硬核,于敏結構和泰勒烏拉姆結構哪個更厲害?結果令人意外

首先,大家要知道的一點是任何氫彈的結構無論是哪個國家都沒有正式公佈過,對於中國往往更是一個情報黑洞,更加不會公佈這類的絕密資訊。

硬核,于敏結構和泰勒烏拉姆結構哪個更厲害?結果令人意外

因此在武器圈外討論氫彈結構就是一個笑話。

其次我們的氫彈技術從本質上是落後於國外各國的。大家不要妄自尊大、夜郎自大、目中無人……

那麼現在W君來講講對於軍事情報分析的過程中遇到了訊息來源不準確或者訊息根本無法證實的情況下應該怎麼得出相對準確結論的一般方法。

透過這個方法我們來倒推中國的氫彈到底在世界上的技術水平是怎樣的。這個方法也適用於其他各種武器技術水平的推導。

氫彈是一個很明顯的例子——幾個大國都承認他們有氫彈,但是具體的氫彈測試資訊並不對外完整公佈,氫彈的結構材料技術都僅僅存在於幾個簡單的原理圖上(而且這些原理圖的誤導性很大),各種技術上情報上政治上的壁壘導致氫彈的準確資訊成為迷霧。因此氫彈可以說是一個情報黑洞。

在這種情況下W君的資料庫就會引入一個決策分析模型進行不確定性決策分析(或許有點枯燥啊):

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簡單的說就是上面的一個公式,透過計算機的迅速迭代分析各種可能性,基本上從幾百萬遍的資料組合中就可以計算出一個比較接近於真相的結果。

在這個公式裡面W、A、S體現了不確定分析的三個要素決策變數、隨機自然狀態、總價制度。決策變數A是我們可以知道的一些零星的資料資訊,不保證正確也不確定完全不正確。隨機自然狀態S則是目前所發生的決策分析相關事件的隨機態。

我們目前能得到的相對比較準確的資訊是:

世界上有幾個國家氫彈試驗成功

氫彈的爆炸當量大部分已知(核試驗監控臺網資料進行佐證)

各國國家核試驗的頻次

各國投放核武器的載體資料

各個國家公佈的核武器數量

核裁軍中銷燬核武器的數量/進度/費用

各個權威專家在公開媒體上對核武器所發表的言論

……

依據這些零碎的資訊,我們可以帶入計算模型勾勒出一個全世界核武器的簡單圖景。

那麼結構優勢怎麼判斷?

很簡單了,最終核武器的結構優勢無外乎體積、重量、威力三個要素:體積和重量越小越好,威力越大越好。

那麼所謂的于敏結構和泰勒烏拉姆結構可以從現在的資料中推匯出來。先說下中國的結構于敏構型的氫彈於1966年12月28日成功地進行氫彈原理試驗,當量30萬噸。1967年6月17日由飛機空投的330萬噸當量實戰型氫彈試驗成功。當時使用的載機是從蘇聯直接原裝進口的圖-16轟炸機,這種轟炸機的最大載彈量為9噸,但是其武器艙掛載能力為3噸多一點,因此可以推斷第一顆氫彈的重量小於3噸。

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在軍博裡H639-23的等比例模型上可以看到氫彈的基本外形,如果加上當年助降的降落傘等裝置這枚氫彈或許是相當巨大的。同時推斷美國的第一枚氫彈62噸噸重量,于敏結構在小型化上有了一定的優勢。但很多人對氫彈的瞭解似乎就停止到這些里程碑式的資料上。

為何美國第一顆氫彈重達62噸呢?美國的第一顆氫彈到底是個什麼樣子很多人都不清楚。

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這是美國第一顆氫彈的實驗裝置,類似於鍋爐的金屬桶狀物體就是氫彈的本體了。由於其聚變燃料使用的是液態氘,因此這種構型的氫彈叫做——溼式氫彈。液態的氘需要極低溫度儲存,因此大部分外圍設施(重達50噸以上)都是冷卻裝置。

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最後這個氫彈爆炸當量為1040萬噸TNT當量。

但這樣的爆炸裝置顯然不具備實戰特性。但有必要指出的一點——這個65噸重量的核裝置就是典型的泰勒烏拉姆模型。泰勒烏拉姆模型處於保密狀態。

很有意思的是美國的這個溼式的氫彈模型並沒有實戰意義,直至1953年蘇聯另闢蹊徑採用氘化鋰進行了乾式氫彈的實驗取得成功,才使氫彈可以投放到戰場上。當年的氫彈代號叫做Sloika,是一種蛋糕。

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蘇聯利用分層的核材料進行逐步引爆直至點燃最下層的氘化鋰發生聚變反應。這個結構當年並不保密,但由於材料特性爆炸過程中氘的聚變數相當的小,這枚氫彈的爆炸當量僅僅為40萬噸。當時蘇聯認為氫彈實用化很難達到100萬噸TNT當量以上。

但Sloika模型中用到的氘化鋰固體給了美國人以啟發(這是中情局獲得的最有價值資訊之一),迅速的改進了泰勒烏拉姆模型,將液態氘換成了固態的氘化鋰。這樣美國的氫彈小型化也就完成了。泰勒烏拉姆結構先天的更加容易利用固態材料。

那麼泰勒烏拉姆結構的實質是什麼?

氫彈聚變的本質在於氫原子(氘)受到能量激發導致氫原子之間進行聚變。這種能量激發主要來自於三點,燒蝕壓、等離子壓、輻射壓。但是燒蝕壓會使材料過早的分崩離析碎成碎片而等離子壓則會使核材料等離子化導致反應終止。因此更好用的是輻射壓。利用輻射壓可以深入到核材料物質內部激發核材料的聚變反應。那麼X射線就成了最好的選擇(原子彈爆炸本身就可以產生大量X射線)

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泰勒烏拉姆模型本質就是利用彈體內結構匯聚X射線到聚變材料的模型。在典型的泰勒烏拉姆模型中X射線引起的瞬間光輻射壓是14億倍大氣壓。達到了140太帕。

這個模型就很符合W80這類的核彈頭的設計了。

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說回于敏結構

于敏結構本質上還是雙球起爆的氫彈結構。在回憶錄《我的1967》中這樣記載:

試驗那一天,火箭取樣隊只留下我一人,火箭發射隊留下了鄭隊長和一名戰士,八院留下了3名搞遙測的人,其他人都去了白雲崗參觀場。零前20分,我們留下的人都進工號隱蔽起來,關嚴了防護門。

閃光過後,我迫不及待地衝出工號,跑到工號頂上,往東一看,但只見靶心上空低處飄動著一朵小小的蘑菇雲。

我心裡咯噔一下:糟糕!

甲球響了,但沒有引爆乙球

,此次氫彈試驗失敗了。我急忙跑進工號,想制止鄭隊長停止發射遙測火箭,但為時已晚,兩枚遙測火箭都已經發射完畢。我懊悔不已。

當然,兩枚遙測火箭測量的資料都是零,兩枚取樣火箭採集的都是本底樣品。

這是核試驗以來,第一次遭到失敗。任何科學試驗,失敗總是難免的,核試驗也不例外。

“甲球響了,但沒有引爆乙球”,說明我們的氫彈內部結構是一個雙球結構。

這樣推斷于敏結構可能是這樣的

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W君認為誰更有優勢?

早期研究氫彈的模型過程中於敏結構顯然更加簡單利於操作。其X射線透鏡的設計會在小當量氫彈的構成中取得一定優勢。

但當聚變材料裝填量需要進一步擴大的時候,于敏結構的劣勢就體現出來了,這種結構的劣勢是無法將X射線匯聚到更大體積的聚變材料上。因此會導致氫彈的當量走到最後會有一個天花板。

其實這種于敏構型在美國的很多氫彈中也有使用,同樣泰勒烏拉姆模型的氫彈我們自己國家也有大量的裝備。說兩種構型的優劣實際上是談不上的。

其實中國最新的北光之星氫彈,也是採用的泰勒烏拉姆模型。而美國的W88核彈則又是使用了類似於于敏構型的結構。

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看完這個回答,大家是不是可以自己判斷一下了呢?是不是感覺殊途同歸了呢?

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