呼之欲出的第四代核武器
众所周知,第一代核武器是用铀或钚制造的原子弹。现在,制造原子弹的科学和技术已广为人知,无需进行核试验就可以研制成功,因此这种武器的扩散已成为当今世界的主要威胁。第二代核武器是热核武器,即氢弹。研制氢弹需要进行广泛的核试验,经过50年的发展,制造这种武器的技术已经成熟,再要取得突破性进展已不大可能。全面禁止核试验条约目前能够被核大国所接受,从技术上说,这是一个主要的原因。第三代核武器是效应经过“剪裁”或增强的核弹。研制这类核武器同样需要进行核试验,因此受到全面禁止核试验条约的限制。
第四代核武器是以原子武器的原理为基础,所用的关键研究设施是惯性约束聚变装置,因此它的发展不受全面禁止核试验条约的限制。在军事上,由于这类武器不产生剩余核辐射,可作为“常规武器”使用。只有那些拥有第二代核武器、掌握先进技术的发达国家才有能力发展第四代核武器。例如:干净的聚变弹、反物质弹、粒子束武器、激光引爆的炸弹、原子核的同质异能素武器等。下面介绍美、法、俄等国正在研究的三种第四代核武器:
金属氢武器氢气在一定压力下可转化为固体结晶体,在室温下无需密封可保持很长时间,这就是金属氢。金
属氢的爆炸威力相当于相同质量TNT炸药的25—35倍,是目前可以想象到的威力最强大的化学爆炸物。金属氢武器已列为美国国家点火设施科学计划的研究项目。
核同质异能素所谓同质异能素,是指质量数和原子序数相同、在可测量的时间内具有不同能量和放射性的两个或多个核素。高能炸药能量的量级为1KJ/g,而核同质异能素大约是2GJ/g,比高能炸药的能量大100万倍,其核裂反应能量更大,达到80GJ/g。目前一些研究所正在系统研究核同质异能素的性质和释放能量的方法,例如美国和法国的有关研究所根据美国原战略防御计划局和北约签订的合同所进行的研究,通过重离子碰撞或惯性约束聚变中微爆炸产生的中子脉冲进行核合成,可得到核同质异能素。像金属氢一样,核同质异能素武器可作为“常规武器”,也可作为“干净”氢弹的扳机。
反物质武器反物质的研究始于40年代后期,但进展缓慢。1986年,在磁陷阱中首次捕获到反质子(带正电的质子称为反质子,带正电的电子称为反电子),从此对反物质有了进一步的认识。研究表明,极少量的物质与它的反物质相互作用(称为“湮没”反应),可迅速释放出巨大的能量,足以压缩钚或铀丸产生链式反应。只要几微克的反物质,就可用作热核爆炸的扳机,
或者激励出极强的X射线或Y射线激光。反物质在军事上有多种作用,它是目前研究第四代核武器中最重要的一种,在美国费米国立加速器研究所、法国和瑞士合建的欧洲核研究中心以及俄罗斯的高能物理研究所,都在进行反物质的生产和研究。
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