一克氢弹物质发生聚变,能产生多大的威力?

一克氢弹的核聚变物质,聚变时释放的能量相当于140吨TNT当量,或者相当于20吨标准煤燃烧释放的能量,杀伤范围的直径有700米。

氢弹是人类目前有能力制造的最强的武器,理论上只要达到点火温度和压力,核聚变反应就能持续进行,所以氢弹本身没有临界质量。

原子弹是利用链式反应进行的,只有达到一定质量(临界质量)的核聚变材料,才有可能发生链式反应,比如铀-235的临界质量大约50千克,钚-239的临界质量大约10千克。现有氢弹由原子弹爆炸来引爆,所以氢弹是存在最小当量的,目前最小的氢弹,质量也在一吨以上

目前氢弹材料采用氘核与氚核发生聚变,质能转化效率为0.7%,也就是说1克聚变物质当中,有0.007克质量转化为了能量,根据质能方程,可以计算出释放的总能量大约为:

E=Δmc^2

=0.007*10^-3*(3*10^8)^2

=6*10^11J;

这相当于20吨标准煤燃烧释放的能量,或者140吨TNT当量;理论上,质能转化率最高的是反物质炸弹,利用反物质和正物质发生湮灭,就能使物质100%地转化为能量,目前人类可以制造及少量的反物质,但是反物质的储存是一个非常大的难题。

核弹的杀伤力半径估算公式为:

d= 1.5 × 等效TNT爆炸当量^(1/3);

其中D为杀伤力半径(单位千米),TNT当量的单位为“万吨”,所以1克氢弹物质发生聚变,释放能量的杀伤力半径大约为:

d=1.5*(140*10^-3)^1/3≈0.36公里;

于是杀伤范围的直径大约是700米。