觀古今看世界作者：天涯補刀本文經授權轉載自微信公眾號：天涯時事（ID：a045166383）。在很多人的印象中，原子彈的威力非常大，好像幾顆就能滅掉一個國家。是不是這樣？當然不是！事實上，原子彈的威力很大，但是遠比普通人想象的要低。今天，我們就給大家講講原子彈的威力。01 原子彈的爆炸原理首先，我們要給大家普及一些高中的物理知識。世界上所有物質，都是由原子組成的。比如，鐵是由鐵原子組成的；氧氣是由氧原子組成的；水是由氧原子和氫原子組成的……原子是什麼樣子的呢？原子是由原子核和電子組成的。其中，原子核是由質子和中子組成，質子帶正電荷、中子不帶電；電子帶負電荷。比如，碳原子是由6個帶正電荷的質子、6個不帶電荷中子和6個帶負電荷的電子組成的。
這裡我們需要用到一個後面必須要用到的知識：原子體積和原子核的體積。原子核直徑約為原子的1萬~10萬分之一（不同原子不一樣），我們取一箇中間值，5萬分之一。原子核是由質子和中子組成的，所以中子的體積比原子核還要小。如果把地球比喻成原子，那麼原子核就相當於一個直徑約300米的球，中子就相當於一個直徑10米的球。大家要記住這個比例，因為 核反應需要用中子去撞擊原子核。原子相當於地球那麼大，然後要用一個直徑10米的球（中子）隨機的去撞擊地球上的一個直徑只有300米的球（原子核），難度之大可想而知。瞭解以上內容，那麼後面的就容易理解了。原子彈一般採用的是鈾235和鈽239。我們以大家比較熟悉的U235為例。U235有92個質子，143箇中子，加起來等於253，所以叫做U235。當一個原子的質子數相同、中子數不同，那麼就屬於同一個物質，互為“同位素”。
原子彈為什麼要選擇用U235（也可以用鈽239）？因為U235容易發生裂變。當你用一箇中子去轟擊U235的時候，U235增加一箇中子，就會變成U235的同位素U236。U236是無法穩定存在的，所以幾乎在同時，U236就會分裂成為另外的兩個元素：氪92和鋇141，並釋放出2-3箇中子和大量的能量。
然後，釋放出來的中子又去轟擊其它的U235，這樣就形成了鏈式反應，釋放出大量的能量。
絕大多數的其它元素都沒有U235和鈽239的這兩個重要特點：1、不容易發生裂變；2、不會釋放中子。比如，你用一箇中子去轟擊碳12，那麼就可能變成碳13，不會發生裂變，也不會釋放中子和能量。這就是為什麼原子彈要選擇U235和鈽239的主要原因。下面就到了我們今天的核心部分了。如何產生爆炸？前面我們說過：如果把原子比喻成地球，那麼原子核只相當於1個直徑300米的球，中子相當於一個直徑10米的球，所以想要讓中子擊中原子核是非常困難的。很可能會出現一箇中子轟中一個U235後釋放出來的中子轟擊不到其它的U235，那樣釋放出來的能量就非常的少。比如下圖：中子擊中幾個U235以後，就再也碰不到其它的U235了，反應就終止了。這個時候，鈾塊就只能發熱而不會爆炸。
如何解決這個問題？最簡單的辦法就是增加U235的數量：當U235的數量越多，那麼中子碰到的機率就越大，就越容易發生爆炸。比如，下面圖中增加了U235的數量，中子轟擊到的U235就增加了很多。
所以，想要發生鏈式反應需要一個最低量的鈾塊，也叫做“臨界質量”。當鈾塊的質量小於臨界質量，鈾塊只會發熱而不會爆炸；當鈾塊質量大於臨界質量，鈾塊就會發生爆炸。臨界質量的多少？鈾235和鈽239自然狀態的臨界質量分別為48公斤和16公斤。也就是說：如果你把48公斤的U235，或16公斤的環239，放到一起，然後引爆，就會發生比較充分的鏈式反應。低於這個量，則無法發生爆炸。那麼，有沒有辦法不用那麼多的U235也能讓充分反應呢？有！把它們高度壓縮到一起。大家看下面的圖：原本U235非常的分散，我們用一種方法把它們聚集到一起，非常的緊密，這樣中子就更加容易的轟擊到它們。
02 原子彈的結構第一種原子彈的結構：內爆式原子彈
由於網路上的結構圖相當不清晰，同時為了以後別人使用，我們簡單的描繪了個清晰的： 在原子彈的中間有一個球型的空間，啟動起爆裝置後就會引爆炸藥，然後炸藥就會把鈾塊推向中間的球型空間，高度壓縮，然後再發射中子，原子彈就爆炸了。
這種方式的優點是：可以分散的放很多的鈾塊，威力可以非常的大。但是，這種模式也有缺點。最大的缺點就是：如何在同一時間把所有的鈾塊“推到”相應的位置？由於U235反應的速度非常的快，你只有同時把鈾塊推到相應的位置才能最大限度的發生鏈式反應。否則，一些鈾塊已經爆炸了，你才把其它的鈾塊推到相應的位置，沒來得及發生反應就被直接被炸飛出去了。
想要把鈾塊同時推到相應位置的技術難度非常的高： 炸藥的爆炸速度7000米/秒，相差百萬分之一秒就是7毫米，這種誤差就足以讓原子彈的威力大減。美國在日本扔了兩顆原子彈，其中扔在長崎扔的那顆原子彈叫做“胖子”，採用的就是這種結構。“胖子”一共塞進去塞了6。2千克鈽239，最終只有20%的鈽發生了裂變，而剩下的近5千克鈽沒有爆炸，威力很低。
這種模式需要極高的技術，不是誰都能玩的。那麼，有沒有更簡單的方法呢？有！原子彈第二種模式：槍法原子彈
其原理：引爆炸藥，然後在炸藥的推動下就會把圓柱中鈾塊推到球型中間，形成一個充滿了鈾塊的球型空間，然後發射中子，引爆原子彈。
這種模式非常的簡單。大家看完後是不是覺得自己也能去造原子彈了？但是，這種模式也有缺點。前面我們和大家說了第一種型別的原子彈，也就是內爆式原子彈，它可以透過炸藥把U235緊緊的壓縮到一起，所以非常容易引爆。但是，第二種型別的原子彈，也就是槍式原子彈的技術含量比較低，是直接把U235放進球型空間內的，沒有辦法把U235更加緊密的壓縮到一起，所以威力比較小。如果100米外分散著100個酒瓶，你想打中是不是很困難？但是，如果你把100個酒瓶聚集到一起，是不是就容易打中了？所以， 槍式原子彈雖然簡單，但是威力很低，非常的浪費核燃料。美國轟炸日本的第二顆原子彈叫做“小男孩”，採取的就是這種結構。“小男孩”共塞進51公斤鈾235，最終大約只有1。5%發生了裂變，餘下部分到處飄散。
有人可能知道， U235在地球上的含量比較低，而且提純難度比較大，所以這種模式太浪費了。冷戰結束後，美國和俄羅斯削減核武器，首先削掉的就是這些效率太差的槍式原子彈：由最多時候的3萬多枚削減到現在的6000多枚。我不知道大家注意沒有：印度、巴基斯坦、以色列和朝鮮都已經有原子彈了，但是大家是不是都不怎麼擔心？因為它們的原子彈非常的低階：壓縮式原子彈技術含量非常高，它們搞不來；槍式原子彈威脅小不說，還需要大量的核原料，根本製造不了幾顆。在1998年的時候，印度在一週內連續進行了5次核試驗，最大的一顆原子彈當量僅有4。5萬噸。然後，巴基斯坦連續進行了6次核試驗，比印度多一次，但是威力也和印度差不多。03 10萬噸的原子彈殺傷規模有多大？下面的圖就是不同當量的核彈殺傷半徑和殺傷面積：10萬噸當量的原子彈殺傷半徑僅有3。22公里，殺傷面積為33平方公里；100萬噸當量的原子彈，殺傷半徑為6。93公里……
上面這個資料還是針對沒有任何遮擋的資料，如果有建築物、高山等阻擋，殺傷半徑要更小。根據網路上的公開的資料，以100萬噸級核彈為例，它對躲在不同隱蔽物後面的人員的殺傷半徑如下（單位公里）： 一顆100萬噸的核彈爆炸，在堅固建築後的人員在4公里外不會送命，在坦克內的人員在3公里外就不會受到傷害，而地鐵內人員只要在8-900米外就能躲過一劫……
現在的城市基本都是鋼筋混凝土結構，非常的堅固，一顆100萬噸當量的原子彈殺傷半徑也就是3-4公里。印度、巴基斯坦等國家的原子彈，當量只有不到10萬噸，真要扔在由鋼筋混凝土組成的城市裡面，恐怕連1公里外的人都傷不了！另外，因為鈾235帶有放射性，不用中子轟擊也能自己產生裂變，所以你不能無限的放鈾塊——如果你塞進太多的鈾塊，那麼不等你引爆，它就自己炸了。也就是說：如果原子彈中U235數量太少了（低於臨界質量），不會有多大的殺傷力。但是U235也不能太多了，因為U235自己能發生裂變，太多了，等不及你引爆就自動爆炸了。所以，原子彈的威力被限制了的，是有限的！歷史上威力最大的原子彈當量也到不了50萬噸，普通的也就在10萬噸左右。正是因為這個原因，美國、俄羅斯和中國等掌管全球秩序的五大常任理事國才會對一些小國發展原子彈“睜一隻眼閉一隻眼”，否則容易引起太多國家不滿：憑什麼你們“五常”在擁有原子彈後就不讓我們發展了？因為在1968年7月1日的時候，美國和蘇聯為了阻止其它國家發展核武器，簽訂了一個《不擴散核武器條約》，1970年生效。裡面有一條： 無核國保證不研製、不接受和不謀求獲取核武器……04 核彈當中威力真正大的是氫彈！五大流氓可以對原子彈“睜一隻眼閉一隻眼”，但是要是有誰想發展氫彈，那麼可能就不會對其無動於衷了，因為那才是真正要命的武器。比如，俄羅斯曾經制造了一顆當量達到1億噸的氫彈，但是由於找不到地方試驗，改成了5000萬噸了。5000萬噸當量的氫彈殺傷威力就太大了，相當於美國炸日本原子的4000倍。氫彈的結構是絕密的，據說全世界不超過50個人知道，我當然也不知道，更沒有地方查詢資料，所以我們也沒有辦法在文中說。中國的氫彈技術比較厲害，因為我們的結構和其它國家不一樣。可能有人在網路上看到過的，中國氫彈的結構叫做“于敏結構”。
“于敏”結構的氫彈比美國、俄羅斯等國家更先進，因為同樣的當量，我們的氫彈的體積比它們要小。在1988年之前，于敏一直被雪藏，沒人知道他的存在，就連連名字都是機密，1988年才解禁。2015年，中國最高領導人親手給89歲高齡的於老頒獎——這也是于敏解密後的第二次公開露面。總之，氫彈很難搞掂。1953年8月12日，前蘇聯在今哈薩克東北部城市塞米巴拉金斯克的一處靶場上進行了世界上首次真正意義上的氫彈試驗；1954年3月1日，美國第一顆可投擲氫彈在埃尼威托克島附近的比基尼試驗場試爆 ；1957年5月15日，在美國的幫助下，英國在太平洋聖誕節島成功地進行了氫彈試驗；1967年6月17日，中國在羅布泊試驗場進行一次氫彈爆炸空爆試驗，擁有了真正意義上的原子彈。法國在1968年也擁有了氫彈，至於來源——不清楚。有人說是美國給的，也有人說是英國給的，還有人說是中國給的，反正不是它自己研究的。為什麼要給法國？因為法國是五大常任理事國之一，其它幾個都加入了《不擴散核武器條約》，如果法國不加入，那麼就可能讓這個條約沒有那麼大的威力了（法國擁有一票否決權）。所以，在其它國家的幫助下，法國終於在1970年《不擴散核武器條約》生效之前擁有了氫彈。至此，五大流氓都加入了該條約。現在，五大流氓對一些國家發展原子彈睜一隻眼閉一隻眼，就是因為原子彈對中美俄這樣的大國來說，威脅其實沒有大家想象的那麼大。對於俄羅斯、美國這樣面積的國家來說，就算你扔1萬枚原子彈，也滅不了它全國——這就是為什麼美國最多的時候製造了3萬多枚原子彈的主要原因。05 原子彈的核汙染嚴不嚴重？有人會說：就算原子彈殺傷力沒有想象的那麼大，核汙染也是很嚴重的啊？其實，這點，很多人又錯了！如果核燃料充分反應的話，U235反應後就變成了氪92和鋇141，好像放射性很弱；如果不充分反應的話，那麼也會被巨大的爆炸威力帶到上百公里的廣大範圍內給稀釋了——在鋼筋混凝土的城市裡就算不被稀釋掉，範圍也極為有限，完全可以透過穿上防輻射的衣服，把它們清理掉（或深埋，或轉移到海洋中稀釋）。比如，被原子彈轟炸過的廣島和長崎，市民從來沒有大規模搬遷過。爆炸過後不久，城市的生活就開始逐漸恢復了。據說得癌症的比例較高，但是顯然沒有高到足以讓人背井離鄉的地步。或許有人又會問：核電站洩漏汙染為什麼那麼嚴重？核電站洩露汙染非常嚴重是因為核反應堆內部的放射性物質的數量是一顆原子彈的上千倍，所以對環境的影響要比原子彈大得多。所以，原子彈沒有大家想象的那麼恐怖！氫彈威力太大了，使用了就等於毀滅，沒人敢用的。原子彈威力雖大，但是遠沒有大家想象的那麼大，所以無法排除有人鋌而走險的使用原子彈。也正是因為如此，我們才需要擴大原子彈的數量。我們增加核武器數量並不是為了威脅別人，而是為了保護自己，保護世界和平。敢戰、能戰，方能止戰！本文作者原創，圖片來源於網路
