到这个温度的。于是人们想到了原子弹。

一个简单的氢弹原理是这样的：在聚变材料内部，有普通炸药和铀235。引爆氢弹时，首先将普通炸药引爆，造成铀235聚集在一起，使之超过临界体积，原子弹爆炸。裂变反应释放的巨大能量产生高温引发聚变，聚变开始之后自身产生的热量就可以维持反应一直进行下去。氢弹爆炸时中心温度可达100亿度，比太阳的温度还要高。

冷战时，美苏两国储备的核武器可以把地球毁灭几十次，人们说：如果核战争爆发，那么下一次人类的战争可能只能使用木棒了。可也正是因为核武器有“同归于尽”的巨大威力，没有人敢轻易使用核武器，所以在日本遭受原子弹袭击之后，70多年来，核弹都没有再次应用于战场。

同时，人们利用核裂变技术制造了用于发电的核电站，相比于普通的火电站，核电站燃料消耗小，对环境的污染小，而且几乎是一种“取之不尽”的能源。

李永乐老师

1961年10月30日，苏联为了彰显其军事实力，试验爆炸了一颗当量为5000万吨的氢弹“大伊万”，其威力是“小男孩”的3800倍、“胖子”的2300倍。

大伊万氢弹长度8米，宽度2米，重量为27吨；小男孩原子弹长度为3米，宽度近1米，重量为4吨；胖子原子弹长度为3.25米，宽度为1.52米，重量为4.5吨。

（此为氢弹爆炸）

氢弹利用的原理是核聚变，与太阳相同，核聚变释放的能量本身就比核裂变来得迅速与暴烈。

原子弹利用的原理是核裂变，重原子核裂变的链式反应，裂变成两个或以上较轻的原子核并释放中子，中子再去撞击其它重原子核，形成链式反应。

（此为原子弹爆炸）

原子弹受材料限制，有临界质量，这样原子弹就有了当量的限制，目前最大的原子弹当量仅有50万吨TNT，而人类已经试爆过的氢弹最大当量达到了5000万吨TNT（这里的TNT是指核弹爆炸的威力如果用TNT炸药爆炸来替代，需要多少吨能与之相匹配，通常以“万吨”为单位。）

氢弹的爆炸威力是原子弹远远不能与之比拟的，原子弹的威力比氢弹要小得多得多。

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科学船坞

原子弹和氢弹，谁的威力大？

两者统称为核弹，尽管两者威力各不相同，但这两个没有一个是省油的灯！而且由于它们的应用场合以及方式的不一样，两者还不能相互代替.....但单纯就威力而言，即使最小的氢弹爆炸威力也大于原子弹！这与两者的原理是有关系的！

链式反应原理图

上图为U235为裂变材料的原子弹结构图，它有一个很奇特引爆方式，核装药在起爆之前是分离安装的，引爆之后才会合到一起！因为原子弹所用的核材料有一个临界质量，假如U235的材料团块重量超过其临界质量，那么其本身衰变所产生的中子将足以引起链式反应！简单的说就是没有等到起爆命令它自个就炸了.....就像当年的甘油炸药一样，在加入硅藻土之前是基不稳定的，稍稍晃动就有可能爆炸....因此在原子弹的内部，多块铀装药以某个角度与方位摆放好的，起爆时间，行进路线以及以什么角度合到一起，都是精确计算过的，目的是为了尽可能多的核材料参与裂变，但非常可惜的是大部分核材料尚未裂变就被炸散了.....所以原子弹的当量一直高不起来，不是因为大家舍不得装药，而是装多了或者安装或者计算角度有偏差，不可能100%利用的原因！因为计算偏差和安装等等都是存在的现实误差的（当然还有另一个重大原因，下文叙述）！

上图为氢弹的原理，以现在的条件而言，只能由原子弹来引爆，因为无法产生上亿度以及超压的条件，但原子弹可以，因此用原子弹作为氢弹的扳机是在合适不过了，与原子弹有临界质量不一样，氢弹可没有这个规定，而且只要模型优化到位，那么参与聚变的热核材料是没有上限的，因此氢弹的威力根本就没有天花板，唯一的问题是我们造那么大的氢弹要用在哪里？前苏联那么大的地方，居然找不到一个实验一亿吨的当量的大伊万.....请问全世界还有比前苏联更大的国家吗？还有比前苏联人口与面积比更低的国家吗？还有比前苏联有那么大片北极圈内的无人区的国家吗？统统都没有.....很抱歉我们地球上是在难以找到一个实验超过1亿吨氢弹的地方！

除了这个原因以外，即使从两者反应转换为能量的比例上，氢弹也要比原子弹高10倍以上，因为两者的质能转换都是E=MC^2，但原子弹的裂变材料质量亏损约只有0.0945%左右，而氚氘聚变的质量亏损约0.7%，非常明显，即使同质量的元素参与反应，一颗氢弹也顶得上将近8颗原子弹....很明显，原子弹已经KO!!

各位应该分得出哪个是原子弹哪个是氢弹爆炸吧......不妨留言？

星辰大海路上的种花家

原子弹和氢弹的原理截然不同，原子弹是利用重核裂变反应产生的能量，而氢弹则是利用轻核聚变反应产生的能量。由于原理上的差异，氢弹的威力远大于原子弹，氢弹需要原子弹引爆。

原子弹

原子弹的能量来自于核裂变反应，所以这种类型的炸弹又被称为裂变弹。原子弹所使用的核裂变物质是铀-235或钚-239。这些重原子核不稳定，它们在受到中子的轰击时，将会分裂成较小的原子核，同时又释放出数个中子，在此过程中的亏损质量转化为了能量（可以通过质能方程计算出来）。核裂变反应产生的中子又会去撞击其他原子核，从而引发链式反应，并产生巨大的能量。此外，原子弹还会释放出具有放射性的裂变碎片，这会造成放射性尘埃。

在二战期间，美国投在日本广岛的原子弹原料为铀-235，仅一千克的铀-235发生了核裂变，就释放出了相当于1.5万吨TNT爆炸的能量。投在长崎的原子弹原料为钚-239，其爆炸当量相当于2万吨TNT。这是人类在实战中仅有的两次使用原子弹。

氢弹

氢弹的能量来自于核聚变反应，所以这种类型的炸弹又被称为聚变弹。氢弹所使用的核聚变物质是氘和氚，它们都是氢的同位素，氘比氢多了一个中子，氚比氢多了两个中子。氘和氚在高温高压下能够聚变成氦，同时释放出巨大的能量。因此，氢弹的爆炸需要由原子弹来引发。

在氢弹中，核聚变反应并不会造成放射性尘埃，但由于该反应是由核裂变引发，所以氢弹也会造成巨大的核辐射。由于核聚变反应产生的能量巨大（太阳的能量来源正是核聚变反应），氢弹的当量能够远大于原子弹。前苏联的沙皇炸弹是迄今为止引爆的威力最强的核武器，其爆炸当量相当于5000万吨TNT。

火星一号

原子弹爆炸自1945年原子弹问世以来 ，原子弹技术不断发展，体积、重量显著减小，战术技术性能日益提高。原子弹小型化对于提高核武器的战术技术性能和用作氢弹的起爆装置（亦称“扳机”）具有重要意义。为适应战场使用的需要，发展了多种低当量和威力可调的核武器。为改进原子弹的性能，发展了加强型原子弹，即在原子弹中添加氘或氚等热核装料，利用核裂变释放的能量点燃氘或氚，发生热核反应，而反应中所放出的高能中子，又使更多的核装料裂变，从而使威力增大。这种原子弹与氢弹不同，其热核装料释放的能量只占总当量的一小部分。高能炸药的起爆方式和核爆炸装置结构也在不断改进，目的是提高炸药的利用效率和核装料的压缩度，从而增大威力，节省核装料。此外，提高原子弹的突防和生存能力以及安全性能，也日益受到重视。

氢弹氢弹具有巨大杀伤破坏威力，它在战略上有很重要的作用。对氢弹的研究与改进主要在3个方面：①提高比威力和使之小型化。②提高突防能力、生存能力和安全性能。③研制各种特殊性能的氢弹。氢弹的运载工具一般是导弹或飞机。为使武器系统具有良好的作战性能，要求氢弹自身的体积小、重量轻、威力大。因此，比威力的大小是氢弹技术水平高低的重要标志。当基本结构相同时，氢弹的比威力随其重量的增加而增加。20世纪60年代中期，大型氢弹的比威力已达到了很高的水平。小型氢弹则经过了60年代和70年代的发展，比威力也有较大幅度的提高。但一般认为，无论是大型氢弹还是小型氢弹，它们的比威力似乎都已接近极限。在实战条件下，氢弹必须在核战争环境中具有生存能力和突防能力。因此，对氢弹进行抗核加固是一个重要的研究课题。此外，还必须采取措施，确保氢弹在贮存、运输和使用过程中的安全。

氢弹爆炸在某些战争场合，需要使用具有特殊性能的武器。至80年代初，已研制出一些能增强或减弱某种杀伤破坏因素的特殊氢弹，如中子弹、减少剩余放射性武器等。中子弹是一种以中子为主要杀伤因素的小型氢弹 。减少剩余 放射性武器（Reduced-Residual-Radioactivity weapon）亦称RRR弹，也属于一种以冲击波毁伤效应为主，放射性沉降少的氢弹。一枚威力为万吨级梯恩梯当量的RRR弹，剩余放射性沉降可比相同当量的纯裂变弹减少一个数量级以上，因而是一种较好的战术核武器。从总的趋势来看，对氢弹的研究，更多的注意力可能会转向特殊性能武器方面。

趣百科

肯定是氢弹，这是毋庸置疑的。单论氢弹的爆炸需要原子弹去引燃，这一点就已经很说明问题了。

接下来我们看个比较，这个比较更能让大家清楚两者的差距。

首先是原子弹。我们知道，世界上第一颗公开爆炸的原子弹是在日本广岛引爆的“小男孩”。当时，美军在广岛上空一万米的高空扔下，而“小男孩”在距离地面600米的高度就爆炸了。爆炸的威力相当于1.3万吨TNT炸药，其中心温度达到了30万度，直接将半径1000米以内的东西都烧溶了，而半径3000米内的东西都遭到了毁灭性的破坏，造成了广岛市区60%以上的建筑物被毁。（下图为广岛原子弹爆炸的照片）

接着是氢弹。世界上第一颗公开爆炸的氢弹是在美国马绍尔群岛的比基尼环礁，时间是1954年，而且值得注意的是这一次爆炸还只是试验阶段。当时，美国预估这次爆炸的威力大约有600万吨TNT的威力，但实际爆炸的威力达到了惊人的1500万吨TNT的威力，和“小男孩”的1.3万吨威力相比不知道高了多少个等级。其中心温度更是达到了3.5亿度，相比太阳的1500万度，氢弹的中心温度简直是恐怖中的恐怖！

而这一次爆炸也直接影响到了200公里以外的地区，造成了太平洋史上最大的核污染事件，据说在220公里外还能看到这次爆炸产生的亮光。当时，正好有一艘叫做“福龙丸”的日本渔船在距离爆炸点200公里的地区作业，但爆炸导致船上23名渔民受到了不同程度的辐射伤害，一半以上的人因此在半年内相继去世。

WarOH协虎

当然是氢弹了，核武器有四类，第一类原子弹，属于裂变弹，爆炸后放射性污染比较厉害。第二类氢弹，又称为两相弹，利用原子弹爆炸后产生的高温高压而引爆氢聚变（地球上没有太阳内部的高温高压环

金雕10867371

先来看看两者的工作原理。原子弹主要利用铀235、钚239等重原子核的裂变链式反应制成的大规模杀伤性武器；氢弹则是利用氢的同位素氘、氚的核聚变反应所释放出的能量来进行杀伤、破坏的大规模杀伤性武器。

目前拥有核武器的国家分两大阵营：合法拥有国和非法拥有国。合法拥有国：美、英、法、俄、中五大常任理事国；非法拥有国：印度、巴基斯坦、以色列、朝鲜。

到今天，受核武小型化影响，原子弹的爆炸威力从1000吨到几十万吨TNT当量，而氢弹通常都在百万吨TNT当量以上。至今威力最大的氢弹为苏联的沙皇氢弹：5000万吨TNT当量。共两枚：一枚沙皇氢弹在1961年于新地岛试爆，另一枚哑弹现存于俄罗斯军事博物馆。理论上，氢弹威力可达1亿吨TNT当量。

沙皇氢弹爆炸时，威力世界震惊。全球感受到电磁扰动三次，4000公里内飞机、舰船等通信中断，就连美国的北美司令部通信也中断。爆炸腾起的蘑菇云高达70公里，产生的强光即使远离爆炸点300公里依然刺眼。整个新地岛几乎被夷为平地，方圆数百公里内的海冰全部融化。

儒道之主

世界上现在仅有30枚氢弹，可喜的是都在中国据说中国的氢弹当量在500万吨TNT，当年美国投放广岛的原子弹才只有2万吨TNT当量那么中国最大当量500万吨TNT的氢弹基本上相当于250颗广岛原子弹的威力，
也就是说一枚就可以把日本消失，也正是中国核武库

浮生若梦26306

当然是氢弹威力大了。我们只需要看一个简单的问题，那就是原子弹是炸药做成的引爆装置引爆的，而氢弹是用原子弹作为引爆装置引爆的。

也就是说原子弹很厉害，但在氢弹跟前，他只是一个引爆器而已。原子弹是通过核裂变来产生爆炸当量，氢弹是通过原子弹的核裂变产生的X光引发进一步反应，发生核聚变产生几何级增长的爆炸威力。所以氢弹爆炸是一系列的链式反应过程。

人类真正的破坏武器之王不是原子弹，而是氢弹。这也是安理会五常都进行了氢弹实验的原因。但是实验归实验，真正保有氢弹的只有我国。因为氢弹的维护保养费用太过高昂、条件太过苛刻，其余国家最终都只是掌握了氢弹技术，没有正式列装。

氢弹技术目前在世界上有两种架构，一种就是其它四大国采用的架构，而我国采用的是于敏架构。因为我国当时经费、条件有限，于敏教授另辟蹊径，开发了一种完全不同于西方和苏联的架构，这就是于敏架构。

在这种架构下氢弹的保管、储存要求没有那么高，维护和保养成本也比较低，所以最后只有我们保有了氢弹的列装。

關鍵字: 威力 氢弹 科学