朝鮮半島近來一直是個熱點，特別是在朝鮮于2016年1月6日宣布成功試驗了自己第一顆氫彈后，引發(fā)國際社會嘩然，危機(jī)持續(xù)加劇。
在熱議此事對國際社會、東北亞安全局勢影響的同時，不少機(jī)構(gòu)、媒體也對這一聲明表示懷疑，認(rèn)為那只是一次原子彈爆炸，而非氫彈，或者只是一顆助爆型原子彈。
那原子彈和氫彈之間到底有什么差別？為什么會有那樣的懷疑？要弄明白這問題，得先知道些原子彈、氫彈的基本原理和結(jié)構(gòu)。咱們下面就稍微聊聊。
先附帶說明一下：核彈、核武器，這倆概念還是有區(qū)別的。核彈，也叫核戰(zhàn)斗部、核彈頭，是指采用核裂變或核聚變原理放出能量的爆炸裝置。核武器，則是指配備核戰(zhàn)斗部的武器系統(tǒng)，比如核導(dǎo)彈，除了核彈頭還有火箭發(fā)動機(jī)、彈體；核炮彈、核地雷，得有適合發(fā)射、掩埋的外殼，以及碰炸、壓發(fā)引信等。
先講最簡單的——核裂變原理，槍式原子彈。
原子彈是利用核裂變釋放能量。自然界中某些元素的原子核分裂成兩個小原子核后，它們的質(zhì)量合計起來，要比分裂前的小。多余的能量去哪了？根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程，這些消失得質(zhì)量變成了能量，而且非常大。
比如鈾235被一個中子撞擊后，會分裂為兩個小原子核，比如鋇和氪，或者氙和鍶、溴和鑭。同時放出2、3個多余的中子。1千克鈾235全部裂變后放出的能量，接近2萬噸梯恩梯炸藥！如果用火車?yán)阕阈枰?40多節(jié)車廂，火車長達(dá)5.2千米！
不過原子彈光有核元素還不行，還要讓它們根據(jù)人們的控制，能夠持續(xù)進(jìn)行裂變反應(yīng)。比如鈾235被一個中子撞擊分裂后，會放出2、3個多余的中子。如果這些中子撞擊到另外的原子核，引發(fā)一次，甚至更多次新的裂變，像鏈條一樣傳遞下去，就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
這叫做“槍式原子彈”，最簡單的原子彈。理論上來說，它只需要6個部件就夠了：2個分別為臨界質(zhì)量一半重量的鈾235，1根鋼管，1塊炸藥，1個雷管引爆器，1個中子發(fā)生器。國際政治驚險小說大師，弗雷德里克·福賽思的暢銷小說《第四秘密議定書》，就是以此為背景創(chuàng)作的。
第二是效率太低。你可以從上面的動畫看出，中子要飛行比較長的距離后，才能撞到原子核，產(chǎn)生下一次裂變，因此鏈?zhǔn)椒磻?yīng)規(guī)模擴(kuò)大的速度不算快。兩塊鈾還沒完全合攏前，距離接近到一定程度，自由釋放的一些中子就很容易引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、核爆炸。
所以這樣邊炸邊繼續(xù)裂變，還有提前爆炸，都會讓鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的效率比較低。很多核材料還沒來得及反應(yīng)，就被爆炸炸飛了。槍式原子彈中核材料的利用率不到10%。
1945年8月6日美國投到廣島的原子彈，代號“小男孩”，就是一顆槍式鈾彈，威力近2萬噸梯恩梯當(dāng)量。但它的核材料利用率不到2%。
核爆炸的臨界質(zhì)量和體積，進(jìn)而是重量有關(guān)。顯然球形是最合理的，能以最小的體積讓中子最容易撞到原子核。一般來說，一個純鈾235球體的臨界質(zhì)量約50千克，钚239球為15~16千克。
除了體積，密度也是一個重要因素。俗話說，濃縮的才是精華，原子彈也一樣。咱們下次講。
