三相彈
基本介紹
三相彈在普通氫彈外再包一層鈾238材料。這種用於坦克裝甲和穿甲彈的廉價材料雖然平時很安分,但當氫彈發生核聚變時會產生大量高能中子,鈾238的鈾核會引起裂變,產生出能量和裂變中子,前者增強了殺傷威力,而後者反過來衝擊氫彈中的鋰-6材料,製造出新的氚,接下來的良性循環不用再多說了。可見其原理是核裂變-核聚變-核裂變三個過程,所以叫三相彈。它使普通氫彈的威力得到了成倍提高。
三相彈也稱氫鈾彈,爆炸時由中心的鈾負235或鈈239裂變產生超高溫,在這條件下氘和氚進行熱核反應,如同氫彈一樣釋放出巨大能量,產生大量快速中子,其速度超出每秒五萬千米,能量很大,在如此快速中子的轟擊下,其原子核即發生裂變反應,從而獲得氫彈和原子彈的雙重爆炸威力,同時,這種爆炸產生的鈾負238碎片很多,於地麵形成的放射性汙染也很嚴重。所以,目前氫鈾彈為核彈之首。
三相彈就是一種氫彈。印象中,世界上大多數氫彈,特別是用於戰略核武器的大當量氫彈,都應該是三相彈。三相彈的製作不難,中國沒有它反而是不可思議的。三相彈是為增大威力而產生的,現在不大流行過大威力核彈了。而且因為要經曆兩次裂變,三相彈威力中差不多一半是來自裂變,所以造成的放射性沾染嚴重,是不環保的典型的髒彈。
主要優點
三相彈能量釋放過程經曆由裂變到聚變再到裂變3個階段的一種氮彈,又稱氫彈。是最早被用作武器的一種普通氫彈。在各國的核武庫中,絕大多數戰略武器都屬幹這種類型。它在結構上的顯著特點是以天然鈾或濃縮鈾作熱核燃料的外殼。當氫彈爆炸時,熱核聚變反應產生的大量中子(特別是高能中子)將進人殼體,引起鈾核裂變,釋放出能量和裂變中子,同時裂變中子也進人熱核區,與鏗6核發生核反應造氖。因此,這種氫彈結構可為熱核燃燒創造更為良好的條件,加之鈾殼本身釋放的大量能量,使得氫彈的威力和比威力成倍地提高。所以,高比威力是三相彈的主要優點。三相彈的不足之處是裂變能量所占的份額大,因而放射性沽染較嚴重。
1954年2月28日,美國在馬紹爾群島的比基尼環礁黔美國MK-17氮彈上進行了一次威力約為1500萬噸梯恩梯當量的三相彈試驗,由於是地麵核爆炸,爆後在南太平洋7000平方海裏(約24000平方千米)地區的上空籠罩著致命的放身巾哇霧,使得236名馬紹爾群島居民,31名美國人,23名日本漁民受到意外的放射性傷害,其中還有1名日本漁民於當年9月死亡。同年美國試爆的另一枚氫彈,代號為MK-17,也是一枚三相彈,彈長747米,重103千克,威力約1100萬噸梯恩梯當量。這兩次三相彈試驗引起了美國對研製“千淨”氫彈(裂變份額很小的氫彈)的關注。通常,三相彈的裂變份額隨威力的增大而緩慢減小。當威力為幾百萬噸梯恩梯當量或更高時,裂變份額大都在50%左右。
武器威力
三相彈具有巨大殺傷破壞威力,它在戰略上有很重要的作用。對三相彈的研究與改進主要在3個方麵:
提高比威力和使之小型化。
提高突防能力、生存能力和安全性能。
研製各種特殊性能的三相彈。
三相彈的運載工具一般是導彈或飛機。為使武器係統具有良好的作戰性能,要求三相彈自身的體積小、重量輕、威力大。因此,比威力的大小是三相彈技術水平高低的重要標誌。當基本結構相同時,三相彈的比威力隨其重量的增加而增加。
20世紀60年代中期,大型三相彈的比威力已達到了很高的水平。小型三相彈則經過了60年代和70年代的發展,比威力也有較大幅度的提高。但一般認為,無論是大型三相彈還是小型三相彈,它們的比威力似乎都已接近極限。在實戰條件下,三相彈必須在核戰爭環境中具有生存能力和突防能力。因此,對三相彈進行抗核加固是一個重要的研究課題。此外,還必須采取措施,確保三相彈在貯存、運輸和使用過程中的安全。
理論研究
三相彈根據愛因斯坦相對論質能公式可以算出,聚變中每個氘核放出72百萬電子伏特的能量。氘核中有2個核子,平均每個核子放出36百萬電子伏特的能量。而一個鈾核(鈾235)裂變時放出的能量大約為200百萬電子伏特,但鈾核中共有235個核子,平均每個核子放出085百萬電子伏特的能量。這就是說,單位質量的氘聚變所放出的能量是單位質量鈾裂變所放出能量的4倍,聚變比裂變可以提供更多的能量。因此,三相彈的威力比原子彈更大。