Ⅰ 氢弹的研制原理是什么
原子弹的威力已经够惊人了,然而还有比它更厉害的武器。其中之一就是氢弹。
美国对于原子弹的专有权只享受了不到5年。1949年9月苏联的第一颗原子弹爆炸实验成功,美国大为震惊。从战略考虑,美国必须制造出威力更大的炸弹,才能在和前苏联的军事赛跑中再次处于领先地位。美国人想制造的秘密武器是什么呢?它就是利用轻核聚变原理研制成功的氢弹。
当原子之间相互接近的时候,带有同性正电荷的原子核间的斥力阻止它们彼此接近,结果原子核没能发生碰撞而不发生核反应。参加聚变反应的原子核必须具有足够的动能,才能克服这一斥力而彼此靠近。提高反应物质的温度,就可增大原子核动能,这就是核聚变的原理。聚变反应对温度极其敏感,在常温下它的反应速度极小,只有在1400万到1亿度的条件下,反应速度才能大到足以实现自持聚变反应。因此这种将物质加热至特高温所发生的聚变反应叫做热核反应,由此做成的聚变武器也叫热核武器。要得到如此高温高压,只能由裂变反应提供。也就是说,先让原子弹爆炸发生裂变反应,产生足够高的温度,然后在这种条件下发生聚变反应,即两种轻原子核氘和氚聚合成一个原子核,同时产生巨大的能量。
1950年美国总统杜鲁门决定研制氢弹。1951年氢弹原理试验准备工作就序,试验弹代号“乔治”,在太平洋上的恩尼威托克岛试验场进行。试验证明爆炸威力大大超过原子弹。
氢弹原理试验的成功,大大推进了制造真正氢弹的工作。1954年,美国的第一颗实用型氢弹在比基尼岛试验成功。据说现在风行世界的比基尼泳衣的名字就来源于比基尼岛的氢弹试验。
原子弹和氢弹的接连出现,让第二次世界大战以后的世界局势变得更加耐人寻味。
Ⅱ 这不科学,中国第一颗氢弹不是邓稼先还是钱学森研制的吗,我忘了反正不是于敏,怎么回事
其实只要梳理好钱学森、邓稼先、于敏三人的科研主导的方向就能判断谁是“原子弹之父”、“氢弹之父”、“弹道导弹之父”。
先说关系简单的钱学森先生。
看下面这张很着名的图
从左至右分别是,师祖爷:普朗特,徒弟:钱学森,师傅:冯卡门。(不知道普朗特、冯卡门是干嘛的请自行网络)
这张图之所以着名原因,这是当时世界空气动力学掌门师徒三代合影,他们代表当时世界空气力学的最高顶点。
所以既然钱先生是他们的徒弟,自然就跟原子弹、氢弹啊这些放射性物理学没啥关系了,也就不可能是主持后来新中国的原子弹或氢弹开发的总师。
事实上钱先生一直都是新中国火箭、弹道导弹的奠基人。(核弹、氢弹的火箭运载研究才与之有关系,但是核弹导弹化又是另外一个故事了)
简单一句话:钱先生是研究火箭的。原子弹氢弹就没他啥事。
中国的“两弹”指的是原子弹和弹道导弹。所以钱先生就是搞其中之一的弹道导弹研究的。
然后说关系复杂点的邓稼先 先生。
邓稼先 先生是地地道道的核物理研究专业的,而且新中国第一颗原子弹的理论研究方向也是其在1959年定下的,所以说他是原子弹之父(之一,还有钱三强先生)毫不为过。(理论方向正确为以后原子弹的研究节约了很多时间)
原子弹爆炸成功后,邓先生又带队参与氢弹的研究。为啥?因为氢弹是要靠原子弹点燃的,如果原子弹做不好、做不小,氢弹就做不小,做不小的氢弹就不能做武器。(这里就要感谢邓先生之前做原子弹前定下的理论方向,由于方向正确,中国原子弹小型化很顺利,能为氢弹做出很好起爆内芯原子弹)。
但是光内芯做得好,没设计好外壳,也是不能做出武器级氢弹的,所以氢弹队伍里还有一个人,提出了革命性的外壳结构设计方向,这个人就是 于敏 先生。
于敏 先生提出的“于敏构型”氢弹结构,创造性的改变了氢弹结构,让中国氢弹独立于当时世界的T-U构型之外,并且大幅度缩小了氢弹的体积重量,让中国试爆第一颗氢弹就具有武器级性质。
所以即便是在氢弹的开发团队中,邓先生作为总师领导整个团队,但是在氢弹的结构理论上却是用的 于敏 先生方案。(其实在内部大家都叫“邓—于构型”,及体现了邓先生的微型化原子弹又体现了于敏 先生的氢弹结构)
虽然对于氢弹而言,微型化原子弹的内芯很重要,但是外壳构型同样重要,不过要分个主次的话还是外壳构型更多一些。
所以基于这样的考虑,中国的“氢弹之父”的称谓自然就该是于敏 先生头上。(毕竟内芯做不小型大不了氢弹外壳做大点,只是不能使武器级氢弹。内芯做小了,外壳构型错了,爆炸的话就不是氢弹了)
所以基于以上原因,怎么于敏是“氢弹之父”就不科学了?
不讲究真理事实,来不来就是个“反正不”的满地打滚耍赖,你认为不是就否认事实,你这是诡辩!
Ⅲ 中国第一颗原子弹什么时候研制发射成功
1964年10月16日下午3时,在我国西部地区新疆罗布泊上空,中国第一次将原子核裂变的巨大火球和蘑菇云升上了戈壁荒漠,第一颗原子弹爆炸成功了。时光飞逝了40年,回顾以往,发现许多鲜为人知的事情。
毛泽东对制造原子弹的决策是这样形成的
1945年8月13日,美国人在广岛投下了原子弹。几天以后,毛泽东在延安的一次干部会议上说:“原子弹能不能解决战争?不能!原子弹不能使日本投降,只有原子弹而没有人民的斗争,原子弹只是空的。”
1946年8月6日,美国记者安娜·路易斯·斯特朗女士在延安采访了毛泽东,毛泽东说出了流传于世的一句话:“原子弹是美国反动派用来吓人的一只纸老虎,看样子可怕,实际上并不可怕。”
1951年下半年,法国科学院院长、世界着名科学家、诺贝尔奖获得者约里奥·居里(居里夫人的女婿,法国共产党员)让人传话,“请转告毛泽东同志,你们要反对核武器,自己就应该先拥有核武器”。
1954年,毛泽东对来访的赫鲁晓夫提出,能否在制造核武器方面给中国以援助。
1956年,毛泽东在最高国务会议上说:“我们还要有原子弹。在今天的世界上,我们要不受人欺负,就不能没有这个东西。”
1958年,毛泽东正式表态:“那么好吧,搞一点原子弹、氢弹,我看有十年工夫完全可能。”
赫鲁晓夫翻脸给中国制造原子弹燃起了自力更生之火
1957年,中国与苏联经过多次谈判协商,10月份,两国正式签订了国防新技术协定。该协定明文规定,苏联向中国提供原子弹的教学模型和图纸资料,并派专家来中国帮助研制。
就在我们每天等着、盘算着的时候,情况发展却不像我们想象的那样。1959年初来了一位苏联专家,但是他对原子弹的技术问题只字不提,怎么问他都不说,就是重复一句话“你们都去工厂实习”。他口袋里装了一本资料,上班拿出来看看,下班装着就走,从不让中国人接触。有人给他起了个外号“哑巴和尚”。
1960年7月16日,赫鲁晓夫完全翻脸不认账了,决定撤走在华全部专家。8月23日,在核工业部系统工作的200多名苏联专家全部撤回国,并把重要的图纸资料全部带走,原来应该供应的设备也不供应了。
中央果断决定,自力更生,自己动手搞出原子弹。核武器研究院很快组成三大部————理论部、试验部、总体部,排列出原子弹的各项技术关,分工到各研究小组,分配到每个人,全面开始攻关。
五年之后,原子弹爆炸获得完全的成功,十分巧合,卡中国人脖子的赫鲁晓夫也在同时被他的同伴发动的政变赶下了台。
原子弹的重大技术关———同步聚焦被突破了
美国人在1954年制造出三颗原子弹,其中两颗是“内爆”型,一颗是“枪法”型。“内爆”型原子弹如果研制成功,就表明下一步有可能研制出氢弹。
我国的第一颗原子弹采用了“内爆”型。所谓“内爆”型是将大量炸药起爆的能量压向内心,产生高温、高压,使内心里的核材料产生裂变,释放出大量核能。但是困难的问题在于炸药起爆后,能量并不是完全向内心压缩,而是向四周扩散,这就无法实现核裂变。
要解决这一重大技术关,应当是如何使炸药同步起爆,能量聚焦,科学家把这一技术问题叫作同步聚焦。
中国科技人员经过无数次的理论计算和试验,从北京长城脚下试验到青海湖金银滩,从小型到中型再到大型,从局部到整体,一步一步地试下去,最后实现了炸药起爆的能量完全压向内心,同步聚焦技术关被突破了。
原子弹的核心材料———铀235研制出来了
1964年初,国务院国防工办在常务副主任赵尔陆上将的主持下,召开国防各工业部部长会议,核工业部部长刘杰在会上高兴地说:“报告大家一个好消息,核材料铀235已经研制出来了。”
铀235研制过程是一件了不起的系统工程,从探矿、选矿、开采到最后的提取成功,有上百道工序,经过了许多家工厂。从南方的矿山开挖、选矿,由粗加工到细加工,再到精加工,一步一步筛选,一步一步提取,将半成品送到北方某工厂,再由北方某工厂加工后送到西部多家工厂,最后提取。整个工艺流程要经过大半个中国,缺少一道工序也不成。每一道工序都有极严格的技术要求,工作量之大、工艺要求之细、技术要求之强,不具有真才实学的行家里手是完不成的。
Ⅳ 氢弹的原理是什么
氢弹
hydrogen bomb
利用原子弹爆炸的能量点燃氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应瞬时释放出巨大能量的核武器。又称聚变弹、热核弹。氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同,但威力比原子弹大得多。原子弹的威力通常为几百至几万吨级梯恩梯当量,氢弹的威力则可大至几千万吨级梯恩梯当量。还可通过设计增强或减弱其某些杀伤破坏因素,其战术技术性能比原子弹更好,用途也更广泛。
1942年,美国科学家在研制原子弹的过程中,推断原子弹爆炸提供的能量有可能点燃轻核,引起聚变反应,并想以此来制造一种威力比原子弹更大的超级弹。1952 年11月1日,美国进行了世界上首次氢弹原理试验。从50年代初至60年代后期,美国、苏联、英国、中国和法国都相继研制成功氢弹,并装备部队。
三相弹是目前装备得最多的一种氢弹,它的特点是威力和比威力都较大。在其三相弹的总威力中,裂变当量所占的份额相当高。一枚威力为几百万吨梯恩梯当量的三相弹,裂变份额一般在50%左右,放射性沾染较严重,所以有时也称之为脏弹。
氢弹具有巨大杀伤破坏威力,它在战略上有很重要的作用。对氢弹的研究与改进主要在3个方面: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研制各种特殊性能的氢弹。
氢弹的运载工具一般是导弹或飞机。为使武器系统具有良好的作战性能,要求氢弹自身的体积小、重量轻、威力大。因此,比威力的大小是氢弹技术水平高低的重要标志。当基本结构相同时,氢弹的比威力随其重量的增加而增加。20世纪60年代中期,大型氢弹的比威力已达到了很高的水平。小型氢弹则经过了60年代和70年代的发展,比威力也有较大幅度的提高。但一般认为,无论是大型氢弹还是小型氢弹,它们的比威力似乎都已接近极限。在实战条件下,氢弹必须在核战争环境中具有生存能力和突防能力。因此,对氢弹进行抗核加固是一个重要的研究课题。此外,还必须采取措施,确保氢弹在贮存、运输和使用过程中的安全。
Ⅳ 氢弹的原理是什么
氢弹的原理是基于原子核的熔合。凡原子核都带阳电,所以彼此相斥。两个原子核之间的距离,约为10-12公分左右。除直接接触外,无法产生熔合反应。
通常,促使原子核反应的办法有四种:
第一,使不带电的中子接近并和原子核作用,产生更多的中子。新生的中子又与馀下的原子核作用,成连锁反应。
第二,将原子加速,使原子核互撞而发生反应。
第三,在太阳或星球上行反应。那裏有数百万度高温,可予原子核动能,使彼此接近。这就是所谓的“热核反应”。
第四,人造的热核爆炸。例如氢弹,温度高而作用快。
(5)中国氢弹如何实现聚焦扩展阅读:
由于产生聚变反应的轻原子核都带有正电荷,只有当它们的速度很高时才能克服正电荷间的静电斥力,发生显着的聚变反应。当热核装料的温度很高时,组成装料的原子核就具备了很高的速度(从而有很高的动能)。
利用这种办法发生的聚变反应叫热核聚变反应,简称热核反应。氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同,但威力比原子弹大得多。原子弹的威力通常为几百至几万吨级TNT当量,氢弹的威力则可大至几千万吨级TNT当量,其爆炸达到的温度约为100亿度,亦即太阳中心温度的1000倍。
优势
氢弹比原子弹优越的地方在于:
1、单位杀伤面积的成本低;
2、自然界中氢和锂的储藏量比铀和钍的储藏量还大得多;
3、所需的核原料实际上没有上限值。
4、威力比原子弹大
缺点
1、在战术使用上有某种程度上困难。
2、含有氚的氢弹不能长期贮存,因为这种同位素能自发进行放射性蜕变。
3、热核武器的载具,以及储存这种武器的仓库等,都必须要有相当可靠的防护。
Ⅵ 中国氢弹的研制过程是怎么样的
根据国家《科学技术保密规定》,氢弹的研制过程是保密的。氢弹是利用原子弹爆炸的能量点燃氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应瞬时释放出巨大能量的核武器。
氢弹,也被称作热核弹,是利用原子弹爆炸的能量点燃氢的同位素氘等轻原子核的聚变反应瞬时释放出巨大能量的核武器。它的爆炸过程大致是裂变—聚变—裂变。它的特点是借助热核反应产生的大量中子轰击铀-238,使铀-238发生裂变反应。这种氢铀弹的威力非常大,放射性尘埃特别多,所以是一种“肮脏”的氢弹。1953年8月14日,苏联总理马林科夫宣布美国已不再垄断氢弹的生产了。人类所制造破坏力最大的爆炸装置为苏联于1961年试爆的“沙皇氢弹”(代号“伊凡”),其原有设计拥有一亿吨TNT当量,但基于种种考虑,其实际制造当量约为5000万吨。
Ⅶ 中国造首颗氢弹时条件很艰苦,当时是如何造出的氢弹
中国造首颗氢弹时条件很艰苦,当时是如何造出的氢弹?.
在当时那个年代,有核国家想要卡住中国人的脖子,但是中国通过数位科学家以及无数默默无闻的工作者造出了原子弹,在这其中就有这样几位杰出科学家。
一个人的力量再大,也是有限的;让一个集体爆发,它的力量可能是难以想象的。
陈能宽 ,时任核武器研究院实验部主任,是中国第一颗原子弹研制实验研究领域的主要组织领导者。
这些人都为中国核武器的制造做出了巨大贡献。
Ⅷ 氢弹威力比原子弹大吗中国的氢弹技术在世界上是什么水平
是的,氢弹的威力远比原子弹要大得多。
原子核聚变或者裂变时会释放出巨大的能量,比如,1千克铀全部裂变释放的能量是1千克TNT炸药爆炸(化学反应)释放的能量的2000万倍。
核武器就是利用核反应进行杀伤破坏的一类武器,主要包括原子弹和氢弹,此外,利用核衰变原理制成的贫铀弹也属于核弹。现阶段,原子弹主要由铀235或钚239等重原子核的链式裂变反应制成。
而中国的氢弹就是于敏型构造,相对于泰勒-乌拉姆构造有着小型化和保养简单的优点,中国的氢弹技术强不强就不用我说了吧!
Ⅸ 氢弹的工作原理是什么
也称“聚变弹”或“热核弹”,是利用氢的同位素氖、氖等氢原子核的聚变反应,瞬间释放出巨大能量造成大规模杀伤破坏效果的核武器。
氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同,但威力比原子弹大得多。原子弹的威力通常为几百或几万吨TNT当量,氢弹的威力则可大至几千万吨,还可通过设计增强或减弱其某些杀伤破坏因素,其战术技术性能比原子弹更好。氢弹由起爆原子弹、热核装料和外壳等主要部件组成。一般多以“铀”‘作外壳。聚变反应产生大量的高能中子能引起“铀”核裂变反应,释放出大量能量,这样可以大大提高当量并降低费用。
世界上已有美、俄、英、中、法等5个国家拥有氢弹。中国为了打破超级大国的核垄断和核威胁,于1966年12月28日首次进行氢弹原理试验。1967年6月17日爆炸的第一枚氢弹,威力大于300万吨梯恩梯当量。中国是第4个拥有氢弹的国家,从爆炸第一颗原子弹至爆炸第一颗氢弹只用了2年零2个月的时间,其发展速度在世界上是最快的。
Ⅹ 氢弹原理突破的具体过程是怎样的
苏联第一颗原子弹的爆炸成功,对美国的科学家与官方人士来说,都是骇人听闻和出乎意料的事件。在此之前,美国官方认为苏联如果完全依靠自己的力量研制原子弹,可能需要15~20年。美国科学家虽然认为苏联有一流的科学家,如果全力以赴工作的话,需要的时间可能会缩短,但他们又认为这种可能性很小,对原子弹的国际控制协议有可能在苏联原子弹出现以前实现。
事实已经很清楚,美国的核垄断被打破了。美国原子能委员会的一些军方代表,如施特劳斯等人,提出了加速研制“超级”原子弹——氢弹的问题。
关于氢弹结构的具体细节,各个核国家至今仍然严格保密。氢弹的设计与制造要比原子弹复杂得多。下面我们就简要地介绍一下氢弹原理突破的具体过程。
在20世纪20年代,大多数物理学家都认为原子是由质子和电子组成的。中子被发现后,人们又相信原子核是由一定数量的质子和中子组成的。但实验表明,一些轻原子核的质量并不完全是质子和中子质量的整倍数,而是小一些。根据爱因斯坦着名的质量能量转换公式,原子核质量的这种微小减少意味着,如果能设法用像氢核这样的小原子核合成更大的核的话,那么小核子在合成过程中将会以损失部分质量为代价,放出巨大的能量。一些想象力丰富的物理学家猜测,这可能是行星巨大能量的来源,甚至有人试图用正处于发展过程中的量子力学去定量地计算这个富有挑战性的问题。伽莫夫就是其中之一。
伽莫夫原籍苏联。他在20世纪20年代时就与英国、德国等西方物理学家有很密切的联系,对行星能量采源问题发生了很大的兴趣,并且在20年代末为行星的内部运动勾画出一幅大致的图像:行星的内部处于极高温的状态,元素以离子状态存在着,小的原子核在热运动帮助下克服了静电的排斥力,相互碰撞聚合成大的原子核,同时也放出巨大的能量。这就是现代科学中的核聚变过程。
伽莫夫这种理论模型的实验根据全部来自于天文观测,当时没有人梦想人们有朝一日能够在地球上得到这种高温,从而实现核聚变反应。
1933年,伽莫夫离开苏联来到欧洲,继续从事核反应的理论研究。美国华盛顿州的乔治·华盛顿大学想聘请他去工作,‘他也希望能建立一个专门研究核聚变和行星问题的研究中心,于是就以此作为他应聘的条件。乔治·华盛顿大学接受了他提出的条件,伽莫夫便于1934年来到了美国。他上任后立即开始网罗人才,进行这方面的研究。泰勒就是在这种背景下去美国的。1935年8月,泰勒应伽莫夫的邀请,来到美国乔治·华盛顿大学,担任理论物理学教授。
伽莫夫认为,首先应该搞清楚热核反应研究的困难,找到努力的方向。他于1938年春组织了一个专门讨论热核反应的讨论会,希望借此机会唤起美国物理学家对热核反应的兴趣。会议正像伽莫夫预计的那样,没有得到明确的结论,但热烈的讨论给了大家以推动和启示。德国核物理学家贝特在会议后短短的几个月内,就为行星的热核反应建立了一个很具体的、令人信服的模型。
贝特系统地研究了物理学家们以前提出的各种热核反应模型,收集和分析了大量有关太阳光谱、天文观测和核物理实验的数据,在此基础上提出了自己的新见解。在他的行星热核反应模型中,四个氢核经过所谓“碳循环”合成一个氦核。在这种核子的重新组合过程中,将有0.7%的质量被转化成各种形式的能量。正是它使太阳光芒四射,为人类提供了无限光明。根据贝特的计算,一些行星的内部温度能高达摄氏2000万度。根据热力学定律,每个原子核的平均动能超过1700电子伏特,由于原子核在这种热平衡状态下不会因碰撞等原因而损失能量,一些原子核将拥有足够的动能去克服原子核之间的静电势,从而实现核聚变反应。贝特假设在行星的内部存在着一些特殊性质的力,阻止了大多数聚变中放出的光量子逃出行星。简单地说,一个辐射量子在“诞生”后平均运动几个毫米就会被吸收掉,吸收辐射量子后的原子核又会放出一个方向无规的新辐射量子。由于这个原因,一个辐射量子要经过1万年的时间才能从太阳的中心“扩散”到太阳的边缘,整个太阳就像一个不透明体,其边缘的温度将大大地小于其中心的温度。贝特计算出太阳的中心温度为摄氏1700万度,太阳的表面温度仅为摄氏6000度,很小的核反应率和极小的辐射量子逃出比率,使得太阳在10亿年中才将1%的氢转化成氦,损失了微乎其微的质量。
贝特的计算和天文观测符合得很好。他指出,人们在地球上不可能得到这样高的温度。即使能使一些原子核发生热核聚变反应,由于反应产生的能量会立即扩散,反应只能维持几个毫秒时间,这只能是爆炸性的反应。由于处于非平衡状态下的原子核在实现核聚变反应前会因碰撞而损失能量,聚变反应所需的温度要比行星中缓慢地进行的反应所需的温度高得多。
一年之后,原子核裂变的研究转移了许多核物理学家的注意力和工作方向,美国的物理学家很快就卷入了旨在军事应用的核裂变研究和原子弹的研制工作。贝特的全部精力都集中到有关原子弹的理论计算上,没有功夫顾及热核反应。泰勒却溶深地被贝特的模型所吸引,幻想能在地球上模拟太阳的内部情况,实现热核反应,使人类可以从取之不尽、用之不竭的水中获得动力和能量。
从1941年起,泰勒就在哥伦比亚大学协助费米研究核裂变。1942年初,费米在反应堆研究上取得了原来预计到的进展,他确信原子弹会成功,对泰勒说:“我们现在在原子弹的研制上看到了很乐观的前景,这种核爆炸能否用来触发类似于在太阳中进行的那种反应呢?”泰勒立即认真地研究了这个问题。哥伦比亚大学的物理学家尤里不久前刚发现氢的同位素氘,它比普通的氢多一个中子,在原理上更容易发生聚变反应。于是,泰勒将氘用在他的计算中。由于没有找到合适的模型和缺乏足够的实验数据,泰勒从几个星期的计算中得到了否定的结果,即原子弹爆炸产生的高温不足以触发氢或者氘核的聚变。
1942年春,泰勒应奥本海默和康普顿之邀去芝加哥大学金属实验室和加州大学伯克利分校讨论原子弹的理论问题。在芝加哥,泰勒遇到了另一位热衷于热核聚变反应的物理学家科诺宾斯基。他们合作计算后发现,氘核的聚变反应很可能被原子弹爆炸所产生的高温触发。科诺宾斯基还提出,可以用氢的另一种同位素氚作聚变材料。贝特在与他们讨论时指出,这是降低热核聚变反应所需温度的有效办法。
1942年夏,奥本海默在伯克利组织了一个有关快中子和原子弹理论讨论会,泰勒在会上兴奋地向大家报告了他们的讨论结果。由于地球上存在着大量的水等含氢物质,奥本海默很担心原子弹爆炸时会触发它们的聚变反应,导致地球的毁灭。他曾专程去密歇根找康普顿讨论了这一可能的危险。
在洛斯阿拉莫斯的初期,奥本海默为了搞清聚变反应的原理和原子弹产生的次级粒子和高温对氢同位素的影响,优先安排了有关聚变的实验,如测量氚的性质,泰勒也埋头于这方面的理论工作。不久之后,由于研制原子弹的任务日益繁重,时间日益紧迫,因此洛斯阿拉莫斯在热核聚变方面的工作被迫停顿下来了。
广岛事件不仅给世界和平带来了阴影,也从心理上挫伤了参加并主持核研究的物理学家,很多人再也不愿意去研究那些威力比原子弹更大的新武器了。对热核聚变反应有很重要见解的贝特和费米,都急于返回到大学的教室和实验室,奥本海默不久后也离开了洛斯阿拉莫斯。在奥本海默的提议下,物理学家布雷德伯里接任洛斯阿拉莫斯实验室主任。实验室一方面继续改进和完善原子弹,另一方面开始向基础科学研究、特别是核物理和高能物理转变。
这时氢弹在技术上的前景也是很暗淡的。贝特估计,即使是用氘和氚作聚变材料,热核聚变反应所需的触发温度也要在摄氏1亿度以上,而美国在广岛投下的原子弹爆炸所产生的最高中心温度才达到摄氏5000万度。1945年11月,贝特在美国参议院原子能特别委员会作证时说,尽管氢弹可以成为核聚变的一个实际应用,但最重要的是要产生其温度比太阳中心温度高得多的热源,这在目前是难以做到的。
一直致力于揭开热核聚变秘密、模拟太阳内部情况的泰勒认为,现在是开展氢弹研究的好时机。他呼吁:“实际上没有根据将我们的注意力只放在现有的原子弹上,它只是首次尝试的结果。……在原子弹这样新的领域里,我们应对新的惊人发展有所准备。”他指出,物理学家们的努力可使我们对氢弹的认识逐步清晰,并走原子弹走过的同样的道路。泰勒提出,如果洛斯阿拉莫斯实验室同意他的氢弹研究计划,他可以留下来担任理论部主任。布雷德伯里则认为,原子弹是在战争情况下研制出来的,尚未真正成为一件可信赖的实用武器,美国国防需要的是完善后的原子弹。因此,他不想将日益减少的人力物力投到前途尚很暗淡的氢弹研究方面。
布雷德伯里很希望泰勒能够担任贝特原来的职务——理论小组负责人,他们二人之间进行了一次极不友好的谈话。泰勒用他所常用的那种咄咄逼人的口吻说:“我还得看一看,什么更好些,究竟是试验十几个普通的原子弹呢,还是致力于热核问题的全面研究!”
布雷德伯里也没好气地回答说:“很遗憾,这个问题正像您应该知道的那样,是不在讨论范围以内的。”
于是,泰勒拒绝了他的邀请,回到芝加哥大学,一边从事教学和培养研究生,一边继续进行氢弹的研究。
1946年,奥地利物理学家瑟林从基础物理学研究出发,探讨了氢弹的问题,并把其结论发表在一份科普杂志上。瑟林在文章中首先追述了用人工实现粒子之间的相互作用问题,分析了热核聚变反应所需要的条件,特别是能量和温度。他将可能的核聚变反应分成三类:
氘-氘反应。把氘放在钚弹的外围,钚弹爆炸后的碎片带有1亿电子伏特的能量,它们在出射过程中可能会与氘碰撞而传递一部分能量给氘,后者将通过氘-氘反应产生氦核和一个中子,同时释放出300万电子伏特左右的能量。
钚-氘弹。将钚与氘混合在一起,氘有很大的机会与裂变碎片直接碰撞;聚变反应的几率因此而增大。这种炸弹的困难很难将原料的临界体积减小,将核反应维持在一定的时间内,从而限制和减小了核弹的威力和效率。
锂-氢弹。锂的原子量为7,原子序数为3。在几百万度的高温下,锂核会与氢核发生作用产生一个质量数为8、电荷数为4的中间核,这个中间核立即会衰变成两个氦核,同时放出1700万电子伏特的能量。锂和氢都是可以在工业规模上生产的,它将使氢弹的造价降低,而它的单位质量的爆炸力将比原子弹大1000倍。瑟林想象将触发热核聚变反应的原子弹做成一个中空球壳,聚变材料放在它的中心,原子弹爆炸时产生的高温将足够触发氢弹的爆炸。瑟林认为它将是氢弹研究的方向和希望。
瑟林的目的本来在于介绍物理学的新发展,但就是这个粗略的讨论却很正确地指出了氢弹的发展方向。