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为什么氢弹不用氕做核装药?

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阿波罗神 发表于 2010-7-29 11:09 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国–江西–上饶 电信

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本帖最后由 阿波罗神 于 2010-7-29 11:23 编辑

太阳内部进行的核聚变反应是P-P反应,即4个氕核聚合成一个氦核的反应。但氢弹爆炸发生的主要核反应则是氘与氚的聚合。
自然界中氕的含量很丰富,但氘就少得多。那么,为什么氢弹不用更容易得到的氕来制造核装药呢?
gohomeman1 发表于 2010-7-29 11:27 | 显示全部楼层 来自: 中国–浙江–宁波 联通/鄞州畅联信息技术有限公司
本帖最后由 gohomeman1 于 2010-7-29 11:55 编辑

其实氢弹中主要的聚变物是氚化锂、氘化锂,显然这是固体,比气体显然方便多了吧。而且,同样用核裂变来点燃,这样的反应壁垒低(温度、密度要求相对较低),而产能高、爆炸效果好。

太阳内部的质子—质子链式反应,要在地球上实现,其实还是极端困难的。因为第一步的质子+质子=氘+正电子+中微子的反应,壁垒极高,很难实现。远不如
氘+氚=氦+中子,锂6+中子=氦4+氚(可以继续聚变)的过程,非常迅速、效率高。
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thneva01 发表于 2010-7-29 11:30 | 显示全部楼层 来自: 中国–广东–广州 电信
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gohomeman1 发表于 2010-7-29 11:45 | 显示全部楼层 来自: 中国–浙江–宁波 联通/鄞州畅联信息技术有限公司
本帖最后由 gohomeman1 于 2010-7-29 11:46 编辑

一开始wikipedia居然打不开了,这是氢弹的链接,其中的反应步骤很详细的
http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_weapon_design

第一步是用雷管等引信把几块铀-235压在一起,超过临界质量就会引发链式反应

                               
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接着在核裂变造成的瞬间高温高密度下,氘氚发生聚变

                               
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产生的中子可以与锂作用,再次形成氚(毕竟自然界中氚太稀少了,提炼很困难)

                               
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由于核聚变没有临界质量的限制,所以采用氘化锂、氚化锂为主要爆炸物的氢弹,可以做得极大,远远大于核裂变弹的当量。


                               
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gohomeman1 发表于 2010-7-29 11:51 | 显示全部楼层 来自: 中国–浙江–宁波 联通/鄞州畅联信息技术有限公司
本帖最后由 gohomeman1 于 2010-7-29 11:57 编辑

说实话,后面那个的释放能量我相信,但第一个有180MeV,我怀疑是否写错了?关于太阳内部的质子-质子链反应,看这个链接
http://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E8%B3%AA%E5%AD%90-%E8%B3%AA%E5%AD%90%E9%8F%88%E5%8F%8D%E6%87%89

大质量恒星内部,主要是C-N-O-C循环,而不是太阳内部这样的反应过程。
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 楼主| 阿波罗神 发表于 2010-7-29 22:22 | 显示全部楼层 来自: 中国–江西–上饶 电信
本帖最后由 阿波罗神 于 2010-7-29 22:27 编辑
其实氢弹中主要的聚变物是氚化锂、氘化锂,显然这是固体,比气体显然方便多了吧。而且,同样用核裂变来点燃 ...
gohomeman1 发表于 2010-7-29 11:27


G大,我还有疑问
最早的氢弹的核装药不是用氘化锂的,而是用液氘和液氚的。可见,氢弹设计者一开始就没打算用氕来做核装药(因为氕也可以液化)。所以,气体还是固体应该不是真正的原因。
对于反应壁垒,我记得,温度超过7百万K就可以使得氕核聚合成氦核的聚变反应开始了,这个温度原子弹爆炸是能够提供的。
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 楼主| 阿波罗神 发表于 2010-7-29 22:23 | 显示全部楼层 来自: 中国–江西–上饶 电信
太阳核心反应区的温度是1500万K,这个温度,原子弹爆炸也是能够达到的
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gohomeman1 发表于 2010-7-29 22:42 | 显示全部楼层 来自: 中国–浙江–宁波 联通/鄞州畅联信息技术有限公司
我说的反应壁垒,其实就是反应速率。质子-质子反应的第一步非常缓慢,所以在大质量恒星中,这种反应速率的产能已经顶不住恒星的引力收缩,需要CNO循环这种更快的方式。
先不说核裂变能否产生1500万K的高温,我们要考虑它能够维持多长时间的高温高压高密环境?很显然,只有极快的热核聚变才能用于氢弹。由于一开始没有发现氘化锂的好效果,所以最初采用的是液态的氘。很显然,这相比现在的氢弹,将产生巨大的浪费。

理论是逐步进化完善的,氢弹一开始搞的时候,许多核的能级理论、实验尚在完善中。
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 楼主| 阿波罗神 发表于 2010-7-29 22:52 | 显示全部楼层 来自: 中国–江西–上饶 电信
嗯,我想也是这个原因了。相同温度下,氘氚反应比P-P反应快。氢弹爆炸的持续时间很短,所以,用氕做核装药,恐怕大部分氕还来不及参加反应就被炸散了。
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yueyexingxie 发表于 2010-7-29 23:03 | 显示全部楼层 来自: 中国–天津–天津 联通
建议,你们去伊朗发展,这个神奇的国度急需这样的人才
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