氫彈比原子彈的威力大很多，為什麼原子彈的爆炸當量做不大？

核武器的威力大小，也是與核反應材料的質量有關；由於氫彈與原子彈反應原理不一樣，使得原子彈的爆炸當量受到限制，而氫彈爆炸當量理論上沒有限制。

單純地說氫彈爆炸威力比原子彈大是不對的，因為一顆核彈的爆炸威力，也與自身的核材料填充量有關；比如中子彈本質上也是氫彈（第三代核武器），但是中子彈比最小原子彈的當量還小很多。

從核聚變與核裂變的原理上看，原子彈中核裂變質量虧損率為0.09%，氫彈中核聚變質量虧損率為0.7%，兩者相差了幾乎十倍，原因是氫元素的平均核子質量，要比鈾元素的平均核子質量大很多。

所以相同質量的聚變材料發生熱核反應，要比相同質量的裂變材料發生裂變釋放能量大近十倍，但是這並不是氫彈爆炸威力比原子彈大的原因。

對於原子彈中的核聚變，存在一個臨界質量，低於臨界質量的裂變材料，無法維持鏈式反應；原子彈的原理，就是把高純度的鈾-235分成兩塊，每塊都低於臨界質量，需要引爆時，把兩個鈾塊合在一起超過臨界質量就行。

正是由於臨界質量的存在，所以分開的鈾塊質量必須低於臨界質量，合在一起的鈾塊必要超過臨界質量，這就導致原子彈的爆炸當量存在最大值；如果分成更多的小塊，在引爆上又會遇到新的困難。

我們可以估算一下，鈾-235的臨界質量大約是50公斤，每個鈾塊我們設計為40公斤（留10公斤安全餘量），兩塊就是80公斤，原子彈的裂變材料利用率，最高的差不多是20%，於是根據質能方程：

E=mc^2=80*（3*10^8）^2*0.09%*20%≈1.3*10^15焦耳；

相當於30萬噸TNT當量，這差不多就是鈾-235核彈的當量極限；比如二戰時期，美國在日本廣島投放的原子彈，當量就是1.5萬噸TNT，裂變材料利用率不到5%。

目前對原子彈的研究方向，都是如何提高裂變材料的利用率，叫做「加強型原子彈」；但是氫彈中進行的核聚變反應，就沒有臨界質量的限制，只要你的聚變材料填充得足夠多，理論上爆炸當量沒有上限。

所以氫彈的爆炸當量一般做得很大，比如我國第一顆氫彈的爆炸當量為300萬噸TNT；人類引爆過最大的氫彈，是蘇聯的沙皇炸彈，爆炸當量是5000萬噸TNT。

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