(因为是深夜更新,所以白天不能保证精神质量,半夜睡不着写的,到时候再更新核燃料制造,望周知。)
注:本文包括个人对中子弹的定义,制造原理设计构造解析,以及中子弹各种数据评测等。
一.中子弹的定义:虽然把增强辐射武器叫“中子弹”没错,但是在同当量条件下,增强辐射武器释放的中子流要强很多。
不过如果只比较“杀伤范围”,任何两千吨当量以下的核武器都可以叫“中子弹”,甚至包括纯裂变武器。
当量降低后,辐射外壳的厚度降低,结果早期核辐射的杀伤面积都会大于其他效应的杀伤范围(在早期核辐射中,中子流占的比重也会比伽马射线要大)。只要你把这种低当量(纯裂变)武器的爆高定为几百米,热辐射和冲击波杀伤范围会更加小,而中子流的破坏力却不会变(30米为最佳)。
中子弹的设计制造是在掌握氢弹原理和关键技术的基础上从而尽可能地减少裂变材料和尽可能地使聚变产生的高能中子易于穿出弹壳。
大可也被分为次级增强辐射氢弹来说,没有准确的命名定义,理论上来说增强特化中子辐射进行特化人员杀伤的核武都叫中子弹,所以不必太过强调其定义。
细节注解:与普通氢弹的区别:(1)利用较少的裂变材料就能放出较多的能量,以满足氘氚聚变反应所需的高温;
(2)普通氢弹用的聚变原料是固态氘化锂一6,中子弹用的是氘氚混合气体。因为氘和氚聚变反应所放出的中子比裂变反应所放出的中子多得多,而锂可以吸收大部分中子。
(3)在普通氢弹中,聚变反应放出的高能中子大多被吸收 ,用来产生氚和使包壳材料铀 一238裂变,这也是氢弹 “脏”的主要原因,而中子弹产生的中子大部分穿出弹体被释放出来。
二.制造原理与设计构造解析。
因为要保证中子辐射对人体的杀伤,中子弹少了一层铀一238外壳,因为铀一238会使中子慢 化,降低中子能量,而且铀一238在快中子作用下发生裂变反应,增加了冲击波和光辐射以及裂变产物的放射性沾染,这和中子弹这个环保形象大使的设计目标是背道而驰的。
大概所需技术:高等数学以及物理化学等一些,并且需要大量人员(若是数值计算需要大概五十七名数学家蹲屁股到差不多一个半月才能算出来)。
此设计有75%聚变效率,爆炸威力约为1000吨TNT当量,并且制造简单,属于早期的低效构型,虽然垃圾,但是简单。
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以下为部分详解构造,与上面的设计无关。
起爆点火装置:超小型原子弹作为起爆点火装置,,小型化程度极高,重量不超过400克, 爆炸当量为250~400吨TNT。
热核炸药:分布在起爆点火装置的周围,热核炸药氘和氚的混合物,而外面则是用铍和铍合金做的中子反射层和弹壳。只有在当氘、氚注入到中子反射层之内时,引爆才能有效。
铍作为反射层 ,可以把瞬间发生的中子反射回去,使它充分发挥作用 ,从而大大提高了中子的利用率,从而达到更加高效的杀伤效果。
铍虽不是裂变材料,但它吸收中子较放出中子为少,当一个高能中子打中铍核后,会产生一个以上的中子,称为铍的 “中子增殖效应”,这样可 以弥补中子的不足 ,使聚变反应更加完 善,这无疑是增加了中子的产额与高效利用率。
铍反射层能使中子弹体积大为缩小,因而可使中子弹做得很小。
中子反射层除了易引爆之外,还可以节省可分裂物质,差不多可以节省90%常用核燃料。5克钚大概足以引起1000吨TNT当量的中子弹头引起链式反应。
储氚器(核心):因为中子弹的核燃料是氘、氚,在常温下呈气体状态,因所以要保持氘、氚呈液态就必须有低温装置。
并且储氚器要在没有空气的真空中贮存。由于氚衰变放出β射线 ,然后变成氦一3气体 ,使储氚器内部压力不断增大,所以储氚器要耐高压,耐β辐射。
而且随着储存时间增加,氦一3气体越来越多,内部压力越来越大,所以到一定时间之后,储氚器要更换维修。
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重中之重的两个点:
1.金属铍对制造中子弹很有用。
铍有6种同位素,从铍一6到铍一11,其中只有铍一9是非放射性的,它占天然铍的100%,其它5种同位素均为人工制造。
铍在裂变武器中有两种用途:一是做成镭铍中子源或钋铍中子源,放在原子弹的弹芯作裂变点火器。
二是包在核材料的外面作为中子反射层。因为铍的热中子吸收截面很小,所以核反应放出的中子经过碰撞慢化,穿出核材料碰着铍时,就会被反弹回核材料中(上面已经强调过了),从而继续参加裂变反应,利于燃烧掉更多的裂变材料,从而增加威力。
铍在聚变武器中也有两种用途:一是铍在受到聚变放出的高能中子轰击时,自身会释放出两个高能中子,这是氧弹爆炸中增大中子注量的简便方法 ,二是当铍和氘作用时,还可以用来造氚。
2.氘丶氚很重要。
氘氚聚变反应是氢弹的主要反应机理,氘和氚聚变所放出的中子比裂变所放出的中子多得多。
一千克氘氚完全燃烧所释放的中子数,大约是一千克裂变材料完全裂变所释放中子数的30倍 ,氚氘聚变释放的能量有8O%是 14.1兆电子伏特的高穿透性中子,20% 的能量由氦核带走 ,这是制造中子弹的最基础理论。
关于原料氚,理论上只需7224克氚,但因为考虑到氚的利用率,一枚中子弹的用氚量要远 大于这个数,仅制造环节就需要125克氚。
中子弹所用的氚都是通过人工制造的,主要是在反应堆中使锂一6吸收中子变成氚和氦。 (该生产工艺要在反应堆中烧掉铀一235或钚一239,一个生产聚变材料的核反应堆,平均要消耗 掉5个铀 一235原子才能产生一个氚原子,也就是要消耗掉392千克铀一235才能生产一千克氚,造价昂贵。)
(另外氚的半衰期仅有12.33年,它以每年5.47%的比率发生β衰变,且衰变产物氦 一3能够吸收中子,进而降低中子弹的中子产量、减小威力 ,因此需要及时补充氚,但是这会使得中子弹的制造和维护十分昂贵。)
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三.部分中子弹数据评测
注意注意!!!【前方公式轰炸】 注意注意!!!
此部分为部分估算,因为字数太多公式太复杂就先选取几段(另外你猫好像对公式这块无法显示全面,所以大家看看就好,并不是公式错误,是打不出来)。
基本参数估算——估算中子弹核爆炸威力(当量)这里用Qa表示。
对于原子弹与氢弹爆炸来说,其爆炸当量一般是由光辐射最小照度到达时间,如tEaln
换算得到的。
计算公式为:Qa=0.0584(trein)2.288 (kt) (1)
(1) 对于中子弹核爆炸,为了计算其当量,必须对式(1)进行修正。根据有关参考文献,其计算公式如下:
Qn= Qa
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k1+k2⋅ηn
式中,Qa由式(1)计算得到;Qn表示中子弹核爆炸当量:K1为中子弹裂变系数;K2为中子弹聚变系数:ηn为中子弹聚变能量修正因子,ηn约等于0.244。
在中子弹裂变聚变比未知的情况下可取K1=0.4、K2=0.6,由此所造成的当量误差约为± 14%。
因此,在已知条件为光辐射最小照度到达时间tEaln的情况下直接计算中子弹核爆炸当量的公式为:
Q_{n}=0.1069.(t_{r m}right)^{22 pi} (Kt) (3)
式中的单位是tEaln的单位是mS∙Qn的估算误差由Qn的估算误差与中子弹裂变聚变比不确定所产生的误差共同决定,若Qn的估算误差取±30%,中子弹裂变聚变比不确定所产生的误差取 ±14%,则Qn的估算误差约为±33%。
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总体和原子弹对比中子弹的优点:
1.中子产额高。
2.中子能谱硬,具有较强的穿透能力。
3.中子弹当量低。
4.中子弹的冲击波和光辐射的效应很弱。
5. 中子弹的放射性沉降很少,放射性沾染轻。
个人总结:现今已经早就淘汰的破东西,比上不足,比下有余,当时是主要对付钢铁洪流所研发的东西,不过若是写小说可以添加这种武器,对生物杀伤还环保(个人推荐)不要就只知道一个核弹,多丢脸啊。
