作為人類(lèi)制造威力最大的一類(lèi)型炸彈——核彈，雖然時(shí)刻威脅著(zhù)人類(lèi)的生存，但是卻被我們這些升斗百姓津津樂(lè )道。好比幼稚的小孩一樣，我們向往著(zhù)它的威力，憧憬著(zhù)它所能毀滅的范圍，可謂無(wú)知無(wú)畏。

核彈，是指利用爆炸性核反應釋放出的巨大能量的武器。所謂的爆炸性核反應，就是是利用能自持快速進(jìn)行的原子核裂變或聚變反應，瞬間釋放出巨大能量。核彈包原子彈、氫彈、氫鈾彈（三相彈）、特殊性能核武器(中子彈等）。

核彈的威力有多大呢？我們印象中是毀天滅地的感覺(jué)，實(shí)際上它是可以通過(guò)公式計算出來(lái)的。核彈的威力一般用TNT表示，比如說(shuō)爆炸當量為100W噸TNT，那就說(shuō)明 這顆核彈爆炸起來(lái)相當于100萬(wàn)噸TNT炸彈爆炸的威力，而不是說(shuō)它有100萬(wàn)噸重。

TNT，也就是三硝基甲苯，一千克TNT釋放的能量為4.2MJ（百萬(wàn)焦耳），一頓TNT就是4.2BJ，足可以將一座大廈炸毀。核彈殺傷力的計算公式如下，：

有效殺傷距離R = C * 爆炸當量E^(1/3) (C為比例常數，為1.493885，大概計算可以取1.5)

根據上面公式我們可以計算出，10W當量的核彈的殺傷半徑為：R=1.493885× 10^(1/3) ≈ 3.22千米，其有效殺傷面積S=π×3.22×3.22≈33平方千米；100W當量的核彈殺傷半徑為：R = 1.493885× 100^(1/3) ≈6.93千米，其有效殺傷面積S=π×6.93×6.93≈150平方千米。一個(gè)小城市，或者一個(gè)大城市的主要城區面積也差不多是這個(gè)面積。

人類(lèi)歷史上最大引爆的沙皇炸彈，它的殺傷半徑為：R = 1.493885 * 5000^(1/3) ≈25.54千米，其有效殺傷面積S=π×25.54×25.54≈2050平方千米。上面計算的只是沖擊波的有效殺傷力，沖擊波在核彈爆炸殺傷力大概占一半左右，還有光輻射、核輻射、放射性沾染等威脅。特別是光輻射，它對暴露人體殺傷半徑比沖擊波殺傷半徑要大上一倍以上，殺傷面積多好幾倍。而核爆炸時(shí)釋放的核輻射和放射性沾染等，就是時(shí)間上威脅，可以長(cháng)達十幾年甚至幾十年。

雖然核彈的威力很大，但是要摧毀地球是遠遠不夠的。即使想全部毀滅人類(lèi)，以目前人類(lèi)的分布和防御來(lái)看，都是極有難度的。

核彈分為核裂變和核聚變兩種形式，典型炸彈分別就是原子彈和氫彈。核裂變也叫核分裂，是將較重的原子核分裂稱(chēng)為兩個(gè)或者多個(gè)較小的原子，同時(shí)釋放出巨大能量。原子彈或核能發(fā)電廠(chǎng)的能量來(lái)源就是核裂變，最常見(jiàn)的裂變原料就是大名鼎鼎的鈾，一種不穩定的、原子量大的放射性元素。實(shí)現核裂變的方式就是使用熱中子轟擊鈾-235原子，然后會(huì )放出2到4個(gè)中子，這些中子再去撞擊其它鈾-235原子，從而形成鏈式反應。

實(shí)際上，核裂變和放射性衰變本質(zhì)是一樣的，只是一個(gè)速度極快，一個(gè)很慢。以鈾-235為例，它大概要7億多年的衰變時(shí)間，而如果將一個(gè)中子射入它的原子核，它就能馬上吸收中子，并且進(jìn)行分裂，并發(fā)射出兩個(gè)或三個(gè)新的中子。這個(gè)吸收并分裂過(guò)程是非?？斓?，大概只有1皮秒（10的負12次方秒），而被發(fā)射出去的中子，也很大幾率被新鈾-235原子吸收，吸收后的原子核也開(kāi)始裂變，再發(fā)射出中子，這樣就形成了鏈式反應。

核彈設計中，核燃料必須保持在獨立的亞臨界質(zhì)量中，以防止過(guò)早爆炸。所謂的臨界質(zhì)量，是指要維持核裂變反應所需的可裂變物質(zhì)的最小質(zhì)量，亞臨界就是接近最小質(zhì)量。用于轟擊的中子是通過(guò)中子發(fā)生器引入的，這個(gè)中子發(fā)生器一般是一個(gè)由釙和鈹組成的小顆粒，在可裂變燃料芯內被箔分離。為了讓炸彈爆炸前盡可能多的材料發(fā)生裂變，需要增加一個(gè)搗固器來(lái)控制實(shí)現，搗固器通常由鈾238構成。

前面說(shuō)了，核彈爆炸前，核燃料是保持在亞臨界質(zhì)量狀態(tài)，因此爆炸前需要把把亞臨界質(zhì)量聚集在一起變成超臨界質(zhì)量。目前采用最簡(jiǎn)單的方法是使用一把推進(jìn)槍?zhuān)瑑深^都裝了鈾-235質(zhì)量塊，引爆裝置爆炸時(shí)，將一個(gè)質(zhì)量塊射入另一個(gè)質(zhì)量塊，從而使其聚集成超臨界質(zhì)量。

其爆炸流程如下：引爆炸藥把鈾-235推進(jìn)槍管，擊中另一個(gè)鈾-235和中子發(fā)射器，從而引起鏈式核分裂，然后核彈就爆炸了！當然，這只是一個(gè)設計方式，引爆還有多種方式實(shí)現。

上面說(shuō)的是核裂變，其爆炸當量比較小，而爆炸威力比較大的是核聚變。所謂的核聚變，就是將較輕的原子，主要是指氘，合成一個(gè)較重的原子如氦。在這個(gè)核聚變過(guò)程中釋放出比裂變更巨大的能量，而利用這一過(guò)程的武器被稱(chēng)為核聚變炸彈，也叫氫彈或者熱核炸彈。我們的太陽(yáng)，就是靠無(wú)時(shí)無(wú)刻都在不停的進(jìn)行核聚變發(fā)光發(fā)熱，為我們提供能量。

根據愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程E=mc^2，可以根據核聚變消耗的質(zhì)量，從而計算出核聚變釋放的能量。等質(zhì)量的氘—氚聚變釋放的能量是鈾裂變的4倍，這是因為在相同質(zhì)量的原子核在發(fā)生核聚變時(shí)，會(huì )有較多的質(zhì)量損耗用于釋放的能量。所以說(shuō)不管是核裂變還是核聚變，都可以利用質(zhì)能方程進(jìn)行計算所釋放的能量。

與核裂變的原子彈只有幾萬(wàn)噸或者十幾萬(wàn)噸爆炸當量比起來(lái)，氫彈動(dòng)不動(dòng)就是幾百萬(wàn)、上千萬(wàn)噸的爆炸當量。除了核聚變可以釋放更多能量外，還有一個(gè)重要原因，那就是核燃料在分裂前要保持亞臨界狀態(tài)，如果太多就會(huì )達到臨界狀態(tài)，還沒(méi)引爆就自己爆炸了。所以原子彈的當量不能超過(guò)幾十萬(wàn)噸，它是有上限的，而核聚變理論上沒(méi)有上限。當然，因為核聚變時(shí)要將原子核外電子完全電離，所需的能量要比一個(gè)核裂變要多的多，只有在上億度超高溫高壓下原子核才能獲得足夠的能量聚合在一起。而且制作熱核武器，還有不少其他的問(wèn)題，比如說(shuō)氚半衰期短，只有12.32 年，而且自然界中不存在，一般是從重水中提取，成本高。

核聚變技術(shù)也是分代的，越往后越先進(jìn)。第一代是氘氚聚變，優(yōu)點(diǎn)是原料便宜，但產(chǎn)生中子；第二代聚變是氘和氦3反應，產(chǎn)生中子很少；第三代聚變是讓氦3跟氦3反應，這種聚變完全不會(huì )產(chǎn)生中子，堪稱(chēng)終極聚變。

核彈很難制造，難的不是原理，而是原料及制造設備的獲取。而更難的，是制造可控核聚變裝置，一旦實(shí)現可控核聚變，那么世界能源問(wèn)題將徹底解決。目前實(shí)現可控核聚變的方法有磁場(chǎng)約束法，代表作就是托卡馬克裝置，還有一種方法是慣性約束法。但是不管哪一種方法，距離真正實(shí)現達到工業(yè)級應用還有很遠的路要走。

期待著(zhù)，這一美好前景的時(shí)代到來(lái)，那時(shí)候人民物質(zhì)豐富了、資源充足了，戰爭少了，人間天堂多了！