氢弹是用原子弹引爆的？核聚变与核裂变是什么

1945年8月6日，美国在日本广岛投下了人类历史上首枚原子弹 “小男孩”。恐怖的威力立刻摧毁了广岛，广岛变成了一片废墟。

为什么原子弹体积与普通导弹差距不大，但威力如此却恐怖呢?这得从科学巨匠爱因斯坦的质能方程说起。

E=mC2这个式子中，E是释放的能量，m是变化的质量，C是光速，也就是3x108。

有人问，那这么算，我60千克的体重，岂不是能量大得惊人，是不是马上就要爆炸了?世界是不是要毁灭了?

别担心，这个m的意思是变化的质量，只有当质量凭空消失了，才会转化为能量。你确实含有这么多能量，但只要质量不变化，能量就不会释放出来。

那来计算一下，假设原子弹通过反应减少了1克的质量，乘上光速的平方，结果是9x1013J，这个结果已经比广岛原子弹的威力6.3x1013J还要强了，相当于整整1.5万吨TNT炸药的威力。

又有人说，完了，减少1g的质量威力都那么大，我昨天瘦了一斤，世界是不是又要毁灭了?

瘦下去的重量只是从你身体里跑到了外界环境，质量没有凭空消失，所以不用担心减肥会毁灭地球。

核裂变

那怎样的反应才会让质量凭空消失呢?其实，宏观世界的反应没有任何一个会导致质量凭空消失，只有微观才会，核裂变就是其中之一

人类采用铀元素作为核裂变的原料，确切的来说是铀-235，它的原子核由143个中子和92个质子构成。

当一个铀-235的原子核被一个快速运动的中子轰击时，这个铀原子核会裂开，变成另外两个元素的原子核——钡和氪，同时再释放出2-3个中子。

这个过程中，质量发生了变化，反应后的生成物比反应前的质量小，相差的质量就转化为了能量，大约是201兆电子伏特。

由于这个反应释放出了新的中子，这个中子又会去轰击其他原子核，于是就会发生更多的核裂变反应，然后再释放更多的中子，像多米诺骨牌一样不断进行，非常刺激，被称为链式反应。

但是想引发链式反应并不简单，其中有一个最重要的条件：第一个核裂变反应发生后释放的中子，要能轰击到别的铀原子核。

如果没轰击到，或者被杂质干扰了，又或是轰击到的时候速度不够大，反应都无法持续进行。

所以对铀材料的纯度、密度和形状都有一定的要求。

通过复杂的计算，人们计算出了能发生链式反应的最少铀材料的质量，称为临界质量，只有达到这个质量，才能顺利引发链式反应。

因此原子弹的构成是分成两块的铀材料，每块都小于临界质量，这样储存的时候不会爆炸，非常安全，当需要引爆时，先用普通炸药推动铀材料，把它们合体，合体质量超过了临界质量。然后通过引燃物质释放第一个中子，引发和加速链式反应，从而引发最终的核爆炸。

核聚变

让质量凭空消失的另一个反应是核聚变，而且这个更猛

氢元素的原子核中质子数都是1，但中子数不一定相同，可以根据这一点再细分，012的中子数分别叫做氕[piē]氘[dāo]氚[chuān]。

当一个氘核与一个氚核聚到一起时，他们会形成一个新的原子核——氦，同时释放出一个中子。

核聚变，顾名思义，我聚起来了

同样，反应过程中，质量凭空消失了，减少的质量变为了能量，大约为17.6兆电子伏特。

与核裂变不同，这个反应并不需要中子撞击，可以直接进行，而且由于每个原子的质量轻，，总质量相同的氢弹，原子数量就要多很多，反应也更多，威力也远超原子弹。

氢弹的蘑菇云

唯一的问题是，发生反应所需的温度太高了，不加外界压力下需要上亿的温度!

为了减少所需温度，人们采用加压的方式，但所需温度还是太高，所以人们利用原子弹爆炸产生的高温来触发核聚变的反应，也就是说，氢弹奢侈到需要里面装个原子弹做引燃剂……

一旦发生了核聚变，自身的高温便可继续触发接下来的反应，不再需要外界加热。

由于核聚变会释放巨大的能量，所以如果人们能控制核聚变的反应，让它慢慢进行，而且不需要高温就能进行，人们就能轻易获得巨大的能量，这也是当前科学家研究的重要课题，如果能实现可控的冷核聚变，能源危机就不复存在。钢铁侠胸口中发亮的装置就是一个小型的冷核聚变，这个小装置为整个机甲提供了能量，到处飞还乱开激光炮，在核聚变面前都不是问题。

太阳向外界散发的源源不断的能量就是核聚变反应产生的，相当于一个巨大的氢弹。地球上的生灵所需要的大部分能量都是来自太阳，动物吃植物，植物的能量来自光合作用吸收太阳能;三峡水利，是水吸收太阳的热量蒸发，再从高处流下来;风力发电的风能，则是地球吸收太阳热量不均匀造成的气体压力差。

如果没有时时刻刻在核聚变的太阳，就不会有地球上的一切生灵。

恰好的核聚变，恰好的地日距离，恰好的液态水，恰好的有机物反应，恰好诞生的生命体。无数的巧合诞生了人类，而在人类在诞生百万年后，重新认识了所有的巧合中最初的那个核聚变，并加以利用。

科学不仅在引导我们走向未来，也在启发我们反思过去，让我们提出对哲学的疑问，重新认识那个最简单的，作为一个纯粹的生命的自己。