Ⅰ 氫彈的研製原理是什麼
原子彈的威力已經夠驚人了,然而還有比它更厲害的武器。其中之一就是氫彈。
美國對於原子彈的專有權只享受了不到5年。1949年9月蘇聯的第一顆原子彈爆炸實驗成功,美國大為震驚。從戰略考慮,美國必須製造出威力更大的炸彈,才能在和前蘇聯的軍事賽跑中再次處於領先地位。美國人想製造的秘密武器是什麼呢?它就是利用輕核聚變原理研製成功的氫彈。
當原子之間相互接近的時候,帶有同性正電荷的原子核間的斥力阻止它們彼此接近,結果原子核沒能發生碰撞而不發生核反應。參加聚變反應的原子核必須具有足夠的動能,才能克服這一斥力而彼此靠近。提高反應物質的溫度,就可增大原子核動能,這就是核聚變的原理。聚變反應對溫度極其敏感,在常溫下它的反應速度極小,只有在1400萬到1億度的條件下,反應速度才能大到足以實現自持聚變反應。因此這種將物質加熱至特高溫所發生的聚變反應叫做熱核反應,由此做成的聚變武器也叫熱核武器。要得到如此高溫高壓,只能由裂變反應提供。也就是說,先讓原子彈爆炸發生裂變反應,產生足夠高的溫度,然後在這種條件下發生聚變反應,即兩種輕原子核氘和氚聚合成一個原子核,同時產生巨大的能量。
1950年美國總統杜魯門決定研製氫彈。1951年氫彈原理試驗准備工作就序,試驗彈代號「喬治」,在太平洋上的恩尼威托克島試驗場進行。試驗證明爆炸威力大大超過原子彈。
氫彈原理試驗的成功,大大推進了製造真正氫彈的工作。1954年,美國的第一顆實用型氫彈在比基尼島試驗成功。據說現在風行世界的比基尼泳衣的名字就來源於比基尼島的氫彈試驗。
原子彈和氫彈的接連出現,讓第二次世界大戰以後的世界局勢變得更加耐人尋味。
Ⅱ 這不科學,中國第一顆氫彈不是鄧稼先還是錢學森研製的嗎,我忘了反正不是於敏,怎麼回事
其實只要梳理好錢學森、鄧稼先、於敏三人的科研主導的方向就能判斷誰是「原子彈之父」、「氫彈之父」、「彈道導彈之父」。
先說關系簡單的錢學森先生。
看下面這張很著名的圖
從左至右分別是,師祖爺:普朗特,徒弟:錢學森,師傅:馮卡門。(不知道普朗特、馮卡門是幹嘛的請自行網路)
這張圖之所以著名原因,這是當時世界空氣動力學掌門師徒三代合影,他們代表當時世界空氣力學的最高頂點。
所以既然錢先生是他們的徒弟,自然就跟原子彈、氫彈啊這些放射性物理學沒啥關系了,也就不可能是主持後來新中國的原子彈或氫彈開發的總師。
事實上錢先生一直都是新中國火箭、彈道導彈的奠基人。(核彈、氫彈的火箭運載研究才與之有關系,但是核彈導彈化又是另外一個故事了)
簡單一句話:錢先生是研究火箭的。原子彈氫彈就沒他啥事。
中國的「兩彈」指的是原子彈和彈道導彈。所以錢先生就是搞其中之一的彈道導彈研究的。
然後說關系復雜點的鄧稼先 先生。
鄧稼先 先生是地地道道的核物理研究專業的,而且新中國第一顆原子彈的理論研究方向也是其在1959年定下的,所以說他是原子彈之父(之一,還有錢三強先生)毫不為過。(理論方向正確為以後原子彈的研究節約了很多時間)
原子彈爆炸成功後,鄧先生又帶隊參與氫彈的研究。為啥?因為氫彈是要靠原子彈點燃的,如果原子彈做不好、做不小,氫彈就做不小,做不小的氫彈就不能做武器。(這里就要感謝鄧先生之前做原子彈前定下的理論方向,由於方向正確,中國原子彈小型化很順利,能為氫彈做出很好起爆內芯原子彈)。
但是光內芯做得好,沒設計好外殼,也是不能做出武器級氫彈的,所以氫彈隊伍里還有一個人,提出了革命性的外殼結構設計方向,這個人就是 於敏 先生。
於敏 先生提出的「於敏構型」氫彈結構,創造性的改變了氫彈結構,讓中國氫彈獨立於當時世界的T-U構型之外,並且大幅度縮小了氫彈的體積重量,讓中國試爆第一顆氫彈就具有武器級性質。
所以即便是在氫彈的開發團隊中,鄧先生作為總師領導整個團隊,但是在氫彈的結構理論上卻是用的 於敏 先生方案。(其實在內部大家都叫「鄧—於構型」,及體現了鄧先生的微型化原子彈又體現了於敏 先生的氫彈結構)
雖然對於氫彈而言,微型化原子彈的內芯很重要,但是外殼構型同樣重要,不過要分個主次的話還是外殼構型更多一些。
所以基於這樣的考慮,中國的「氫彈之父」的稱謂自然就該是於敏 先生頭上。(畢竟內芯做不小型大不了氫彈外殼做大點,只是不能使武器級氫彈。內芯做小了,外殼構型錯了,爆炸的話就不是氫彈了)
所以基於以上原因,怎麼於敏是「氫彈之父」就不科學了?
不講究真理事實,來不來就是個「反正不」的滿地打滾耍賴,你認為不是就否認事實,你這是詭辯!
Ⅲ 中國第一顆原子彈什麼時候研製發射成功
1964年10月16日下午3時,在我國西部地區新疆羅布泊上空,中國第一次將原子核裂變的巨大火球和蘑菇雲升上了戈壁荒漠,第一顆原子彈爆炸成功了。時光飛逝了40年,回顧以往,發現許多鮮為人知的事情。
毛澤東對製造原子彈的決策是這樣形成的
1945年8月13日,美國人在廣島投下了原子彈。幾天以後,毛澤東在延安的一次幹部會議上說:「原子彈能不能解決戰爭?不能!原子彈不能使日本投降,只有原子彈而沒有人民的斗爭,原子彈只是空的。」
1946年8月6日,美國記者安娜·路易斯·斯特朗女士在延安采訪了毛澤東,毛澤東說出了流傳於世的一句話:「原子彈是美國反動派用來嚇人的一隻紙老虎,看樣子可怕,實際上並不可怕。」
1951年下半年,法國科學院院長、世界著名科學家、諾貝爾獎獲得者約里奧·居里(居里夫人的女婿,法國共產黨員)讓人傳話,「請轉告毛澤東同志,你們要反對核武器,自己就應該先擁有核武器」。
1954年,毛澤東對來訪的赫魯曉夫提出,能否在製造核武器方面給中國以援助。
1956年,毛澤東在最高國務會議上說:「我們還要有原子彈。在今天的世界上,我們要不受人欺負,就不能沒有這個東西。」
1958年,毛澤東正式表態:「那麼好吧,搞一點原子彈、氫彈,我看有十年工夫完全可能。」
赫魯曉夫翻臉給中國製造原子彈燃起了自力更生之火
1957年,中國與蘇聯經過多次談判協商,10月份,兩國正式簽訂了國防新技術協定。該協定明文規定,蘇聯向中國提供原子彈的教學模型和圖紙資料,並派專家來中國幫助研製。
就在我們每天等著、盤算著的時候,情況發展卻不像我們想像的那樣。1959年初來了一位蘇聯專家,但是他對原子彈的技術問題隻字不提,怎麼問他都不說,就是重復一句話「你們都去工廠實習」。他口袋裡裝了一本資料,上班拿出來看看,下班裝著就走,從不讓中國人接觸。有人給他起了個外號「啞巴和尚」。
1960年7月16日,赫魯曉夫完全翻臉不認賬了,決定撤走在華全部專家。8月23日,在核工業部系統工作的200多名蘇聯專家全部撤回國,並把重要的圖紙資料全部帶走,原來應該供應的設備也不供應了。
中央果斷決定,自力更生,自己動手搞出原子彈。核武器研究院很快組成三大部————理論部、試驗部、總體部,排列出原子彈的各項技術關,分工到各研究小組,分配到每個人,全面開始攻關。
五年之後,原子彈爆炸獲得完全的成功,十分巧合,卡中國人脖子的赫魯曉夫也在同時被他的同伴發動的政變趕下了台。
原子彈的重大技術關———同步聚焦被突破了
美國人在1954年製造出三顆原子彈,其中兩顆是「內爆」型,一顆是「槍法」型。「內爆」型原子彈如果研製成功,就表明下一步有可能研製出氫彈。
我國的第一顆原子彈採用了「內爆」型。所謂「內爆」型是將大量炸葯起爆的能量壓向內心,產生高溫、高壓,使內心裡的核材料產生裂變,釋放出大量核能。但是困難的問題在於炸葯起爆後,能量並不是完全向內心壓縮,而是向四周擴散,這就無法實現核裂變。
要解決這一重大技術關,應當是如何使炸葯同步起爆,能量聚焦,科學家把這一技術問題叫作同步聚焦。
中國科技人員經過無數次的理論計算和試驗,從北京長城腳下試驗到青海湖金銀灘,從小型到中型再到大型,從局部到整體,一步一步地試下去,最後實現了炸葯起爆的能量完全壓向內心,同步聚焦技術關被突破了。
原子彈的核心材料———鈾235研製出來了
1964年初,國務院國防工辦在常務副主任趙爾陸上將的主持下,召開國防各工業部部長會議,核工業部部長劉傑在會上高興地說:「報告大家一個好消息,核材料鈾235已經研製出來了。」
鈾235研製過程是一件了不起的系統工程,從探礦、選礦、開採到最後的提取成功,有上百道工序,經過了許多家工廠。從南方的礦山開挖、選礦,由粗加工到細加工,再到精加工,一步一步篩選,一步一步提取,將半成品送到北方某工廠,再由北方某工廠加工後送到西部多家工廠,最後提取。整個工藝流程要經過大半個中國,缺少一道工序也不成。每一道工序都有極嚴格的技術要求,工作量之大、工藝要求之細、技術要求之強,不具有真才實學的行家裡手是完不成的。
Ⅳ 氫彈的原理是什麼
氫彈
hydrogen bomb
利用原子彈爆炸的能量點燃氫的同位素氘、氚等輕原子核的聚變反應瞬時釋放出巨大能量的核武器。又稱聚變彈、熱核彈。氫彈的殺傷破壞因素與原子彈相同,但威力比原子彈大得多。原子彈的威力通常為幾百至幾萬噸級梯恩梯當量,氫彈的威力則可大至幾千萬噸級梯恩梯當量。還可通過設計增強或減弱其某些殺傷破壞因素,其戰術技術性能比原子彈更好,用途也更廣泛。
1942年,美國科學家在研製原子彈的過程中,推斷原子彈爆炸提供的能量有可能點燃輕核,引起聚變反應,並想以此來製造一種威力比原子彈更大的超級彈。1952 年11月1日,美國進行了世界上首次氫彈原理試驗。從50年代初至60年代後期,美國、蘇聯、英國、中國和法國都相繼研製成功氫彈,並裝備部隊。
三相彈是目前裝備得最多的一種氫彈,它的特點是威力和比威力都較大。在其三相彈的總威力中,裂變當量所佔的份額相當高。一枚威力為幾百萬噸梯恩梯當量的三相彈,裂變份額一般在50%左右,放射性沾染較嚴重,所以有時也稱之為臟彈。
氫彈具有巨大殺傷破壞威力,它在戰略上有很重要的作用。對氫彈的研究與改進主要在3個方面:①提高比威力和使之小型化。②提高突防能力、生存能力和安全性能。③研製各種特殊性能的氫彈。
氫彈的運載工具一般是導彈或飛機。為使武器系統具有良好的作戰性能,要求氫彈自身的體積小、重量輕、威力大。因此,比威力的大小是氫彈技術水平高低的重要標志。當基本結構相同時,氫彈的比威力隨其重量的增加而增加。20世紀60年代中期,大型氫彈的比威力已達到了很高的水平。小型氫彈則經過了60年代和70年代的發展,比威力也有較大幅度的提高。但一般認為,無論是大型氫彈還是小型氫彈,它們的比威力似乎都已接近極限。在實戰條件下,氫彈必須在核戰爭環境中具有生存能力和突防能力。因此,對氫彈進行抗核加固是一個重要的研究課題。此外,還必須採取措施,確保氫彈在貯存、運輸和使用過程中的安全。
Ⅳ 氫彈的原理是什麼
氫彈的原理是基於原子核的熔合。凡原子核都帶陽電,所以彼此相斥。兩個原子核之間的距離,約為10-12公分左右。除直接接觸外,無法產生熔合反應。
通常,促使原子核反應的辦法有四種:
第一,使不帶電的中子接近並和原子核作用,產生更多的中子。新生的中子又與餘下的原子核作用,成連鎖反應。
第二,將原子加速,使原子核互撞而發生反應。
第三,在太陽或星球上行反應。那裏有數百萬度高溫,可予原子核動能,使彼此接近。這就是所謂的「熱核反應」。
第四,人造的熱核爆炸。例如氫彈,溫度高而作用快。
(5)中國氫彈如何實現聚焦擴展閱讀:
由於產生聚變反應的輕原子核都帶有正電荷,只有當它們的速度很高時才能克服正電荷間的靜電斥力,發生顯著的聚變反應。當熱核裝料的溫度很高時,組成裝料的原子核就具備了很高的速度(從而有很高的動能)。
利用這種辦法發生的聚變反應叫熱核聚變反應,簡稱熱核反應。氫彈的殺傷破壞因素與原子彈相同,但威力比原子彈大得多。原子彈的威力通常為幾百至幾萬噸級TNT當量,氫彈的威力則可大至幾千萬噸級TNT當量,其爆炸達到的溫度約為100億度,亦即太陽中心溫度的1000倍。
優勢
氫彈比原子彈優越的地方在於:
1、單位殺傷面積的成本低;
2、自然界中氫和鋰的儲藏量比鈾和釷的儲藏量還大得多;
3、所需的核原料實際上沒有上限值。
4、威力比原子彈大
缺點
1、在戰術使用上有某種程度上困難。
2、含有氚的氫彈不能長期貯存,因為這種同位素能自發進行放射性蛻變。
3、熱核武器的載具,以及儲存這種武器的倉庫等,都必須要有相當可靠的防護。
Ⅵ 中國氫彈的研製過程是怎麼樣的
根據國家《科學技術保密規定》,氫彈的研製過程是保密的。氫彈是利用原子彈爆炸的能量點燃氫的同位素氘、氚等輕原子核的聚變反應瞬時釋放出巨大能量的核武器。
氫彈,也被稱作熱核彈,是利用原子彈爆炸的能量點燃氫的同位素氘等輕原子核的聚變反應瞬時釋放出巨大能量的核武器。它的爆炸過程大致是裂變—聚變—裂變。它的特點是藉助熱核反應產生的大量中子轟擊鈾-238,使鈾-238發生裂變反應。這種氫鈾彈的威力非常大,放射性塵埃特別多,所以是一種「骯臟」的氫彈。1953年8月14日,蘇聯總理馬林科夫宣布美國已不再壟斷氫彈的生產了。人類所製造破壞力最大的爆炸裝置為蘇聯於1961年試爆的「沙皇氫彈」(代號「伊凡」),其原有設計擁有一億噸TNT當量,但基於種種考慮,其實際製造當量約為5000萬噸。
Ⅶ 中國造首顆氫彈時條件很艱苦,當時是如何造出的氫彈
中國造首顆氫彈時條件很艱苦,當時是如何造出的氫彈?.
在當時那個年代,有核國家想要卡住中國人的脖子,但是中國通過數位科學家以及無數默默無聞的工作者造出了原子彈,在這其中就有這樣幾位傑出科學家。
一個人的力量再大,也是有限的;讓一個集體爆發,它的力量可能是難以想像的。
陳能寬 ,時任核武器研究院實驗部主任,是中國第一顆原子彈研製實驗研究領域的主要組織領導者。
這些人都為中國核武器的製造做出了巨大貢獻。
Ⅷ 氫彈威力比原子彈大嗎中國的氫彈技術在世界上是什麼水平
是的,氫彈的威力遠比原子彈要大得多。
原子核聚變或者裂變時會釋放出巨大的能量,比如,1千克鈾全部裂變釋放的能量是1千克TNT炸葯爆炸(化學反應)釋放的能量的2000萬倍。
核武器就是利用核反應進行殺傷破壞的一類武器,主要包括原子彈和氫彈,此外,利用核衰變原理製成的貧鈾彈也屬於核彈。現階段,原子彈主要由鈾235或鈈239等重原子核的鏈式裂變反應製成。
而中國的氫彈就是於敏型構造,相對於泰勒-烏拉姆構造有著小型化和保養簡單的優點,中國的氫彈技術強不強就不用我說了吧!
Ⅸ 氫彈的工作原理是什麼
也稱「聚變彈」或「熱核彈」,是利用氫的同位素氖、氖等氫原子核的聚變反應,瞬間釋放出巨大能量造成大規模殺傷破壞效果的核武器。
氫彈的殺傷破壞因素與原子彈相同,但威力比原子彈大得多。原子彈的威力通常為幾百或幾萬噸TNT當量,氫彈的威力則可大至幾千萬噸,還可通過設計增強或減弱其某些殺傷破壞因素,其戰術技術性能比原子彈更好。氫彈由起爆原子彈、熱核裝料和外殼等主要部件組成。一般多以「鈾」『作外殼。聚變反應產生大量的高能中子能引起「鈾」核裂變反應,釋放出大量能量,這樣可以大大提高當量並降低費用。
世界上已有美、俄、英、中、法等5個國家擁有氫彈。中國為了打破超級大國的核壟斷和核威脅,於1966年12月28日首次進行氫彈原理試驗。1967年6月17日爆炸的第一枚氫彈,威力大於300萬噸梯恩梯當量。中國是第4個擁有氫彈的國家,從爆炸第一顆原子彈至爆炸第一顆氫彈只用了2年零2個月的時間,其發展速度在世界上是最快的。
Ⅹ 氫彈原理突破的具體過程是怎樣的
蘇聯第一顆原子彈的爆炸成功,對美國的科學家與官方人士來說,都是駭人聽聞和出乎意料的事件。在此之前,美國官方認為蘇聯如果完全依靠自己的力量研製原子彈,可能需要15~20年。美國科學家雖然認為蘇聯有一流的科學家,如果全力以赴工作的話,需要的時間可能會縮短,但他們又認為這種可能性很小,對原子彈的國際控制協議有可能在蘇聯原子彈出現以前實現。
事實已經很清楚,美國的核壟斷被打破了。美國原子能委員會的一些軍方代表,如施特勞斯等人,提出了加速研製「超級」原子彈——氫彈的問題。
關於氫彈結構的具體細節,各個核國家至今仍然嚴格保密。氫彈的設計與製造要比原子彈復雜得多。下面我們就簡要地介紹一下氫彈原理突破的具體過程。
在20世紀20年代,大多數物理學家都認為原子是由質子和電子組成的。中子被發現後,人們又相信原子核是由一定數量的質子和中子組成的。但實驗表明,一些輕原子核的質量並不完全是質子和中子質量的整倍數,而是小一些。根據愛因斯坦著名的質量能量轉換公式,原子核質量的這種微小減少意味著,如果能設法用像氫核這樣的小原子核合成更大的核的話,那麼小核子在合成過程中將會以損失部分質量為代價,放出巨大的能量。一些想像力豐富的物理學家猜測,這可能是行星巨大能量的來源,甚至有人試圖用正處於發展過程中的量子力學去定量地計算這個富有挑戰性的問題。伽莫夫就是其中之一。
伽莫夫原籍蘇聯。他在20世紀20年代時就與英國、德國等西方物理學家有很密切的聯系,對行星能量采源問題發生了很大的興趣,並且在20年代末為行星的內部運動勾畫出一幅大致的圖像:行星的內部處於極高溫的狀態,元素以離子狀態存在著,小的原子核在熱運動幫助下克服了靜電的排斥力,相互碰撞聚合成大的原子核,同時也放出巨大的能量。這就是現代科學中的核聚變過程。
伽莫夫這種理論模型的實驗根據全部來自於天文觀測,當時沒有人夢想人們有朝一日能夠在地球上得到這種高溫,從而實現核聚變反應。
1933年,伽莫夫離開蘇聯來到歐洲,繼續從事核反應的理論研究。美國華盛頓州的喬治·華盛頓大學想聘請他去工作,『他也希望能建立一個專門研究核聚變和行星問題的研究中心,於是就以此作為他應聘的條件。喬治·華盛頓大學接受了他提出的條件,伽莫夫便於1934年來到了美國。他上任後立即開始網羅人才,進行這方面的研究。泰勒就是在這種背景下去美國的。1935年8月,泰勒應伽莫夫的邀請,來到美國喬治·華盛頓大學,擔任理論物理學教授。
伽莫夫認為,首先應該搞清楚熱核反應研究的困難,找到努力的方向。他於1938年春組織了一個專門討論熱核反應的討論會,希望藉此機會喚起美國物理學家對熱核反應的興趣。會議正像伽莫夫預計的那樣,沒有得到明確的結論,但熱烈的討論給了大家以推動和啟示。德國核物理學家貝特在會議後短短的幾個月內,就為行星的熱核反應建立了一個很具體的、令人信服的模型。
貝特系統地研究了物理學家們以前提出的各種熱核反應模型,收集和分析了大量有關太陽光譜、天文觀測和核物理實驗的數據,在此基礎上提出了自己的新見解。在他的行星熱核反應模型中,四個氫核經過所謂「碳循環」合成一個氦核。在這種核子的重新組合過程中,將有0.7%的質量被轉化成各種形式的能量。正是它使太陽光芒四射,為人類提供了無限光明。根據貝特的計算,一些行星的內部溫度能高達攝氏2000萬度。根據熱力學定律,每個原子核的平均動能超過1700電子伏特,由於原子核在這種熱平衡狀態下不會因碰撞等原因而損失能量,一些原子核將擁有足夠的動能去克服原子核之間的靜電勢,從而實現核聚變反應。貝特假設在行星的內部存在著一些特殊性質的力,阻止了大多數聚變中放出的光量子逃出行星。簡單地說,一個輻射量子在「誕生」後平均運動幾個毫米就會被吸收掉,吸收輻射量子後的原子核又會放出一個方向無規的新輻射量子。由於這個原因,一個輻射量子要經過1萬年的時間才能從太陽的中心「擴散」到太陽的邊緣,整個太陽就像一個不透明體,其邊緣的溫度將大大地小於其中心的溫度。貝特計算出太陽的中心溫度為攝氏1700萬度,太陽的表面溫度僅為攝氏6000度,很小的核反應率和極小的輻射量子逃出比率,使得太陽在10億年中才將1%的氫轉化成氦,損失了微乎其微的質量。
貝特的計算和天文觀測符合得很好。他指出,人們在地球上不可能得到這樣高的溫度。即使能使一些原子核發生熱核聚變反應,由於反應產生的能量會立即擴散,反應只能維持幾個毫秒時間,這只能是爆炸性的反應。由於處於非平衡狀態下的原子核在實現核聚變反應前會因碰撞而損失能量,聚變反應所需的溫度要比行星中緩慢地進行的反應所需的溫度高得多。
一年之後,原子核裂變的研究轉移了許多核物理學家的注意力和工作方向,美國的物理學家很快就捲入了旨在軍事應用的核裂變研究和原子彈的研製工作。貝特的全部精力都集中到有關原子彈的理論計算上,沒有功夫顧及熱核反應。泰勒卻溶深地被貝特的模型所吸引,幻想能在地球上模擬太陽的內部情況,實現熱核反應,使人類可以從取之不盡、用之不竭的水中獲得動力和能量。
從1941年起,泰勒就在哥倫比亞大學協助費米研究核裂變。1942年初,費米在反應堆研究上取得了原來預計到的進展,他確信原子彈會成功,對泰勒說:「我們現在在原子彈的研製上看到了很樂觀的前景,這種核爆炸能否用來觸發類似於在太陽中進行的那種反應呢?」泰勒立即認真地研究了這個問題。哥倫比亞大學的物理學家尤里不久前剛發現氫的同位素氘,它比普通的氫多一個中子,在原理上更容易發生聚變反應。於是,泰勒將氘用在他的計算中。由於沒有找到合適的模型和缺乏足夠的實驗數據,泰勒從幾個星期的計算中得到了否定的結果,即原子彈爆炸產生的高溫不足以觸發氫或者氘核的聚變。
1942年春,泰勒應奧本海默和康普頓之邀去芝加哥大學金屬實驗室和加州大學伯克利分校討論原子彈的理論問題。在芝加哥,泰勒遇到了另一位熱衷於熱核聚變反應的物理學家科諾賓斯基。他們合作計算後發現,氘核的聚變反應很可能被原子彈爆炸所產生的高溫觸發。科諾賓斯基還提出,可以用氫的另一種同位素氚作聚變材料。貝特在與他們討論時指出,這是降低熱核聚變反應所需溫度的有效辦法。
1942年夏,奧本海默在伯克利組織了一個有關快中子和原子彈理論討論會,泰勒在會上興奮地向大家報告了他們的討論結果。由於地球上存在著大量的水等含氫物質,奧本海默很擔心原子彈爆炸時會觸發它們的聚變反應,導致地球的毀滅。他曾專程去密歇根找康普頓討論了這一可能的危險。
在洛斯阿拉莫斯的初期,奧本海默為了搞清聚變反應的原理和原子彈產生的次級粒子和高溫對氫同位素的影響,優先安排了有關聚變的實驗,如測量氚的性質,泰勒也埋頭於這方面的理論工作。不久之後,由於研製原子彈的任務日益繁重,時間日益緊迫,因此洛斯阿拉莫斯在熱核聚變方面的工作被迫停頓下來了。
廣島事件不僅給世界和平帶來了陰影,也從心理上挫傷了參加並主持核研究的物理學家,很多人再也不願意去研究那些威力比原子彈更大的新武器了。對熱核聚變反應有很重要見解的貝特和費米,都急於返回到大學的教室和實驗室,奧本海默不久後也離開了洛斯阿拉莫斯。在奧本海默的提議下,物理學家布雷德伯里接任洛斯阿拉莫斯實驗室主任。實驗室一方面繼續改進和完善原子彈,另一方面開始向基礎科學研究、特別是核物理和高能物理轉變。
這時氫彈在技術上的前景也是很暗淡的。貝特估計,即使是用氘和氚作聚變材料,熱核聚變反應所需的觸發溫度也要在攝氏1億度以上,而美國在廣島投下的原子彈爆炸所產生的最高中心溫度才達到攝氏5000萬度。1945年11月,貝特在美國參議院原子能特別委員會作證時說,盡管氫彈可以成為核聚變的一個實際應用,但最重要的是要產生其溫度比太陽中心溫度高得多的熱源,這在目前是難以做到的。
一直致力於揭開熱核聚變秘密、模擬太陽內部情況的泰勒認為,現在是開展氫彈研究的好時機。他呼籲:「實際上沒有根據將我們的注意力只放在現有的原子彈上,它只是首次嘗試的結果。……在原子彈這樣新的領域里,我們應對新的驚人發展有所准備。」他指出,物理學家們的努力可使我們對氫彈的認識逐步清晰,並走原子彈走過的同樣的道路。泰勒提出,如果洛斯阿拉莫斯實驗室同意他的氫彈研究計劃,他可以留下來擔任理論部主任。布雷德伯里則認為,原子彈是在戰爭情況下研製出來的,尚未真正成為一件可信賴的實用武器,美國國防需要的是完善後的原子彈。因此,他不想將日益減少的人力物力投到前途尚很暗淡的氫彈研究方面。
布雷德伯里很希望泰勒能夠擔任貝特原來的職務——理論小組負責人,他們二人之間進行了一次極不友好的談話。泰勒用他所常用的那種咄咄逼人的口吻說:「我還得看一看,什麼更好些,究竟是試驗十幾個普通的原子彈呢,還是致力於熱核問題的全面研究!」
布雷德伯里也沒好氣地回答說:「很遺憾,這個問題正像您應該知道的那樣,是不在討論范圍以內的。」
於是,泰勒拒絕了他的邀請,回到芝加哥大學,一邊從事教學和培養研究生,一邊繼續進行氫彈的研究。
1946年,奧地利物理學家瑟林從基礎物理學研究出發,探討了氫彈的問題,並把其結論發表在一份科普雜志上。瑟林在文章中首先追述了用人工實現粒子之間的相互作用問題,分析了熱核聚變反應所需要的條件,特別是能量和溫度。他將可能的核聚變反應分成三類:
氘-氘反應。把氘放在鈈彈的外圍,鈈彈爆炸後的碎片帶有1億電子伏特的能量,它們在出射過程中可能會與氘碰撞而傳遞一部分能量給氘,後者將通過氘-氘反應產生氦核和一個中子,同時釋放出300萬電子伏特左右的能量。
鈈-氘彈。將鈈與氘混合在一起,氘有很大的機會與裂變碎片直接碰撞;聚變反應的幾率因此而增大。這種炸彈的困難很難將原料的臨界體積減小,將核反應維持在一定的時間內,從而限制和減小了核彈的威力和效率。
鋰-氫彈。鋰的原子量為7,原子序數為3。在幾百萬度的高溫下,鋰核會與氫核發生作用產生一個質量數為8、電荷數為4的中間核,這個中間核立即會衰變成兩個氦核,同時放出1700萬電子伏特的能量。鋰和氫都是可以在工業規模上生產的,它將使氫彈的造價降低,而它的單位質量的爆炸力將比原子彈大1000倍。瑟林想像將觸發熱核聚變反應的原子彈做成一個中空球殼,聚變材料放在它的中心,原子彈爆炸時產生的高溫將足夠觸發氫彈的爆炸。瑟林認為它將是氫彈研究的方向和希望。
瑟林的目的本來在於介紹物理學的新發展,但就是這個粗略的討論卻很正確地指出了氫彈的發展方向。