氫彈原理是核融合 非氫氣爆炸

　大家都知道氫氣易燃易爆，而且氫氣的燃燒溫度很高，使得人們聽到「氫彈」，就容易誤以為氫氣爆炸的炸彈，這卻完全是一種誤解。

　氫彈的原理，來自核能反應當中的「核融合」，這是指2種輕的原子受高溫高壓融合成1個較重的原子，在反應過程中，有一些質量會損失，並且以能量的形式釋放，也就形成巨大的光與熱。在自然環境中，最常見的核融合就發生在太陽這樣的恆星，平均每分每秒，有著數噸的氫原子因高溫與壓力被融合氦原子，並以此釋放出龐大的能量。

　然而在地球上，沒有太陽那樣的壓力與溫度，也就很難利用普通的氫原子做為核融合的材料，必須使用極端的辦法才行。然而，科學家在研究放射性物質的過程中，瞭解到多數的元素都有極為稀少的變體，稱為「同位素」，這同位素先天結構不穩定，也就比較容易發生核反應。於是科學家找到氫元素的2種同位素，分別是「氘」（讀音「刀」）以及「氚」（讀音「川」），這2種都比普通氫來的更重，也就稱為「重氫」， 因此，利用重氫所製作的核彈，稱為「重氫彈」或是「氘氚彈」會更合適，可惜氫彈之名已經固定下來，難以變更。

　氫彈的設想可以追溯到第二次世界大戰期間，參與研發原子武器的「曼哈頓計畫」。在研究期間，美籍匈牙利裔猶太理論物理學家愛德華．泰勒（Edward Teller）就提出了氫彈的想法，甚至希望研究團隊跳過研究原子彈，直接打造氫彈。然而當計畫主持人歐本海默（Robert Oppenheimer）問他：「你打算如何讓重氫融合？」泰勒思索一下，回答道：「顯然只有先引爆一枚原子彈，形成極端的高溫高壓，再促發重氫融合。」歐本海默立即說：「我們現在還沒有原子彈。」

　這一插曲被視為氫彈的發想，日後的氫彈也確實是利用原子彈當起爆器，再驅動重氫融合，這是由泰勒與另一位曼哈頓計畫成員烏拉姆（Stanislaw Ulam）共同設計，因此這種氫彈也稱為泰勒-烏拉姆構型（Teller-Ulam design）。

　在泰勒-烏拉姆構型的氫彈當中，會有1枚鈽材料核彈做為起爆核彈，產生高溫高壓並釋放巨量的中子，打擊下方「氘化鋰」的核融合材料。氘化鋰是核融合的關鍵物質，其中鋰還必須是鋰6同位素，才能吸收中子之後形成氚。此時氘與氚高速的融合成氦4，這個反應釋放出大量能量，也就是巨大的爆炸。

　既然氫彈是用鈽核彈引爆的，而鈽核彈本身就有巨大的破壞力，那麼科學家如何得知氫彈爆炸的威力，是來自核融合反應呢？這就必須從爆炸威力，以及爆炸後的生成物質來做判斷。一般的鈽核彈的當量在幾10到1、200萬噸TNT炸藥區間，但是氫彈的當量可以超過這個威力，比如1952年美國首次氫彈實驗「長春藤麥克」（Ivy Mike）的當量達到1000萬噸TNT炸藥；而1961年蘇聯的「沙皇炸彈」（Tsar Bomba）更是達到5000萬噸的爆炸當量，被稱為「人類引發的最巨大爆炸」，威力僅次於恐龍滅絕的隕石毀滅事件。

　另一方面，科學家也可以從反應物質去調查，例如氚的殘留來證明核融合有沒有發生。

　美國與俄羅斯目前的戰略核武彈頭，大多都是氫彈，像是三叉戟潛射洲際彈道飛彈，其內部的10枚W88型核子彈頭，就是一種氫彈。（更多精彩內容請免費下載《翻爆》APP）