氢弹

氢弹也被称作热核弹，是核武器的一种。主要利用氢的同位素（氘、氚）的聚变反应所释放的能量来进行杀伤破坏。就其原理来说，现在大多数氢弹并不是“纯净”的聚变核武器，确切的说，它们应该叫“三相弹”，裂变引发聚变，聚变释放出的中子诱发出更剧烈的裂变即所谓的“裂变-聚变-裂变”。正因如此，它才具有了空前绝后的威力。

氢弹三相弹是目前（2010年）装备得最多的一种氢弹，它的特点是威力和比威力都较大。在其三相弹的总威力中，裂变当量所占的份额相当高。一枚威力为几百万吨TNT当量的三相弹，裂变份额一般在50%左右，放射性沾染较严重，所以有时也称之为“脏弹”。

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。

国外

1950年1月美国时任总统杜鲁门决定研制氢弹。氢弹的研究工作由匈牙利籍的科学家爱德华·泰勒领导，利用原子弹促进爆炸时产生的高温，使氘发生聚变反应。1951年5月 氢弹原理试验准备工作就序，试验弹代号“乔治”，在太平洋上的恩尼威托克岛试验场进行。达62吨的极其笨重的试验装置放在60余米的钢架上，装置以液态氘作为核聚变装料，并有冷却系统使氘处于极低温。试验证明爆炸威力大大超过原子弹。

1952年11月1日又一个氢弹试验装置 “迈克”在太平洋的恩尼威托克岛上爆炸。该装置高6米，直径为1.8米，重达65吨，看上去像个大暖瓶，爆炸威力达1000万吨TNT当量。相当于广岛型原子弹的500倍。 

1953年8月，苏联宣布氢弹试验成功。其方案是采用锂的一种同位素锂─6和氘的化合物──氘化锂作核燃料。氘化锂是固体，不需冷却压缩，制作成本低、体积小、重量轻、便于运载。这种氢弹称为 “乾式”氢弹，所以苏联是第一个成功把氢弹实用化的国家。

1954年，美国的第一颗实用型氢弹在比基尼岛试验成功。随后英国（1957年5月）拥有了氢弹。法国（1968年8月）也拥有了氢弹。

中国

1967年6月17日，中国在西部地区上空成功地爆炸了第一颗氢弹

1967年6月17日，中国在西部地区上空成功地爆炸了第一颗氢弹。氢弹的爆炸成功，是中国核武器发展的又一个飞跃。

1972年1月7日，中国彝族飞行员杨国祥，驾驶强·5甲飞机，成功地投掷了中国第一枚实用氢弹，使这次核试验获得圆满结果。

利用原子弹爆炸的能量点燃氢的同位素氘等轻原子核的聚变反应瞬时释放出巨大能量的核武器。又称聚变弹、热核弹。氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同，但威力比原子弹大得多。原子弹的威力通常为几百至几万吨级TNT当量，氢弹的威力则可大至几千万吨级TNT当量。还可通过设计增强或减弱其某些杀伤破坏因素，其战术技术性能比原子弹更好，用途也更广泛。

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。

氢弹结构图

由于产生聚变反应的轻原子核都带有正电荷，只有当它们的速度很高时才能克服正电荷间的静电斥力，发生显著的聚变反应。当热核装料的温度很高时，组成装料的原子核就具备了很高的速度（从而有很高的动能）。利用这种办法发生的聚变反应叫热核聚变反应，简称热核反应。轻核中氢的同位素氘和氚原子核间的斥力最小。因此常常被选作氢弹的装料。

氘氚原子核间的反应方式有：Ｄ＋Ｄ→Ｔ＋ｐ＋4.03ＭｅＶ；Ｄ＋Ｄ→3Ｈｅ＋ｎ＋3，27ＭｅＶ；Ｄ＋Ｔ→４Ｈｅ＋ｎ＋17.6ＭｅＴ式中，Ｄ、Ｔ分别代表氘核和氚核，ｎ、ｐ分别代表中子和质子，3HE、4HE分别代表氦C3核和氦C４核。当热核装料的温度为几百万至几亿开尔文时，氘氘反应的速率约比氘氚反应快100倍。由于氘氚是气体或液体，使用起来不大方便。氢弹中常用的热核装料是固态氘化锂C6，其密度约为0.8克/厘米３左右。当锂－6吸收一个中子时，产生氚；氚与氘反应又产生中子，即进行氚－中子循环反应。

氚、中子循环一代，消耗一个氘核和一个锂－6核，放出约22.4兆电子伏的能量。在氢弹中，烧掉1千克氘化锂－6，释放4—5万吨梯恩梯当量左右的能量。创造自持聚变反应所必须的高温、高密度条件需要大量能量，目前只能靠核裂变爆炸来完成。因此氢弹里都有一个起引爆作用的裂变爆炸装置，即“初级”或“扳机”。氢弹的爆炸过程大致是这样的：初级发生链式裂变反应，放出大量中子和Ｘ射线；利用初级爆炸所创造的条件，聚变装料发生自持聚变反应，放出大量能量和聚变中子；聚变中子又进一步引器氢弹铀－238外壳中的核裂变，放出大量的裂变能量。

氢弹-结构和爆炸过程

 
美国的Teller-Ulam_device

氢弹是由3种炸弹组成：在它的弹壳里，有液态氘作为热核材料，里面是原子弹，由铀作为核装料，另外还有普通炸药作为引爆装置。整个爆炸过程虽然极短，但是步骤分明：当雷管引起普通炸药爆炸时，就将分开的核装料迅速压拢，使其达到临界质量，造成原子弹爆炸，即氢弹的“初级”爆炸；然后原子弹爆炸产生的几千万摄氏度高温，使氘和氚的核外电子流统统剥离掉，成为一团由裸原子核和自由电子所组成的气体，氘和氚以每秒几百千米的速度互相碰撞，迅速、剧烈地进行合成氦的反应，巨大的聚变能量迸发而出，就造成氢弹的“次级”爆炸。这就是原子弹“扳机”引爆氢弹的全过程。

美国的第一颗氢弹

威力比

所谓威力比是指每公斤重的核子弹所产生的爆炸威力，即爆炸的总当量与核武器重量之比，它是核武的一项极其重要的指标，从威力比的大小，可以看出核武小型化的水平，俄、美两国在百万吨当量以上的核子武器，它的威力比水平约为每公斤弹头达到2500—5000吨当量，20万吨—100万吨当量的核武威力比水平大约为每公斤弹头约2200—2500吨当量，跟威力比有关的另一个问题是分导式多弹头飞弹的大力发展，由于多弹头增加了额外的结构重量，所以威力比会相对应地降低，弹头数目越多，下降的幅度越大。

核原料利用率

核原料的利用率反映了核武的技术水平，是指在核爆的时候，核弹中有多少核原料产生裂变链式反应而释放了能量，有多少核原料没有产生裂变链式反应而被核弹中的炸药给炸散了，随着科学技术的发展，核原料的利用率有了很大的提高，有的已经提高到25%以上，比以前提高了5倍左右，近年来在新型的核武器中，核原料利用率又有新的提高，但是要达到100%几乎是不可能的事。

干净化程度

氢弹所谓干净化程度是指核武在爆炸时总能量中裂变能和聚变能所占的比重，由于现在的氢弹必须依赖原子弹来引爆，所以必然会产生大量的放射性裂变物质，根本谈不上什么干净，俄、美两国自称已经拥有了所谓的干净氢弹，实际上只是在氢弹爆炸的时候相对地增加了聚变的比重，减少了裂变的比重，使得放射性裂变产物相对地减少了，据说美国的氢弹裂变比重已经降到只占总能量的百分之几。

和突防能力

突防能力也是核武水平高低的一项衡量标准，所谓突防能力，主要是指核武本身突破敌方各种防御措施的能力，例如把单弹头发展到多弹头，就是提高核武突防能力的有效手段之一，另外，由于反飞弹武器的出现，人们正利用X射线、γ射线、中子、β粒子、电磁脉冲，以及激光和粒子束武器等等来对付攻击性核子武器，这迫使核子武器必须具有相对应的抵抗能力，也就是所谓突防能力，对核武各种部件的薄弱环节进行强化，就是抵抗那些敌方防御手段的有效办法。

1、在战术使用上有某种程度上困难

2、含有氚的氢弹不能长期贮存，因为这种同位素能自发进行放射性蜕变

3、热核武器的载具，以及储存这种武器的仓库等，都必须要有相当可靠的防护

美国从爆炸第一颗原子弹到爆炸第一颗氢弹用了7年零3个月。

英国用了4年零7个月。

苏联是6年零3个月。

法国是8年零6个月。

中国只用了2年零8个月。

现在核聚变技术的成熟的应用就是氢弹。不过基于核聚变技术可以产生巨大的能量,很多国家，包括我国都在积极研究和平核聚变技术，即实现人工控制核聚变,使它用来发电,就像裂变一样。但是也正因为能量太大了，使它极不受控制，现在仅有的成果就是能够利用托卡马克装置实现2000-5000万度以上的人造太阳，普遍能仅仅能维持数十秒钟。日本在2000万度的温度下,使“太阳”稳定地存在了31分钟45秒。中国实现了长达20秒的可重复高温等离子体放电，最高电子温度超过3000万度，令人鼓舞。

爱德华·特勒于（1908年1月15—2003年9月9日），特勒在美国的国防和能源政策方面发挥过重大作用，全力以赴推动了美国原子弹和氢弹的研制。他一生获得过无数的奖励和荣誉，其中的著名奖项包括阿尔伯特·爱因斯坦奖，恩里科·费米奖以及国家科学奖，2003年7月23日，他还被授予了“总统自由勋章”。爱德华·特勒在过去的半个多世纪中对美国的国防和能源政策发挥了重大影响并且获得了“氢弹之父”之称。


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