Vol.141 氢弹制造指南

哪个男孩不想在造完一颗原子弹后，再造一颗氢弹呢？

我们曾在第 57 期节目中介绍过，原子弹通过核裂变的链式反应产生爆炸。

而氢弹的能量来源则是核聚变。这是氢的两个同位素：氘和氚，原子核分别由一个质子一个中子和一个质子两个中子组成。

当氘原子和氚原子聚合，会生成两个质子和两个中子组成的氦原子，并释放一个多余的中子，产生约 17.6 MeV 的能量。

一千克铀 235 完全裂变释放的能量约为 2 万吨 TNT，而一千克氘氚完全反应释放的能量足足 8 万吨。

那氢弹威力有多大呢？

「小男孩」爆炸当量约 1.5 万吨，「胖子」约 2.2 万吨。而 1952 年世界第一颗氢弹「麦克」的爆炸当量就已达 1000 万吨。两年后的「喝彩城堡」氢弹爆炸当量则高达 1500 万吨。更不用提「沙皇」炸弹 5000 万吨的当量。

且核聚变不受临界质量的限制，理论上威力无上限。

但是，聚变反应哪这么容易就发生？

对于核裂变，有放射性的重原子只需中子轰击就能反应。但对于核聚变，要把原子核推到 10^-15 米内，才有可能发生反应。

这么近，两个原子核会因带正电的质子强烈排斥。这至少需要一亿度的高温使外围电子被剥离形成等离子体，提供动能，在高压下发生结合。

太阳拥有 2500 亿个大气压的高压和 1500 万度的高温维持核聚变。地球上的我们该怎么办？

经过几番搜索调查，我们终于发现了美国的一个解密文件。里面有爱德华·泰勒和斯坦尼斯拉夫·乌拉姆，70 年前关于核裂变-核聚变两级反应的设想。就是用原子弹爆炸作初级结构，为次级结构中的聚变燃料提供条件。

但原子弹爆炸能量非常巨大，如何保证聚变燃料在反应前不被炸飞就十分关键。

于是，几经周折，我们又找到了一份 8 页的资料，揭开了氢弹爆炸的核心机密——构型，也就是传说中的 「T-U 构型」。

弹头处装裂变燃料为主的初级结构，尾部装以聚变燃料为主的次级结构。

由于氘和氚维持液态很费力，且氚的半衰期为 12.43 年，不易保存。所以次级材料中会填充氘化锂-6，一种白色固体。

当氢弹点火，初级系统外围包裹的炸药引爆，不断向内压缩用来反射中子的铍和铀 238 球形外壳，铀 235 和钚 239 组成的裂变核心被剧烈挤压，密度上升，达到临界状态。

这时，中子发射器会发射中子，在球形外壳内反射，使钚 239 和铀 235 先后裂变。最中间少量的氘化锂-6 在挤压下会放出大量中子加速外层的裂变反应，产生相当于一个「胖子」原子弹的威力。但这样聚变燃料还是被提前炸了。

所以，其实加热挤压聚变燃料的，并不是爆炸产生的高温和冲击波，而是爆炸产生的 X 射线和伽马射线。

以光速前进的射线能赶在冲击波之前抵达次级结构，并在圆柱体的外壳下加强反射，聚能并不断挤压次级结构外壳。

氘化锂-6 在高温下高压下会迅速裂解为氘和锂-6，后者俘获裂变的中子生成氚和氦，氚与氘在高温高压下发生聚变反应。反应生成的中子又会和高压下裂解的锂-6 结合，重复刚才的过程，不断循环。

直到冲击波到达炸毁次级结构。

不过，可惜这根本就不是什么资料文件。与其叫其 「T-U 构型」，还不如叫「莫兰德构型」，因为这完全是名为莫兰德的记者的推测。

1979 年 11 月，美国《进步》杂志发表了一篇名为《氢弹的秘密》的文章。通过整理思考各种公开文献，莫兰德在文中详细描写了氢弹的关键技术原理和结构，也因此被告上法庭，引发轰动一时的「美利坚合众国诉《进步》案」。

其实就连刚刚关于氢弹构型设想的文件，解密后也被删减成这幅模样。

网络上像这样、这样、甚至这样的弹头结构也都只是猜测。

不过幸运的是，今年 8 月俄罗斯解密了人类有史以来引爆的最大炸弹——「沙皇」氢弹的影像资料，让我们可以一窥究竟。有人分析说这可能就是弹头的裂变引爆装置。

但众说纷纭，也就到猜测为止。

作为世界最高等级机密之一，只有五个国家真正意义上掌握氢弹技术，氢弹具体详情根本无从得知。巧的是，刚好是五常国家：中、美、俄、法、英。在对待核武器上，各大国也是无比默契。

1968 年，美苏英倡议各国签署《不扩散核武器条约》，并经联合国批准于 1970 年实施，规定 1967 年 1 月 1 日前制造并爆炸核武器或其他核爆炸装置的国家为核武器国家。仔细一瞧，全是这五个，使五常成为唯一合法的核武器国家。

而面对 2017 年递交的使核武器全面非法化的《禁止核武器条约》，五大国都默契地选择缺席，没有投票。

不过，4 年前其实朝鲜自称掌握了氢弹技术，但也马上付出了代价。毕竟，这么破坏团结的东西，怎能让你轻易拥有。