大家有必要区分清楚原子弹和氢弹

写在前面，按照通常的理解写的一点小东西，肯定是不严谨甚至是错误百出的，而且这东西比较敏感，知道的不敢说，我算个懂那么一小丢丢的（也就是瞎说），所以希望大神轻点拍，小白随便看，谢谢。


——————————————————————————————原理——————————————————————————————


    原子能的释放是核武器的本质，原子能通过核反应获得，原子由原子核和核外电子组成，核反应的本质是原子核与原子核，或者原子核与各种粒子（如质子，中子，光子或高能电子）之间的相互作用引起的各种变化。在原子反应的过程中，会产生不同于入射弹核和靶核的新的原子核。因此，核反应是生成各种不稳定原子核的根本途径。重核裂变与轻核聚变是当前两种主要武器原子弹和氢弹的基本原理。重核是指核内质子与中子数较多的原子（一般规定元素周期表中，铁元素以后的原子为重原子），由于其本身核子数，核外电子层较多，其本身的形态并不稳定，会不断通过向外放射粒子而衰变为核子数较少的其他原子，从武器的角度来讲重核本身的衰变过程（放射性辐射）就是一种（单原子）核武器。

    由此推广，任何掌握了重核原子材料开采，加工，提纯，并使之具有一定质量的国家，都可以算是有核国家（加工好的核材料装好拿去辐射人）。那么这里又来了一个问题，按照上述结论这世界上的有核国家多了去了，基本上有个核电站就能算的程度，而且有了核电站基本就等于有了造核弹的原料来源（核电站生产出的TH232和PU239都是一种裂变反应的原料）。那为什么我们通常所说的有核国家只有五个呢（美俄中英法）？这里面涉及到政治问题和技术问题，这里我们只讲技术问题。

    重核裂变是指重原子（两个及以上）之间通过核反应释放能量的过程。通常重核裂变涉及到以下几种元素：TH232，U235和同位素U233，U238及PU239，而在自然界中只有U235能够维持自持式链式反应（不需要继续添加原料和能量），因此它能直接用于核燃料（反应堆，核弹）。所以核能（核弹）的开发利用，只能是以U235开始。下面列两个U235的链式反应方程：

    235U+n→236U→135Xe+95Sr+2n
    235U+n→236U→144Ba+89Kr+3n

    当然U235的裂变方程式肯定不止这些。由于U235非常稀少，U元素的总含量只占到地球U元素总含量的约0.7%。
    这首先是因为，重核原子极不稳定的特性导致U235在诞生以后会不断衰变，而地球上的U235基本就是恒星的临界变化（超新星爆发）过程中产生的。所以如果用太阳的年龄45-50亿年为基础来衡量的话（太阳是非第二星族的恒星，第二星族以内的恒星自身质量大，重核原子少，而重核原子是产生恒星周围行星的必要条件），即使U235的半衰期长达数亿年到数十亿年之久，到如今地球上的U235的存量恐怕已经少了一多半了。
    同时，U235是唯一能够维持自持式裂变反应的元素，在其诞生的高温高压环境下，自燃是一件十分自然的事。
    另外，在地球漫长的地理演化和环境变化过程中其与周遭的其它物质发生发应，所以这些仅存的U235通常以化合物的形态在自然界中出现。
    最后，如果你够幸运，找到了一片成分较好的铀矿，但在自然界中，天然的铀矿石中依然存在着3种U235的同位素与之共生，且U235通常是含量最少的那一个。


—————————————————————————————————工程化难题一———————————————————————————————————————


    真可谓是本来数量就不多，何况质量还不好。而根据国际原子能机构的定义，丰度为3%的铀-235为核电站发电用低浓缩铀，浓度大于80%的铀为高浓缩铀，其中丰度大于90%的称为武器级高浓缩铀，主要用于制造核武器。每获得1公斤武器级铀-235需要200吨铀矿石。这就带来了制造核武器的第一个大问题——如何开采和提纯U235。开采涉及到矿产和地质学，这个在下不是太懂，就直接跳过来说提纯了。通常的提纯方法有以下几种：铀浓缩方法有、气体扩散法和激光法。以常用的离心和气体扩散法为例：

    离心法和气体扩散法的基本思路都是利用U235和U238以及其他杂质之间的质量差来分离出U235，而U235和U238之间的质量差只有三个中子，这一方法对分离过程的装置要求难度可想而知。离心法采用离心分离机提炼浓缩铀，通过用每秒2万转以上的高速离心机（具体转速涉及到U和杂质的质量比和U本身的形态），使U的同位素和杂质分离出去，剩余的铀235的浓度可达到95％以上。而气体扩散法则利用气体扩散时，重原子慢于轻原子的原理，先将铀加热变为气态，并与氟反应转变为六氟化铀，此时在容器器壁上会贴上特制的半透膜，上面的小孔只允许轻原子通过，通过这样的过滤，重原子会逐步在容器中富集。
    但是无论哪种提纯方法, 都有纯化的极限, 即理论上无法保证一点杂质都不带, 因此要获得武器级极高纯度的U235，或者使用比较苛刻的实验方法提纯(如电解铜，需要调节适当电位差避免其它离子在阳极上析出，即使这样依然会存在杂质，这个例子并不太好)，或者采用反复提纯(如居里夫人提纯镭的结晶法、 稀土的连续萃取法等等)。

    总之，就是烧电烧钱.................所以，印度呵呵了...........


—————————————————————————————————工程化难题二———————————————————————————————————————

    如果搞定了以上步骤，基本上也就有了核弹了，但是潜在有核国家依然不被别人认同是有核国家，为什么？因为在这个问题上，存在着脏弹和原子弹的区别。其关键在于原子弹维持链式反应所需要的的临界质量是个未知。临界质量是指维持核子连锁反应所需的裂变材料质量。不同的可裂变材料，受核子的性质（如裂变横切面）、物理性质、物料型状、纯度、是否被中子反射物料包围、是否有中子吸收物料等等因素影响，而会有不同的临界质量。

    这么说你可能不明白，简单的理解就是，裂变反应是否完全的问题。因为人类还没有在微观原子层面，观测持续性重核裂变反应的技术和手段（前几天TG倒是报道了神龙2，可以给这个极短过程拍照，链接如下：http://lt.cjdby.net/forum.php?mo ... &extra=page%3D1），你不多爆几个结构和几种质量的核弹，你基本不知道这个临界质量以及它和上述物理量的代数表达关系。你怎么知道反应中的U235是被反应消耗了，还是根本没反应直接就被爆炸给吹散了？而后者会大大削弱原子弹的主要破坏力，变成一颗直接把高价值U235当成廉价辐射源撒出去的脏弹。当然有钱可以任性，可以死命怼原料中U235的质量，但是这种水多加面，面多加水的做法除了把脏弹做大一点，然并卵？所以，解决问题的关键必须多爆几次，不断收集和分析数据（主要是爆炸后的尘埃中各种核反应产物的含量以及比例），由此反推出核爆炸中的微观原子反应情况，进而优化设计结构，增强核反应中U235的利用率。

    但是我们都知道，这个世界上有一条五大流氓划下的蓝星大气层禁止核试验条约，而违反条约的印度，巴基斯坦，伊朗，朝鲜过得有多惨我想你们都明白。所以，在要裤子还是要核子的问题上，当年TG的选择和面临的压力我们都应该感同身受。至于某些说可以用计算机模拟核爆炸获得数据的说法，我只能说呵呵。如果不告诉电脑1+1=2，你就让它算多元重积分，你TM在逗我？当然，也有人说某些国家可以通过间谍窃取核试验数据的方法完成这一步。那我也是呵呵，在不知道原始构型，设计，试验参数的情况下，拿到数据的一方要怎么验算自己通过数据建立的模型是否正确呢？还是1+1=2的问题，不告诉你对错，你怎么知道自己是不是算对了？


—————————————————————————————————工程化难题三———————————————————————————————————————

    上面提到了增强核反应中U235的利用率的问题，这已经涉及到核武器小型化和氢弹的入门了。通过爆炸实验，收集数据，分析反推，建立模拟，重新设计，爆炸验证的过程，原子弹爆炸过程中微观原子的反应的情况可以慢慢掌握，并通过逐步修改设计的方法用比原来少的U235（临界质量）达到相等或更好的毁伤效果。这就为原子弹小型化铺平了道路，也为原子弹变成战略威慑武器解决了必要条件。否则，像某太阳那样造个好几吨重的原子弹，为了达到射程而怼大炮仗的粗大，怎么看都是歪门邪道。

    但是，这其中还涉及到一个非常现实的问题，就是工业化水平。没有较高的工业化水平，加工的材料，制造的容器达不到精度要求，无法满足数量规模，依然没有卵用。判断一个国家的工业化程度和水平，通常看两方面的综合水平，一个是规模（数量），一个是精度（质量）。前者代表了工程化应用中解决问题的方法好坏，后者代表了突破现有的客观条件限制，从物理上达到更好的效果所需要的手段。我这是在说什么，我自己都看不懂了，换个简单说法就是INTEL提出的TIK-TOK模式，产品首先提出架构，工程化成熟以后提高生产工艺获得较好性能，然后再设计新的架构，站在一个新的高度上继续发展。金太阳家的工业水平嘛，国际社会的制裁下，缺油，缺料缺工具，也是呵呵。


—————————————————————————————————工程化难题四———————————————————————————————————————

    假使一个国家能够解决以上问题，那么恭喜，你领到了氢弹的门票，离真正成为大流氓只有一步之遥了。其实，我们的太阳本身就是一颗超级氢弹，由于其质量巨大，自身引力就足以为聚变反应提供压力和温度。氢弹的原理是利用氢元素的两种同位素氘和氚在极高的压力与温度下于极短的时间之内完成聚变反应并释放能量的过程，而氘和氚属于氢的同位素，制造容易，成本低廉，其核子数较少，比较稳定，因此在爆炸过程中的对外辐射较低，比较“干净”，另外氢弹还是打开第下一代核武器的必由之路。同时，也由于其比较稳定的特性，需要提供较高的能量打破两个核子的稳定状态，才能使它们反应氢的聚变方程有以下几种：

411H—→42He+20-1e+2.67×10^7eV

21H+21H—→32He+10n+3.2×10^6eV

21H+21H—→31H+11H+4×10^6eV

31H+21H—→42He+10n+1.76×10^7eV


    恩，道理我们都懂，然而这一切并没有什么卵用。首先与重核裂变的原子弹相比，TU构型大家都知道是烂大街了，基本原理是类似千层饼，一个核裂变的芯级包上一层聚变材料，外面再套一层裂变级或者惰性层，爆炸时通过初级裂变级的作用，在极短的时间（百万分之一秒级）内为聚变材料反应提供极高的温度（几十万摄氏度）和压力（百万个大气压）。但是具体的工程实践上，几大流氓的实验都证明了该设计——加强型原子弹（怼层级，怼扳机和次级）的构型方法绝壁是异端，除了爆一个加强型脏弹，基本没有任何效果。首先，内外级在起爆时间上的差异是一大难点，差异如果大于一定量级（这个时间量级是五大流氓氢弹的核心机密，谁如果不小心看到了赶紧申请国家监禁吧）反应就是失败的。其次，初级裂变的能量如何精确传递给次级，我们都知道裂变反应的能量中还有光，热，以及其它形式的能量诞生，这些能量对传递过程是极为不利的，这种情况下聚变材料还没来得及反应就会被裂变反应这些能量给吹散。所以在后续的氢弹设计中，不再往层级数量上下功夫，改为从初级和次级的形状和结构上找突破。解决氢弹的反映问题，一者是设计上必须精确，二者是加工问题上必须精确，前者涉及到核反应中的微观物理模型问题，没别的办法，爆吧。后者，受限于国家工业实力。


    这里肯定有人会说，兔子的小型化实在氢弹实验之后才逐步走上正轨的，所以这个说法不成立云云。这里咱就要提一提于敏那颗聪明到不长毛的脑袋了。在那个计算靠算盘，模拟靠打孔机的年代，靠脑补就把氢弹的微观结构搞清楚了，而且是一次成型，效果杠杠的（中国第一颗氢弹自重1吨，空投爆炸实验由H6实施，爆炸当量330万吨TNT，可简单概括为1：3300000，有心的同学可以去查一下美苏两国在实验氢弹过程中的质能比）。这除了用神学解释，咱除了卧槽还是只能卧槽。

    所以，朝鲜有氢弹，就凭你爆了三次原子弹（前两次还是个脏弹）来说，这是个神学问题。一定是主体思想让每一个氘和氚都深受感染，拼命地与彼此结合释放出温暖金太阳的光芒！

写在前面，按照通常的理解写的一点小东西，肯定是不严谨甚至是错误百出的，而且这东西比较敏感，知道的不敢说，我算个懂那么一小丢丢的（也就是瞎说），所以希望大神轻点拍，小白随便看，谢谢。


——————————————————————————————原理——————————————————————————————


    原子能的释放是核武器的本质，原子能通过核反应获得，原子由原子核和核外电子组成，核反应的本质是原子核与原子核，或者原子核与各种粒子（如质子，中子，光子或高能电子）之间的相互作用引起的各种变化。在原子反应的过程中，会产生不同于入射弹核和靶核的新的原子核。因此，核反应是生成各种不稳定原子核的根本途径。重核裂变与轻核聚变是当前两种主要武器原子弹和氢弹的基本原理。重核是指核内质子与中子数较多的原子（一般规定元素周期表中，铁元素以后的原子为重原子），由于其本身核子数，核外电子层较多，其本身的形态并不稳定，会不断通过向外放射粒子而衰变为核子数较少的其他原子，从武器的角度来讲重核本身的衰变过程（放射性辐射）就是一种（单原子）核武器。

    由此推广，任何掌握了重核原子材料开采，加工，提纯，并使之具有一定质量的国家，都可以算是有核国家（加工好的核材料装好拿去辐射人）。那么这里又来了一个问题，按照上述结论这世界上的有核国家多了去了，基本上有个核电站就能算的程度，而且有了核电站基本就等于有了造核弹的原料来源（核电站生产出的TH232和PU239都是一种裂变反应的原料）。那为什么我们通常所说的有核国家只有五个呢（美俄中英法）？这里面涉及到政治问题和技术问题，这里我们只讲技术问题。

    重核裂变是指重原子（两个及以上）之间通过核反应释放能量的过程。通常重核裂变涉及到以下几种元素：TH232，U235和同位素U233，U238及PU239，而在自然界中只有U235能够维持自持式链式反应（不需要继续添加原料和能量），因此它能直接用于核燃料（反应堆，核弹）。所以核能（核弹）的开发利用，只能是以U235开始。下面列两个U235的链式反应方程：

    235U+n→236U→135Xe+95Sr+2n
    235U+n→236U→144Ba+89Kr+3n

    当然U235的裂变方程式肯定不止这些。由于U235非常稀少，U元素的总含量只占到地球U元素总含量的约0.7%。
    这首先是因为，重核原子极不稳定的特性导致U235在诞生以后会不断衰变，而地球上的U235基本就是恒星的临界变化（超新星爆发）过程中产生的。所以如果用太阳的年龄45-50亿年为基础来衡量的话（太阳是非第二星族的恒星，第二星族以内的恒星自身质量大，重核原子少，而重核原子是产生恒星周围行星的必要条件），即使U235的半衰期长达数亿年到数十亿年之久，到如今地球上的U235的存量恐怕已经少了一多半了。
    同时，U235是唯一能够维持自持式裂变反应的元素，在其诞生的高温高压环境下，自燃是一件十分自然的事。
    另外，在地球漫长的地理演化和环境变化过程中其与周遭的其它物质发生发应，所以这些仅存的U235通常以化合物的形态在自然界中出现。
    最后，如果你够幸运，找到了一片成分较好的铀矿，但在自然界中，天然的铀矿石中依然存在着3种U235的同位素与之共生，且U235通常是含量最少的那一个。


—————————————————————————————————工程化难题一———————————————————————————————————————


    真可谓是本来数量就不多，何况质量还不好。而根据国际原子能机构的定义，丰度为3%的铀-235为核电站发电用低浓缩铀，浓度大于80%的铀为高浓缩铀，其中丰度大于90%的称为武器级高浓缩铀，主要用于制造核武器。每获得1公斤武器级铀-235需要200吨铀矿石。这就带来了制造核武器的第一个大问题——如何开采和提纯U235。开采涉及到矿产和地质学，这个在下不是太懂，就直接跳过来说提纯了。通常的提纯方法有以下几种：铀浓缩方法有、气体扩散法和激光法。以常用的离心和气体扩散法为例：

    离心法和气体扩散法的基本思路都是利用U235和U238以及其他杂质之间的质量差来分离出U235，而U235和U238之间的质量差只有三个中子，这一方法对分离过程的装置要求难度可想而知。离心法采用离心分离机提炼浓缩铀，通过用每秒2万转以上的高速离心机（具体转速涉及到U和杂质的质量比和U本身的形态），使U的同位素和杂质分离出去，剩余的铀235的浓度可达到95％以上。而气体扩散法则利用气体扩散时，重原子慢于轻原子的原理，先将铀加热变为气态，并与氟反应转变为六氟化铀，此时在容器器壁上会贴上特制的半透膜，上面的小孔只允许轻原子通过，通过这样的过滤，重原子会逐步在容器中富集。
    但是无论哪种提纯方法, 都有纯化的极限, 即理论上无法保证一点杂质都不带, 因此要获得武器级极高纯度的U235，或者使用比较苛刻的实验方法提纯(如电解铜，需要调节适当电位差避免其它离子在阳极上析出，即使这样依然会存在杂质，这个例子并不太好)，或者采用反复提纯(如居里夫人提纯镭的结晶法、 稀土的连续萃取法等等)。

    总之，就是烧电烧钱.................所以，印度呵呵了...........


—————————————————————————————————工程化难题二———————————————————————————————————————

    如果搞定了以上步骤，基本上也就有了核弹了，但是潜在有核国家依然不被别人认同是有核国家，为什么？因为在这个问题上，存在着脏弹和原子弹的区别。其关键在于原子弹维持链式反应所需要的的临界质量是个未知。临界质量是指维持核子连锁反应所需的裂变材料质量。不同的可裂变材料，受核子的性质（如裂变横切面）、物理性质、物料型状、纯度、是否被中子反射物料包围、是否有中子吸收物料等等因素影响，而会有不同的临界质量。

    这么说你可能不明白，简单的理解就是，裂变反应是否完全的问题。因为人类还没有在微观原子层面，观测持续性重核裂变反应的技术和手段（前几天TG倒是报道了神龙2，可以给这个极短过程拍照，链接如下：http://lt.cjdby.net/forum.php?mo ... &extra=page%3D1），你不多爆几个结构和几种质量的核弹，你基本不知道这个临界质量以及它和上述物理量的代数表达关系。你怎么知道反应中的U235是被反应消耗了，还是根本没反应直接就被爆炸给吹散了？而后者会大大削弱原子弹的主要破坏力，变成一颗直接把高价值U235当成廉价辐射源撒出去的脏弹。当然有钱可以任性，可以死命怼原料中U235的质量，但是这种水多加面，面多加水的做法除了把脏弹做大一点，然并卵？所以，解决问题的关键必须多爆几次，不断收集和分析数据（主要是爆炸后的尘埃中各种核反应产物的含量以及比例），由此反推出核爆炸中的微观原子反应情况，进而优化设计结构，增强核反应中U235的利用率。

    但是我们都知道，这个世界上有一条五大流氓划下的蓝星大气层禁止核试验条约，而违反条约的印度，巴基斯坦，伊朗，朝鲜过得有多惨我想你们都明白。所以，在要裤子还是要核子的问题上，当年TG的选择和面临的压力我们都应该感同身受。至于某些说可以用计算机模拟核爆炸获得数据的说法，我只能说呵呵。如果不告诉电脑1+1=2，你就让它算多元重积分，你TM在逗我？当然，也有人说某些国家可以通过间谍窃取核试验数据的方法完成这一步。那我也是呵呵，在不知道原始构型，设计，试验参数的情况下，拿到数据的一方要怎么验算自己通过数据建立的模型是否正确呢？还是1+1=2的问题，不告诉你对错，你怎么知道自己是不是算对了？


—————————————————————————————————工程化难题三———————————————————————————————————————

    上面提到了增强核反应中U235的利用率的问题，这已经涉及到核武器小型化和氢弹的入门了。通过爆炸实验，收集数据，分析反推，建立模拟，重新设计，爆炸验证的过程，原子弹爆炸过程中微观原子的反应的情况可以慢慢掌握，并通过逐步修改设计的方法用比原来少的U235（临界质量）达到相等或更好的毁伤效果。这就为原子弹小型化铺平了道路，也为原子弹变成战略威慑武器解决了必要条件。否则，像某太阳那样造个好几吨重的原子弹，为了达到射程而怼大炮仗的粗大，怎么看都是歪门邪道。

    但是，这其中还涉及到一个非常现实的问题，就是工业化水平。没有较高的工业化水平，加工的材料，制造的容器达不到精度要求，无法满足数量规模，依然没有卵用。判断一个国家的工业化程度和水平，通常看两方面的综合水平，一个是规模（数量），一个是精度（质量）。前者代表了工程化应用中解决问题的方法好坏，后者代表了突破现有的客观条件限制，从物理上达到更好的效果所需要的手段。我这是在说什么，我自己都看不懂了，换个简单说法就是INTEL提出的TIK-TOK模式，产品首先提出架构，工程化成熟以后提高生产工艺获得较好性能，然后再设计新的架构，站在一个新的高度上继续发展。金太阳家的工业水平嘛，国际社会的制裁下，缺油，缺料缺工具，也是呵呵。


—————————————————————————————————工程化难题四———————————————————————————————————————

    假使一个国家能够解决以上问题，那么恭喜，你领到了氢弹的门票，离真正成为大流氓只有一步之遥了。其实，我们的太阳本身就是一颗超级氢弹，由于其质量巨大，自身引力就足以为聚变反应提供压力和温度。氢弹的原理是利用氢元素的两种同位素氘和氚在极高的压力与温度下于极短的时间之内完成聚变反应并释放能量的过程，而氘和氚属于氢的同位素，制造容易，成本低廉，其核子数较少，比较稳定，因此在爆炸过程中的对外辐射较低，比较“干净”，另外氢弹还是打开第下一代核武器的必由之路。同时，也由于其比较稳定的特性，需要提供较高的能量打破两个核子的稳定状态，才能使它们反应氢的聚变方程有以下几种：

411H—→42He+20-1e+2.67×10^7eV

21H+21H—→32He+10n+3.2×10^6eV

21H+21H—→31H+11H+4×10^6eV

31H+21H—→42He+10n+1.76×10^7eV


    恩，道理我们都懂，然而这一切并没有什么卵用。首先与重核裂变的原子弹相比，TU构型大家都知道是烂大街了，基本原理是类似千层饼，一个核裂变的芯级包上一层聚变材料，外面再套一层裂变级或者惰性层，爆炸时通过初级裂变级的作用，在极短的时间（百万分之一秒级）内为聚变材料反应提供极高的温度（几十万摄氏度）和压力（百万个大气压）。但是具体的工程实践上，几大流氓的实验都证明了该设计——加强型原子弹（怼层级，怼扳机和次级）的构型方法绝壁是异端，除了爆一个加强型脏弹，基本没有任何效果。首先，内外级在起爆时间上的差异是一大难点，差异如果大于一定量级（这个时间量级是五大流氓氢弹的核心机密，谁如果不小心看到了赶紧申请国家监禁吧）反应就是失败的。其次，初级裂变的能量如何精确传递给次级，我们都知道裂变反应的能量中还有光，热，以及其它形式的能量诞生，这些能量对传递过程是极为不利的，这种情况下聚变材料还没来得及反应就会被裂变反应这些能量给吹散。所以在后续的氢弹设计中，不再往层级数量上下功夫，改为从初级和次级的形状和结构上找突破。解决氢弹的反映问题，一者是设计上必须精确，二者是加工问题上必须精确，前者涉及到核反应中的微观物理模型问题，没别的办法，爆吧。后者，受限于国家工业实力。


    这里肯定有人会说，兔子的小型化实在氢弹实验之后才逐步走上正轨的，所以这个说法不成立云云。这里咱就要提一提于敏那颗聪明到不长毛的脑袋了。在那个计算靠算盘，模拟靠打孔机的年代，靠脑补就把氢弹的微观结构搞清楚了，而且是一次成型，效果杠杠的（中国第一颗氢弹自重1吨，空投爆炸实验由H6实施，爆炸当量330万吨TNT，可简单概括为1：3300000，有心的同学可以去查一下美苏两国在实验氢弹过程中的质能比）。这除了用神学解释，咱除了卧槽还是只能卧槽。

    所以，朝鲜有氢弹，就凭你爆了三次原子弹（前两次还是个脏弹）来说，这是个神学问题。一定是主体思想让每一个氘和氚都深受感染，拼命地与彼此结合释放出温暖金太阳的光芒！