第五十八章推动人类核能利用
氢弹的发明
1952年11月1日，美国试爆成功世界上第一枚氢弹。这一瞬间，震惊了整个世界，标志着人
类掌握核能的时代已经到来。
构思氢弹聚变困难
氢弹，是利用氢原子核聚变反应所放出的巨大能量，起杀伤和破坏作用的爆炸性武器。人们
在很早就有了关于氢弹的构思。
20世纪20年代末。奥地利人豪特曼斯和英国人阿特金逊认识到，太阳的强烈辐射是因为它
上面的聚变反应提供了巨大的能量。所谓聚变反应，就是两个轻的原子核在高温作用下聚合
，形成重核并放出能量。由于这种聚变反应是在高温条件下进行的，又被称为热核反应。19
37年，德国物理学家贝特提出，太阳上的热核反应是氢聚合成氦。
在地球上能够产生聚变反应的轻原子核有好多种，其中最主要的是氢的同位素氘(重氢)和氚
(超重氢)的原子核。
氘在自然界含量丰富，它以重水的形式存在于海洋中，通过电解重水，即可获得氘。每1 00
0吨
海水中含有2千克重水，所以核聚变的应用材料丰富。氚在自然界中不单独存在，需要花费
巨大的能量才能制得，而且氚又很不稳定，不能长期贮存。
聚变反应能释放出来的能量大得吓人，甚至要大大超过原子核裂变反应的能量。有人计算过
，燃烧1千克煤大约可以推动火车行走8米；如果1千克铀235发生裂变，所释放的能量能推动
火车行走4万千米，可绕地球一圈；而如果用1千克氘和氚发生聚变，释放的能量则可以使火
车行走38万千米，能从地球一直开到月球。
1942年，美国人利用核裂变反应研制原子弹的时候，很自然地就想到了氢弹，它利用的是核
聚变反应，其威力一定比原子弹更大。
虽然氢弹的构思几乎与原子弹同时产生，但实现轻核聚变的条件要比实现重核裂变困难得多
要使两个轻的原子核结合在一起形成一个较重的原子核，只有将轻核材料的温度升得足够高
使其中的原子核达到极高的运动速度时，相互撞击才会聚在一起。要使氘和氚发生聚变反应
，需要的温度至少在4万摄氏度以上，即相当于太阳内部的温度。在这样高的温度下，氘和
氚以每秒几百千米的速度互相碰撞发生聚变反应。地球上哪里去找这样的高温呢?
“麦克”问世威力无比
1942年，特勒提出了利用原子弹爆炸产生的极高温度引发聚变反应的独特见解，得到贝特的
赞同，贝特算了一下：假如能成功地将一颗原子弹作为“点火雷管”引起氘的聚变反应，那
么至少可以释放出5倍于铀原子裂变的能量。
1949年8月29日凌晨4时，苏联的第一颗原子弹“南瓜”在哈萨克大草原的塞米巴拉金斯基地
试爆成功。
美国人获知这消息后的第一个反应就是：要在核武器第二回合的竞争中再次抢先起跑，加
紧研制新的核武器，以重新取得核优势地位。美国人要研制的新核武器是氢弹。
1950年1月，美国总统杜鲁门正式签发了加速制造氢弹的命令，在美国西部的利弗莫尔小城
建立起了原子能委员会的热核实验室，参加过原子弹研制的特勒被任命为实验室主任。
1952年，由特勒领导的热核实验室制得了第一颗氢弹“麦克”，特勒亦被称为“氢弹之父
”。
“麦克”由3种炸弹组合而成。外面是氢弹，装的是热核炸药液态氘和氚；里面是原子弹，
装的是核炸药铀235；还有一颗普通炸弹用以引发原子弹爆炸。原子弹爆炸产生的上千万度
超高温，使氘、氚发生聚变反应，释放出巨大的核聚变能。
1952年11月1日清晨5时55分，美国在太平洋马绍尔群岛附近的艾路基拉伯小岛上进行了第一
次氢弹试验。刚出世的氢弹“麦克”有65吨，体积超过一辆大卡车。
这次爆炸的结果，在海底形成了一个直径约2 000米、深约50米的火山口。爆炸时火焰的圆
顶直径大约为65千米。当火球刚刚消失，巨大的蘑菇状烟云冲向天空的时候，在远处飞机
观察的科学家发现艾路基拉伯岛消失了。
爆炸释放出了相当于1 300万吨TNT爆炸的能量，这一数字是投在广岛的那颗原子弹能量的近
千倍。这完全是出乎意料的。
威力史无前例的“麦克”其实并无实战价值，与其说这是一颗氢弹，倒不如说是一个会爆炸
的“冷库”。因为氘和氚在通常情况下是气体，只有在零下200多度的低温下它才成为液体
。这样一个需要一套庞大的制冷装置为之服务、重达65吨的炸弹，要是投入实战是不可想像
的。这种用氘和氚作为热核装料的氢弹又叫“湿式”氢弹。
氢弹制造不断发展
前苏联冷冷地看着美国的氢弹发明快车在奔驰，对“麦克”不屑一顾，因为他们胸有成竹，
券在握。早在1949年，前苏联的第一颗原子弹“南瓜”刚爆炸不久，他们便建立了研制氢弹
科研小组，成员中有赫赫有名的物理学家萨哈罗夫，他提出了“干式”氢弹的发明构思：不
使用液
氘和液氚，而使用它们和锂的化合物做热核装料。当氢弹爆炸时，起引爆炸作用的原子弹
发生裂变反应，产生超高温及大量中子，6Li(锂—6)在中子轰击下分裂为氦核和氚核；氚
核与氘核又在超高温下发生聚变反应，放出大量能量和快速中子，从而使氚—氘、氘—氘、
6Li(锂—6)—氘的聚合反应自行维持下去；聚变反应所产生的快速中子又可使包在氢弹外
壳的铀238裂变，产生更大的威力，同时产生严重的放射性污染，所以人们叫它“脏弹”。
这样制成
的氢弹叫氢铀弹。由于包含裂变—聚变—裂变三个过程，又称三相弹。氢弹的结构变得轻巧
简单，而且更加有效成为一种实用化的热核武器。
1953年8月12日，前苏联在北极圈内的弗兰格尔岛爆炸了它的第一颗氢弹。美国的氢弹优势
仅保留了9个月，就被前苏联迎头赶上了。这颗氢弹的威力虽然大不如“麦克”，却是一颗
型的可用于实战的投射弹，可以用飞机运载。这可比中看不中用的“麦克”实惠多了。当时
年仅32岁的萨哈罗夫被誉为前苏联的“氢弹之父”。
英国1957年5月在太平洋圣诞岛实施了首次热核爆炸。
1961年10月30日，前苏联在北冰洋中的新地岛上又成功地爆炸了一颗威力相当于6 000万吨T
NT
炸药的氢弹，这是世界核试验历史上最大的一次爆炸，爆炸后产生的冲击波绕地球转了3圈
，头一圈的时间是65小时。
法国1968年8月24日爆炸了第一颗氢弹；中国1966年12月28日用塔爆方式进行了首次氢弹原
理试验，爆炸威力12.2万吨梯恩梯当量，随后又于1967年6月17日进行了全威力氢弹空爆试
验，威力330万吨梯恩梯当量。使中国成为继美、苏、英国之后第四个掌握氢弹制造技术的
国家。
以后，核武器就开始朝小型化、多样化、实用化、轻污染化方向发展了。
氢弹的研究除了铀—235、钚—239、氘、氚及其化合物等核材料的生产外，核装置本身的研
，必须与整个氢弹的研制程序协调一致。进行这些工作，要有必要的试验场所，包括核试验
场。在地下坑道和竖井进行封闭式的核爆炸试验，不仅可以基本上避免大气中放射性沉降和
环境污染，且有利于在技术上保密，还便于测定各种物理过程和反应阶段的特征参数，以验
证和改进武器设计。因此，由大气层核试验转入地下核试验，是氢弹发展的必经之路。各有
核国家都是在先进行了一系列大气层核试验后转入地下进行核试验的。但美、苏两国的核试
验次数约占全世界核试验总数的85%以上。
氢弹的爆炸，意味着人类掌握使用核聚变的巨大能量的时代已经到来。原子弹的爆炸威力，
通常为几万、几十万吨TNT数量，而氢弹的爆炸威力为原子弹的千百倍，可达到几百、几
千万
吨TNT数量。氢弹可以制成航空炸弹，也可装在导弹上发射。装有氢弹头的中程、远程导弹
是二种战略核武器，具有核威慑力量。但是，氢弹的这种“核能”如果以原子核反应堆
的形式释放出来，是缓慢的和受控的，人类就是以利用和依靠它造福于社会，成为人类取之
不尽、用之不竭的新能源。