核裂变与核聚变

原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着巨大的能量释放。这些变化主要有两种，核裂变和核聚变。核裂变又称核分裂，是一个原子核分裂成几个原子核的变化。核聚变，即轻原子核（例如氘和氚）结合成较重原子核（例如氦）。只有在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚，让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起，发生核聚变反应，生成新的质量更重的原子核，因此核聚变也叫热核反应（太阳的能量就来自它中心的热核聚变）。

各种不同的核弹

根据不同的核反应，核弹可以分为两种，一种是以核裂变为反应原理的原子弹，另一种是以核聚变为原理的氢弹（又称热核武器）

我国第一颗原子弹（模型）

原子弹：裂变武器（第一代核武），世界上第一颗原子弹由美国研发制造。能够满足原子弹要求的原料并不多，能大量得到、并可以用作原子弹装药的还只限于铀235、钚239和铀233三种裂变物质。

氢弹：第二代核武器，原理是核聚变，但是核聚变反应条件非常苛刻，需要极高的温度，因此氢弹一般用小型原子弹引爆，利用核裂变反应产生的超高温引发核聚变反应，而氢弹的威力也是远大于原子弹的。

沙皇炸弹

三相弹：也称“氢铀弹”。三相弹也是氢弹的一种，氢弹在发生核聚变时同样会产生高能中子，而这些高能中子又能使相对廉价易得的铀238发生裂变反应，所以为了充分利用这些高能中子，一般氢弹都会加上一层铀238外壳，因此三相弹在爆炸时会发生裂变-聚变-裂变三个过程，所以威力巨大。

中子弹：虽然中子弹的原理也是核聚变，但是却属于第三代核武器（可能是因为氢弹小型化难度很高）。上面我们说，氢弹在发生核聚变时会释放大量的高能中子，中子弹就是是一种以高能中子辐射为主要杀伤因素的强辐射战术核子武器，实际上它是一种靠微型原子弹引爆的超小型氢弹。中子弹在高空爆炸所放射出的大量高能中子，可以穿透约30厘米厚的钢板，因此它可以轻松地穿透坦克装甲、掩体和砖墙等物，杀伤其中的人员，而坦克、建筑物、武器装备等却能完好地保存下来。中子弹的威力远小于原子弹和氢弹，但是却更加适合用在战场上所以中子弹属于战术核武器。

关于材料

天然铀235的含量很小，大约140个铀原子中只含有1个铀235原子，而其余139个都是铀238原子；尤其是铀235和铀238是同一种元素的同位素，它们的化学性质几乎没有差别，而且它们之间的相对质量差也很小。用普通的化学方法无法将它们分离，要获得高浓度的铀235并不是一件容易的事。

因此发生核反应所需要的铀材料需要进行浓缩才能够使用，这就是我们说的浓缩铀。浓缩铀根据铀235含量的不同，可以分为高浓缩铀（20%以上），低浓缩铀（2%-20%）和微浓缩铀（0.9%-2%）。铀235含量超过85%（也有资料说是90%，大概就在这个范围）则被称为武器级浓缩铀，武器级浓缩铀是制作原子弹的材料

（由于涉及核武器问题，铀浓缩技术是国际社会严禁扩散的敏感技术。提炼浓缩铀通常采用气体离心法，气体离心分离机是其中的关键设备，因此美国等国家通常把拥有该设备作为判断一个国家是否进行核武器研究的标准。）

既然铀235难以获得，那为什么不用钚239来制作原子弹呢，其实钚弹的难度并不比原子弹低，铀弹的制作难度很大一部分在铀的浓缩上，而钚弹则是在构型上。钚在裂变时会多释放一个中子，所以链式反应扩张更快。钚弹里存在杂质钚240会使钚弹过早引爆核弹，在多数能量释放前终止链式反应，因此必须采用内爆的方式。而内爆式的难度远大于铀弹可以使用的“枪”式构型。

核武器入门到精通：三相弹、中子弹等各种不同的核弹