7　核聚变 (2)

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1、19.7核聚变相关素材1、氢弹大家知道，核能的利用除了裂变能外，还有聚变能。另外从结合能曲线上可以看到，氘、氚、锂等轻元素都可用作为核聚变反应的原料。   氢是最难发生聚变反应的装料。至于氚，它易发生聚变反应，但在自然界中含量十分稀少，必需花费巨大的投资才能制备它。而只有氘，它是热核反应的积极参加者，又比氢容易控制，并在自然界中也有一定的含量。它在普通海水中占0.0148％，即6757个氢原子中只有一个是氘原子，也就是说每升海水中，大约含氘0.003克。   由于地球上有着大量海水，经过估算氘的储量竟高达35万亿吨，如能全部提炼出来，

2、就足够人类用上千百亿年。由于聚变反应释放的能量比裂变能大得多，加上聚合反应速度也特别快。这样就有可能利用不可控的聚变反应制造出威力远大于原子弹的氢弹。如果人们采用某种方法把氢弹所需的核装料安置在原子弹的周围，一旦原子弹引爆后就能产生几百万度高温，促使核聚变反应连续不断地进行下去，这就是氢弹爆炸的原理。   理论计算表明，如果一公斤氘氚混合物全部聚变，就能释放出约为58000吨梯恩梯当量的能量，这比起相同质量的裂变反应所释放的能量约大四倍。而且在氢弹的构造中，不存在像原子弹构造中所提及的临界质量问题的限制。故氢弹可以做得较大，其爆炸威力

3、也就更大。   当然，氢弹也受到核装料的数量和运输条件等方面的限制。它们在常温、常压下都是气态物质，存在着体积大不易存放的不利之处。为了能把氘和氚密集起来，就要加低温(一般为零下200多摄氏度)液化或加上超高压固化，只有这样才能把氘、氚用作氢弹的装料。   世界上第一颗氢弹的爆炸是美国于1952年11月1日，在太平洋的珊瑚岛(即马绍尔群岛)上进行的。所用的核装料是液态氘、氚混合物，放称之为“湿法”氢弹。其结构既庞大又复杂，总重量高达65吨，根本无法用飞机运载。而实际上它仅仅是一个热核试验装置。但其爆炸威力很大，相当于一千万吨梯恩梯，是

4、投在广岛弹的500倍。   然而，随着氢弹技术的发展，人们终于找到了另外一种比较理想的氢弹装料，这就是氘化锂6。它在原子弹爆炸所形成的高温下，可裂解为氘和锂6，而锂6俘获中子后所生成的氚就能和氘在高温下进行核聚变反应。相比之下，这种氘化锂化合物的成本比氘低得多。而特别应该指出的，它是一种稳定的固态化合物，因而便于长期保存，更不需要庞大的冷冻装置，所以氢弹的体积和重量均可大大缩小，故也称之“干法”氢弹。这就为以后把它制造成为一种有实际军事价值的热核武器，创造了十分有利的条件。   在近代核武器的研制中，还有一种“氢铀弹”，即在氢弹外面再

5、包上一层厚厚的铀238。由于铀238本身也不存在临界质量的问题，故可包得很厚；加上铀238在自然界中的丰度很高，人们能容易取得它，故核装料的成本可大大降低。显然，这种氢铀弹的爆炸威力要比普通的氢弹大得多，而且裂变能和聚变能大致上各占一半，但有时裂变能所占的比例达80％。爆炸后的放射性裂变产物的污染程度也特别严重，为此人们常称它为“肮脏”氢弹。   美国人曾在1954年3月1日，利用马绍尔群岛中的比基尼岛，进行了第一次铀氢弹爆炸。其威力之大，震动了全世界，相当于1500万吨梯思梯，总重量为20吨。另外值得注意的是，当时刚好有一阵放射性尘

6、埃降落在一艘日本福龙丸号渔船上，船上的23名渔民就成了受害者而得了放射病，其中一人在半年后死亡，船上的鱼当然也受放射性污染而全部销毁了，为此激起了日本人民的强烈抗议。   美国从1945年7月16日试爆第一颗原子弹到1952年11月1日氢弹爆炸，共花了七年半时间，而轻便式的氢弹直到1954年才试制成功；前苏联从1949年9月22日爆炸第一颖原子弹后，经历四年时间，到1953年8月12日成功地进行了用飞机运载的氢弹爆炸；英国从1952年10月3日第一次原子弹试验到1957年第一次热核试验，经过四年半时间；法国从1960年2月13日第一次

7、原子弹试验到1968年8月24日第一次热核试验，经过八年半时间；而中国从1964年爆炸原子弹后，到1967年氢弹爆炸试验成功，前后仅用了两年零八个月时间。   当今世界上拥有核武器最多的是美苏两国，它们为了能在核军备竞赛中取得垄断地位，并对无核国家进行核讹诈，于1963年8月伙同英国在莫斯科签订了三国核武器禁试条约，其目的是为了约束别国的核试验，而它们三国却仍可进行地下核试验。截止1977年底，美国核试验达595次，苏联为283次，核爆炸的累计当量约为22000万吨梯思梯。早在1961年10月30日，苏联已爆炸了五千万吨级梯思梯当量的

8、热核装置和一亿吨级的超级氢弹。当然，美国也完全有能力制造这种超级炸弹，其威力甚至会更大。   然而，中国为了打破美苏的核垄断和维护世界和平事业，正在独立自主地发展自己的核武器。同时，法国也在独立研制自己的核武器。这就使得