核裂變與核聚變

原子核中蘊(yùn)藏巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核變化為另外一種原子核）往往伴隨著巨大的能量釋放。這些變化主要有兩種，核裂變和核聚變。核裂變又稱核分裂，是一個(gè)原子核分裂成幾個(gè)原子核的變化。核聚變，即輕原子核（例如氘和氚）結(jié)合成較重原子核（例如氦）。只有在極高的溫度和壓力下才能讓核外電子擺脫原子核的束縛，讓兩個(gè)原子核能夠互相吸引而碰撞到一起，發(fā)生核聚變反應(yīng)，生成新的質(zhì)量更重的原子核，因此核聚變也叫熱核反應(yīng)（太陽(yáng)的能量就來自它中心的熱核聚變）。

各種不同的核彈

根據(jù)不同的核反應(yīng)，核彈可以分為兩種，一種是以核裂變?yōu)榉磻?yīng)原理的原子彈，另一種是以核聚變?yōu)樵淼臍鋸棧ㄓ址Q熱核武器）

原子彈：裂變武器（第一代核武），世界上第一顆原子彈由美國(guó)研發(fā)制造。能夠滿足原子彈要求的原料并不多，能大量得到、并可以用作原子彈裝藥的還只限于鈾235、钚239和鈾233三種裂變物質(zhì)。

氫彈：第二代核武器，原理是核聚變，但是核聚變反應(yīng)條件非?？量蹋枰獦O高的溫度，因此氫彈一般用小型原子彈引爆，利用核裂變反應(yīng)產(chǎn)生的超高溫引發(fā)核聚變反應(yīng)，而氫彈的威力也是遠(yuǎn)大于原子彈的。

三相彈：也稱“氫鈾彈”。三相彈也是氫彈的一種，氫彈在發(fā)生核聚變時(shí)同樣會(huì)產(chǎn)生高能中子，而這些高能中子又能使相對(duì)廉價(jià)易得的鈾238發(fā)生裂變反應(yīng)，所以為了充分利用這些高能中子，一般氫彈都會(huì)加上一層鈾238外殼，因此三相彈在爆炸時(shí)會(huì)發(fā)生裂變-聚變-裂變?nèi)齻€(gè)過程，所以威力巨大。

中子彈：雖然中子彈的原理也是核聚變，但是卻屬于第三代核武器（可能是因?yàn)闅鋸椥⌒突y度很高）。上面我們說，氫彈在發(fā)生核聚變時(shí)會(huì)釋放大量的高能中子，中子彈就是是一種以高能中子輻射為主要?dú)蛩氐膹?qiáng)輻射戰(zhàn)術(shù)核子武器，實(shí)際上它是一種靠微型原子彈引爆的超小型氫彈。中子彈在高空爆炸所放射出的大量高能中子，可以穿透約30厘米厚的鋼板，因此它可以輕松地穿透坦克裝甲、掩體和磚墻等物，殺傷其中的人員，而坦克、建筑物、武器裝備等卻能完好地保存下來。中子彈的威力遠(yuǎn)小于原子彈和氫彈，但是卻更加適合用在戰(zhàn)場(chǎng)上所以中子彈屬于戰(zhàn)術(shù)核武器。

關(guān)于材料

天然鈾235的含量很小，大約140個(gè)鈾原子中只含有1個(gè)鈾235原子，而其余139個(gè)都是鈾238原子；尤其是鈾235和鈾238是同一種元素的同位素，它們的化學(xué)性質(zhì)幾乎沒有差別，而且它們之間的相對(duì)質(zhì)量差也很小。用普通的化學(xué)方法無法將它們分離，要獲得高濃度的鈾235并不是一件容易的事。

因此發(fā)生核反應(yīng)所需要的鈾材料需要進(jìn)行濃縮才能夠使用，這就是我們說的濃縮鈾。濃縮鈾根據(jù)鈾235含量的不同，可以分為高濃縮鈾（20%以上），低濃縮鈾（2%-20%）和微濃縮鈾（0.9%-2%）。鈾235含量超過85%（也有資料說是90%，大概就在這個(gè)范圍）則被稱為武器級(jí)濃縮鈾，武器級(jí)濃縮鈾是制作原子彈的材料

（由于涉及核武器問題，鈾濃縮技術(shù)是國(guó)際社會(huì)嚴(yán)禁擴(kuò)散的敏感技術(shù)。提煉濃縮鈾通常采用氣體離心法，氣體離心分離機(jī)是其中的關(guān)鍵設(shè)備，因此美國(guó)等國(guó)家通常把擁有該設(shè)備作為判斷一個(gè)國(guó)家是否進(jìn)行核武器研究的標(biāo)準(zhǔn)。）

既然鈾235難以獲得，那為什么不用钚239來制作原子彈呢，其實(shí)钚彈的難度并不比原子彈低，鈾彈的制作難度很大一部分在鈾的濃縮上，而钚彈則是在構(gòu)型上。钚在裂變時(shí)會(huì)多釋放一個(gè)中子，所以鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)張更快。钚彈里存在雜質(zhì)钚240會(huì)使钚彈過早引爆核彈，在多數(shù)能量釋放前終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，因此必須采用內(nèi)爆的方式。而內(nèi)爆式的難度遠(yuǎn)大于鈾彈可以使用的“槍”式構(gòu)型。