核弹的爆炸子弹大小的核弹威力有多大 _生活百科

额，不好意思，虽然目前人类的核武器小型化技术已经达到一个非常高的水平了，但是也还造不出一个手雷这般大小的核武器，为什么？最直接的原因就是受到了核材料临界质量的限制，临界质量是核武器小型化中起到决定性作用的因素，它的数值越小，核材料能引发链式反应并产生核爆炸的重量和体积也就越?。?而核材料具有最小临界质量和最小物理尺寸时的形状是球形，所以，我们先来看一下部分act系元素（锕系元素）的临界质量和相关尺寸的数值：

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▲部分锕系元素相关数据
【核弹的爆炸子弹大小的核弹威力有多大】我们主要来看铀-235和钚-239这两种常用核材料的数据，也就是图中我用红框框起来的部分，其中，铀235的临界质量为52千克，是一个直径为17厘米的球体，而钚-239的的临界质量为10千克，直径为9.9厘米，这几个数据意味着什么？意味着在理论上，这两种核材料的体积和重量要达到上面这几个数据的大小时，才会发生链式反应并引发核爆炸。所以，即使不考虑起爆装置、不考虑核材料的利用率的情况下，你这个手榴弹的重量都会大于52千克或者10千克，直径也会大于17厘米或者是10厘米。下图中的就是一个重量为6.2千克、直径为89毫米的处于次临界质量的钚球。

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▲次临界质量的钚球
当然了，在相关技术手段的辅助下，想要让核材料在更小的临界质量下发生核爆炸也是可以的，一般来讲，核材料的临界质量与它密度的平方成反比，即如果密度增加1％，其质量就可以减少2％，体积会减少3％，直径减少1％，而临界质量是保证连续性核裂变（即链式反应）能够正常发生的关键所在，所谓的“链式反应”，简单来说就是指：前一个中子能够在它逸散前，通过轰击下一个重原子核来产生更多的新的中子，然后这些新的中子会继续重复之前的过程，在逸散前轰击重原子核产生大量的新的中子，周而复始的进行下去。所以，我们可以这样理解，核材料的临界质量取决于典型的中子可以“看到”的它周围的原子核的数量，即原子核的面密度要超过某个阈值。

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▲链式反应原理示意图

因此，在“内爆式”结构的核武器设计中，通过非常迅速地来增大核材料的密度ρ ，就可以使实质上小于临界质量的球型核裂变材料在瞬间达到超临界，从而发生链式反应。比如下图所示，就是“内爆式”结构核武器的起爆原理简图，外层的就是常规炸药，爆炸时会产生同时向中心汇聚的爆轰冲击波，这个冲击波会挤压处于次临界质量的钚球，使它的密度瞬间剧增，从而达到超临界状态，进而引发链式反应。但是，虽然采用这种外在的辅助手段可以减小核材料的临界质量，以及提高了核材料的利用率，却是需要相关的起爆装置以及体积更大的核材料，使得整个核武器装置的体积和重量更大。

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▲“内爆式”结构核武器原理示意图
因此，不管是从核材料本身的特性（临界质量）上看，还是从技术手段上去分析，都不可能造出一个手榴弹大小的核武器，举个最简单的例子，历史上体积和重量最小的应该是老美的W54核弹，就是一个紧凑型两级内爆式核武器，其长度约为39厘米，宽27厘米，重量也只有22.7公斤，做成火箭筒战斗部后体积和大小如下所示，一个人扛着走是没问题的，但是想要当成手榴弹那样来扔是不存在的。

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