※ 引述《rheumatism (风湿爷)》之铭言：
: 3.氢弹与核融合
: 氢弹原理以后会作影片解说，这边先简答
: 用核弹达到热融合温度，触发核融合，称为热核弹，thermal-nuclear bumb
: 这就真的吃到饱了，两种反应的产物都有
难得也遇到核弹控, 换我来接力讲氢弹吧!
这年头要土制氢弹, 最好的来源当然是 wikipedia.
https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_weapon_design
往下拉到 fusion-boosted fission 的章节.
看图说故事比较快.
wiki 所揭露的是冷战初期的美帝氢弹.
这个设计叫做 Swan device, 自己也有一个独立的页面.
https://en.wikipedia.org/wiki/Swan_(nuclear_primary)
1956 年的设计, 连电脑都还没出现的时代.
它的断面看起来像一只眼睛对不对? 有一层层的洋葱结构.
这些洋葱结构就是所谓的 explosive lens, 氢弹最重要的设计.
由外到内请看图, 依序是:
1. 高爆炸药 (high explosive), 图示灰色.
2. 铍 (Beryllium), 图示蓝色.
3. 钸 (Plutonuim), 图示红色.
4. 氚 (Tritium) & 氘 (Deuterium), 图示橘黄.
然后有一层空隙叫做 air lens, 图示灰色条纹.
眼睛的最左边跟最右边是起爆点, 那附近的用色是燃烧方向的意思.
写 1/2/3/4 的都很好理解.
设计的目的, 就是要让氚或氘所在的核心发生足够的核融合.
核融合的条件其实就是温度, 压力与时间, 加上正确的燃料.
在足够的温度与压力下, 维持足够的时间, 氚或氘会发生核融合.
最近很热门的雷射诱发核融合是这样做的.
然后太阳跟所有的恒星也都是这样做的.
氢弹呢, 就是用核分裂弹制造巨大的温度跟压力, 逼迫原子核融合.
岔题一下...
原子核是一种非常硬的东西.
它只会自己坏掉（专有名词叫做衰变）, 至于你用铁锤是敲不破的.
譬如 CERN 这个机构的专长就是破坏原子核.
世界上可以做这种趣事的单位不多, 都是高能物理的领域.
不过没关系, 破坏氚或氘的条件就是温度, 压力与时间.
同时, 核融合没有所谓的连锁反应.
连锁反应是核分裂或者一般化学反应的特性.
譬如诱发核分裂的都是中子流.
所以一串核反应之内, 只要可以自行提供更多的中子, 就会持续进行.
核分裂反应就会提到临界状态（用掉一个中子会还你一个中子）.
或者超临界状态（用掉一个中子会还你一个以上的中子）.
总之, 核融合的条件就是温度, 压力以及时间, 然后没有连锁反应.
所以氢弹的原理就是：“用一个小核弹炸出一个大核弹. ”
在电光石火之间, 要创造足够的温度与压力, 把氚氘用光.
回到主题, 就是 Swan device 的洋葱结构...
所以高爆炸药负责制造高压, 提供钸层足够的超临界状态让核分裂启动.
铍层用来把核分裂的中子流尽可能地反射回钸的所在, 再增强核分裂.
然后在钸烧光的那一瞬间, 祈祷氚与氘发生核融合, 也一起烧光光.
这里有个有趣的“核弹保鲜期”的问题.
因为氚的半衰期只有 12.4 年, 所以氢弹是会腐败的. XD
如果缺乏定期保养的话, 氢弹会炸不开.
氚会变成氦三, 氦三这个东西会吸收中子, 所以会抑制钸的核分裂.
简单来说, 氢弹腐败之后, 威力连内部那颗分裂弹都会减弱很多很多.
汤姆克兰西《恐惧的总和》里面就写到这个情节.
恐怖份子的氚被氦三污染, 结果氢弹没起爆, 连核弹威力都只剩下 1/4.
印象中是 30 万吨的设计威力只剩下 1.5 万吨.
俄军的核弹也是这个原因被怀疑不知道还剩下几成威力.
然而然而, 回到前面的 air lens 呢, 很奸诈地就查不到资料.
这个 air lens 是很关键的结构.
你看其他核心都是圆的, 高爆炸药随便猜也知道是椭圆.
然后 air lens 呢, 形状跟材料就没写... google 也不讲.
总不可能随便灌空气进去吧!!? 那个过程是电光石火欸.
为什么那是关键? 很简单: 传递压力波的物质就是这一层 air lens.
如何让钸在起爆的过程中, 在氚与氘的核心中束缚足够的时间?
关键就是这一层 air lens 的物性化性跟形状.
至于起爆的核心, 很多科普书记都有写: 看起来像恒星的中心.
这就是在描述温度与压力随着时间变化的方程式.
只是说温度高很多, 压力比较小, 时间非常短.
这些是 Swan device 的概念, 虽然有秘密, 但不难理解.
然后还有更进阶的 wiki 可以参考.
https://en.wikipedia.org/wiki/Thermonuclear_weapon
但这里面很多段落读起来都像科幻小说了, 也不知道是真是假. XD
只是............冷战结束了, 核弹都上锁了啊, 没人设计新的.
看起来都是旧的抄来抄去, 反正试爆会炸开就好了.