人类能研究成功微型核弹吗?
▍人类能研究成功微型核弹吗?
谢邀,算是问对人了。
制造微型核弹还是有可能的。只不过性价比真心不高。
先说核弹,最基本的核弹是原子弹,利用超重元素的裂变释放出大量的能量。
在熟悉原子弹的人的概念中往往会有临界质量这个词汇反复出现。
武器级的铀-235的临界质量是52公斤,钚-239的临界质量是10公斤,在达到临界质量的时候,这两种核武器核心都可以释放出巨大的能量。
这是咱们要知道的核武器的一个基本原理,人类所有的核武器其实都贯穿着这个原理。
继续说,什么核弹叫做微型核弹?
目前人类历史上制造出来的最小型的核弹是W54核弹,也就是上图的这个东西。他的最大直径是301毫米,长度为440毫米,重量约为25公斤。虽然直径超过了155mm的W48核弹,但长度和重量都要比W48核弹要小得多,W48长度为620mm,重量为45公斤
苏联也有类似于W48的152mm核弹头:
当然了,咱们其实也有类似的。
但即便是最小的W54核弹头,它的使用也得用大型的无后坐力炮来发射,这就是大名鼎鼎的大卫·克罗克特无后坐力炮了。
整体的大小其实也就并不微型了。
有没有更小的设想呢?还真有——这就是核手雷
冷战期间美苏两国都有研制核手雷的计划。在上世纪50-60年代核武器万能论是有大量的拥趸者的。在他们的观念里凡是火药和炸药能做到的事情用核能也能做到。
如果能让士兵抛出去的手雷拥有几吨炸药的当量,作战小队可以瞬间在战场上取得优势。
当然了,想是可以这样想的,谁没有几个给力的脑洞呢?
但在核武器小型化的进程中,人类发现了一个新的物理屏障,核武器不仅仅需要临界质量,还需要满足足够大的临界半径。
以前面说的铀-235为例子,临界质量是52公斤,临界半径是8.5厘米。小于这个半径即便是铀-235的质量高于52公斤,原子弹也不会爆炸。原因则是——铀235分裂出来的中子还没有来得及撞上其他铀原子就已经飞到铀块外面去了。
钚-239还好一些,只需要10公斤临界质量和5.5厘米的临界半径。
人类虽然研究出来了拥有中子反射能力的铍做一个反射中子的外壳,让核裂变的时候中子利用率增加,以降低临界质量和临界半径。
但这个铍壳的厚度极大,在微型核弹的路子上起不到多大的作用。
微型核弹的路子就往材料上走了,例如铀-233,这是另一种铀同位素,它的临界质量只有15公斤,临界半径和钚相同是5.5厘米。完全可以打造一枚钚弹大小的铀弹。可问题是铀-233极其稀有。铀-235在天然铀中的含量是千分之七,而铀-233的含量则不足万分之一。分离铀-235就已经劳民伤财的要动用大量离心机了,而在这个基础上再分理出铀-233难度可就不是70倍这种含量比例的难度了。
不过虽然困难,但美国和苏联都搞过
在1955年4月15日茶壶行动中引爆了一枚MET核弹头,这是铀-233和钚-239的混合核心,释放出2.2万吨TNT当量。这枚弹头就是为了实验铀-233的爆炸效果的。
只是由于铀和钚配合出了问题,实验以失败告终。苏联也在1955年试验过相似的核心
在这方面印度比较“厉害”,在1998年引爆了一枚铀-233核心,取得了200吨TNT当量的爆炸能量。但这件事各种疑问挺多的,对于神奇国度的核试验各种诡异的事情都让咱们无法做出有效且正确的判断,大家懂吧?
除了铀-233可以显著的缩小核武器体积,还有很多超铀元素都可以有这样的特性,最牛的是锎-252,临界质量只需要2.5公斤,临界半径也仅仅需要3.45厘米。这个尺寸和一枚网球差不多大。甚至比传统的手雷要小很多。
如果做成核武器尺寸也就是手雷大小了,当量可以达到8吨TNT。
但为啥没有人做呢?现在锎的价格大约是3千万美元一克,差不多2亿人民币吧,做一枚手雷需要2公斤左右的锎,那么这枚手雷的成本大约是600亿美金,美国一年的军费才够做出来10枚这样的手雷,是不是有那么一点点的贵了?
▍人类能研究成功微型核弹吗?
理论上可以研究出来,而且和超级大国一直在这么做。最接近成功的是前苏联曾经研制过红汞核弹,也就是以氧化汞锑作为核弹材料的聚变式核弹。
这种核弹的重量可以缩小到两公斤左右,但其威力能达到上万吨TNT当量。在苏联的乌拉尔山脉核弹研发基地也就是阿尔扎马斯16研究基地进行的研发,这个基地曾经研制成功了数千万吨当量的沙皇炸弹。只是在研究接近成功时苏联解体了,新成立的俄罗斯联邦停止了这种核弹的研发,但其技术资料以及相关研发数据却被俄罗斯继承了下来,至于说普京上台以后有没有继续研发这种核弹?并没有相关的报道。
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