潛力無窮！500克反物質破壞力超最強氫彈
超級能量，一小「滴」便可維持紐約全天能量；超級動力，僅幾十毫克就能把人類送上火星；超級威力，不到500克的破壞力超世界上最大氫彈……電影《天使與魔鬼》中，藏匿在羅馬的反物質炸彈成為電影的主線。如今，歐洲核子研究中心研究員成功地「抓住」了這種反物質。
反物質，正常物質的反狀態，極不穩定而幾乎不存在於自然界。一旦遇上正物質，就與之「迅速結合、互相湮滅」。這種「湮滅」並非正反兩種物質化為烏有而消失，實際上，它們的全部質量轉變成能量釋放了出來。反物質的研究始於20世紀40年代後期，但進展緩慢。1986年，人類首次捕獲到反質子，2002年較大批量地製造出了反氫原子。研究人員在實驗室里製成反物質，但這些反物質一接觸容器壁便瞬息湮滅。反物質在軍事上有多種潛在用途，是目前正在研製的新一代核武器中最重要的一種，美國費米實驗室、歐洲核子中心以及俄羅斯的高能物理研究所，都在進行反物質的生產和研究。
各國為什麼要爭先研發這款新型武器？其實，反物質武器有兩個優點。首先，它的能量很大。1毫克反物質就能釋放出180兆焦耳能量，相當於22個美國太空梭燃料箱儲存的能量，這比通常爆炸物質的能量高出100億倍，因此它既可以製造出重量很小但能量巨大的發動機，用來驅動飛行器，也可以製成殺傷力極強的武器。其次，反物質武器沒有放射性，不會造成生態環境污染。
然而，研發反物質武器不得不面臨兩個難題。首先，如何以低成本製造出反物質。目前在實驗室條件下，製造出1毫克反物質需要1000億美元，而專家估計在工業使用上可以承擔的費用是1000萬美元。其次，如何貯存這些反物質也是難題，因為反物質一旦與正物質相遇就消失，目前科學家的方案是使用磁場形成一個「反物質陷阱」控制住反物質。不讓它與由正物質製成的容器壁接觸。這種方案早在1985年就由科學家提出，現在已經能在25千伏的能量水平上貯存10億個反電子。
目前各國正處在研究階段，還無法做到工業生產的條件。據報道，美國從1983年就開始研製反物質彈，2008年美國雜誌報道美國軍方科學家發明了一種產生反物質的新方法，使得產生反物質的成本大大降低。
【延伸閱讀】廣島核爆只算蚊子叮？俄億噸當量氫彈
」202號產品「是在印有」特殊公文夾「字樣的文件中對蘇聯製造的超級氫彈的代號，該彈爆炸當量達到了創紀錄的1億噸。
與之相比，美國1945年8月6日投到廣島並將之夷為廢墟的「小男孩」原子彈（1.4萬噸TNT）爆炸只能算蚊子叮。所幸，蘇聯時期的超級核彈只進行過一次實爆測試——在偏遠靶場且只釋放出一半威力。這就是1961年10月30日，在新地島西海岸附近的蘇霍伊角上空引爆的「沙皇」氫彈。
為何要在半個多世紀後的今天將這件「冷戰」遺存送往莫斯科？答案顯而易見：為了讓今天的一代也能觸摸那段久遠但並非虛構的歷史。此前，只有到訪薩羅夫和斯涅任斯克市核武器博物館的參觀者才能目睹氫彈的全尺寸模型——當然沒有裝炸藥和控制裝置。
如今，AN602氫彈（又稱「庫茲金媽媽」或「沙皇炸彈」）將成為9月1日在莫斯科馬涅什中心展覽館開幕的核工業70周年展覽的主要展品。該展將持續近一個月至核工作者日。
據主辦方介紹，展覽上將可看到罕見文獻和展品，其中許多是首次對公眾亮相。展廳將分成一系列主題展區，分別是關於核工業主要發展里程碑和當代成就。預計今後，馬涅什展覽的展品將成為全俄展覽中心核工業博物館的基礎。
超級氫彈裝車啟運。
（2015-09-01 07:48:59）
【延伸閱讀】氫彈那麼好研製？先學學核大國歷史吧
據日本共同社1月6日報道，當地時間6日上午10時，朝鮮進行氫彈試驗。這是朝鮮的第四次核試驗。中國地震台網中心網站發布消息稱，1月6日9時30分，朝鮮發生4.9級地震，震源深度0公里。但就歷史上五大國試爆氫彈的經驗來看，此次朝鮮試爆的是不是氫彈還很難說。
氫彈是在原子彈的基礎上，外麵包一層熱核材料（氘、氚），由裂變反應放出熱量導致聚變反應，進而釋放出更多的能量。因為它是通過重核裂變觸發輕核聚變，所以，在物理學上又將氫彈稱為雙相彈。 圖為「 泰勒-烏拉姆（T-U）氫彈構型」中文示意圖。
圖為氫彈和原子彈的毀傷範圍對比示意圖，可見二者威力的差距之大。
愛德華·泰勒是一位出生於匈牙利的美國理論物理學家，被譽為「美國氫彈之父」。他與美籍波蘭數學家烏拉姆共同提出了第一種氫彈構型「 泰勒-烏拉姆（T-U）構型」。 圖為愛德華·泰勒1958年的肖像照。
圖為「 泰勒-烏拉姆（T-U）氫彈構型」3D示意圖。
1951年5月，美國在太平洋上的恩尼威托克島試驗場進行歷史上首次氫彈原理試爆，行動代號「溫室行動」（Operation Greenhouse），試驗彈代號「喬治」，爆炸當量達22.5萬噸TNT，威力遠超二戰原子彈。但其是一個極其笨重（重達62噸）的試驗裝置放在60多米的鋼架上，裝置以液態氘作為核聚變原料，並有冷卻系統使氘處於極低溫，尚不具備實戰價值。
1952年11月1日試爆的「邁克」（IVY MIKE）是美國「常春藤行動」核試驗中試爆的第一顆技術完全成熟的熱核武器，也是人類歷史上第一顆真正的氫彈。採用「輻射爆聚」方案的「泰勒—烏拉姆裝置」成為成功爆炸的基礎，並固定為氫彈的標準特徵。「邁克」的82噸重核裝置在太平洋馬紹爾群島的埃尼威托克珊瑚島被引爆，產生了估計10.4兆噸的爆炸當量，威力相當於投放在長崎的原子彈的近500倍。試爆後爆炸將伊魯吉拉伯島夷為平地。
1953年8月，蘇聯宣布氫彈試驗成功，當量40萬噸TNT。蘇聯是第二個試爆氫彈的國家，也是第一個成功把氫彈實用化的國家。但是其構造問題導致爆炸當量比較小。
1954年3月1日，美國的第一顆大威力氫彈在比基尼環礁試驗成功。預測當量600萬噸，實際當量高達1500萬噸TNT，試驗代號「喝彩城堡」（Operation Castle Bravo）。
圖為1957年5月15日，英國在南太平洋的聖誕島試爆了其第一枚氫彈，代號「格鬥行動」（Operation Grapple），成為世界上第三個試爆氫彈的國家。
中國於1966年12月28日在羅布泊成功進行氫彈原理試驗，當量3兆噸TNT。1967年6月17日上午8時20分，由轟-6轟炸機空投的當量3兆噸TNT當量的氫彈試驗獲得成功，中國成為世界上第4個擁有氫彈的國家。
圖為陳列在博物館中的中國第一顆氫彈復原模型。
世界上的第二種氫彈構型由中國物理學家于敏提出，又被稱為「于敏構型」，據外媒稱，構型要比T-U構型先進，但相關資料尚未公開。圖為中國氫彈之父——于敏。
1968年8月，法國試爆了其第一枚氫彈，採用的也是T-U構型，爆炸當量2.6兆噸TNT，成為世界上第5個試爆氫彈的國家。
三相彈也稱氫鈾彈，其放能過程為裂變-聚變-裂變三階段氫彈。在熱核裝料外包一層鈾238外殼，聚變反應時，先由中心的鈾235或鈈239裂變產生超高溫，氘在進行熱核反應，在高速衝擊中子流的持續轟擊下，外層鈾-238發生裂變，可獲得氫彈和原子彈雙重爆炸威力。「沙皇」氫彈（蘇聯代號「伊萬」、AN-602）則是目前人類試爆的威力最大的三相彈， 當量達到5000萬噸TNT。圖為「沙皇」氫彈模型封繪，背景可見為執行投放任務改裝的圖-95轟炸機。
1961年10月30日，一架圖-95轟炸機在北極新地島群島投下了「沙皇氫彈」，爆炸威力相當於廣島「小男孩」原子彈的威力的3846倍，產生的火球直徑就長達4600米，爆炸產生的熱風甚至可以讓遠在170公里以外的人受到3級灼傷,爆炸的閃光還能造成220公里以外的眼睛失明，衝擊波繞地球飛行了3圈。美國地震局測到的爆炸震級相當於5級地震、將整個亞歐大陸向南推移了9毫米。圖為蘇軍轟炸機在161千米外拍攝的」沙皇「氫彈爆炸後升起的巨型蘑菇雲。
圖為「沙皇」氫彈核試視頻組圖。
圖為谷歌「核子地圖」模擬的將「沙皇」氫彈投放在美國紐約市的毀傷範圍示意圖，黃圈為「沙皇」氫彈的輻射沾染區，可以覆蓋北至加拿大蒙特利爾、渥太華一線的區域，南至美海軍諾福克海軍基地的廣大區域。
目前還有一枚「沙皇」氫彈的複製品模型，圖為2015年8月23日，「202號產品」用專門運輸工具從全俄實驗物理科學研究所—俄聯邦核中心所在的下諾夫哥羅德州薩羅夫市運抵莫斯科。這是在印有「特殊公文夾」字樣的文件中對蘇聯製造的「沙皇」氫彈的稱呼。
圖為工人們在吊裝AN-602氫彈模型。
（2016-01-07 07:56:49）
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